Zakład Biochemii Mózgu
Opis profilu badawczego
I. Neurobiologiczne i molekularne aspekty depresji, stresu, lęku i mechanizmy działania terapii przeciwdepresyjnych:
- Badania roli układu noradrenergicznego w indukowanych stresem zmianach plastycznych w mózguInterakcje szlaków sygnałowych: receptory α1-adrenergiczne – stres komórkowy – apoptoza – badania w chronicznym nieprzewidywalnym stresie, modelu zwierzęcej depresji
- Udział podtypów (A, B i D) receptora α1–AR w mechanizmie działania leków przeciwdepresyjnych - badania w modelach komórkowych ze stabilną ekspresją poszczególnych podtypów α1–AR i u myszy knock-out pozbawionych określonych podtypów α1–AR.
- Neurochemiczne korelaty przywołania warunkowanego lęku: badanie ekspresji białek G w mózgu myszy w modelu warunkowania strachem i efektach morfiny
II. Badania w mysich modelach transgenicznych (system warunkowej/indukowanej rekombinazy Cre/loxP):
- funkcja receptora glikokortykoidowego (GR) w depresji (myszy pozbawione receptora GR w układzie noradrenergicznym)rola czynnika transkrypcyjnego CREB w mechanizmie działania leków przeciwdepresyjnych (myszy pozbawione CREB w układzie noradrenergicznym lub serotoninowym)
- farmakologiczna weryfikacji potencjalnych strategii neuroprotekcyjnych w chorobach neurodegeneracyjnych (linie myszy z wywołaną miejscowo degeneracją komórek noradrenergicznych, dopaminowych lub dopaminoceptywnych)
III. Wpływ leków i niefarmakologicznych terapii przeciwdepresyjnych na układ odpornościowy
- Rola obwodowych makrofagów w depresji i działaniu terapii przeciwdepresyjnych
IV. Molekularne korelaty uzależnień lekowych
- Badanie ekspresji podjednostek α białek G w mózgu, w szczurzych modelach uzależnienia od morfiny i kokainy
Metody badawcze
Behawioralne:
– testy: spontaniczna ruchliwość (OFT); zachowania depresyjne (TST, FST); lękliwość (LDB); motoryka i koordynacja ruchowa zwierzęcia (Rotarod) wykonywane z udziałem zautomatyzowanego systemu do analizy ruchowej EthoVision
– modele: stresu unieruchomienia; warunkowania strachem; modelowanie tolerancji i uzależnień lekowych: sensytyzacja, procedura samopodawania leków oraz modele nawrotu do uzależnienia kokainowego i morfinowego
– instrumentalne: podawanie elektrowstrząsów, implantacja stereotaktyczna kaniuli do określonych miejsc kory mózgowej (dmPFC) i podania leków do dmPFC; implantacja sztucznej żyły do żyły szyjnej szczura; izolacja struktur mógowych
Biochemiczne / molekularne:
– badania gęstości i powinowactwa receptorów: analiza wiązania radioligandów i autoradiografia receptorów; pomiar generacji wtórnych przekaźników (cykliczny AMP, fosforany inozytolu) z wykorzystaniem techniki HTRF, TR-FRET; ocena aktywności makrofagów metodami kolorymetrycznymi, ELISA i cytometrii przepływowej
– hodowla komórek układu odpornościowego; transfekcja in vitro i hodowle linii komórkowych ze stabilną ekspresją genów kodujących wybrane białka
– genotypowanie zwierząt techniką klasycznego PCR; ilościowe oznaczenia ekspresji mRNA (RealTime PCR, Northern blot); białka (WesternBlot, macierze białkowe); frakcjonowanie białek błonowych i wewnątrzkomórkowych; profilowanie ekspresji genów metodą mikromacierzy cDNA na komercyjnych platformach (Illumina/Affymetrix) oraz za pomocą tzw. mikromacierzy małej skali z sondami TaqMan (TLDA) na własnej platformie QuantStudio
Immunohistochemiczne – klasyczne techniki immunohistochemii i immunofluorescencji dla wizualizacji morfologii struktur mózgowych oraz jakościowej analizy wybranych białek; analiza mikroskopowa fluorescencyjna
Modele transgeniczne:
