Network oscillations in Alzheimer’s Disease models  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
83581
Type PD
Principal investigator Szegedi, Viktor
Title in Hungarian Idegsejti hálózati oszcillációk Alzheimer-kór modellekben
Title in English Network oscillations in Alzheimer’s Disease models
Keywords in Hungarian Alzheimer-kór, egy-sejt aktivitás, LFP, memória
Keywords in English Alzheimer's disease, single-unit activity, LFP, memory
Discipline
Neuroanatomy and neurophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)80 %
Biological basis of neurological and psychiatric disorders (Council of Medical and Biological Sciences)20 %
Ortelius classification: Neurophysiology
Panel Neurosciences
Department or equivalent Sequencing Platform (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Starting date 2011-01-01
Closing date 2014-04-30
Funding (in million HUF) 10.082
FTE (full time equivalent) 2.49
state closed project
Summary in Hungarian
Az Alzheimer-kór hátterében álló tanulási és memória zavarokat a szakirodalom szerint az abnormális térszerkezetű peptid (Aβ1-42) felhalmozódása és aggregálódása okozza. A betegség által érintett hippocampusban lévő idegsejtek hálózati kommunikációja és a szinaptikus plaszticitás zavara állhat a tanulási zavarok mögött. Az idegsejt-hálózatok oszcillációs működése elengedhetetlen a kogníció létrejöttéhez. A különböző aggregáltsági fokú Aβ1-42 peptid hatása nem ismert az agy oszcillációs működésére, és a hippocampalis sejtek jól szabályozott, oszcillációhoz kötött tüzelésére sem. A memória kialakulása többlépcsős folyamat, így mind a kódolás, mind a konszolidáció zavara okozhat memóriazavart. Jelen pályázat az Aβ1-42 különböző formáinak hatását kívánja vizsgálni az agyi hálózati működésben jelentkező, és a memória kódolás és konszolidáció hátterében álló oszcillációkra. Vad típusú és Aβ1-42 túltermelő transgenikus egér hippocampus szeleteken, több-elektródás extracelluláris elvezetéseket használva specifikus oszcillációkra fókuszálunk, mint a theta, a gamma és az éles hullám. Az oszcillációkat különböző receptorokon ható vegyületekkel idézzük elő. Altatott patkányokon egy-sejt és oszcillatórikus aktivitást elvezetve a CA1 hippocampális sejtek jól szabályozott tüzelési mintázatát, valamint az Aβ1-42 erre gyakorolt hatásait vizsgáljuk. Összességében a pályázat az Alzheimer-kórban jelentkező memóriazavar mechanizmusának megértését segíti.
Summary
There is considerable evidence that the aggregation and accumulation of a misfolded peptide, Aβ1-42 underlie learning and memory impairment seen in Alzheimer's disease (AD). Changes in network communication and synaptic plasticity in the pathological hippocampus are likely to underlie associated deficits in hippocampus-dependent learning. Oscillatory network activity is important for cognitive functions, however, it is still unclear how Aβ1-42 species in different aggregation stages affect oscillations and the LFP-coupled firing patterns in the hippocampus. Since memorization is a multi-stage process, memory dysfunctions can occur for a failure of encoding or a failure of consolidation. The main focus of this proposal is to investigate the effects of various Aβ1-42 aggregates on the network correlates of memory encoding and consolidation. Using extracellular multi-electrode recordings from hippocampal slices of wild-type and Aβ1-42 overexpressing transgenic mice, we will focus on specific oscillations, theta, gamma and sharp wave-ripple activity. Oscillations will be evoked by applying different compounds acting on different receptors. In vivo single-unit and LFP recordings will be used for investigating the effects of Aβ1-42 on the precise firing patterns of CA1 neurons coupled to various oscillations. Overall, this proposal will provide new understanding of the mechanisms of memory impairment seen in AD.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A hippocampusban létrejövő oszcillációs működések koordinálják a memóriafolyamatokat. A két legszembetűnőbb hippocampalis aktivitás a theta és az éleshullám aktivitás, mindkettő fő szerepet játszik a memória kódolásban és a memória konszolidációjában. Az Alzheimer-kór egyik fő tünete a memóriafolyamatok romlása. Ennek a hanyatlásnak a hátterében zajló folyamatokat kívántuk megvizsgálni. Az amyloid-béta, az Alzheimer-kórban kulcsszerepet játszó toxikus peptid hatását vizsgáltuk hippocampális oszcillációkra. Agyszelet-modelleken a következő eredményeket találtuk: Az amyloid béta gátolja a DHPG és a CCH kiváltotta aktivitást, de nem módosítja jelentősen a KA-kiváltotta oszcillációt. Az amyloid-béta csökkenti az éleshullámok számát és amplitúdóját. Altatott állatban történő mérésekkel a következő eredményekre jutottunk: Az amyloid-béta felborítja a theta-hullámhoz kötött idegi tüzelést a CA1 piramissejtekben.
Results in English
Hippocampal oscillations coordinate memory processes. The two most prominent hippocampal activities are theta oscillation and sharp-wave events, both regulate memory encoding and consolidation. One of the most principal symptoms of Alzheimer’s disease is the decline of memory processes. We aimed to investigate the mechanisms behind this cognitive decline by applying Abeta, a toxic peptide having crucial roles in AD, to models of oscillatory activity. Results from the hippocampal slice model: Amyloid-beta inhibits DHPG and CCH induced activity, but not KA-evoked oscillation. Amyloid-beta decreases the number and the amplitude of sharp waves. Results from anaesthetized animals: Amyloid-beta impairs theta-locked firing activity of CA1 pyramidal cells.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=83581
Decision
Yes





