OETDK.

A termogenint (UCP1-et) expresszáló barna/bézs adipociták hőt termelnek, mely folyamat specifikus aktiválása fékezheti a súlygyarapodást. Kutatócsoportunk megfigyelte, hogy a megfelelő tiamin ellátottság nélkülözhetetlen a humán adipociták hatékony termogenézisében. A B1-vitamin származéka, a tiamin pirofoszfát mitokondriális katabolikus reakciókat katalizáló enzimek kofaktora. Nyilvánosan elérhető egyedi sejtmagi RNS szekvenálás adatok analízisével azt találtuk, hogy az SLC19A2 és SLC19A3 gének által kódolt tiamin transzporter (TT) 1 és 2 a humán fehér zsírszövet adipocita sejtcsoportjában fejeződött ki nagymértékben. Jelenleg csak néhány humán adipogén sejtvonal érhető el a barnulást és a termogenézist szabályozó molekuláris mechanizmusok tanulmányozására. Ezek közül a Simpson-Golabi-Behmel szindróma (SGBS) praeadipocita sejtvonalat alkalmaztuk a TT-k szerepének vizsgálatára.Az SGBS preadipocitákat fehér adipocita vagy hőtermelő barna-adipocita (hosszú távú roziglitazon kezeléssel) irányba differenciáltattuk 14 napig. Ezt követően szeparálva kezeltük a sejteket TT inhibitorokkal (fedratinib vagy amprolium), dibutiril-cAMP-vel történő termogenikus aktiváció jelenlétében vagy hiányában, 10 órán keresztül. Az mRNS és fehérje expressziót RT-qPCR és western blot segítségével vizsgáltuk. Az oxigénfogyasztás és az extracelluláris acidifikációs rátát Seahorse XF Pro Metabolic Analyzer-rel mértünk. A tiamin elérhetőség limitálása farmakológiai inhibitorokkal megakadályozta a TT 1 és 2, az UCP1, a peroxiszóma proliferátor-aktivált receptor gamma koaktivátor 1-alfa (PGC1a) és egyéb termogenikus markerek db-cAMP által kiváltott indukcióját, illetve a protoncsorgásos légzést is gátolta. Ezt követően az adiposetissue.org nyilvánosan elérhető adatait analizálva megállapítottuk, hogy a TT-k mRNS és protein expressziója negatívan korrelál a testtömeg index-el, a derék-csípő hányadossal, az inzulin rezisztenciával, a koleszterol, LDL és glükóz plazma szintekkel, az adipocita térfogattal és a leptin szekrécióval. A TT-k expressziója normál testtömeg indexű emberek zsírszövetében magasabb, az elhízottakhoz képest. A humán fehér adipocitákban a TT-k expressziója szignifikánsan növelhető testsúly csökkentő műtéttel és diétával. Tanulmányunk megerősíti a tiamin ellátottság - melyet a tiamin transzporterek magas expressziója biztosít - kritikus szerepét az adipociták termogenikus aktivációjában és a vitamin terápiás potenciálját a metabolikus egyensúly javításában.

Témavezető: Prof. Dr. Csősz Éva és Dr. Arianti Rini

Bevezetés: A gerincvelői hátsó szarv neuronális hálózatai kulcsszerepet játszanak a nociceptív információk feldolgozásában és továbbításában. E folyamatok leszálló modulációjának célpontjai között szerepelnek a felületes hátsó szarv (SDH) endogén opioid tartalmú sejtek közé tartozó, enkefalinerg interneuronjai, melyek klasszikus és modulatorikus neurotranszmisszió révén képesek befolyásolni szenzoros ingerületfeldolgozást. A SDH enkefalinerg sejtjeinek kapcsolatrendszerét illetően azonban még számos kérdés tisztázatlan, melyek megválaszolása elengethetetlen ahhoz, hogy ezen sejtpopulációt a jövőben terápiás célpontként azonosíthassuk.Célkitűzés: Munkánk során a serkentő és gátló enkefalinerg neuronok klasszikus neurotranszmissziójából eredő hatásokat vizsgáltuk különböző SDH sejteken, köztük enkefalinerg interneuronokon.Anyagok és módszerek: Optogenetikával kombinált whole-cell patch-clamp kísérleteinket PENK::ChR2 hibrid egerek lumbális gerincvelőszakaszából készült in vitro preparátumokon végeztük, melyekben a proenkefalint (PENK) kifejező sejtek Channelrhodopsin2 expressziójuk révén kék fénnyel való megvilágítással szelektíven aktiválhatóak. A fényingerlésre adott összetett posztszinaptikus áramok eredetét szisztematikus farmakológiai gátlással vizsgáltuk. A glutamaterg serkentő komponensek blokkolására CNQX-et, a gátló komponensek kiszűrésére pedig bicucullint és sztrichnint alkalmaztunk. A preparátumok később immunhisztokémiai feldolgozásra kerültek, mely lehetővé tette a mért sejtek részletgazdag előhívását és neurokémiai klasszifikációját.Eredmények: Kísérleteinkkel igazoltuk, hogy a PENK neuronok egymással és más SDH sejtekkel képesek kapcsolatokat kialakítani. Ezen kapcsolatrendszerben a serkentő és gátló PENK interneuronok konvergenciája figyelhető meg, melynek eredménye képpen az egy sejten egyidejűleg érvényesülő excitatorikus és inhibitorikus hatások egymást maszkírozhatják. Az eredő választ nagyban befolyásolja az enkefalinerg kapcsolatokon keresztül érvényesülő gyors neurotranszmisszió stabilitása, mely az esetek (n=12) 58%-ában gátló, míg 42%-ában serkentő dominanciát határozott meg.Összegzés: Korábbi vizsgálataink mellett ezek az eredmények is alátámasztják, hogy a felületes hátsó szarv enkefalinerg sejtjeinek kapcsolatrendszere sokkal komplexebb, mint azt feltételeztük. Ennek az összetett rendszernek a feltérképezése és megértése potenciális utakat nyithat a fájdalomcsillapítás új módszereinek kidolgozására.

