Neuroanatomy and neurophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)
90 %
Biological basis of neurological and psychiatric disorders (Council of Medical and Biological Sciences)
10 %
Ortelius classification: Neurobiology
Panel
Neurosciences
Department or equivalent
Laboratory of Endocrine Neurobiology (Institute of Experimental Medicine)
Participants
Demeter, Kornél Dizon, Angela Priscilla Pál, Balázs Zoltán
Starting date
2018-09-01
Closing date
2023-08-31
Funding (in million HUF)
47.638
FTE (full time equivalent)
4.74
state
running project
Final report
Results in Hungarian
A bazális előagy (BEA) morfológiai és funkcionális szempontból is összetett agyi régió, amelyhez alvás-ébrenléti, éberségi, figyelmi, motivációs és tanulási folyamatok szabályozása köthető. A BEA-ban lévő heterogén sejtpopuláció aktiváló és gátló beidegzést is kap az agytörzsből, többek között glicinerg afferenseket is, melyek végződéseit kolinerg sejteken a munkacsoportunk írta le. Jelenlegi kutatásunk a glicin BEA-ban játszott funkcionális és magatartási szerepéről rendelkezésre álló ismereteink kiszélesítésére irányult. (1) A glicin további, nem-kolinerg célsejtjeit azonosítottuk a BEA-ban. (2) A glicin szignalizációs folyamatában kritikus szerepet játszó gének (membrán receptorokat és transzportereket kódoló) születés utáni expresszióját jellemeztük kolinerg és nem-kolinerg idegsejtekben is. (3) Meghatároztuk azt az átmeneti időszakot, amikor a glicin korai posztnatális időszakot jellemző aktiváló hatása gátlóvá válik. A társuló, klorid ionok transzportjában szerepet játszó génátírási változásokat is nyomon követtük. (4) Kimutattuk a kolinerg sejtek emelkedett extracelluláris glicin-szintek mellett bekövetkező napszaki változásait. (5) Figyelmi tesztben eltérő magatartási választ detektáltunk a kontroll egérhez viszonyítva olyan kísérleti állatban, amelyben fénystimulációval glicin volt felszabadítható a bazális előagy egy célzott területén. Ezek az eredmények a figyelem zavarokat vizsgáló klinikai gyakorlatban felhasználhatók lesznek.
Results in English
The basal forebrain (BF) is a highly complex brain region, that has been implicated in regulating the sleep-wake cycle, arousal, attention, motivation, and learning processes. The heterogeneous cell population of the BF receives activating innervation as well as inhibitory afferents from the brain stem including the glycinergic afferents to BF cholinergic neurons described by our team. The current research aimed to extend our knowledge about the functional and behavioral role of glycine in the BF. (1) Additional, non-cholinergic neurons were identified in the BF innervated by glycinergic fibers. (2) Postnatal expression of genes critically involved in glycine signaling (encoding receptors and membrane transporters) was characterized in cholinergic and non-cholinergic inhibitory cells of the basal forebrain. (3) The postnatal transition period was determined, when glycine being an activator in early postnatal days, turns into an inhibitory transmitter on target cells. The accompanying transcriptional changes of chloride transporters were also determined. (4) Circadian-dependent responses of the cholinergic neurons were demonstrated at elevated extracellular glycine levels. (5) Distinct behavioral response was observed in an attention test between animals capable or not capable of releasing glycine upon photostimulation in the basal forebrain. These results could be used in the future for developing specific therapies for attention deficits.
Imre Kalló, Balázs Pál, Krisztina Nagy, Tsogbadrakh Bayasgalan, Csemer Andrea, Mohanraj Mahendravarman, Masahiko Watanabe, László Záborszky: New targets of glycine signaling in the mouse forebrain, mitt2020.hu/abstracts, #30, 2020
