A nemi hormonok és neuroszteroidok hatása a mikroglia és asztroglia sejtek sérülés indukálta aktivációjára



Hasonló dokumentumok
AZ ÖSZTROGÉN ÉS A DEHIDROEPIANDROSZTERON SZEREPE A SZINAPTIKUS ÁTRENDEZŐDÉSBEN

NEUROPLASZTIKUS VÁLTOZÁSOK A KÖZPONTI IDEGRENDSZERBEN: A GONADÁLIS HORMONOK SZEREPE. Kurunczi Anita

Asztroglia Ca 2+ szignál szerepe az Alzheimer kórban FAZEKAS CSILLA LEA NOVEMBER

Zárójelentés. A) A cervix nyújthatóságának (rezisztencia) állatkísérletes meghatározása terhes és nem terhes patkányban.

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

~ 1 ~ Ezek alapján a következő célokat valósítottuk meg a Ph.D. munkám során:

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

Immunológia alapjai. 16. előadás. Komplement rendszer

Új terápiás lehetőségek helyzete. Dr. Varga Norbert Heim Pál Gyermekkórház Toxikológia és Anyagcsere Osztály

MAGYAR NYELVŰ ÖSSZEFOGLALÁS

Szőlőmag extraktum hatása makrofág immunsejtek által indukált gyulladásos folyamatokra Radnai Balázs, Antus Csenge, Sümegi Balázs

Vásárhelyi Barna. Semmelweis Egyetem, Laboratóriumi Medicina Intézet. Az ösztrogénekimmunmoduláns hatásai

FUSARIUM TOXINOK IDEGRENDSZERI HATÁSÁNAK ELEMZÉSE

Norvég Finanszírozási Mechanizmus által támogatott projekt HU-0115/NA/2008-3/ÖP-9 ÚJ TERÁPIÁS CÉLPONTOK AZONOSÍTÁSA GENOMIKAI MÓDSZEREKKEL

Tüdő adenocarcinomásbetegek agyi áttéteiben jelenlévő immunsejtek, valamint a PD-L1 és PD-1 fehérjék túlélésre gyakorolt hatása

Immunológia alapjai. Az immunválasz szupressziója Előadás. A szupresszióban részt vevő sejtes és molekuláris elemek

TDK lehetőségek az MTA TTK Enzimológiai Intézetben

Doktori értekezés tézisei. A komplementrendszer szerepe EAE-ben (Experimental Autoimmune Encephalomyelitis), a sclerosis multiplex egérmodelljében

Allergia immunológiája 2012.

Vásárhelyi Barna. Semmelweis Egyetem, Laboratóriumi Medicina Intézet. Az ösztrogének immunmoduláns hatásai

Zárójelentés. 1. Az immunológiai kihívás és az ösztrogén hatása a GnRH neuronok jelátvivő rendszerére

A herpes simplex vírus és a rubeolavírus autofágiára gyakorolt in vitro hatásának vizsgálata

INTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A harkányi gyógyvízzel végzett vizsgálataink eredményei psoriasisban között. Dr. Hortobágyi Judit

Kutatási beszámoló ( )

Mikrogliák eredete és differenciációja

A lézer-szkenning citometria lehetőségei. Laser-scanning cytometer (LSC) Pásztázó citométer. Az áramlási citometria fő korlátai

Nemszinaptikus receptorok és szubmikronos Ca2+ válaszok: A két-foton lézermikroszkópia felhasználása a farmakológiai vizsgálatokra.

OTKA ZÁRÓJELENTÉS

PhD tézis. Dr. Gloviczki Balázs. Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet

Opponensi vélemény. címmel benyújtott akadémiai doktori értekezéséről

Nőgyógyászati citodiagnosztika követelménymodul szóbeli vizsgafeladatai

B-sejtek szerepe az RA patológiás folyamataiban

VACCINUM FEBRIS FLAVAE VIVUM. Sárgaláz vakcina (élő)

Alapfogalmak I. Elsősorban fehérjék és ezek szénhidrátokkal és lipidekkel alkotott molekulái lokalizációjának meghatározásának eszköze.