Témavezető: Dr. Gömöri Lídia Éva és Dr. Szücs Péter

Korábbi munkánkban kimutattuk, hogy az asztrocita- és NMDA receptor függő lassú inward áramok („slow inward current”, SIC) általi töltéstranszfer humán neocorticalis mintákon az életkor előrehaladtával csökkent, majd 70 éves kor felett meg is szűnt. Az asztrocitákon kifejeződnek a metabotróp glutamát receptorok, (mint például az mGluR 3 és 5). Az mGluR5 az egér életének első 3 hetében nagy mértékben expresszálódik, majd az életkor előrehaladtával csökkenés keletkezik be.A jelen munkában azt kívántuk vizsgálni, hogy különböző mGluR-okra ható specifikus agonistákkal a SIC-ek életkori hanyatlása visszafordítható-e. 38 és 79 év közötti, mélyen fekvő agytumorral operált betegek tumor feletti neocorticalis mintáin mértünk 8 esetben patch clamp technika teljes sejtes elrendezésével. A mérés alatt a sejteket biocitinnel töltöttük fel, majd láthatóvá tettük az így jelölt neuronokat. Az új adatok megerősítették a SIC aktivitás korábban általunk leírt, életkorral összefüggő hanyatlását. Az I. csoportú mGluR (mGluR1, 5) agonista DHPG 8 esetből 3 alkalommal növelte meg a SIC aktivitást, a II. csoportú mGluR (mGluR2, 3) agonista APDC egyetlen alkalommal tette ezt. A további 4 alkalommal egyik agonista sem hatott a SIC aktivitásra. Az mGluR agonisták hatásának életkorfüggését az adatpontok jelenlegi alacsony száma miatt egyelőre nem tudjuk biztonsággal megítélni. További vizsgálataink során az esetszám növelését és az mGluR agonisták hatásának további adatokkal (mint nem, diagnózis, alapbetegségek, kezelés) megfigyelhető korrelációinak vizsgálatát tűztük ki célul.