– oparte o system warunkowej/indukowanej rekombinazy Cre/loxP – myszy z selektywnie usuniętymi genami wyłącznie w specyficznych populacjach komórkowych
– oparte o technologię knock-out – myszy z unieczynnionymi genami kodującymi poszczególne podtypy receptorów α1–adrenergicznych (ABD-KO)
– model in vitro – linie komórek ze stabilną ekspresją poszczególnych podtypów receptorów α1–adrenergicznych
Najważniejsze odkrycia ostatnich lat
1. Stwierdzenie zależnych od płci różnic w odpowiedzi na mutację polegającą na selektywnym usunięciu receptora glukokortykoidowego z układu noradrenergicznego (linia myszy GRDBHCre): wykazanie w testach behawioralnych prodepresyjnego i prolękowego fenotypu samic i oporności na stres samców (publikacja: Chmielarz P., Kuśmierczyk J., Parlato R, Schütz G., Nalepa I., Kreiner G.: Inactivation of glucocorticoid receptor in noradrenergic system influences anxiety and depressive-like behavior in mice. PLoS One, 2013, 8, e72632)
2. Wykazanie, że wielokrotny stres separacji od matki w okresie postnatalnym (model clean bedding), skutkuje u dorosłych mysich osobników anhedonią – obniżeniem pobierania słodkiego pokarmu, spadkiem gęstości receptorów α1-adrenergicznych w korowo-limbicznych obwodach neuronalnych oraz zależnymi od struktury mózgu zmianami w ekspresji mRNA trzech podtypów receptora α1-adrenergicznego, białek szoku cieplnego (Hsp72, Hsp90) oraz białek rodziny Bcl2 (publikacja: Coccurello R., Bielawski A., Zelek-Molik A., Vetulani J., Kowalska M., D’Amato F.R., Nalepa I.: Brief maternal separation affects brain α1-adrenoceptors and apoptotic signaling in adult mice. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol Psychiatry, 2014, 48, 161-169).
-
Back and to the Future: From Neurotoxin-Induced to Human Parkinson's Disease Models.
Mikko Airavaara, Ilmari Parkkinen, Julia Konovalova, Katrina Albert, Piotr Chmielarz, Andrii Domanskyi
Current protocols in neuroscience, 10.1002/cpns.88
PMID:32049438 -
MANF Ablation Causes Prolonged Activation of the UPR without Neurodegeneration in the Mouse Midbrain Dopamine System.
Emmi Pakarinen, Tatiana Danilova, Vootele Võikar, Piotr Chmielarz, Petteri Piepponen, Mikko Airavaara, Mart Saarma, Maria Lindahl
eNeuro, ENEURO.0477-19.2019 10.1523/ENEURO.0477-19.2019
PMID:32005751 -
Interplay between MicroRNAs and Oxidative Stress in Neurodegenerative Diseases.
Julia Konovalova, Dmytro Gerasymchuk, Ilmari Parkkinen, Piotr Chmielarz, Andrii Domanskyi
International journal of molecular sciences, E6055 10.3390/ijms20236055
PMID:31801298 -
Functionally Distinctive Ptch Receptors Establish Multimodal Hedgehog Signaling in the Tooth Epithelial Stem Cell Niche.
Martin Binder, Piotr Chmielarz, Peter J Mckinnon, Leah C Biggs, Irma Thesleff, Anamaria Balic
Stem cells (Dayton, Ohio), 10.1002/stem.3042
PMID:31145830 -
Stimulation of noradrenergic transmission by reboxetine is beneficial for a mouse model of progressive parkinsonism.
Grzegorz Kreiner, Katarzyna Rafa-Zabłocka, Justyna Barut, Piotr Chmielarz, Marta Kot, Monika Bagińska, Rosanna Parlato, Władysława Anna Daniel, Irena Nalepa
Scientific reports, 10.1038/s41598-019-41756-3
PMID:30918302 -
Selective Depletion of CREB in Serotonergic Neurons Affects the Upregulation of Brain-Derived Neurotrophic Factor Evoked by Chronic Fluoxetine Treatment.
Katarzyna Rafa-Zabłocka, Grzegorz Kreiner, Monika Bagińska, Irena Nalepa
Frontiers in neuroscience, 10.3389/fnins.2018.00637
PMID:30294251 -
What have we learned recently from transgenic mouse models about neurodegeneration? The most promising discoveries of this millennium.
