|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Латеральная мобильность ацетилхолиновых рецепторов в регуляции пластичности нейронаНИР
-
- Руководитель НИР: Пивоваров А.С.
- Участники НИР: Васильева Н.А., Ломоносова М.А., Мурзина Г.Б., Николаев Г.М., Островская Р.У., Разумовская М.А., Третьякова М.С., Ястребова С.Б.
- Подразделение: Кафедра высшей нервной деятельности
- Срок исполнения: 1 января 2016 г. - 31 декабря 2018 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 16-04-00099а
- Номер ЦИТИС: 116012810129
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физиологические механизмы деятельности, развития и устойчивости организма человека и животных
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.39.49 Физиологически активные вещества
-
Ключевые слова:
математическая модель, электрофизиология, латеральная диффузия, виноградная улитка, привыкание, командные нейроны, ноопепт
acetylcholine nicotine receptors, mathematical model, electrophysiology, helix lucorum, lateral diffusion -
Описание:
В этой НИР планируем исследовать участие латеральной диффузии мембранных внесинаптических ацетилхолиновых рецепторов (АХР) командных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки в механизмах простой формы пластичности - депрессии холиночувствительности соматической мембраны на клеточном аналоге привыкания. В электрофизиологических экспериментах будут изучены воздействия на депрессию вызванного ацетилхолином тока (АХ-тока) нейронов ряда веществ, которые могут влиять на латеральную диффузию рецепторов. Это влияние связано с (1) повышением веществами текучести (как результат уменьшения вязкости) мембраны клетки или (2) снижением стабильности примембранной актиновой решетки за счет инактивации актинсвязывающих белков - спектрина и мерлина (2). Для анализа результатов будет использована оригинальная математическая модель, учитывающая различную локализацию AХР в клетке и их динамику. Существенное внимание в проекте будет уделено изучению влияния ноопепта (нового лекарственного препарата, улучшающего способность к обучению и память) на холинергическую передачу сигнала в нервной системе виноградной улитки. Планируем исследовать в электрофизиологических экспериментах эффекты ноопепта на величину стационарного АХ-тока нейронов и выявить с помощью лазерной сканирующей конфокальной микроскопии предполагаемое изменение латеральной диффузии АХР при действии ноопепта. Планируем также изучить влияние ноопепта на динамику депрессии АХ-тока на клеточном аналоге привыкания и выявить роль в этом эффекте отдельных звеньев внутриклеточного транспорта АХР с помощью математической модели. На основании полученных результатов будет сформулировано положение о возможном механизме холинергического воздействия ноопепта.
-
Abstract:
In this research we plan to investigate the involvement of the lateral diffusion of membrane extrasynaptic acetylcholine receptors (AChRs) command neurons of defensive behavior of the snail vine in the mechanisms of simple forms of plasticity - depression cholinacetilasa somatic membrane at the cellular analogue of habituation. In electrophysiological experiments, the effects on depression caused by acetylcholine current (AH-current) of neurons of a number of substances that can affect the lateral diffusion of receptors will be studied. This effect is due to (1) increased fluidity (as a result of reduced viscosity) of the cell membrane or (2) reduced stability of the primembrane actin lattice due to inactivation of actin - binding proteins-spectrin and Merlin (2). To analyze the results, an original mathematical model will be used, taking into account the different localization of ACHR in the cell and their dynamics. Significant attention in the project will be paid to the study of the effect of noopept (a new drug that improves the ability to learn and memory) on cholinergic signal transmission in the nervous system of the grape snail. We plan to investigate in electrophysiological experiments the effects of noopept on the value of the stationary AX - current of neurons and to identify with the help of laser scanning confocal microscopy the expected change in the lateral diffusion of AHR under the action of noopept. We also plan to study the effect of noopept on the dynamics of AH-current depression on the cellular analogue of addiction and to identify the role of individual links of intracellular AHR transport in this effect using a mathematical model. On the basis of the results obtained, a provision on the possible mechanism of cholinergic effects of noopept will be formulated.