Témavezető: Dr. Deák-Pocsai Krisztina és Márton Béla

A krónikus vesebetegséghez (CKD) társuló urémiás kardiomiopátia bal kamrai hipertrófiával és szarkomer diszfunkcióval jár, specifikus kezelése nem ismert. A ciklikus guanozin-monofoszfát (cGMP)–foszfodiészteráz-5 (PDE5) útvonal a kontraktilitás és relaxáció kulcs szabályozója, gátlása kardioprotektív lehet. Kutatásunk célja a tadalafil dózisfüggő hatásainak feltárása urémiás kardiomiopátia állatmodellben, különös tekintettel a bal kamrai sejtfunkcióra és szarkomerikus adaptációkra.Kísérleteink során a Szegedi Tudományegyetem által beállított állatmodellt alkalmaztuk, melyben felnőtt hím Wistar-patkányokon kétlépcsős 5/6-os nefrektómiával CKD-t indukáltunk. Négy csoportot különítettünk el: egészséges Sham operált, kezeletlen CKD, alacsony dózisú (0,5mg/ttkg/nap) PDE5-gátlóval (D1) kezelt CKD, valamint magas dózisú (1mg/ttkg/nap) PDE5-gátlóval (D2) kezelt CKD csoportot. A szívizom-funkcionális vizsgálatokat membrán fosztott bal kamrai kardiomiocitákon végeztük. Izometriás erőméréseink során meghatároztuk a maximális Ca2+-aktivált aktív erőt (Fmax), a Ca2+-érzékenységet (pCa50), valamint a Ca2+-független passzív erőt (Fpasszív). Biokémiai elemzések során nyomon követtük a kardiális miozinkötő C-fehérje (MyBP-C), a kardiális troponin I (cTnI) és a titin fehérje foszforilációs státuszát ProQ Diamond és Western immunoblot módszerrel.A permeabilizált kardiomiocitákon végzett mérések alapján az Fmax a CKD (15,37±0,44 kN/m2;n=6) és a D2 (14,44±0,38kN/m2;n=6) csoportokban csökkent, míg a D1 (17,28±1,02 kN/m2;n=6) csoportban részlegesen megtartott maradt a Sham csoporthoz képest (19,29 ± 0,79 kN/m2;n=6). A pCa50 értékekben nem találtunk különbséget a csoportok között. Az Fpasszív szignifikánsan emelkedett minden beteg csoportban (CKD:1,84±0,13 kN/m2; D1:1,65±0,06 kN/m2; D2:1,97±0,2 kN/m2;n=6) a Sham (1,07±0,05 kN/m2;n=6) csoporthoz viszonyítva. A MyBP-C alulfoszforilált volt CKD-ban (0,77±0,02;n=16) és a D2 (0,65±0,03;n=16) csoportokban, ugyanakkor a D1 (0,88±0,02;n=16) csoportban a foszforilációs mintázat közel megtartott maradt a Sham (1±0,02;n=16) csoporthoz képest. A Titin összfoszforilációjában és a cTnI Ser-22/23, Ser-43 és Thr-144 siteok foszforilációjában nem találtunk különbséget a csoportok között. Eredményeink szerint a tadalafil hatása kettős és dózisfüggő: alacsony dózisban kedvezően befolyásolhatja a szívizom funkcióját, míg magas dózisban kontraktilis diszfunkcióval társulhat, ami a PDE5-gátlás szűk terápiás ablakára utal. Támogatás:EKÖP-25-2-DE-145

Témavezető: Dr. Bódi Beáta

A cannabidiol (CBD, (C21H30O2)) egy nem pszichoaktív cannabis származék, amely számos farmakológiai hatást fejt ki. Kutatások bizonyították a CBD neuroprotektív, antioxidáns hatásait. Kísérleteink célja a CBD neuroprotektív hatásának vizsgálatául szolgáló oxigén-glükóz deprivációs modell beállítása, a CBD neuronális túlélésre gyakorolt hatásainak morfológiai módszerekkel történő elemzése volt.Fiatal (mintegy 2 hónapos) C57Bl6 egerek agyából 300 µm vastagságú horizontalis hippocampalis túlélő szeleteket preparáltunk. A szeleteket normál arteficialis cerebrospinalis folyadékban (aCSF), folyamatos oxigenizálás mellett előinkubáltuk 30 percen át. Az egyik kísérleti csoportban 10 µmol/l CBD-t is tartalmazott az előinkubáló közeg. További 30 percen át a szeleteket oxigén-glükóz deprivációnak tettük ki, ahol az egyik csoport a művelet alatt is CBD alkalmazás alatt állt. Ezt követően 4 órán át, a repefúziót modellezve, visszahelyeztük a szeleteket az oxigenizált, glükóztartalmú aCSF-be. A szeleteken fixálást követően NeuN immunjelölést és DAPI jelölést alkalmaztunk, konfokális mikroszkópos felvételeket készítettünk, majd a CA1 régióban a túlélő neuronok számát értékeltük.A kontroll csoportban, CBD kezelés nélkül a CA1 régió neuronjainak száma a kontroll 25,6%-ára csökkent, míg CBD előinkubációval az oxigén-glükóz deprivációnál ez az arány 88,4% volt. A továbbiakban a modellünket a glükóztranszporter gátló DL-TBOA és pozitív alloszterikus moduláló szerek (GT949) hatásainak vizsgálatával tervezzük kiegészíteni.Az oxigén-glükóz deprivációs modell a jövőben egy jól használható kísérleti lehetőség lesz CBD származékok neuroprotektív hatásainak teszteléséhez.

