Role of endogenous glutamate in the regulation of neurosecretory systems  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
69127
Type K
Principal investigator Hrabovszky, Erik
Title in Hungarian Endogén glutamát jelentősége neuroendokrin rendszerek szabályozásában
Title in English Role of endogenous glutamate in the regulation of neurosecretory systems
Keywords in Hungarian glutamát, neuroendokrin, neuroszekréció, vezikuláris glutamát transzporter
Keywords in English glutamate, neuroendocrine, neurosecretion, vesicular glutamate transporter
Discipline
Endocrinology (Council of Medical and Biological Sciences)80 %
Molecular and cellular neuroscience (Council of Medical and Biological Sciences)10 %
Metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)10 %
Panel Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent Reproductive Neurobiology (Institute of Experimental Medicine)
Participants Deli, Levente
Túri, Gergely
Starting date 2007-07-01
Closing date 2011-12-31
Funding (in million HUF) 19.697
FTE (full time equivalent) 4.35
state closed project
Summary in Hungarian
Az L-glutamát, mint fő serkentő neurotranszmitter jelentősége már régóta ismert. A pályázó munkacsoportja az elmúlt év során felismerte, hogy - szinaptikus terminálisok mellett, - a glutamaterg rendszert jelölő marker fehérje, a 2. típusú vezikuláris glutamát transzporter (VGLUT2), az endokrin működések központi szabályozásáért felelős kis- és nagysejtes (peptiderg) neuroszekretoros rendszerek terminálisaiban, továbbá az adenohipofízis gonadotróf és thyrotróf sejtjeiben is előfordul. A pályázat munkaterve a glutamát kevéssé ismert, „szekréciós termék” szerepét vizsgálja. A kísérletek gonadotropin-releasing hormone, corticotropin-releasing hormone, thyrotropin-releasing hormone, oxytocin és vasopressin tartalmú neuroendokrin rendszerek VGLUT2 expressziójának szabályozását, ontogenézisét, továbbá a glutamátot érzékelő receptorok neurokémiai mibenlétét kutatják. A funkcionális kísérletek felvetik az endogén glutamát tartalom pulzatilis neurohormonszekréció szabályozásában feltételezett szerepét. A VGLUT2 géntechnológiai megközelítésekkel tervezett in vitro és in vivo kiütésével gonadotropin-releasing hormone idegsejtekből a VGLUT2 funkcionális jelentőségére és a pulzatilitás keletkezésének alapmechanizmusaira keresnek a pályázók választ.
Summary
The importance of glutamate as a major excitatory neurotransmitter has long been know. During the past one year, our team has observed that the glutamatergic marker VGLUT2 can be localized in cells of the parvicellular and magnocellular (peptidergic) neurosecretory systems as well as in adenohypophysial gonadotrophs and thyrotrophs, in addition to occur in synaptic terminals. This proposal investigates the role of „secretory” glutamate in these systems. The proposed studies address the regulation of VGLUT2 expression in gonadotropin-releasing hormone (GnRH), corticotropin-releasing hormone, thyrotropin-releasing hormone and oxytocin neurons, the ontogenesis of VGLUT2 in GnRH neurons and the neurochemical characteristics of receptors sensing levels of secreted glutamate. Functional experiments will examine the putative role of endogenous glutamate in the regulation of pulsatile neurohormone secretion. The planned in vitro and in vivo studies of GnRH neuron-specific VGLUT2 gene knock-out models will investigate the functional significance of VGLUT2 and basic mechanisms of secretory pulsatility.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A kutatási támogatás segítségével a kutatócsoport tanulmányozta és feltérképezte az átvivőanyagként glutamátot használó (vezikuláris glutamát transzportereket tartalmazó) idegsejtek pontos anatómiai megoszlását rágcsálók hipotalamuszában. Leírta ezen glutamáterg idegsejtek részvételét az emberi hipotalamusz, és ezen belül, az emberi szaporodást irányító GnRH idegsejtek beidegzésében. Igazolta glutamáterg idegi fenotípus jegyeinek meglétét a szuprakiazmatikus mag egy elszórt neuron populációjában, továbbá korábban peptidergként megismert olyan neuronrendszerekben, melyek az agyalapi mirigy mellső és hátsó lebenyének működését szabályozzák. Tanulmányozta és endokrin fenotípus szerint azonosította a mellső hipofízis hámsejtjeiben is a glutamáterg neuronokra jellemző VGLUT1 és VGLUT2 enzim izoformákat és vizsgálta azok termelődésének szabályozását endokrin állatmodelleken. Elektronmikroszkópos vizsgálatokkal megállapította, hogy míg a neuroendokrin rendszerekben a VGLUT2 marker enzim mikrovezikulákhoz asszociált, addig az agyalapi mirigy mellső lebenyének hámsejtjeiben szekretoros granulumokban fordul elő. In situ hibridizáció használatával részletesen feltérképezte az egér hipotalamuszában az endokannabinoid érzékeny glutamáterg és GABAerg idegsejtek megoszlását. A projekthez kapcsolódó egyéb tanulmányokban új eredményeket szolgáltatott a reprodukció és az ösztrogén szignalizáció hipotalamikus és agykérgi mechanizmusainak jobb megértéséhez is.
Results in English
Using this grant support, the research group described the topographic distribution of neurons that use glutamate (and contain one of the two major isoforms of vesicular glutamate transporter enzymes, VGLUT1 and VGLUT2) as synaptic transmitter in the rodent hypothalamus. They described the contribution of glutamatergic neurons to the innervation of the human hypothalamus and specifically, its GnRH neurons. They provided evidence for the occurrence of scattered glutamatergic neurons in the suprachiasmatic nucleus and in parvi- and magnocellular neurons known to regulate the anterior and posterior pituitary lobes solely via peptidergic mechanisms. They characterized epithelial cells in the anterior pituitary that express the VGLUT1 and VGLUT2 enzyme isoforms and studied the regulation of these enzymes under different endocrine challenges. They used electron microscopy and established that the glutamatergic marker enzyme VGLUT2 is associated with small-clear synaptic vesicles in neuroendocrine neuronal cells of the hypothalamus and with dense-core vesicles in glutamatergic endothelial cells of the adenohypophysis. They provided a detalied in situ hybridization map on the distribution of endocannabinoid-sensitive (CB1 mRNA expressing) hypothalamic neurons that exhibit glutamatergic and GABAergic phenotypes. In other studies linked to the project they provided new data about the regulation of reproduction and about estrogen signaling in the hypothalamus and the cerebral cortex.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=69127
Decision
Yes





