A SZEXUÁLIS VISELKEDÉS SZABÁLYOZÁSA

VISELKEDÉSÉLETTAN 8. ELŐADÁS A SZEXUÁLIS VISELKEDÉS SZABÁLYOZÁSA Dobolyi Árpád ELTE, Élettani és Neurobiológiai Tanszék

A REPRODUKCIÓS CIKLUS

HÍM SZEXUÁLIS VISELKEDÉS RÁGCSÁLÓKBAN Amikor egy hím találkozik egy szexuálisan aktív nősténnyel, akkor az orrával megérinti, szaglássza a genitáliákat, majd meghágja a nőstényt, ami általában sikeres behatolással jár együtt. Egy behatolás kb. negyed másodpercig tart 8-15 behatolás követi egymást kb. 1 percenként, amikor a hím ejakulál Az ejakulációt egy szexuálisan inaktív refraktoros periódus követi Coolidge hatás: új nősténnyel való találkozáskor a refraktoros periódus elmarad

AZ ELŐADÁS VÁZLATA A hím szexuális viselkedés hormonális és neuronális szabályozása rágcsálókban A nőstény szexuális viselkedés a lordózis neuronális szabályozása nőstény szexuális viselkedés hormonális szabályozása Génexpressziós változások rendszerbiológiai vizsgálata Szexuálisan dimorf génexpressziós változások rágcsáló hypothalamuszban

A HÍM SZEXUÁLIS VISELKEDÉS HORMONFÜGGŐSÉGE

A CORTIKOMEDIÁLIS AMYGDALA LÉZIÓJA MEGAKADÁLYOZZA A HÍM SZEXUÁLIS VISELKEDÉST

OLFAKTOROS (KEMOSZENZOROS) PÁLYÁK RÁGCSÁLÓKBAN

VOMERONAZÁLIS SZERV

A HÍM SZEXUÁLIS VISELKEDÉS KEMOSZENZOROS SZABÁLYOZÁSÁNAK IDEGPÁLYÁI lot: lateral olfactory tract vaf: ventral amygdalofugal pathway st: stria terminalis

A PREOPTIKUS TERÜLET SZEXUÁLISAN DIMORF (HÍMBEN NAGYOBB) MAGJA

A HÍM SZEXUÁLIS VISELKEDÉS KEMOSZENZOROS ÉS HORMONÁLIS SZABÁLYOZÁSÁNAK INTEGRÁCIÓJA

KASZTRÁLT ÁLLATOK PREOPTIKUS TERÜLETÉRE ADOTT TESZTOSZTERON CSAK AKKOR HATÁSOS, HA AZ AZONOS OLDALI BULBUS OLFAKTORIUS NEM RONCSOLT

A HÍM SZEXUÁLIS VISELKEDÉS EFFEKTOR PÁLYÁJA Az npgi-ből a gerincvelőbe menő gátló pálya szerotonerg, így a gerincvelőbe adott szerotonin gátolja a szexuális viselkedés kivitelezését Ez magyarázza a szelektív szerotonin visszavétel gátló (SSRIs) antidepresszáns gyógyszerek szexuális mellékhatását. (npgi)

A PÉNISZ BEIDEGZÉSE AZ EREKCIÓ SZABÁLYOZÁSA Hormones +

HÍM SZEXUÁLIS VISELKEDÉS SZABÁLYOZÁS - ÖSSZEFOGLALÁS

HÍM SZEXUÁLIS TEVÉKENYSÉG SORÁN AKTIVÁLÓDÓ AGYTERÜLETEK

NŐSTÉNY SZEXUÁLIS VISELKEDÉS RÁGCSÁLÓKBAN Udvarlás (proceptivity): keresi a hím társaságát, felkelti a szexuális érdeklődését A hím befogadása (receptivity): az ágyéki régió stimulálásának hatására a lordózis (hátrafelé görbült) póz felvétele. Ennek funkciója, hogy a hím hozzáférjen a genitáliákhoz.