Búza tartalékfehérjék mozgásának követése a transzgénikus rizs endospermium sejtjeiben

A BIOLÓGIAI GYÓGY- SZEREK FEJLESZTÉSÉNEK FINANSZÍROZÁSA ÉS TERÁPIÁS CÉLTERÜLETEI

Dózis-válasz görbe A dózis válasz kapcsolat ábrázolása a legáltalánosabb módja annak, hogy bemutassunk eredményeket a tudományban vagy a klinikai

Doktori értekezés tézisei

PhD tézis. Pajer Krisztián

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

A keringı tumor markerek klinikai alkalmazásának aktuális kérdései és irányelvei

-Két fő korlát: - asztrogliák rendkívüli morfológiája -Ca szignálok értelmezési nehézségei

Molnár József Losantasag.hu

Degeneráció és regeneráció az idegrendszerben

Az elért eredmények ismertetése 1. Csirkeembriók gerincvelő telepeiben kimutattuk, hogy az extracellularis matrix (ECM) egyik organizátor molekulája,

Immunológia I. 2. előadás. Kacskovics Imre

Tóth-Petrovics Ágnes: Szaporasági teljesítmények növelése exogén hormonális kezelések nélkül

HORMONKEZELÉSEK. A hormonkezelés típusai

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

TRIPSZIN TISZTÍTÁSA AFFINITÁS KROMATOGRÁFIA SEGÍTSÉGÉVEL

megerősítik azt a hipotézist, miszerint az NPY szerepet játszik az evés, az anyagcsere, és az alvás integrálásában.

Neuronok előkészítése funkcionális vizsgálatokra. Az alkalmazható technikák előnyei és hátrányai. Neuronok izolálása I

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI A LIPIDEK 1. kulcsszó cím: A lipidek szerepe az emberi szervezetben

Összefoglalók Kémia BSc 2012/2013 I. félév

Az anti-apoptózis mechanizmus vizsgálata agyi ischaemia/hypoxia modellekben

Leukotriénekre ható molekulák. Eggenhofer Judit OGYÉI-OGYI

Az immunológia alapjai

Az elért eredmények. a) A jobb- és baloldali petefészek supraspinális beidegzése

In vivo szövetanalízis. Különös tekintettel a biolumineszcens és fluoreszcens képalkotási eljárásokra

Ca 2+ Transients in Astrocyte Fine Processes Occur Via Ca 2+ Influx in the Adult Mouse Hippocampus

Válasz Dr. Gereben Balázs bírálatára

Preeclampsia-asszociált extracelluláris vezikulák

Apoptózis. 1. Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút

KÜLÖNLEGES KEZELŐELJÁRÁSOK

Tamás László: Fülben végbemenő folyamatok nagy hangosságú zajok, zenei események tartós behatásakor. László Tamás MD

A nemi különbségek vizsgálatáról lévén szó, elsődleges volt a nemi hormonok, mint belső környezetbeli különbségeket létrehozó tényezők szerepének

Jelutak. Apoptózis. Apoptózis Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút. apoptózis autofágia nekrózis. Sejtmag. Kondenzálódó sejtmag

Immunológia 4. A BCR diverzitás kialakulása

Az agy betegségeinek molekuláris biológiája. 1. Prion betegség 2. Trinukleotid ripít betegségek 3. ALS 4. Parkinson kór 5.

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

változások az SM kezelésében: tények és remények

Gyógyszeres kezelések

A CYTOKIN AKTIVÁCIÓ ÉS GÉN-POLIMORFIZMUSOK VIZSGÁLATA HEL1COBACTER PYLORI FERTŐZÉSBEN ÉS CROHN BETEGSÉGBEN

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

BETEGTÁJÉKOZTATÓ RHEUMATOID ARTHRITISBEN SZENVEDŐ BETEGEK SZÁMÁRA I. RHEUMATOID ARTHRITIS. origamigroup.

Opponensi vélemény. Dr Tajti János A migrén kórfolyamatának vizsgálata című MTA doktori pályázatáról

A D-Vitamin státusz korszerű diagnosztikája

Az élő szervezetek menedzserei, a hormonok

In Situ Hibridizáció a pathologiai diagnosztikában és ami mögötte van.

Mit kell tudni az ASTAXANTHIN-ról? A TÖKÉLETES ANTIOXIDÁNS

A ROSUVASTATIN ÉS AZ ASZPIRIN MORFOLÓGIAI, FUNKCIONÁLIS ÉS IMMUNSZABÁLYOZÓ SZEREPE MIKROGLIA TENYÉSZETEKBEN. Ph.D értekezés tézisei.