 

List of publications

  
Szegedi V, Juhász G, Zhang X, Barkóczi B, Qi H, Madeira A, Kapus G, Svenningsson P, Spedding M, Penke B: Tianeptine potentiates AMPA receptors by activating CaMKII and PKA via the p38, p42/44 MAPK and JNK pathways, Neurochem Int. 59(8):1109-22, 2011
Balázs Barkóczi, Gábor Juhász, Zsolt Bozsó, Botond Penke, Viktor Szegedi: Abeta1-42 impairs theta coupled firing of CA1 cells in vivo, Absztrakt #4-6, IBRO 2012, Szeged, Ideggyógyászati Szemle, 2012
Edina Varga, Gábor Juhász, Zsolt Bozsó, Botond Penke, Viktor Szegedi: Effect of Abeta1-42 on CA1 LTP in slices: single/multiunit data, Absztrakt #4-7, IBRO 2012, Szeged, Ideggyógyászati Szemle, 2012
Lénárt N, Szegedi V, Juhász G, Kasztner A, Horváth J, Bereczki E, Tóth ME, Penke B, Sántha M.: Increased tau phosphorylation and impaired presynaptic function in hypertriglyceridemic ApoB-100 transgenic mice., PLOS One, 2012
Barkóczi B, Juhász G, Averkin RG, Vörös I, Vertes P, Penke B, Szegedi V.: GluA1 phosphorylation alters evoked firing pattern in vivo., Neural Plasticity, 2012
Fülöp L, Mándity IM, Juhász G, Szegedi V, Hetényi A, Wéber E, Bozsó Z, Simon D, Benkő M, Király Z, Martinek TA.: A foldamer-dendrimer conjugate neutralizes synaptotoxic β-amyloid oligomers., PLOS One, 2012
Tóth ME, Szegedi V, Varga E, Juhász G, Horváth J, Borbély E, Csibrány B, Alföldi R, Lénárt N, Penke B, Sántha M: Overexpression of Hsp27 ameliorates symptoms of Alzheimer's disease in APP/PS1 mice, CELL STRESS CHAPERON 18: (6) 759-771, 2013
Barkoczi Balazs, Juhasz Gabor, Averkin Robert, Voros Imre, Vertes Petra, Penke Botond, Szegedi Viktor : GluA1 phosphorylation alters evoked firing pattern in vivo, NEURAL PLAST 2012: , 2012
Fülöp L, Mándity IM, Juhász G, Szegedi V, Hetényi A, Wéber E, Bozsó Z, Simon D, Benkő M, Király Z, Martinek TA: A Foldamer-Dendrimer Conjugate Neutralizes Synaptotoxic β-Amyloid Oligomers, PLOS ONE 7: (7) e39485, 2012
Lénárt N, Szegedi V, Juhász G, Kasztner A, Horváth J, Bereczki E, Tóth ME, Penke B, Sántha M: Increased Tau Phosphorylation and Impaired Presynaptic Function in Hypertriglyceridemic ApoB-100 Transgenic Mice, PLOS ONE 7: (9) , 2012



Back »