PATKÁNY LORDÓZIS SZABÁLYOZÁSÁNAK IDEGI ALAPJAI

A LORDOSIS NEURONÁLIS SZABÁLYOZÁSÁNAK KÖZPONTJA A HYPOTHALAMIKUS VENTROMEDIÁLIS MAG (VMH) A VMH kétoldali lézióját követően a nőstély állatok nem mutatnak lordózist A VMH elektromos stimulációja fokozza a nőstély nemi viselkedést

TUBERÁLIS HIPOTALAMIKUS RÉGIÓ

ESTRADIOL BENZOÁT (EB) HATÁSA A LORDOZISRA

RÁGCSÁLÓ NŐSTÉNYEK NEMI MŰKÖDÉSÉNEK HORMONÁLIS SZABÁLYOZÁSA Estradiol (ösztradiol) szükséges hozzá, annak hiányában a lordosis elmarad Estradiol kis mennyisége elegendő ahhoz, hogy a progeszteron kiváltsa a lordózist (ha van megfelelő szomatoszenzoros stimuláció) Ezen hormonok VMH-ba való injekciója kiváltja a lordosis választ, még ovariektomizált nőstényekben is

A NŐI NEMI HORMONOK MEGJELENÉSE AZ ÖSZTRUSZ CIKLUS SORÁN

GnRH SEJTEK ELOSZLÁSA SAGITTÁLIS SÍK

GnRH PEPTID SZERKEZETE

GnRH I RECEPTOR SZIGNÁL TRANSZDUKCIÓJA

GnRH EXPRESSZIÓ ÉS FELSZABADULÁS ÖSZTROGÉN ÁLTALI SZABÁLYOZÁSA

GnRH SEJTEK ELOSZLÁSA

KISSPEPTIN-TARTALMÚ TERMINÁLISOK GnRH SEJTEKEN

KISSPEPTIN RECEPTOR EXPRESSZIÓJA GnRH SEJTEKBEN

KISSPEPTIN-10 HATÁSA GnRH-SEJTEK AKTIVITÁSÁRA

KISS I NEURONOK MINT INTEGRÁTOROK

ERalfa RECEPTOROK KIFEJEZŐDÉSE KISS I NEURONOKBAN

KISS I NEURONOK SZEREPE AZ LH SZEKRÉCIÓBAN

AZ ÖSZTRUSZ CIKLUS

NŐSTÉNY SZEXUÁLIS VISELKEDÉS SZABÁLYOZÁSA ÖSZTROGÉNHATÁS A VMH-N KERESZTÜL

PROGESZTERON RECEPTOR (PR) A VENTROMEDIÁLIS HIPOTALAMIKUS MAGBAN: A PR PROMOTERÉVEL MEGHAJTOTT LAC-Z GÉN (A BETA-GALAKTOZIDÁZ GÉNJE) Yang CF et al (2013) Cell 153:896-909.

CRE-ENZIMET KIFEJEZŐ NEURONOK KASZPÁZ-3-AL TÖRTÉNŐ SZELEKTÍV ÍRTÁSÁNAK ELVE

PROGESZTERON RECEPTOR-T (PR-t) TARTALMAZÓ VMH NEURONOK KASZPÁZ-3-AL VALÓ ÍRTÁSÁNAK HATÁSA Yang CF et al (2013) Cell 153:896-909.

A SZEXUÁLISAN DIMORF VISELKEDÉSEK MOLEKULÁRIS HÁTTERE Olyan viselkedések, melyek különböznek a két nem között Legtipikusabb formái a szexuális viselkedések Molekuláris változások tesztelhetőek rendszerbiológiai eszközökkel, ilyenkor nem egy gént (pl. oxytocin receptort) vizsgálunk, hanem egyszerre az összeset - Egy rendszerbiológiai technika a DNS mikroarray

AZ ELŐADÁS VÁZLATA A hím szexuális viselkedés hormonális és neuronális szabályozása rágcsálókban A nőstény szexuális viselkedés a lordózis neuronális szabályozása nőstény szexuális viselkedés hormonális szabályozása Génexpressziós változások rendszerbiológiai vizsgálata microarray technika Szexuálisan dimorf génexpressziós változások rágcsáló hypothalamuszban

DNS MICROARRAY FOLYAMATA Biológiai kérdés felvetése A kísérlet megtervezése A mikroarray kísérlet Képanalízis Normalizálás Analízis A mikroarray kísérlet: Szövetminta előállítás (disszekció) RNS izolálása Szükség esetén RNS amplifikáció RNS minőségének ellenőrzése Jelölt DNS elkészítése Chip előkészítése Hibridizáció Validálás Interpretáció

MICROPUNCH TECHNIKA

EXPRESSZIÓS VIZSGÁLAT KÉTSZÍNŰ (ÖSSZEHASONLÍTÓ) DNS MICROARRAY-EL cdna A Cy5-el jelölt cdna B Cy-el jelölt Lézer 1 Lézer 2 Hibridizáció Szkennelés + Analízis A felvételek egybevetítése

MICROARRAY HIBRIDIZÁCIÓ 1. Jelölt DNS felvitele 2. Hibridizációs kamra összeszerelése o 3. Inkubáció kb. 60 C-n 4. Mosási lépések

A DNS MICROARRAY TECHNIKA ELVE: HIBRIDIZÁCIÓ ISMERT SZEKVENCIÁJÚ DNS-T TARTALMAZÓ CELLÁBAN Pin-spotting A mérés elve: a fluoreszcensen jelölt vizsgált mintát (DNS vagy cdns-állomány) hibridizáltatni próbáljuk a microarray-en lévő DNS-ekkel, majd fluoreszcencia detektorral leolvassuk, mely pontokban történt hibridizáció.

