Ekspresja i właściwości biofizyczne kanałów jonowych Nav1.9 w neuronach piramidowych kory przedczołowej u osobników w różnym wieku.
Celem projektu jest zbadanie ekspresji i charakterystyka właściwości biofizycznych kanałów jonowych Na+ typu NaV1.9 i porównanie tych właściwości w neuronach piramidowych warstwy V kory przedczołowej (PFC) szczurów w różnym wieku. Uważa się, że za zachowanie organizmu oraz zmiany zachowania organizmu związane z wiekiem jest odpowiedzialne prawidłowe funkcjonowanie neuronów PFC. Zaburzone działanie PFC jest przyczyną większości zależnych od wieku chorób neuropsychiatrycznych, które występują u 34% obywateli Unii Europejskiej. Fizjologiczna i patofizjologiczna aktywność neuronów PFC zależy, między innymi, od ekspresji i właściwości biofizycznych kanałów jonowych występujących w tych neuronach. Ostatnio wykazaliśmy, że istotną rolę w regulacji aktywności neuronów PFC mogą odgrywać kanały jonowe TTX-niezależne typu NaV1.9. Badania elektrofizjologiczne zostaną przeprowadzone na neuronach piramidowych warstwy V części przyśrodkowej PFC, zlokalizowanych w skrawkach wyizolowanych od samców szczurów młodych (18-22 dni), w okresie dojrzewania (38-42 dni), dorosłych (60-65 dni) i być może starych (20-miesięcznych). Płaty czołowe zostaną pocięte na skrawki. Neurony piramidowe będą identyfikowane w świetle podczerwonym i DIC. Rejestracje pojedynczych prądów jonowych kanałowych Nav1.9 zostaną przeprowadzone z ciała komórkowego neuronów metodą stabilizacji potencjału na powierzchni łatki. Zostanie określone m. in. prawdopodobieństwo otwarć, średni czas otwarć, amplituda, aktywacja, inaktywacja zależna od potencjału oraz od czasu badanych prądów jonowych kanałowych. Analiza wyników zostanie przeprowadzona za pomocą programu Clampfit 9.0 oraz standardowych testów statystycznych. Neurony zlokalizowane w skrawkach szczurów młodych (18-22 dniowych), w wieku dojrzewania (38-42 dniowych), dorosłych (58-62 dniowych) i starych (20 miesięcznych) otrzymanych z utrwalonych mózgów będą znakowane Map2. Ekspresja kanałów jonowych Nav1.9 zostanie zbadana metodą immunofluorescencji przy wykorzystaniu mikroskopu konfokalnego w neuronach piramidowych identyfikowanych na podstawie kształtu (trójkątny kształt, obecność apikalnego dendrytu, występowanie dendrytów bazalnych). Zostaną porównane właściwości biofizyczne oraz ekspresja kanałów jonowych Nav1.9 u szczurów w różnym wieku. Próg pobudzenia potencjałozależnych kanałów jonowych Na+ typu NaV1.9 jest zbliżony do wartości potencjału błonowego spoczynkowego. W związku z tym zmniejszenie lub zwiększenie prawdopodobieństwa otwarć tych kanałów (wywołane przez związki biologicznie czynne, neuroprzekaźniki) wywołuje, odpowiednio, hiperpolaryzację lub depolaryzację błony komórkowej neuronów i tym samym zmienia pobudliwość neuronów. W neuronach piramidowych występują depolaryzacje potencjału błonowego spoczynkowego. Depolaryzacje te powodują wzrost pobudliwości neuronów będący funkcjonalnym podłożem pamięci operacyjnej. Zaburzenie tych depolaryzacji występuje w padaczce, schizofrenii i w naturalnym lub przyspieszonym starzeniu się ośrodkowego układu nerwowego. Efektor komórkowy odpowiedzialny za powstawanie tych depolaryzacji nie jest zdefiniowany. Wyniki uzyskane w naszej i w innych pracowniach wskazują, że za depolaryzacje neuronów piramidowych PFC może być odpowiedzialna aktywacja kanału Nav1.9. Celem tego projektu jest zarejestrowanie prądów jonowych kanałowych typu Nav1.9 oraz zdefiniowanie ich właściwości biofizycznych w neuronach piramidowych warstwy V PFC szczurów w różnym wieku. Identyfikacja oraz poznanie mechanizmów działania kanałów jonowych Na+ typu NaV1.9 na poziomie komórkowym jest podstawą do zrozumienia mechanizmów odpowiedzialnych za zmiany zachowania organizmu w czasie rozwoju osobniczego oraz do wprowadzenia optymalnej terapii i racjonalnej konstrukcji leków usprawniających i korygujących dysfunkcję aktywności neuronów piramidowych kory przedczołowej.