Interleukin-1 receptor type 1 is over-expressed in neurons but not in glial cells within the rat superficial spinal dorsal horn in complete Freund adjuvant induced inflammatory pain

K

Alterations in the properties of the cell membrane due to glycosphingolipid accumulation in a model of Gaucher disease

K

Molekuláris mechanizmusok vizsgálata a vestibularis rendszer fejlődése, regenerációja és plaszticitása során = Investigation of molecular mechanisms in the development, regeneration and plasticity of vestibular system

Csirkeembriók gerincvelőjében és agytörzsében kimutattuk, hogy a neuronok körüli, extracellularis matrixban (ECM) gazdag perineuronalis háló (PNN) az embrionális életben megjelenik, míg az emlősökben csak postnatalisan alakul ki. Ez arra utal, hogy a fészekhagyó madaraknál a kikeléskor megfigyelhető, koordinált mozgás hátterében álló neuronhálózat már az embrionális korban stabilizálódik. Leírtuk az ECM molekulák heterogén megoszlását a PNN-ben a vestibularis magokban, a kisagyban és a szemmozgató agyidegi magokban. A molekuláris heterogenitás magyarázhatja a neuronok eltérő viselkedését a regenerációs és a plaszticitási folyamataiban. A PNN békában csak hyaluronsavat (HA) tartalmaz, míg patkányban chondroitin szulfát proteoglycant (CSPG) is, ami összefüggésben lehet az alacsonyabbrendű élőlények idegrendszerének jelentős regenerációs képességével. A n. VIII. átvágása után kimutattuk, hogy a béka vestibularis magjaiban a HA, patkányban pedig a HA és a CSPG változása időbeli egyezést mutat kompenzációs folyamatokkal. A vestibularis rendszerhez tartozó neuronhálózatokban kimutattuk a vestibularis afferensek monoszinaptikus kapcsolatait és a neuronhálózatokban résztvevő motoneuronok közötti dendrodendritikus és dendroszomatikus kontaktusokat. Ezek a kapcsolatok képezhetik a morfológiai alapját a vestibularis ingerlést követő válaszok gyors és pontos kivitelezésének. Kvantitatív analízissel a patkány nucleus cochlearis dorsalisában azonosítottuk az óriás és a piramis sejteket. | Distribution pattern of extracellular matrix (ECM) showed that the perineuronal net (PNN), condensation of ECM around the neurons, appears in the spinal cord and brainstem of chicken embryos, contrary to the mammalian species. This finding suggests the early stabilization of neuronal circuit underlying the posture and gaze in the precocial birds. The heterogeneous molecular composition of ECM in the PNN of the vestibular nuclei, cerebellum and eye moving motoneurons may be responsible for the different degree of plasticity and regeneration of various parts of the central nervous system (CNS). The hyaluronan-rich and chondroitin sulfat proteoglycan-free PNN of the frog may be associated with the regeneration and plasticity of the frog CNS. Unilateral lesion of eighth cranial nerve is accompanied by the modification of ECM expression in the vestibular nuclei complex of the frog and rat. It was shown that the vestibular fibers establish monosynaptic contacts with the motoneurons of vestibular neuronal circuit. The dendrodendritic and dendrosomatic contacts between the motoneurons of vestibular neuronal circuits did not show any morphological specialization; the long membrane appositions may provide electrotonic interactions and subserve the morphological substrates of co-activation, synchronization and timing of muscle contraction upon body displacement. Giant and pyramidal cells of the dorsal cochlear nucleus were identified by using quantitative analysis of neurons

Az ép és kóros porcszövet változása in vitro kísérletekben = Alteration of normal and pathological cartilage tissue under in vitro conditions