Témavezető: Dr. Bakai-Bereczki Ilona és Bui Minh Hoang

Az asztrociták kulcsszerepet töltenek be a központi idegrendszer homeosztázisában, különösen az extraszinaptikus glutamát szabályozásával, amely megvédi a neuronokat az excitotoxikus károsodástól. A serkentő aminosav transzporterek (excitatory amino acid transporter, EAAT) a glutamát felvételének feladatát látják el. Kutatásunk célja ezen transzport funkciójának ex vivo vizsgálata, életkorfüggésének és klinikai relevanciájának feltárása volt.Jelen vizsgálatban humán peritumoralis, nem infiltrált szövetmintákon végeztünk patch-clamp méréseket neocorticalis piramissejteken. Az EAAT transzportereket DL-TBOA alkalmazásával gátoltuk. A fenti hatásra kialakuló tónusos befelé irányuló áramokat mértük, amelyeket n-metil-D-aszpartát (NMDA) receptor gátlószerek alkalmazásával igyekeztünk visszafordítani. Az így mért adatokat a beteg életkorával korreláltattuk.Az EAAT transzporterek gátlása 19 esetből 13 alkalommal befelé irányuló tónusos áramot keltett. Ezt az áramot a GluN2B alegység specifikus ifenprodil 9 alkalommal, a nem alegység specifikus D-AP5 valamennyi alkalommal visszafordította. A befelé irányuló áram átlagos amplitúdója az életkor előrehaladtával csökkent, egy 70 éves beteg mintáján egy alkalommal kifelé irányuló áramot is sikerült mérnünk.Az EAAT-hoz kötődő protektív mechanizmusok korfüggő csökkenése hozzájárulhat neurodegeneratív betegségek (pl. Alzheimer-, Parkinson-syndroma) és akut ischaemiás események patomechanizmusához. Ugyanakkor a humán mintákon nyert adatok száma egyelőre korlátozott, ezért további kísérletek szükségesek a mintaszám növelésére és a klinikai paraméterekkel esetlegesen megfigyelhető összefüggések részletes feltárására.

Témavezető: Dr. Pál Balázs és Márton Béla

Bevezetés: Az atópiás dermatitisz (AD) egy Th2-mediált, krónikus gyulladásos bőrbetegség, melyre az érintett bőrterületek szárazsága és viszketése jellemző a bőr lipid barrier rétegének károsodása következtében. AD-ben a Th2 citokinek, az IL4 és IL13, indukálják faggyúmirigyekben az androgén hormonok bioszintézisében szerepet játszó HSD3B1 enzimet, és ezáltal járulnak hozzá a lipid barrier diszfunkciójához. A PARP2 enzim szerepet játszik a DNS törések hibajavításában, valamint gyulladásos folyamatok, a mitokondriális anyagcsere és a lipid homeosztázis szabályozásában. Célkitűzés: A PARP2 lehetséges szerepének feltárása az SZ95 humán faggyúmirigy sejtvonal lipid anyagcseréjében, és összefüggések keresése a PARP2 által szabályozott útvonalak és a faggyúmirigy diszfunkcióval járó, például AD-hez köthető kórképek között.Módszerek: CRISPR/Cas9 technikával PARP2 génkiütött (KO) SZ95 sejtvonalat hoztunk létre, majd a kontroll (CTL) és PARP2 KO sejtekből RNS-szekvenálást és lipidomikai analízist végeztünk. AD-s betegek léziós és nem-léziós bőrében a PARP2 expresszióját CISH módszerrel vizsgáltuk, míg PARP2-/- és vadtípusú egerekben a kalcipotriol által indukált AD modellben szövettani, gén- és fehérjeexpressziós analíziseket alkalmaztunk.Eredmények: A PARP2 KO SZ95 sejtekben többezer gén expressziója változott, köztük a lipid- és szteroid bioszintézis útvonalaiban résztvevőké, amit a két sejtvonal elkülönülő lipidom profilja is tükrözött. PARP2 hiányában a faggyúsejtekben jelentősen emelkedett a HSD3B1 gén- és fehérjeexpresszió, míg AD-s betegek léziós faggyúmirigyeiben a PARP2 mRNS expressziója csökkent. Publikusan hozzáférhető AD-s faggyúmirigy transzkriptomikai adatok és a PARP2 KO sejtek génexpressziós profilja között jelentős átfedést találtunk, és PARP2-/- egerekben a lipid- és szteroidbioszintézis génjeinek diszregulációja, emelkedett androgénszint és súlyosabb AD-s bőrtünetek jelentkeztek.Összefoglalás: Vizsgálatainkban a PARP2-t a humán faggyúmirigy-sejtek lipid- és szteroid metabolizmusának új regulátoraként azonosítottuk. AD-s bőrben a faggyúmirigyek PARP2 expressziója jelentősen csökken, ami összefügghet az androgén hormonok szintézisének egyidejű növekedésével. Eredményeink alapján a PARP2 lipid szintézist szabályozó szerepe releváns lehet az atópiás dermatitisz patomechanizmusában.Munkánkat támogatta az MTA Bolyai János kutatási ösztöndíja, és a Debreceni Egyetem Tudományos Kutatási Alap Áthidaló Pál

Témavezető: Dr. Szántó Magdolna