Hlavním cílem projektu je lepší porozumění tomu, jak nikotinové acetylcholinové receptory (nAChRs) exprimované striatálními cholinergními interneurony (CINs) ovlivňují funkci těchto neuronů a tím i aktivitu striatálních okruhů a chování zvířat.
Striatum je mozková struktura, která je v mnoha ohledech specifická, včetně přesně lokalizované exprese nikotinových receptorů. I když je ve striatu vysoká exprese nAChRs, většina těchto receptorů se nachází v nervových zakončeních, které do striata přichází z jiných částí mozku. Většina neuronů sídlících přímo ve striatu nikotinové receptory vůbec neexprimuje a nAChRs se vyskytují pouze ve vybraných a poměrně vzácných typech striatálních interneuronů, jako jsou CINs. Vzácnost nAChR ve striatálních neuronech nás logicky vede k otázce, zda mají tyto receptory jakýkoli funkční význam, a pokud ano, jak výrazný a specifický bude účinek jejich aktivace. Jinak řečeno, můžeme je použít jako účinný nástroj k modulaci aktivity CINs a k léčbě patologických příznaků spojených s poruchami striatálních okruhů, jako jsou poruchy motorických funkcí u Parkinsonovy nemoci?
Exprese beta2 nikotinové podjednotky v různých typech striatálních neuronů. Beta2 podjednotka
je znázorněna červeně, markery pro jednotlivé typy striatálních neuronů jsou znázorněny zeleně.
Abychom tyto otázky mohli zodpovědět, musíme nejprve identifikovat specifické podtypy nAChR složené z různých podjednotek, které jsou exprimované v CINs. Pro lepší pochopení funkce, jakou hrají receptory v buňce, zkoumáme také subcelulární lokalizaci jednotlivých nikotinových podjednotek v CINs. Funkční aktivitu nAChR v CINs můžeme narušit pomocí specifických genetických myších modelů a virových vektorů, a poté zkoumáme efekt těchto zásahů na aktivitu neuronů a chování myší. V naší předchozí studii jsme zjistili, že CINs exprimují heteromerní nAChR obsahující beta2 podjednotku a že delece těchto receptorů má významné funkční důsledky. Na buněčné úrovni vede ke zvýšené aktivitě striatálních projekčních neuronů a na behaviorální úrovni zvyšuje citlivost na stimulanty a ovlivňuje sociální chování, projevy úzkosti a explorativní chování v novém prostředí.
Abychom dále odhalili roli nAChR při řízení CINs a striatálních nervových okruhů, plánujeme také využít zobrazování intracelulární hladiny Ca2+ in vivo u volně se pohybujících zvířat a zjistit, jak delece nAChR v CINs mění striatální signalizaci během spontánního chování.