Pályázati ciklusunk 4 éve alatt az alábbi fontosabb eredményeket értük el: 1. A porcosodó "high-density" sejtkultúrákon végzett kísérleteinkkel kimutattuk, hogy az oxidatív stressz csökkenti a képződő porc mennyiségét és az osztódó sejtek proliferációs képességét. Az oxidatív stressz a kalcineurin (PP2B) aktivitását és expresszióját csökkenti, míg az ERK és a Sox9 foszforilációja fokozódott. A kalcineurin farmakológiai inhibítora a ciklosporin hasonló hatással van a kultúrákra (Zákány és mtsai, 2005). 2. A mozaikplasztika továbbfejlesztése során humán műtéteket követően vett biopsziás minták hisztokémiai vizsgálatával igazoltuk, hogy a graft és host hialin porca és csontja az esetek döntő többségében tökéletesen fúzionál, a graft hialin porca csak néhány esetben alakul át rostos porccá (Hangody és mtsai, 2004; Hangody és Módis, 2006). Állatkísérletekkel igazoltuk, hogy a használt graft átmérőjének növelése stabilabb beépülést eredményez (Kordas és mtsai, 2006). Szövettani vizsgálataink során megerősítést nyert, hogy a mozaikplasztika lovakon is sikerrel végezhető (Bodó és mtsai, 2004). A donor-csatornák keletkezésével okozott komplikációk (vérzés) csökkentésére a PolyAktív biodegradábilis tömeszelőanyag jól alkalmazható (Bartha és mtsai, 2008). 3. Bizonyítottuk, hogy a makrofágok kulcsfontosságúak a RA patogenezisében. (Szekanecz és Koch, 2007). Rámutattunk az angiogenezist befolyásoló lehetőségekre az RA-terápiájában (Szekanecz és mtsai, 2005). | The following major new results were obtained: 1. Using chondrifying high density mesenchymal cell culture, we could detect that the oxidative stress decreases the chondrogenesis and the proliferation of chondrocytes. The oxidative stress decreases the activity and expression of calcineurin (PP2B), but the phosphorylation of ERK and Sox9 is elevated. Cyclosporine A, had the same effects on these cultures (Zákány et al, 2005). 2. In order to the further development of the mosaicplasty (MP), human biopsy samples taken after MP were analyzed histochemically. We demonstrated a complete fusion of the hyaline cartilage and bone of the donor and recipient areas in most cases. Exceptionally, the hyaline cartilage of the grafts is transformed to fibrocartilage (Hangody et al, 2004, Hangody and Módis, 2006). Using animal experiments, we came to the conclusion that the incorporation of the grafts can be improved by increasing the diameters of the grafts (Kordas et al, 2006). Clinical and histological investigations provided evidences about the successful application of MP also in horses (Bodo et al, 2004). To avoid the bleeding from the donor site, a biodegradable polymer material, polyactive, was successfully used for donor site filling in human MPs (Bartha et al, 2008). 3. We elucidated that macrophages can be regarded as possible target cells in the therapy of RA (Szekanecz and Koch, 2007). Therapy of RA by influencing angiogenesis is also discussed (Szekanecz et al, 2005)

Distribution and classification of the extracellular matrix in the olfactory bulb

L

Proteomics alterations in chicken jejunum caused by 24 h fasting

The small intestine is the longest part of the chicken (Gallus gallus) gastrointestinal system that is specialized for nutrient absorption. It is known that decrease in intestinal villi area or height in early age can cause a reduction in essential nutrient intake, which may lead to delayed growth and consequently poorer performance of broiler chickens. The small intestinal absorptive surface is known to be affected by various factors, among others things the nutritional state. In our experiment, we aimed to investigate the possible protein expression alterations that lie behind the villus area and height decrease caused by feed deprivation. A total of 24 chickens were divided into three groups, namely ad libitum fed, fasted for 24 h, fasted for 24 h then refed for 2 h. The morphometric parameters were also measured in the duodenum, jejunum and ileum tissue sections using image analysis. Differential proteome analyses from jejunum samples were performed using two-dimensional difference gel electrophoresis followed by tryptic digestion and protein identification by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry. Overall 541 protein spots were detected after 2D. Among them, eleven showed 1.5-fold or higher significant difference in expression and were successfully identified. In response to 24 h fasting, the expression of nine proteins was higher and that of two proteins was lower compared to the ad libitum fed group. The functions of the differentially expressed proteins indicate that the 24 h fasting mainly affects the expression of structural proteins, and proteins involved in lipid transport, general stress response, and intestinal defense

Roles of the Extracellular Macromolecules in Development of the Central Nervous System

