Studium molekulárních a funkčních vlastností glutamátových receptorů

Abstract

N-methyl-D-aspartate receptors (NMDARs) are ionotropic glutamate receptors essential for synaptic transmission, plasticity, learning and memory; their dysfunction is associated with various neurological and psychiatric disorders. The aim of this work was to evaluate the effects of novel synthetic neurosteroids and other modulators of NMDARs on the behaviour of Danio rerio larvae, to analyse the consequences of knockouts (KO) of the GluN2Aa, GluN2Ab and GluN2Bb subunit genes, and to describe the associated molecular and proteomic changes as well as possibilities for pharmacological correction. In the first part, the effects of the neurosteroid pregnanolone glutamate (PAG) and its metabolites pregnanolone (PA), 17-hydroxy-pregnanolone glutamate (17-OH-PAG), and 17-hydroxy-pregnanolone (17-OH-PA) on the activity of wild-type (WT) larvae were assessed in the open field test. All compounds reduced locomotor activity, and at the highest concentrations PAG, PA, and 17-OH-PA induced marked but reversible inhibition. These neurosteroids had either anxiogenic (PAG, PA) or anxiolytic (17-OH-PAG, 17-OH-PA) effect. Ketamine decreased locomotion at anaesthetic doses and increased it at sub-anaesthetic levels, and exert anxiogenic effect, while pentobarbital reduced locomotion without affecting thigmotaxis. In...

N-methyl-D-aspartátové receptory (NMDAR) jsou ionotropní glutamátové receptory zásadní pro synaptický přenos, plasticitu, učení a paměť; jejich dysfunkce je spojena s řadou neurologických a psychiatrických onemocnění. Cílem práce bylo zhodnotit účinky nových syntetických neurosteroidů a dalších modulátorů NMDAR na chování larev Danio rerio, zanalyzovat důsledky knokautů (KO, z angl. "knockout") genů pro GluN2Aa, GluN2Ab a GluN2Bb podjednotky a popsat s nimi související molekulární a proteomické změny i možnosti farmakologické korekce. V první části práce byl v testu otevřeného pole sledován účinek neurosteroidu pregnanolon glutamátu (PAG) a jeho metabolitů pregnanolonu (PA), 17-hydroxy- pregnanolon glutamátu (17-OH-PAG) a 17-hydroxy-pregnanolonu (17-OH-PA) na aktivitu WT larev (WT, z angl. "wild type"). Všechny látky snižovaly lokomoci, při nejvyšších koncentracích vedly PAG, PA a 17-OH-PA k výrazné, reverzibilní inhibici. Uvedené neurosteroidy vykazovaly buď anxiogenní (PAG, PA) nebo anxiolytický (17-OH-PAG, 17-OH-PA) účinek. Ketamin v anestetických dávkách snižoval a v sub-anestetických zvyšoval lokomoci a měl anxiogenní účinek, Pentobarbital lokomoci snižoval bez vlivu na tigmotaxi. V další části práce byly metodou CRISPR/Cas9 vytvořeny KO kmeny Danio rerio, postrádající grin2Ab a grin2Bb geny,...