Synergistic NGF/B27 Gradients Position Synapses Heterogeneously in 3D Micropatterned Neural Cultures

Native functional brain circuits show different numbers of synapses (synaptic densities) in the cerebral cortex. Until now, different synaptic densities could not be studied in vitro using current cell culture methods for primary neurons. Herein, we present a novel microfluidic based cell culture method that combines 3D micropatterning of hydrogel layers with linear chemical gradient formation. Micropatterned hydrogels were used to encapsulate dissociated cortical neurons in laminar cell layers and neurotrophic factors NGF and B27 were added to influence the formation of synapses. Neurotrophic gradients allowed for the positioning of distinguishable synaptic densities throughout a 3D micropatterned neural culture. NGF and B27 gradients were maintained in the microfluidic device for over two weeks without perfusion pumps by utilizing a refilling procedure. Spatial distribution of synapses was examined with a pre-synaptic marker to determine synaptic densities. From our experiments, we observed that (1) cortical neurons responded only to synergistic NGF/B27 gradients, (2) synaptic density increased proportionally to synergistic NGF/B27 gradients; (3) homogeneous distribution of B27 disturbed cortical neurons in sensing NGF gradients and (4) the cell layer position significantly impacted spatial distribution of synapses

RD-Connect, NeurOmics and EURenOmics: collaborative European initiative for rare diseases

Functional Genomics of Muscle, Nerve and Brain Disorder

Możliwości miejscowego zagospodarowania ścieków opadowych w kontekście jakościowym i ilościowym

On account of the previous attitude to urban land use by means of substantial building development and fast rainwater disposal the quantity of rainwater constitute increasing threat in the form of urban flooding. It results in financial loss connected with the removal of damage caused by cellar flooding in residential and office buildings in city centres. Also climate changes reveals appearing more frequent torrential rainfalls cause an increased frequency of flooding events. The local management of rainwater on site of its occurrence gives the possibility of reducing the amount of storm water discharged to the most overloaded storm and combined sewerage system, therefore the potential effects of flooding in urban areas can be reduced. The most important element in reducing the amount of stormwater from relevant area is the reduction of impervious surface in relation to permeable surface. Nowadays, due to land prices in urban areas, available building area is normally used in one hundred percent. At this point, so called alternative ways of rainwater management may be used. Very important for the selection of an appropriate solution for a given catchment area are soil and water conditions, terrain slope, but also the quality of rainwater that can be used for sanitary purposes and the maintenance of green areas. The surface from which rainwater is collected for its re-use can be contaminated with different types of substances. Water drops are already contaminated in the atmosphere by dust suspended in the air. Then, depending on the surface, metals or petroleum substances may get into rainwater, but mainly pollution in the form of suspended solids is observed. Rainwater runoff may require a preliminary treatment before its re-using or introducing into the ground. All of the methods of stormwater treatment should not be overused due to the fact that it increases the cost of equipment, but also this equipment should not cause a negative impact on humans and the environment. The local management of stormwater can be a way to reduce the amount of waste water discharged from the catchment area. It can cause the reduction of consumption of potable water for sanitary purposes. Therefore, the selection of equipment and care to surface, from which rain water is managed, is very important. Without the change of attitude to the management of rainwater the effects of precipitation will become more severe and costly.Ze względu na dotychczasowe podejście do zagospodarowania terenu poprzez znaczną zabudowę powierzchni i systemy szybkiego odprowadzania wód opadowych z obszarów zurbanizowanych ilość ścieków opadowych stanowi coraz większe zagrożenie objawiające się tzw. powodziami miejskimi. Skutkiem tego są straty materialne związane z usuwaniem szkód wyrządzonych przez np. podtopienia piwnic budynków mieszkalnych czy biurowych w centrach miast. Jednocześnie zmiany klimatu objawiające się coraz częściej występującymi opadami ulewnymi powodują zwiększoną częstotliwość takich zdarzeń. Zagospodarowanie opadu w miejscu jego wystąpienia daje możliwości zmniejszenia ilości odprowadzanych ścieków deszczowych do (najczęściej przeciążonej) sieci kanalizacji deszczowej i ogólnospławnej, zatem zmniejsza ewentualne skutki zalewania obszarów zurbanizowanych. Najważniejszym elementem zmniejszającym ilość ścieków opadowych z danego terenu jest ograniczanie powierzchni przeznaczonej do zabudowy w odniesieniu do powierzchni nieuszczelnionej. Obecnie ze względu na ceny działek na terenach zurbanizowanych dostępna powierzchnia zabudowy zazwyczaj wykorzystywana jest w stu procentach. Znajdują tutaj zatem swoje zastosowanie tzw. alternatywne sposoby zagospodarowania wód opadowych. Bardzo istotne z punktu widzenia doboru odpowiedniego rozwiązania dla danej zlewni są występujące warunki gruntowo-wodne, spadek terenu, ale również jakość zbieranej wody opadowej, która może zostać wykorzystana do celów sanitarnych oraz utrzymania zieleni. Powierzchnie, z których woda opadowa zbierana jest do ponownego wykorzystania, mogą ją zanieczyszczać różnego typu związkami. Już w atmosferze krople wody zostają zanieczyszczone pyłami zawieszonymi w powietrzu. Następnie w zależności od powierzchni mogą być zanieczyszczone metalami lub substancjami ropopochodnymi, głównie jednak zanieczyszczenia występują w postaci zawiesin. Ścieki opadowe mogą wymagać pewnego podczyszczania przed ich ponownym wykorzystaniem lub wprowadzeniem do ziemi. Miejscowe zagospodarowanie wód opadowych powinno w jak najmniejszym stopniu wykorzystywać systemy oczyszczania, żeby nie powodować dodatkowego wzrostu kosztów urządzeń, ale jednocześnie nie wpływać negatywnie na człowieka i środowisko. Miejscowe zagospodarowanie wód opadowych może być sposobem na zmniejszenie ilości ścieków odprowadzanych z obszaru zlewni. Jednocześnie może pozwalać na zmniejszenie ilości zużywanej wody wodociągowej do celów sanitarnych. Istotny jest dobór urządzenia i dbałość o nawierzchnie, z których woda opadowa zostaje zagospodarowana. Bez zmiany podejścia zarządzania wodami opadowymi skutki opadów będą coraz bardziej dotkliwe i kosztowne

Modulation of cognition and neuronal plasticity in gain- and loss-of-function mouse models of the schizophrenia risk gene Tcf4

The transcription factorTCF4was confirmed in several large genome-wide association studies as one of the most significant schizophrenia (SZ) susceptibility genes. Transgenic mice moderately overexpressingTcf4in forebrain (Tcf4tg) display deficits in fear memory and sensorimotor gating. As second hit, we exposedTcf4tg animals to isolation rearing (IR), chronic social defeat (SD), enriched environment (EE), or handling control (HC) conditions and examined mice with heterozygous deletion of the exon 4 (Tcf4Ex4 delta(+/-)) to unravel gene-dosage effects. We applied multivariate statistics for behavioral profiling and demonstrate that IR and SD cause strong cognitive deficits ofTcf4tg mice, whereas EE masked the genetic vulnerability. We observed enhanced long-term depression inTcf4tg mice and enhanced long-term potentiation inTcf4Ex4 delta(+/-)mice indicating specific gene-dosage effects.Tcf4tg mice showed higher density of immature spines during development as assessed by STED nanoscopy and proteomic analyses of synaptosomes revealed concurrently increased levels of proteins involved in synaptic function and metabolic pathways. We conclude that environmental stress and Tcf4 misexpression precipitate cognitive deficits in 2-hit mouse models of relevance for schizophrenia