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Két kevéssé ismert humán ABCG fehérje expressziója és funkcionális vizsgálata: ABCG1 és ABCG4 jellemzése

Spondylitis ankylopoeticahoz társuló osteoporosis

ÖREGEDÉS ÉLETTARTAM, EGÉSZSÉGES ÖREGEDÉS

Újabb terápiás lehetőségek a Huntington kór állatmodelljében

EGÉSZSÉGÜGYI ALAPISMERETEK

Immunológia Világnapja

A vérképző rendszerben ionizáló sugárzás által okozott mutációk kialakulásának numerikus modellezése

A KÉMIAI KOMMUNIKÁCIÓ ALAPELVEI. - autokrin. -neurokrin. - parakrin. -térátvitel. - endokrin

Engedélyszám: /2011-EAHUF Analitika követelménymodul szóbeli vizsgafeladatai

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Tények a Goji bogyóról:

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Félidőben félsiker Részleges eredmények a kutatásalapú kémiatanulás terén

OPPONENSI VÉLEMÉNY. 1. A B. bronchiseptica dermonekrotikus toxin (DNT) kórtani szerepének vizsgálata egérben és sertésben.

Átírás:

Szegedi Tudományegyetem Elméleti Orvostudományok Doktori Iskola A nemi hormonok és neuroszteroidok hatása a mikroglia és asztroglia sejtek sérülés indukálta aktivációjára PhD értekezés tézisei Gyenes Andrea Témavezető: Dr. Párducz Árpád Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biofizikai Intézet Molekuláris Neurobiológiai Csoport Szeged 2012 1

1. BEVEZETÉS Az átlagéletkornak az utóbbi évtizedekben megfigyelt örvendetes növekedése egy ellentmondásos következménnyel is jár. Ez pedig nem más, mint az azonnali életmentő beavatkozást nem igénylő, egyre több emberre kiterjedő, és a növekvő életkorral arányosan emelkedő megbetegedések száma. Ezek közül a legjellegzetesebb betegségcsoportot azok az idegrendszeri elváltozások alkotják, melyek a neurodegeneratív kórképek gyűjtőfogalma alá tartoznak. Ezt támasztja alá, hogy az Európai Unióhoz tartozó országokban az egészségügyre fordított kiadások legnagyobb százalékát az idegrendszeri betegségek kezelésére fordítják Érthető tehát, hogy az idegtudománnyal foglalkozó laboratóriumok alapkutatási szinten is rendkívül intenzíven vizsgálják a kóros idegrendszeri elváltozások, elsősorban a neurodegeneráció sejt és molekuláris szintű alapjait. A vizsgálatok fontos célja, hogy a már megismert összefüggések alapján új terápiás beavatkozási lehetőségeket találjanak, és minél szélesebb körű ismeretet szerezzenek a neuroprotekció eddig ismeretlen távlati lehetőségeiről. A központi idegrendszert érintő neurodegeneratív elváltozásokat és az akut (ischémiás vagy mechanikai) sérüléseket az esetek nagy százalékában gyulladásos reakciók kísérik, így a folyamat megértéséhez feltétlenül szükséges a sejt- és molekuláris szintű mechanizmusok megismerése. Az idegrendszeri sérülések és a lokális glia reakciók Az idegrendszer immunológiai szempontból kivételezett helyzetben van: immunológiai felügyeletét az idegrendszer egyetlen mezodermális eredetű sejtje, a mikroglia végzi el, szoros együttműködésben nem csak a neuronokkal, hanem a szintén gyulladásos folyamatokat is aktívan szabályozó asztrogliával. Idegi sérülést követően a nyugalmi állapotban lévő gliasejtek aktiválódnak, amely során a mikroglia nagy, kerek, fagocitózisra alkalmas makrofág jellegű sejtté transzformálódik. Ezek az ún. aktivált mikroglia sejtek citokineket, kemokineket és szabad gyököket termelnek, melyeknek egy csoportja antiinflammatorikus hatású (pl. 2