Az extracelluláris mátrix (ECM) egyik fő komponenese a hialuronsav (HA), mely hatással van a mátrixalkotók organizációjában és a sejt-ECM kapcsolat regulációjában. Munkánk első részében a HA és a HA-hoz kötődő kondroiti-szulfát proteoglikánok (CSPG) expressziós mintázatát térképeztük fel csireembriók gerincvelő telepeiben, annak érdekében, hogy újabb adatokat gyűjtsünk ezen ECM alkotók lehetséges szerepéről a neuronok differenciációja és axonjaik növekedése során. A HA specifikus hisztokémiai reakciókat kombinálva különböző neuron populációkat jelző immunofluoreszcens jelöléssel szövettani metszetekben kimutattuk, hogy a HA elsősorban postmitotikus állapot előtti osztódó sejtek körül akkumulálódik. A HA valószínűleg a neuronok kezdeti differenciációját segíti. A HA által közvetített pontos jelátviteli útvonal nem ismert, azonban gerincvelő izolátumokbó RT-PCR-rel kimutattuk, hogy a HA akkumulációért a hialuronsav-szintáz (HAS) 2 és HAS 3 a felelős. A HAS2 és HAS3 enzimek valószínűleg egyben az egyetlen HA kötő sejtfelszíni molekulák is ezekben a sejtekben, mivel a hisztokémiai módszerekkel nem tudtunk sem CD44-et sem pedig RHAMM-ot kimutatni a korai stádiumokban. Ehhez kapcsolódóan A HA kötő CSPG-k (lektikánok) eloszlását vizsgáltuk RT-PCR és hisztotechnikai módszerek segítségével ugyanezen csirkeembriók gerincvelő telepeiben. A lektikánok expressziós mintázata nagy átfedést mutatott a HA reakcióval, így feltételezhetően funkcionális kapcsolat van ezen molekulák között. A lektikánok közül a neurokán exressziója volt jellemző a fiatalabb stádiumokban, míg idősebb korban az erősen glikozilált aggrekán expressziója dominált. A CSPG-k központi fehérje megváltozása mellett a kondroitin-szulfát ilyen módon való növekedése a gerincvelő fejlődése során valószínűleg szerepet játszik a neuronalis differenciációban. Más CSPG, a phosphacan exrpesszióját is kimutattuk az embrionális gerincvelóben, proliferáló sejtek körül és perifériás idegekben, azok belépési zónájában valamint a fehérállományban. A szürkeállományban futó axonok körül viszont érdekes módon nem találtunk phosphacant. Munkánk második részében a HA változását figyeltük meg a nervus vestibulochochlearis átvágását követő regenerációban békákon. A regeneráció idején a HA jelentősen csökkent a primer afferenseket fogadó vestibularis magokban, amely a HA eloszlás struktúrájában is megmutatkozott; az idegsejtek körüli perineuronalis hálóban levő HA jelölődés csökkent le. Ennek alapján a HA non-permisszív hatását feltételezhetjük a központi idegrendszerben az axonregenerációban. A periférás idegekben azonban a HA permisszív hatással bírhat, mivel a primer afferensekben emelkedett a HA mennyisége a regeneráció során. ----- One major component of the extracellular matrix (ECM) is hyaluronan (HA) that is important for organization of other ECM molecules and in the regulation of cell-matrix communication. We investigated the expression pattern of HA and HA-binding chondroitin-sulphate proteoglycans (CSPG) in spinal cord of chicken embryos in order that providing new data about the possible roles of these molecules in differentiating neurons and axon guidance and sprouting. Using biotynilated HA specific binding complex (bHABC) combined with immunofluorescent labelling of differentiating neurons in histological sections of spinal cords, HA was found around neuroprogenitor cells before their postmitotic stage. These finding suggested the permissive role of HA in neuroprogenitor cell differentiation. The exact signaling pathway was not evaluated but we showed the expression of two hyaluronan synthases HAS2 and 3 in the developing spinal cord indicating that these molecules might also functioning as HA binding molecule to the cell surface. The HAS2 and 3 might be the exlusive cell adhesion molecule with the ligand of HA in our system since we could not detect the CD44 and RHAMM, the major receptors of HA. By using RT-PCR and histotechniqe, we also found a set of HA-binding CSPGs (lecticans) expressed by embryonic spinal cord. The expression pattern of these lecticans were largely overlapped with the HA reaction suggesting a functional realtionship between the lecticans and HA to form HA-lectican complexes. Among lecticans, the neurocan was expressed in earlier stage of development while the highly glycosylated lectican (aggrecan) was expressed by older embryos. Increasing of the relative amount of chondroitin-sulphate during differentiation of the spinal cord suggested that both chondroitin-sulphate and core protein had functional role in embryonic development. Another CSPG, phosphacan was also expressed by developing spinal cord. We found that phosphacan was accumulating around proliferating neurons, in the peripheral nerves and in their entry zone as well as in the white matter. Interestingly, phosphacan was not detect around the axons in the gray matter. In the second part of our work we found changes in distribution of HA after transsection of the vestibulocochlear nerve in frogs. During regeneration the expression of HA decreased in the vestibular nuclei indicating structural changes in the perineuronal net. These findings suggest a non-permissive role of HA to the axon sprouting in the central nervous system while the HA might be permissive in the peripheral nerves which was indicated increased relative amount of HA during regeneration.Ph

Modifying of functional material surfaces with femtosecond laser

Femtoszekundumos lézer alkalmazásával kétfajta anyagon - fémen és kalkonenid üvegen(rétegen) – felületi módosításokat végeztünk annak érdekében, hogy funkcionalizált anyagfelületeket kapjunk. Az üveg, illetve fém (titán) felületére felvitt arany réteg mintán 10-30 nm aranyszemcséket tartalmazó struktúrákat állítottam elő 80 J/cm2 expozícióval, amelyek plazmonrezonancia tulajdonságot mutattak. Ezek továbbfejlesztése lehetővé teszi a biológiai szenzorokban, optikai lumineszcens vizsgálatokra használt hordozókban történő felhasználását. Az aranyfelületen az átlyuggatási küszöbérték 137,74 – 65,87 W/cm2 között van abban az esetben, ha kb. 1,6x107 impulzust közlünk a felülettel. Az üveghordozóra felvitt kalkogenid rétegeken kialakítottam olyan felületi domborzatokat, reliefet, amelyek fotonikai elemek prototípusainak előállítására alkalmazhatók. A felületi domborzat képződésének küszöbértékét 55mW lézerintenzitásnál tapasztaltuk. Mindkét esetben és elérhető felületi relief-formában (abláció, térfogat változás vagy fázisátalakulás) az anyagfüggő, változtatható paraméterek a következők voltak: hullámhossz és lézer teljesítménye és teljes expozició, amit a rendelkezésünkre álló femtoszekundumos lézerberendezéssel kísérleti úton állapítunk meg.BSc/BAVillamosmérnökg