Dendritek és szinapszisok – a szerkezeti tulajdonságok határozzák meg a sejtválaszt

Kisvárday Zoltánnak a Magyar Kutatási Hálózat által támogatott Ideg­tudományi Kutatócsoportja egérlátókéregben végzett kísérleteivel érdemi ismeretekkel gyarapította az információk fogadásáért felelős dendritekkel kapcsolatos tudást, és kidolgozott egy olyan módszert is, amellyel a sejtekről valósághű reprodukció készíthető. A Debreceni Egyetemen dolgozó tudóst a legújabb eredmények mellett a további tervekről is kérdeztük.


Miért izgalmasak az önök számára a dendritek?

– Alapvetően mi is arra az egyszerűnek tűnő, de máig megválaszolatlan kérdésre keressük a választ, hogy hogyan működik valójában az idegsejt. A dendritek azért nagyon fontosak, mert ők kapják a kémiai szinapszisok – az inputok, azaz a sejtbe érkező információk – túlnyomó többségét, így valójában a dendriteken múlik, hogy mit dolgoz fel a sejt. Egyáltalán nem közömbös tehát, hogy hol és mennyi szinapszisfajta létesít kapcsolatot. Ezek a szerkezeti tulajdonságok határozzák meg ugyanis, hogy milyen választ ad a sejt.

Agykérgi gátló idegsejttípusok egyes nyúlványaira (dendrit, sárga) érkező serkentő és gátló működésű kapcsolatok (szinapszis) eloszlása több ezer elektronmikroszkópos sorozatmetszetből készített rekonstrukció alapján. A háromféle gátlósejt dendritjeit, amelyek kalciumkötő fehérjetartalmukban (calbindin, calretinin, parvalbumin) különböznek, eltérő sűrűségben innerválják a serkentő (piros) és gátló (kék) kapcsolatok (lásd kinagyított dendritszakaszok).
Miért éppen a látókérget választották?

– Részben azért, mert ez a legjobban tanulmányozott kérgi rendszer, és mi is ezt ismerjük a legjobban, részben pedig azért, mert itt tudjuk a legtöbb metainformációt megszerezni. Lényegében azonban nincs túl nagy jelentősége annak, hogy melyik agyterülettel dolgozunk, mivel ez egy univerzális rendszer, szinte minden agysejtnek van dendritje.

Milyen eredményekre jutottak?

– Kidolgoztunk egy olyan technikát, amellyel nemcsak dendritek közel egészéről készíthető 3D rekonstrukció az úgynevezett block face scanning elektronmikroszkópiával, de egy speciális tüköreljárás segítségével azt is meg tudjuk mondani, hogy milyen sejttípushoz tartoznak. Ez utóbbi nehezebb, mint gondolnánk, mert az immunhisztokémia, amivel a sejttípus meghatározható, roncsolja a sejtmembránt, és ezáltal a dendritek szerkezeti jellemzőit. Ezért mi a kettévágott agyszövet egyik felén meghatározzuk a sejt kémiai típusát, a másikon meg, folyamatosan haladva az anyag belseje felé, képek olyan sokaságát készítjük, amelyekből összeállítható a dendritek 3D-s rekonstrukciója. Ezzel a módszerrel sikerült a GABAerg sejtek három fő típusáról (PV+, CB+, CR+) olyan rekonstrukciókat készíteni, amelyek érdemi információkat hordoznak. Eszerint a PV+ sejt dendritjein van a legtöbb serkentő szinapszis, a relatíve kevés gátló pedig közel helyezkedik el a sejttesthez. A legkevesebb szinapszist a CR+ típusú sejt dendritjén találtuk, a kettő közötti számban a CB+ típusnál fordultak elő.

Háromféle gátló idegsejt összes dendritnyúlványán végződő serkentő (kék oszlopok) és gátló (sárga oszlopok) funkciójú kapcsolatok (szinapszis) eloszlása a sejttesttől való távolság függvényében. A legtöbb szinapszist a parvalbumin-tartalmú idegsejt dendritjei fogadnak, legkevesebbet a calretitin-tartalmúak. A fenti kvantitatív eredmények a gátlásban részt vevő idegsejtek dendritikus innervációjának ideghálózati modellezéséhez adnak fontos adatokat.
Mi a következő lépés?

– A dendritek alaposabb vizsgálatához kolloid aranyszemcséket fogunk bejuttatni a sejtbe, ami reményeink szerint kiszállítódik a dendritnyúlványokba. Ez a jelzőanyag élő egérbe is beinjektálható, így a jelenlegi statikus szerkezeti információk mellett működés közbeni mérésekre is lehetőségünk nyílik. Ez reményeim szerint óriási előrelépést hozhat a dendrit, illetve a szinapszisok természeté­nek mélyebb megismerésében, megértésében.•

Címlapkép: Kisvárday Zoltán


 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020  2021  2022  2023  2024
Címkék

Innotéka