TGF-β, IL-4, IL-10), míg mások (TNF-α, IL-1β) proinflammatorikus tulajdonságúak. Asztroglia esetében is hasonló jelenséggel találkozhatunk, a sejtek hipertrofizált, jelentősen kiterjedt sejtnyúlványú aktivált asztrogliákká válnak, melyek anyagcseréje a mikrogliáéhoz hasonlóan átalakul, fokozódik. Jelenlegi ismereteink szerint a sérülést követő glia aktiváció kétélű fegyver, mert a citokin expresszió jellegétől függően gátolhatja a gyulladásos folyamatokat, azaz neuroprotektív hatású lehet, de kedvezőtlen esetben további neuronális károsodást idézhet elő Az idegrendszeri gyulladásos reakciók és a hormonrendszer Statisztikus adatok világosan bizonyítják, hogy egyes neurológiai és pszichiátriai megbetegedések szignifikánsan eltérő módon érintik a férfiakat és a nőket, ugyanakkor számos megbetegedés jelentkezik ill. súlyosbodik nagyobb hormonális változások időszakában (pubertás, szülés, menopauza). Ezen túlmenően a klinikai adatok azt mutatják, hogy a nemi hormonok fontos szerepet játszhatnak a neuroprotekcióban is, így például az ösztrogén kezelés csökkenti az Alzheimer betegség kockázatát, késlelteti kialakulását és súlyosságát, valamint elősegíti a gyógyulást traumatikus idegrendszeri sérülések után. Számos vizsgálat igazolja, hogy a hormon neuroprotektív hatása az ösztrogén receptorokon keresztül érvényesül oly módon, hogy a neuronokban különböző növekedési faktorokat, azok receptorait és az apoptózist befolyásoló fehérjék expresszióját indukálja. Az utóbbi időben merült fel annak a lehetősége, hogy az ösztrogén nem csak közvetlenül a neuronokra hat, hanem áttételesen; a létrejövő gyulladásos folyamatokat gátolja a mikroglia és asztroglia közvetítésével. Kimutatták, hogy ilyenkor a glia által termelt gyulladást kiváltó mediátorok (pl. inos, TNF-α), valamint az asztroglia által termelt gliális fibrilláris savas fehérje és vimentin expressziója is csökken. Patkány agy különböző területeit vizsgálva azt találták, hogy az ösztradiol hatásosan gátolja a gyulladást kiváltó lipopoliszaharid (LPS) kezelés utáni mikroglia aktiválódást. RT-PCR adatok szerint a gyulladásos folyamat mediátorai közül az MCP-1, MIP-2 és a TNF-α mennyisége az LPS kezelést követően szignifikánsan megnő, de ezt az indukciót 17β-ösztradiol gátolni képes. További kísérletek azt is 3

igazolták, hogy a sérülést követő mikroglia reakció jellege függ a hormonális környezettől. Lehetséges terápiás alternatívák A hormonpótló terápia alkalmazása világszerte elterjedt nem csak a változókori tünetegyüttes csillapítására, hanem a csontritkulás, valamint vegetatív idegrendszeri zavarok esetében is. Számos tanulmány alapján az is elmondható, hogy ezen terápiában résztvevő nők esetében az Alzheimer kór gyakorisága kisebb, lefolyása kevésbé progresszív. Sajnálatos tény azonban, hogy az ösztrogén terápiás alkalmazása megnöveli a mell-, és petefészek daganatok esélyét, valamint leírták az agyvérzés gyakoribb előfordulását is. A kutatások homlokterébe így kerültek a különböző ösztrogén-hatású vegyületek, melyek nem rendelkeznek a periférián megfigyelhető káros mellékhatásokkal. A dolgozatban több különböző típusú már alkalmazott, illetve az eddigi kutatások alapján alkalmasnak tűnő hormon-hatású vegyületet vizsgáltunk meg a 17β-ösztradiol és tesztoszteron mellett target deprivációs modellünkön: az ösztrogén metabolikus útjában szereplő dehidroepiandroszteront (DHEA), a szelektív ösztradiol receptor modulátor raloxifent, a növényi eredetű ösztrogén genisteint, valamint egy új, szintetikus úton előállított DHEA származékot. 2. CÉLKITŰZÉSEK Az értekezésben összefoglalt kísérleteink fő céljai a következők: 1. A 17β-ösztradiol hatásának tanulmányozása a sérülést követő mikroglia aktivációra. 2. A tesztoszteron, DHEA, raloxifen és a genistein mikrogliára gyakorolt hatásának összehasonlítása a 17β-ösztradiol hatásával. 3. Az egér oculomotoros magjában expresszálódó két ösztrogén receptor típus (ERα és ERβ) sejten belüli lokalizációjának meghatározása. 4. A DHEA és egy szintetikus DHEA származék (16α-iodomethyl-13α-DHEA) reaktív asztrogliózisra gyakorolt hatásának tanulmányozása denervált szaglógumóban. 4

3. ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK Kísérleti állatok és kezelések A vizsgálatokhoz Balb/c egereket használtuk, melyeket standard laboratóriumi körülmények között tartottunk (12:12 órás megvilágítási ciklus, szabadon hozzáférhető normál egértáp és víz). Három hónapos nőstény és hím Balb/c egerek mindkét oldali ivarmirigyét avertin érzéstelenítés alatt eltávolítottuk és az állatokat hagytuk regenerálódni a következő 14 napban. A szteroidok gyulladáscsökkentő hatásának tanulmányozásához a kezelések előtt intakt hím, valamint gonadektomizált hím és nőstény egerek jobb oldali szemét távolítottuk el avertin narkózisban. A szubkután alkalmazott szteroidok a következők voltak (n=5): 17β-ösztradiol (50 g/kg/nap) tesztoszteron (5 mg/100g/nap), raloxifen (1,6 mg/kg/nap), genistein (5 mg/kg/nap.), és DHEA (4 mg/kg/nap). Az állatokat 1-21 napos túlélés után éteres altatás alatt transzkardiálisan 0,1 M foszfát-pufferrel (ph=7.4), majd 3%-os paraformaldehid oldattal perfundáltuk. A kémiai deafferentáció modelljéhez 2 hónapos hím patkányokat használtunk, melyek szaglógumójába orrukon keresztül 200 µl 0.17 M ZnSO 4 oldatot fecskendeztünk. Két órával ezután egyszeri, DHEA vagy 16α-iodomethyl-13α-DHEAd (50 mg/kg) intraperitoneális (i.p.) kezelést kaptak. Az aromatáz gátlóval injektált állatok még a nazális deafferentáció előtt 24 órával részesültek letrazol kezelésben (1mg/kg). Egy hetes túlélés után az állatokat perfundáltuk, majd western blot vizsgálathoz a szaglógumójukat kipreparáltuk. Immunhisztokémia és morfometriai analízis A fixálás után eltávolított agyakat még egy éjszakán át szintén 0,1 M foszfátpufferben (ph=7.4) oldott 3%-os paraformaldehid oldatban utófixáltuk, majd 30%-os cukoroldattal való kezelés után fagyasztó mikrotómmal 30 mikronos koronális metszeteket készítettünk a III. agyideg centrális magjának, a nucleus oculomotoriusnak területén. 5

A mikroglia sejtek feltüntetéséhez CD11b antitestet (Serotec, MCA711), az ösztrogén receptorok esetében: ERα egér monoklonális antitestet (1:500; Vector) valamint ERβ nyúl poliklonális antitestet (1:500; H-150, Santa Cruz Biotechnology) alkalmaztunk. A festést szabadúszó metszeteken, ABC technológia szerint végeztük. Másodlagos antitestként biotinnal konjugált kecskében termelt anti-patkány IgG-t (1:800 Vector), anti-egér IgG-t (1:1000; Vector) és szamárban termelt anti-nyúl IgG-t (1:1000; Jackson ImmunoResearch) használtunk. Immunfluoreszcens festés esetében a szekunder antitestek a következők voltak: DyLight TM 549-konjugált kecske anti-nyúl IgG (1:100; Jackson ImmunoResearch), DyLight TM 488-konjugált kecske anti-egér IgG (1:100; Jackson ImmunoResearch). A metszeteket Olympus Vanox fénymikroszkópban vizsgáltuk, majd digitálisan rögzítettük (Spot RT CCD kamera segítségével), és a Media Cybernetics Image-Pro-Plus programjával értékeltük ki. Belső kontroll használatával (műtött/műtetlen oldal megfelelő arányszámainak bevezetésével) a metszetek közötti variabilitásból eredő hibát csökkentettük. Két paramétert vizsgáltunk: az immunfestődés erősségét (denzitását) és az immunfestődött sejtek által lefedett terület nagyságát. Mindkét paraméter a mikroglia aktivációt/proliferációt jellemzi. Fluoreszcens metszetek esetében konfokális lézer pásztázó mikroszkópot használtunk (Olympus Fluoview FV1000). A mikroglia sejtszám meghatározásához ún. unbiased optikai diszektor módszert alkalmaztunk, amely alkalmas a 3 dimenziós objektumok mérettől és alaktól független sűrűség-meghatározására. A módszer lényege: nagy (40x) nagyítású objektíven keresztül digitalizáltunk egyazon metszetről két egymástól 10 µm távolságra elhelyezkedő optikai síkot. Kiértékeléskor azokat a mikroglia sejteket számoltuk, melyek a meghatározott síkban fókuszban voltak, a másik síkban pedig vagy már hiányoztak, vagy kiestek a fókuszból. A számszerű sűrűség meghatározása a következő formulával volt számítható: ND=ΣQ - /V dis Ahol a ΣQ - a megszámolt sejteket jelenti a kijelölt térfogatban, V dis (175 x 230 x 10 µm 3 ) pedig a diszektor módszer által kijelölt térfogatot. 6