 

List of publications

  
Hrabovszky E., Deli L., Turi G.F., Kalló I. and Liposits Zs.: Glutamatergic innervation of the hypothalamic median eminence and posterior pituitary of the rat, Neuroscience: 144: 1383-1392, 2007
Kiss J., Halász, B., Csáki Á., Liposits Z. and Hrabovszky E.: Vesicular glutamate transporter 2 protein and mRNA containing neurons in the hypothalamic suprachiasmatic nucleus of the rat., Brain Res. Bull. 74: 397-405, 2008
Turi G.F., Liposits Z. and Hrabovszky E.: Cholinergic afferents to gonadotropin-releasing hormone neurons of the rat., Neurochem. Int.: 52 (4-5):723-728., 2008
Kalló I., Jekkel C., Hrabovszky E., Jurányi Z., Vida B., Járási A., Wilheim T., Harsing L.G., Jr. and Liposits Z: Immunohistochemical and in situ hybridization studies on glycine transporter 1 after transient ischemia in the rat forebrain, Neurochem. Int.: 52 (4-5): 799-808., 2008
Hrabovszky E. and Liposits Z.: Novel aspects of glutamatergic signalling in the neuroendocrine system, J. Neuroendocrinol.: 20 (6): 743-751, 2008
Vida B., Hrabovszky E., Kalamatianos T., Coen C.W., Liposits Z. and Kalló I.: Oestrogen receptor α and β in the suprachiasmatic nucleus of the male and female mice, J. Neuroendocrinol. 20(11):1270-7., 2008
Varju P., 1, Ken Chang, C.N. Hrabovszky E., Merchenthaler I. and Liposits Z.,: Temporal profile of estrogen-dependent gene expression in LHRH-producing GT1-7 cells, Neurochem. Int.: 54:(2)119-134, 2009
Kocsis S. Zsuzsa, Kalló Imre, Wittmann Gábor, Fekete Csaba, Liposits Zsolt, Hrabovszky Erik: Occurrence and phenotype of glutamatergic elements in the adenohypophysis of the rat, MITTV 2009 kongresszus, Budapest, 2009
Sarvari M., Hrabovszky E., Kallo I., Galamb O., Solymosi N., Liko I., Molnar B., Tihanyi K., Szombathelyi Z., Liposits Z.: Gene expression profiling identifies key estradiol targets in the frontal cortex of the rat, Endocrinology 151(3):1161-1176, 2010
Kocsis Z.S., Molnár C.S., Watanabe, M., Daneels G., Moechars D., Liposits Z. and Hrabovszky E.: Demonstration of vesicular glutamate transporter-1 in corticotroph cells in the anterior pituitary of the rat, Neurochem Int.: 56(3):479-486, 2010
Hrabovszky E., Ciofi P., Vida B., Horvath M.C., Keller É., Caraty A., Bloom S.R., Ghatei M.A., Dhillo W.S., Liposits Z. and Kallo I.: The kisspeptin system of the human hypothalamus. Sexual dimorphism and relationship with gonadotropin-releasing hormone and neurokinin B neurons., Eur. J. Neurosci.: 31:1984-1998, 2010
Sarvari M., Kallo I., Hrabovszky E., Solymosi N., Toth K., Likó I., Molnar B., Tihanyi K. and Liposits Z.: Estradiol replacement alters expression of genes related to neurotransmission and immune surveillance in the frontal cortex of middle-aged ovariectomized rats., Endocrinology.2010; 151: 3847-3862, 2010
