2015
biológia
CB1 kannabinoid receptorok szubcelluláris eloszlásának vizsgálata korrelált konfokális és szuperrezolúciós STORM képalkotás felhasználásával
Témavezető:
Dr. Katona István, Dr. Horváth András
Dr. Katona István, Dr. Horváth András
Összefoglaló
Az agy kémiai szinapszisainak működési elvei és plaszticitási folyamatai nem érthetőek meg a szinaptikus fehérjék helyzetének és mennyiségének ismerete nélkül. Az endokannabinoid jelpálya a központi idegrendszer számos különböző típusú szinapszisában kulcsszerepet játszik az ingerület-átvivő anyagok felszabadulásának szabályozásában. Ennek ellenére az idegvégződéseken található, retrográd jelátvitelt közvetítő CB1 kannabinoid receptorok mennyiségének és sejten belüli eloszlásának szabályozásáról nagyon kevés ismeret áll rendelkezésre. A CB1 receptorok nanoskálájú molekuláris eloszlásának feltérképezéséhez a SzTochasztikus Optikai Rekonstrukciós Mikroszkópiát (STORM) választottuk eszközül, amellyel a hagyományos fénymikroszkópia térbeli feloldóképességét egy nagyságrenddel meghaladó felbontás is elérhető. A STORM módszert konfokális mikroszkópiával kombinálva a molekuláris eloszlásra vonatkozó szuperrezolúciós adatokat sejt- és kompartmentspecifikus kontextusba helyezve vizsgáltuk. A különböző modalitású képek egységes kiértékeléséhez és a STORM adatok pontonkénti analíziséhez egy könnyen kezelhető, rugalmas szoftvert fejlesztettünk. Perfundált egéragy metszeteken kettős fluoreszcens immunfestést végeztünk CB1 és neuroligin-2 ellen, és a hippokampusz CA1 piramisrétegében korrelált konfokális és STORM képeket vettünk fel. A posztszinaptikus aktív zóna marker neuroligin-2 konfokális képének segítségével meghatároztuk a gátló szinapszisok helyzetét. Kimutattuk, hogy az egyes axonvégződésekben a receptorok száma lineáris összefüggést mutat a bouton méretével, továbbá, hogy a CB1 receptorok átlagos sűrűsége meglepő módon nem tér el az intraszinaptikus és az extraszinaptikus zónában. A tudományos diákköri munka keretén belül tehát elsőként fejlesztettünk szoftvert a STORM és konfokális mikroszkópiás adatok korrelált analíziséhez, valamint ennek segítségével kimutattuk a CB1 receptorok homogén eloszlását a gátló axonvégződésekben.
Dr. Katona István
Dr. Horváth András
horvath.andras@itk.ppke.hu