Western Blot Az azonos mennyiségű fehérjét tartalmazó mintákat SDS-poliakrilamid gélelektroforézissel választottuk szét, majd nitrocellulóz membránra blottoltuk. A blokkolás után a membránokat elsődleges ellenanyaggal (monoklonális GFAP antitest (1:60 000), valamint β-actin (1:5000), mint a gélre vitt mennyiség kontrollja) egy éjszakán át inkubáltuk. Ezután HRP konjugált másodlagos antitesttel kezeltük, mostuk, majd kemilumineszcens szubsztrát segítségével röntgen filmen vizualizáltuk a fehérjéket. A filmeket Image Pro Plus 6.2 software segítségével értékeltük ki. Az eredmények statisztikai értékelése A morfometriai statisztikai analízisekhez kétszempontos varianciaanalízist használtunk, míg a western immunoblot eredményeit egyszempontos variancia analízis segítségével értékeltük ki. Szignifikáns eltérésnek az 5%-nál kisebb valószínűségi értéket tekintettük (p<0.05). 7

4. EREDMÉNYEK Sérülés indukálta mikroglia reakció jellemzői, a 17β-ösztradiol hatása az aktivált mikrogliára A külső szemmozgató izmokat beidegző n. oculomotorius magja a középagy rosztrális részén, a colliculus superior magasságában található. Kontroll állatokban a mikroglia előfordulása a mag területén nem gyakoribb, mint a környező agyterületeken. Az enukleációt követően a sértett oldalon a mikroglia specifikus CD11b immunreakció intenzitásának idő függvényében történő növekedése figyelhető meg, mely jelzi a mikroglia aktivációt. Nagy felbontású felvételeken feltűnő az aktiválódó mikroglia sejtek morfológiájának változása: a sejttestük megduzzad, nyúlványaik megrövidülnek, megvastagodnak. A reakció időbeli lefolyásáról megállapítható, hogy a mikroglia aktiválódás jelei már a műtétet követő első nap kimutathatóak, míg a hatás maximumát a negyedik napon éri el, amely megnyilvánul mind a mikroglia által lefedett területben, annak denzitásában, a sejtszám növekedésében is. Ez az aktiválódott állapot fennáll a 8. napig, ekkor kezdődik meg a mikroglia reakció csillapodása, melynek következtében a 21. napra, aktiválódott mikroglia már nem figyelhető meg. Ez alapján további kísérleteinket 4 napos túlélő állatokon végeztük el. Elsőként az enukleációt követően 17β-ösztradiollal naponta kezelt overiektomizált egereket hasonlítottunk össze a kontroll, nem kezelt csoporttal. A mikroglia reakció a vizsgált 1-4 napos időperiódusban a két csoport között eltért, miszerint az ösztradiollal kezelt egerek esetében az operált oldalon a 4. napra szignifikánsan lecsökkent a mikrogliák száma, és az általuk lefedett területek nagysága is. A DHEA hatása az aktivált mikrogliára Mivel mára már bebizonyosodott, hogy az ösztradiolnak számos nem kívánatos mellékhatása van a periférián, ezért kutatásainkat kiterjesztettük az egyik legjobban ismert neuroszteroidra, a DHEA-ra. Ugyanazt a protokollt követve naponta injektáltuk az ovariektomizált állatokat DHEA-val. Összehasonlítva megállapítottuk, hogy a DHEAnak az ösztradiollal megegyező hatása van a mikroglia aktivációjára. 8

Ivari dimorfizmust mutató mikroglia válaszok az oculomotorius magban Következő kísérleteinkben teszteltük, hogy vajon létezik-e nemi különbség a mikroglia sejtek denzitásában kontroll, nem enukleált hím és nőstény egerek közt. Ehhez ovariektomizált, orchidektomzált, és hím egereket használtunk. A morfometrikus analízis az így kapott CD11b immunfestésről azt mutatta, hogy a legerőteljesebb mikroglia denzitás a hím kontroll állatok esetében van, míg ennél szignifikánsan alacsonyabb az ovariektomzált állatok csoportjában. Az orchidektomizált csoportban köztes értéket találtunk. További vizsgálatainkban összehasonlítottuk a 17β-ösztradiol, a DHEA és a tesztoszteron hatását a mikroglia reakcióra, ovariektomzált, és orchidektomizált állatokban. Megállapítottuk, hogy az orchidektomizált állatok esetében kevésbé erőteljes mikroglia reakció figyelhető meg, valamint a 17β-ösztradiol, illetve a DHEA nem csökkentette a reakciót szignifikánsan, habár a tendencia megfigyelhető. A tesztoszteron kezelés nem csökkentette a sérülés által kiváltott mikroglia aktivációt sem az orchidektomizált, sem az ovariektomizált egerekben. A raloxifen és a genistein hatása a sérülést követő mikroglia reakcióra Miután megállapítottuk, hogy ovariektomzált állatokban az ösztradiol, valamint a DHEA képes csökkenteni a sérülést követő mikroglia aktivációt, a következő kísérlet sorozatban további hormon, illetve hormon hatású vegyületek tesztelését végeztük el, nevezetesen a fitoösztrogén genistein és a szelektív ösztrogén receptor regulátor raloxifen hatását vizsgáltuk. Ugyanazt a modellt használva eredményeink azt mutatják, hogy míg a raloxifen a DHEA-val és az ösztrogénnel megegyező hatással bír, addig a fitoösztrogén genistein nem hat szignifikánsan ebben az állatmodellben. Az ösztrogén receptorok lokalizációja a nucleus oculomotoriusban Az ösztrogén receptorok expressziójának vizsgálatát immunhisztokémiai módszerrel végeztük el. Ennek során számos antitesttel próbáltuk kimutatni valamely ösztrogén receptor jelenlétét mikrogliában, de az oculomotorius mag területén kizárólag motoneuronokban találtunk receptor festődést. Érdekesség, hogy mindkét ösztrogén 9