Grzegorz Kreiner
Pharmacological reports : PR, S1734-1140(17)30841-1 10.1016/j.pharep.2018.09.006
PMID:30312896 -
The Protective Effect of Repeated 1MeTIQ Administration on the Lactacystin-Induced Impairment of Dopamine Release and Decline in TH Level in the Rat Brain.
Agnieszka Wąsik, Irena Romańska, Agnieszka Zelek-Molik, Irena Nalepa, Lucyna Antkiewicz-Michaluk
Neurotoxicity research, 10.1007/s12640-018-9939-6
PMID:30129004 -
Involvement of Macrophage Inflammatory Protein-1 Family Members in the Development of Diabetic Neuropathy and Their Contribution to Effectiveness of Morphine.
Ewelina Rojewska, Magdalena Zychowska, Anna Piotrowska, Grzegorz Kreiner, Irena Nalepa, Joanna Mika
Frontiers in immunology, 10.3389/fimmu.2018.00494
PMID:29593735 -
Novel multi-target azinesulfonamides of cyclic amine derivatives as potential antipsychotics with pro-social and pro-cognitive effects.
Paweł Zajdel, Tomasz Kos, Krzysztof Marciniec, Grzegorz Satała, Vittorio Canale, Krzysztof Kamiński, Małgorzata Hołuj, Tomasz Lenda, Robert Koralewski, Marek Bednarski, Leszek Nowiński, Jacek Wójcikowski, Władysława A Daniel, Agnieszka Nikiforuk, Irena Nalepa, Piotr Chmielarz, Justyna Kuśmierczyk, Andrzej J Bojarski, Piotr Popik
European journal of medicinal chemistry, S0223-5234(18)30002-3 10.1016/j.ejmech.2018.01.002
PMID:29407591 -
Transgenic mice lacking CREB and CREM in noradrenergic and serotonergic neurons respond differently to common antidepressants on tail suspension test.
Katarzyna Rafa-Zabłocka, Grzegorz Kreiner, Monika Bagińska, Justyna Kuśmierczyk, Rosanna Parlato, Irena Nalepa
Scientific reports, 10.1038/s41598-017-14069-6
PMID:29044198 -
Spinal CCL1/CCR8 signaling interplay as a potential therapeutic target - Evidence from a mouse diabetic neuropathy model.
Magdalena Zychowska, Ewelina Rojewska, Anna Piotrowska, Grzegorz Kreiner, Irena Nalepa, Joanna Mika
International immunopharmacology, S1567-5769(17)30360-0 10.1016/j.intimp.2017.09.021
PMID:28961489 -
Assessment of leukocyte activity in mice devoid of the glucocorticoid receptor in the noradrenergic system (GRDBHCre).
Adam Roman, Justyna Kuśmierczyk, Grzegorz Kreiner, Irena Nalepa
Immunobiology, S0171-2985(17)30163-8 10.1016/j.imbio.2017.10.022
PMID:29030008 -
Dicer and microRNAs protect adult dopamine neurons.
Piotr Chmielarz, Julia Konovalova, Syeda Sadia Najam, Heike Alter, Timo Petteri Piepponen, Holger Erfle, Kai C Sonntag, Günther Schütz, Ilya A Vinnikov, Andrii Domanskyi
Cell death & disease, 10.1038/cddis.2017.214
PMID:28542144 -
Suppression of pro-inflammatory cytokine expression and lack of anti-depressant-like effect of fluoxetine in lipopolysaccharide-treated old female mice.