Spot-ok Genes MIKROARRAY KÉPEKTŐL A GÉN EXPRESSZIÓS MÁTRIXOKIG (TÁBLÁZATOKIG) Átmeneti adatok Képek Génexpressziós mátrix Táblázat Spot-ok fényesség intenzitásai Génexpressziós szintek

MICROARRAY ADATOK GRAFIKUS ÁBRÁZOLÁSA LOGARITMUS TRANSZFORMÁCIÓ

MICROARRAY ADATOK ANALÍZISE A géneket valamilyen paraméter szerint sorba kell rendezni, és azután meghatározni egy felső (növekedett gének), és egy alsó (csökkent gének) határértéket. A paraméter lehet: - a változás mértéke ( fold change ) - a Student teszt p értéke - egyéb statisztika releváns paramétere - ezek kombinációja. Az alsó és felső határérték kijelölése céljainkkal összhangban, önkényesen történik, attól függően, hogy mennyire toleráljuk a hibás pozitív géneket (pl. kevés gént akarunk tovább vizsgálni drága módszerekkel, vagy folyamatokra vagyunk kíváncsiak). Ennek megfelelően pl. a fold change limit 10 vagy 1,2 is lehet. A keletkező génlistát szűrjük A változó géneket független módszerrel, egyesével validáljuk

PÉLDA VALÓDI MIKROARRAY LISTÁRA

MICROARRAY STRATÉGIA SZEXUÁLISAN DIMORF EXPRESSZIÓT MUTATÓ HIPOTALAMIKUS GÉNEK AZONOSÍTÁSÁRA Xu X. et al., (2012) Modular Genetic Control of Sexually Dimorphic Behaviors. Cell 148:596 607.

IN SITU HIBRIDIZÁCIÓS HISZTOKÉMIA Cél: Az RNS kifejeződésének helyét a szövetben akarjuk látni Kivitelezés: Szövet speciális előkészítése DNS próba majd erről jelzett (pl. radioaktív) antisense RNS próba készítése Az RNS próbával hibridizáció, majd a nem-specifikusan kötődött próba lemosása Autoradiográfiás (radioaktív jelölés esetén) vagy mikroszkópos analízis

EXPRESSZIÓJUKAT VÁLTOZTATÓ GÉNEK ELOSZLÁSA AZ AGYBAN Sytl4: synaptogagminlike protein 4 Brs3: Bombesin receptor subtype 3

INZULIN RECEPTOR SZUBSZTRÁT 4 (Irs4) ELOSZLÁSA Xu X. et al., (2012) Modular Genetic Control of Sexually Dimorphic Behaviors. Cell 148:596 607.

A KÖVETKEZŐ VISELKEDÉSI TESZTEKET VÉGEZTÉK EL A VÁLTOZÁST MUTATÓ GÉNEKRE KNOCK-OUT EGEREKEN Xu X. et al., (2012) Modular Genetic Control of Sexually Dimorphic Behaviors. Cell 148:596 607.

IRS 4 KO HÍM EGEREK SZEXUÁLIS VISELKEDÉSI ELTÉRÉSEI (A VAD TÍPUSÚ KONTROLLHOZ KÉPEST) Xu X. et al., (2012) Modular Genetic Control of Sexually Dimorphic Behaviors. Cell 148:596 607.

IRS 4 KO NŐSTÉNY EGEREK ANYAI VISELKEDÉSI ELTÉRÉSEI Xu X. et al., (2012) Modular Genetic Control of Sexually Dimorphic Behaviors. Cell 148:596 607.

CHOLECYSTOKININ A RECEPTOR (Cckar) ELOSZLÁSA Xu X. et al., (2012) Modular Genetic Control of Sexually Dimorphic Behaviors. Cell 148:596 607.

CHOLECYSTOKININ A RECEPTOR (Cckar) EXPRESSZIÓ INDUKCIÓJA ÖSZTROGÉN HATÁSÁRA Xu X. et al., (2012) Modular Genetic Control of Sexually Dimorphic Behaviors. Cell 148:596 607.

CHOLECYSTOKININ A RECEPTOR (Cckar) HIÁNYÁNAK HATÁSA A NŐSTÉNY RECEPTIVITÁSRA (a hím viselkedésével mérve)