receptor megtalálható ezekben a sejtekben, habár festődésük mintázata eltér. Az alfa típusú receptor esetében a citoplazma intenzív festődést mutat, ugyanakkor a sejtmagokban nem látható jel (koronális metszeten, más területeken megfigyelhető a klasszikus magi festődés). Az ösztrogén receptor béta mintázata jellegzetesen pöttyös, mind a citoplazmában, mind a sejtmagban. 16α-iodomethyl-13α-DHEA hatása a reaktív gliózisra Korábbi kísérleteinkben már bizonyítottuk, hogy a DHEA szignifikánsan csökkenti a reaktív gliózis mértékét kémiai úton denervált patkány szaglógumóban. A továbbiakban kérdésként merült fel, hogy vajon valamely szintetikus DHEA származékkal hasonló jótékony hatást érhetünk-e el, mivel a humán kezeléseknél a DHEA alkalmazása vitatott. Ehhez a Szegedi Tudományegyetemen újonnan szintetizált, 16α-iodomethyl-13α-DHEAd-t használtuk. Eredményeink meglepőek voltak, a DHEA származék önmagában nem, csak előzetesen aromatáz inhibítorral (letrazol) kezelt állatokban hatott, szignifikánsan csökkentette a GFAP expressziót. A hatás magyarázata a molekula szerkezetében keresendő: számítások alapján a 16α-iodomethyl-13α-DHEAd szintetizálásakor bekövetkező epimerizáció konformáció változást okoz: a DHEA-ra jellemző sík szteránváz a szintetikus származékban meghajlik. Ennek következtében a DHEA származék már más kötőhelyekhez tud kapcsolódni, pl. letrazol hiányában kötődhet az aromatáz enzimhez, a nagy affinitású aromatáz gátló letrazol jelenlétében viszont nem az aromatázhoz köt és kifejtheti az eredeti DHEA molekulára jellemző hatást, egyelőre nem tisztázott útvonalon. 10

5. ÖSSZEFOGLALÁS A központi idegrendszerben fellépő gyulladások előfordulnak mind sérülések, mind neurodegeneratív megbetegedések következményeként. A gyulladásos reakciókban kulcsszerepet játszanak az immunrendszer központi idegrendszerre jellemző tagjai, a mikroglia sejtek, melyek nem pusztán a nekrotikus sejttörmelék eltakarításában játszanak szerepet, hanem aktívan részt vesznek a gyulladásos állapot előidézésében, így felelősek a neuronok pusztulásáért is. Idegi sérülést követően a nyugalmi állapotban lévő mikroglia sejtek aktiválódnak, morfológiai és funkcionális változásokon mennek keresztül. Ezek az ún. aktivált mikroglia sejtek citokineket, kemokineket és szabad gyököket termelnek, károsítva ezzel a környező neuronokat. Emiatt rendkívül lényeges azon molekuláris mechanizmusok tisztázása, melyek a mikroglia aktiválódásában szerepet játszhatnak. Az utóbbi időszak kutatásainak fényében alapvetően megváltozott szemléletünk a nemi hormonok, és elsősorban az ösztrogén idegrendszerben betöltött szerepét illetően. A legújabb vizsgálatok alapján elmondható, hogy az ösztrogénnek kiemelt funkciója van az idegrendszert érő sérülések káros következményeinek csökkentésében, a regeneráció folyamatában. A jelen dolgozatban 17β-ösztradiol, tesztoszteron, DHEA, raloxifen és genistein hatását vizsgáltuk a sérülés okozta mikroglia aktivációra. Ehhez az általunk használt egér modellben egyoldali enukleációt végeztünk, melynek során sérültek az extraocularis izmokat beidegző III. agyideg axonjai. A sérülést követő változásokat a III. agyideg centrális magjában, a nucleus oculomotoriusban tanulmányoztuk, a mikroglia reakció időbeli lefutását, valamint morfometriai elemzését is elvégeztük. Az értekezés fontosabb megállapításai a következők: 1. 17β-ösztradiol csökkenti a sérülést követő mikroglia aktiválódást egér nucleus oculomotoriusában. 2. A DHEA kezelés eredménye nemi különbséget mutat: ovariektomizált állatokban csökkenti a mikroglia választ, orchidektomizált egerekben nincs szignifikáns hatása. 11