Sárvári M., Hrabovszky E., Kalló I., Solymosi N., Tóth K., Likó I., Széles J., Mahó S., Molnár B. and Liposits Z.: Estrogens regulate neuroinflammatory genes via estrogen receptor alpha and beta in the frontal cortex of middle-aged female rats, J.Neuroinflamm.: 8:82, 2011
Farkas I., Kallo I., Deli L., Vida B., Hrabovszky E., Fekete C., Moenter S.M., Watanabe M. and Liposits Z.: Retrograde Endocannabinoid Signaling Reduces GABA-ergic Synaptic Transmission to Gonadotropin-Releasing Hormone Neurons, Endocrinology: 151(12):5818-5829, 2010
Vida B., Deli L., Hrabovszky E., Kalamatianos T., Caraty A., Coen C.W., Liposits Z. and Kalló I.: Evidence for suprachiasmatic vasopressin neurons innervating kisspeptin neurons in the rostral periventricular area of the mouse brain: regulation by oestrogen., J. Neuroendocrinol.: 22(9):1032-1039, 2010
Csercsik D., Farkas I., Szederkenyi G., Hrabovszky E., Liposits Z. and Hangos K.: The Hodgkin-Huxley type modelling and parameter estimation of GnRH neurons., Biosystems: 100(3):198-207, 2010
Molnar C.S., Kallo I., Liposits Z. and Hrabovszky E.: Estrogenic regulation of RF-amide related peptide expression in the mouse hypothalamus., Endocrinology: 152(4):1684-1690, 2011
Csercsik D., Farkas I., Hrabovszky E. and Liposits Z.: A simple integrative electrophysiological model of bursting GnRH neurons, J. Comput. Neurosci.: 1-18, 2011
Hrabovszky E., Wittmann G., Kalló I., Füzesi T., Fekete C. and Liposits Z.: Distribution of type 1 cannabinoid receptor expressing neurons in the mouse hypothalamus. Colocalization with GABAergic and glutamatergic markers., J. Comp. Neurol.: 520(5):1005-20., 2012
Hrabovszky E., Molnár C.S., Sipos M.T., Vida B., Ciofi P., Borsay B.A., Sarkadi L., Herczeg L., Bloom S.R., Ghatei M.A., Dhillo W.S., Kalló I. and Liposits Z.: Sexual dimorphism of kisspeptin and neurokinin B immunoreactive neurons in the infundibular nucleus of aged men and women., Frontiers in Genomic Endocrinology: 2011:80, 2011
Kalló I., Vida B., Deli L., Molnár C.S., Hrabovszky E., Caraty A., Ciofi P., Coen C.W. and Liposits Z.: Co-localisation of kisspeptin with galanin or neurokinin B in afferents to mouse GnRH neurones., J. Neuroendocrinol.: (2011 Nov 30. doi: 10.1111/j.1365-2826.2011.02262.x.), 2012
Hrabovszky E., Molnár C.S., Kallo I., Borsay B., Sarkadi L., Herczeg L., Watanabe M. and Liposits Z.: Glutamatergic and GABAergic innervation of GnRH neurons in the human hypothalamus, Endocrinology (under second round review), 2012




 

Events of the project

  
2018-11-06 14:49:18
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Endokrin Neurobiológia Kutatócsoport (MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet), Új kutatóhely: Reproduktív Neurobiológia (MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet).



Back »