- Добавил в систему: Пивоваров Аркадий Саулович
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Латеральная мобильность ацетилхолиновых рецепторов в регуляции пластичности нейрона |
| Результаты этапа: Исследовали вероятную роль латеральной диффузии ацетилхолиновых рецепторов (АХР) командных нейронов, ответственных за оборонительное поведение виноградной улитк, в депрессии вызванного АХ тока (АХ-тока) на нейронном корреляте привыкания. С этой целью изучали влияние ряда соединений, повышающих скорость латеральной диффузии АХР нейронов. Протокол эксперимента включал ритмические ионофоретических аппликаций АХ на сому нейронов, которые имитировали протокол, вызывающий поведенческое привыкание у интактного животного. Мы обнаружили, что соединения, снижающие уровень холестерола в клеточных мембранах - метил-β-циклодекстрин (MβCD, 1 mM), Ro 48-8071 (2 µM), а также поликлональные антитела к актин-связывающим белкам - спектрину (5 µg/ml) и мерлину (2.5 µg/ml) вызывали драматические изменение в динамике депрессии АХ-тока. В экспериментах на конфокальном микроскопе методом восстановления флуоресценции после фотоотбеливания получено значение коэффициента латеральной диффузии командных нейронов улитки. Этот коэффициент был применен при модификации математической модели, котоpая учитывает мембpанное и внутpиклеточное pаcположение pецептоpов, иx латеpальную диффузию и завиcящие от внутpиклеточныx пpоцеccов эндоцитоз и экзоцитоз pецептоpов, Построены расчетные кривые числа мембранныз АХР при депрессии АХ-тока и пpоведен анализ полученных экcпеpиментальных завиcимоcтей. Теоретический анализ помог разделить вклад латеральной диффузии АХР и их эндо- и экзоцитоза в депрессию АХ-тока. Принимая во внимание результаты экспериментов и моделирования, мы предполагаем, что латеральная диффузия АХР играет, как их эндо- и экзоцитоз, важную роль в депрессии холиночувствительности нейронов на клеточном корреляте привыкания у наземного моллюска Helix lucorum. | ||
| 2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Влияние ноопепта и пирацетама на холиночувствительность и латеральную диффузию сомы нейронов моллюска |
| Результаты этапа: Ноотропные препараты - ноопепт и пирацетам изменяют амплитуду вызванного ацетилхолином входящего тока (АХ-тока) командных нейронов виноградной улитки. Оба соединения проявляют холинопозитивное действие. Дозовая кривая пирацетама в интервале 10-5-10-2 -монотонно-возрастающая, а кривая доза-эффект ноопепта в интервале 10-10-10-7 - колоколообразная. Ноопепт усиливает АХ-ток при низких концентрациях (10-10 - 10-8 M), а пирацетам при более высоких 10-4-10-2 М. Величины максимальных холинопозитивных эффектов ноопепта и пирацетама одинаковы, в то время как концентрации ноотропных препаратов, при которых они достигаются, различаются на 7 порядков. Полумаксимальная концентраций (EC50) ноопепта (10-10 М), а у пирацетама EC50 (10-3 М). Высокая активность ноопепта позволяет ожидать снижение побочных эффектов при его применении. Методом восстановления флуоресценции после фотоотбеливания на лазерном конфокальном сканирующем микроскопе показано отсутствие различий длительности полувосстановления флуоресценции при концентрации ноопепта 10-9 М. Эти результаты позволили не учитывать латеральную диффузию никотиновых рецепторов на мембране как один из этапов интернализации этих ионотропных рецепторов. Вполне возможно, что ноопепт проходит через плазмалемму нейрона и взаимодействует с примембранными белками. Предполагаем, что эффект пирацетама вызывает его взаимодействие с белковыми сайтами плазмалеммы. | ||
| 3 | 1 января 2018 г.-15 декабря 2018 г. | Влияние ноотропов на депрессию холиночувствительности нейронов виноградной улитки на клеточном аналоге привыкания |
| Результаты этапа: П (1 мМ) и ноопепт (1нМ и 10 мкМ) не изменяли времени полувосстановления флуоресцентного сигналва от обработанных меченым флуоресцентным красителем альфа-бунгаротоксином мейронов виноградной улитки.Кроме того, исследованные ноотропы влияли на кривую депрессии АХ-тока совсем не так, как вещества, снижающие содержание холестерола в мембранах и антитела против спрмина и мерлина. Ноотропы не изменяли уровень депрессии АХтока, а подавляли его восстановление. Видимо, клеточный механизм действия ноотропов не затрагивает латеральную депрессию мембранных рецепторов. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".