Stressz és neurogenezis 2013

stressz-hatásokkal, antidepresszánsokkal modulálható Új idegsejtek képződése és integrációja az agyi hálózatok működésének természetes élettani jelensége; A neurogenezis dinamikája „használat-nem használat elven” változik az ép agyban kór-függő módon változik neurodegeneratív, pszichiátriai elváltozásokban stressz-hatásokkal, antidepresszánsokkal modulálható Dranovsky, Hen 2006 Biol.Psych.

Idegi őssejtek „sok-félesége” 13. nap 0,4 mm 18. nap 1,25 mm 32. nap; 6 mm

Aszimmetrikus mitózis + Aszimmetrikus mitózis G.C. Schoenwolf , 2001 kamra Pia - ECM Radiális glia Radiális neuroepithel sejt ECM Idegsejt-előalak Laterális indukció / gátlás Szimmetrikus aszimmetrikus mitózisok Notch Hes ErbB2 BLBP Delta-1 Mash/Ngn1,2 NRG-1

Embrionális sejt-vándorlás az elsődleges germinatív zónából radiális glia Migráló neuron prekurzorok Rakic P. J. Comp. Neurol. 1972, 145: 61-84 Halfter, W. et al. J. Neurosci. 2002; Az elsődleges germinatív zónából származó idegsejt-előalakok a radiális glia nyúlványok mentén vándorolnak

A felnőttkori neurogén zónák A másodlagos germinatív zóna a primér zóna származéka : Tangenciális + radiális vándorlás Primér germinatív réteg Másodlagos germinatív réteg prenatális posztnatális Vetítő neuron Kis vetítő neuron Lokális közti neuron Asztroglia Radiális glia ependyma VZ SVZ A felnőttkori neurogén zónák az SVZ maradványai; Vetítő neuronokat nem „termelnek”

felnőttkori neurogén zónák; A posztnatális időszakban már meglevő neuron-készlettel éljük le az életünket : 1984 Notebohm: énekes madarak; 1992 Reinolds és Weiss: rágcsálók, ember; 1998 Eriksson , Gage : human hippocampus felnőttkori neurogén zónák; Agykéreg Szagló gumó agykamra Kisagy Hátsóagy Corpus callosum Elülső migrációs ösvény Hippocampus 10 m Neurosphere from new born mouse froebrain a nmfhé Cortex Thalamus Szubventrikuláris zóna Szubgranuláris zóna 9000 új prekurzor/nap T1/2: 28 nap Cameun, McKay; 2001

Enyhe krónikus stressz hatására a hippocampalis sejtprodukció és/vagy neuron differenciáció csökken , míg az SVZ-eredetű sejtprodukció/túlélés nemváltozik (Silva R. et al., 2008. Neurosci) kamra agyszövet ependyma Sanai et al. Nature 2004, 427: 740; Doetsch F et al. J. Neurosci. 1997, 17(13): 5046 nmfhé

„ Inhibition of adult neurogenesis in the dentate gyrus leads to hypersecretion of glucocorticoids in response to stress. Increased stress response is due to reduced neurogenesis in the hippocampus but not in the subventricular zone.” JS Snyder et al. Nature , 2011. doi:10.1038/nature10287

Stressz → GCs ↑ (a HC minden főbb sejtípusa reagál) → erős serkentő stimulus a subiculum piramis sejtjeihez → HPA gátlás GC-szint visszaáll A HC serkentő hatást (és ezzel a subiculumban érvényesülő gátlást) az új granulasejtek fokozzák Tartósan magas GC-szint azonban gátolja az új granulasejtek keletkezését, ezzel a GC-szint normalizálódását Schoenfeld , Gould; 2012. Exp.Neurol.

Adult hippocampal neurogenesis About 1 week after birth, the adult-born DGC extends its dendrite into the granule cell layer (GCL) and molecular layer (MOL) and projects the axon into the hilus toward CA3. The DGC receives excitatory GABA-ergic input, presumably from local interneurons (shown as blue cells). During the third week, the DGC receives glutamatergic input (Glu) from the perforant pathway. The GABA input changes from being excitatory to inhibitory. Efferent and afferent synapses begin to form. At around 2 months of age, the basic structural and physiological properties of the adult-born DGCs are indistinguishable from those of mature DGCs. Wei Deng, James B. Aimone, and Fred H. Gage; Nat Rev Neurosci. 2010 May; 11(5): 339–350.

Aktivitás-függő, kompetitív szinapszis-képzés The filopodium (shown in green) from an adult-born DGC dendrite extends to an axonal bouton (shown in red) that is associated with another spine (shown in yellow), which leads to the eventual formation of either a monosynaptic bouton targeting spines from the adult-born DGC or a multisynaptic bouton, or leads to retraction. A small bouton (shown in green) from the axon of an adult-born DGC contacts the dendritic shaft (shown in grey) of a CA3 pyramidal neuron at a site near the thorny excrescences that contact an existing axonal bouton (shown in yellow). During the subsequent development of the new synapse, the bouton from the newborn DGC either replaces the existing axonal bouton or forms a new thorny excrescence nearby, or retracts Axon-végződések (preszinaptikus) kapcsolat-alakítása CA3 dendriteken Dendritikus (posztszinaptikus) kapcsolatok alakulása EC axonokkal Wei Deng, James B. Aimone, and Fred H. Gage; Nat Rev Neurosci. 2010 May; 11(5): 339–350.

Aktivitás-függő hálózat-képződés „Fire together – wire together” Bioelektromos aktivitás [Ca2+]I Anyag kibocsájtás BDNF GABA foszforiláció Fehérje szintézis Anyag-kibocsátás ECM Fehérje termelés és Növekedési kúp célsejt GABAA GABAB GDP Kémiai ingerek? Jelitai, Madarasz; Int.Rev.Neurobiol. 2006