3. A szelektív ösztrogén receptor modulátor raloxifen a 17β-ösztradiolhoz hasonló hatású, a tesztoszteron és genistein ebben a kísérletes modellben hatástalan. 4. Immunhisztokémiai módszerrel igazoltuk hogy az oculomotorius mag területén a mikroglia sejtek nem tartalmaznak ösztrogén receptort, míg a motoneuronokban mindkét típusú receptor megtalálható. Az ERα and ERβ sejten belüli lokalizációja különböző. 5. A DHEA és a 16α-iodomethyl-13α-DHEA molekulák modellezésével valószínűsítettük, hogy a két vegyület hatásának különbségét a szteránváz 3D szerkezetének megváltozása okozza. Az a tény, hogy a mikroglia válasz hormonális érzékenységet mutat, azt jelzi, hogy a hormonális hatások fontos tényezői a sérülést követő szerkezeti és funkcionális regenerációnak. Saját eredményeink segíthetnek azon molekuláris mechanizmusok kiderítésében, melyek a központi idegrendszer gyulladást keltő ill. gyulladást gátló reakcióit szabályozzák. 12

6. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Ezúton szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Dr. Párducz Árpádnak a diák és doktorandusz éveim alatt nyújtott gondos vezetéséért és bizalmáért, mellyel támogatta a munkámat. Végtelen türelme nagyban hozzájárult a dolgozat elkészültéhez. A kutatási tervek és eredmények megvitatása bővítette ismereteimet, és könnyebbé tette a munkámat. Köszönettel tartozom Dr. Siklós Lászlónak, az MTA SZBK Biofizikai Intézet Molekuláris Neurobiológiai Laboratórium vezetőjének, hogy lehetővé tette az intézetben doktori munkám elvégzését, továbbá köszönöm segítő hasznos tanácsait, melyek elengedhetetlen voltak munkám kivitelezésében. Köszönetemet fejezem ki a Neurobiológiai csoport minden volt és jelenlegi tagjának. Különösen hálás vagyok Dr. Hoyk Zsófiának, aki a munkámban végzett technikák elsajátításához, és az értekezésem összeállításához nyújtott önzetlen segítséget. Dr. Csákvári Eszternek baráti segítőkészségért az elmúlt hosszú évek alatt. Hálával tartozom családomnak, barátaimnak szeretetükért, és bíztatásukért mellyel támogattak egyetemi, és doktori tanulmányaim alatt. 13

PUBLIKÁCIÓK Az értekezés alapjául szolgáló közlemények: I. Gyenes A., Hoyk Z., Csakvari E., Siklos L., Parducz A. 17ß-estroadiol attenuates injury-induced microglia activation in the oculomotor nucleus Neuroscience, 171.677-682. (2010) IF: 3.215 II. Hoyk Z, Csákvári E, Szájli A, Kóti J, Paragi G, Gyenes A, Wölfling J, Pfoh R, Rühl S, Párducz A Computer-aided structure analysis of an epimerized dehydroepiandrosterone derivative and its biological effect in a model of reactive gliosis. Steroids. 75(3):265-71.(2010) IF: 3.106 Az értekezéshez nem kapcsolódó közlemények: Csakvari E, Hoyk Z, Gyenes A, Garcia-Ovejero D, Garcia-Segura LM, Párducz A. Fluctuation of synapse density in the arcuate nucleus during the estrous cycle. Neuroscience, 144(4):1288-92. (2007) IF: 3.41 Csakvari E, Kurunczi A, Hoyk Z, Gyenes A, Naftolin F, Parducz A. Estradiol-induced synaptic remodeling of tyrosine hydroxylase immunopositive neurons in the rat arcuate nucleus Endocrinology. 149(8):4137-41. (2008) IF: 5.313 Kurunczi A, Hoyk Z, Csakvari E, Gyenes A, Párducz A. 17ß-estroadiol-induced remodeling of GABAergic axo-somatic synapses on estrogen receptor expressing neurons in the anteroventral periventricular nucleus of adult female rats Neuroscience. 158(2):553-557. (2009) IF: 3.292 14