Weronika Duda, Marta Kubera, Grzegorz Kreiner, Katarzyna Curzytek, Jan Detka, Katarzyna Głombik, Joanna Ślusarczyk, Agnieszka Basta-Kaim, Bogusława Budziszewska, Władysław Lasoń, Magdalena Regulska, Monika Leśkiewicz, Adam Roman, Agnieszka Zelek-Molik, Irena Nalepa
International immunopharmacology, S1567-5769(17)30155-8 10.1016/j.intimp.2017.04.021
PMID:28460354
-
Badanie wpływu postępującej neurodegeneracji układu noradrenergicznego na funkcjonowanie układu dopaminowego w kontekście presymptomatycznej fazy choroby Parkinsona. , Dr hab. Grzegorz Kreiner
OPUS13 2017/25/B/NZ7/02406
Kierownik projektu: Dr Grzegorz Kreiner -
Różnicowanie udziału trzech podtypów receptora alfa(1)-adrenergicznego w efektach leków przeciwdepresyjnych: badania w oparciu o genetyczne modele in vitro oraz in vivo , Prof. dr hab. Irena Nalepa
OPUS9 2015/17/B/NZ7/03018
Kierownik projektu: Prof. dr hab. Irena Nalepa
-
Zanieczyszczenia powietrza a choroby autoimmunologiczne: rola wielofazowej chemii nieorganicznej , Prof. dr hab. Irena Nalepa
SYMFONIA3: APARIC 2015/16/W/ST5/00005
Kierownik projektu ze strony Instytutu Farmakologii PAN Prof. dr hab. Irena Nalepa
-
Ocena roli czynnika transkrypcyjnego CREB w mechanizmach działania leków przeciwdepresyjnych, Dr hab. Grzegorz Kreiner
OPUS7 2014/13/B/NZ7/02293
Kierownik projektu: Dr Grzegorz Kreiner -
Farmakologiczna weryfikacja potencjalnych strategii neuroprotekcyjnych w nowych, genetycznych modelach progresywnej neurodegeneracji u myszy, opartych o system selektywnie indukowanych mutacji Cre/loxP , Dr hab. Grzegorz Kreiner
OPUS2 2011/03/B/NZ7/05949
Kierownik projektu: Dr Grzegorz Kreiner
-
Badanie interakcji szlaków sygnałowych: receptory alfa1-adrenergiczne – stres komórkowy – apoptoza, w modelu chronicznego łagodnego stresu - zadanie 1.4, Prof. dr hab. Irena Nalepa
POIG.01.01.02-12-004/09 DeMeTer (Depresja – Mechanizmy – Terapia)
Działanie 1.1 Poddziałanie 1.1.2. Zadanie główne: Modelowanie depresji – strategia poznawania jej etiologii.
Kierownik zadania 1.4. Prof. Irena Nalepa
-
Badanie interakcji układu noradrenergicznego i glukokortykoidowego w nowym modelu genetycznym i ocena jego przydatności jako modelu depresji u myszy - zadanie 1.2, Dr hab. Grzegorz Kreiner
POIG 01.01.02-12-004/09 DeMeTer (Depresja – Mechanizmy – Terapia).
Działanie 1.1 Poddziałanie 1.1.2. Zadanie główne: Modelowanie depresji – strategia poznawania jej etiologii. Kierownik zadania 1.2: Dr Grzegorz Kreiner
-
Funkcja in vitro: funkcjonalna aktywność nowych ligandów receptora serotoninowego 5HT(6) i dopaminowego D(2) na poziomie modulacji odpowiedzi wtórnych przekaźników zadanie nr 6, Prof. dr hab. Irena Nalepa
GRANT POIG ProKog Nr UDA-POIG.01.03.01-12-063/09-02 Działanie 1.3, Poddziałanie 1.3.1: Antagoniści receptora 5HT(6): nowoczesne leki przeciwpsychotyczne o dodatkowym działaniu prokognitywnym,Kierownik zadania nr 6: Prof. dr hab. Irena Nalepa
Zainteresowania badawcze
Techniki badawcze
- analiza i interpretacja dużych zbiorów danych
- chroniczny stres psychosocjalny
- genotypowanie
- hodowla komórek układu odpornościowego
- macierze białkowe
- mikromacierze cDNA na komercyjnych platformach (Illumina/Affymetrix)
- mikromacierze małej skali z sondami TaqMan (TLDA) na własnej platformie QuantStudio
- spektroskopia UV-VIS
- test odrzucania ogona
- test warunkowej awersji miejsca
- test warunkowej preferencji miejsca
- warunkowanie strachem
Słowa kluczowe
- apoptoza
- białka mitochondrialne
- białka sygnałowe
- bioinformatyka
- biologia molekularna
- choroba Alzheimera
- choroba Parkinsona
- depresja
- depresja lekooporna
- ekspresja genów
- glej
- glutaminian
- hipokamp
- imipramina
- kora przedczołowa
- leki przeciwdepresyjne
- modele zwierzęce
- mysz
- neurony
- neuroprotekcja
- noradrenalina
- psychofarmakologia
- receptory związane z białkiem G
- stres
- synapsa
- szczur
- uzależnienia lekowe
- wtórne przekaźniki
- wzgórze