Szinapszisok és axonok: gerincvelői és látókérgi idegsejt kapcsolatok “multiscale” fukcionális és strukturális analízise – Szücs Péter

A kutatócsoport témája
Szinapszisok és axonok: gerincvelői és látókérgi idegsejt kapcsolatok “multiscale” fukcionális és strukturális analízise

A kutatócsoport vezetője
Dr. Szücs Péter, orvos, neurobiológus, egyetemi docens, intézetigazgató, DE ÁOK Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet

Telefon
+36 30 349 4746

Email
szucs.peter@med.unideb.hu

Szinapszisok és axonok: gerincvelői és látókérgi idegsejt kapcsolatok “multiscale” fukcionális és strukturális analízise

A kutatócsoport célja a struktúra-funkció összefüggések vizsgálata gerincvelői és látókérgi idegsejtek axonjaiban. és ezáltal a neuronális mikrohálózatok alapvető szerveződési elveinek megértése. A vizsgálatok a következő kérdések megválaszolását célozzák:

1. Hogyan oszlanak meg az axonműködés (akcióspotenciál-generálás, terjedés, transzmitterfelszabadulás) szempontjából kulcsfontosságú ioncsatornák a gerincvelői és látókérgi idegsejtek axonjaiban?
2. Mik a célpontjai a gerincvelőből információt továbbító ún. projekciós neuronok gerincvelői axonoldalágainak? Milyen hálózati szereppel bírnak ezek a kapcsolatok a fájdalominformáció feldolgozásában?
3. Milyen térbeli és időbeli aktivációs mintázatot mutatnak a projekciós neuronok axonjainak helyi (gericvelőben elhelyezkedő) és távoli (az agytörzsi célterületeken található) célsejtjei? Összefüggenek-e ezek a mintázatok a fájdalominformáció feldolgozásának helyi (gerincvelői szintű) és agytörzsből kiinduló, a szervezet belső fájdalomcsillapító rendszeréhez tartozó idegsejtek aktivitásából eredő modulációval?
4. Hogyan viszonyulnak a távoli oldalirányú összeköttetéseket kialakító axonrendszerek az egysejt- és populációs szinten detektálható aktivitásváltozásokhoz? Magyarázhatók-e ezek a jelenségek az axonok elhelyezkedésével és elágazódási mintázatával?

Szücs Péter a DE ÁOK Anatómia, Szövet- és Fejlődéstani Intézetének igazgatója, egyetemi docens. 1998-ban szerzett általános orvosi diplomát, 2003-ban pedig megszerezte PhD-fokozatát. 2007-2013 között a portói Instituto de Biologia Molecular e Celular kutatóintézetben dolgozik majd hazatérte után a Nemzeti Agykutatási Program „B” alprogramja keretében vezet munkacsoportot.

Kutatási területe a gerincvelői fájdalominformáció-feldolgozásban résztvevő idegsejtjek kapcsolatrendszerének feltárása. Boris Safronovval együtt portói tartózkodása alatt kifejlesztett megvilágítási technika és speciális gerincvelői preparátum segítségével elsőként adott részletes leírást gerincvelői idegsejtek pontos nyúlványrendszeréről, ami kulcsfontosságú információ azok kapcsolatrendszerének megismeréséhez. 40 közlemény szerzője, citációinak száma 940, H-indexe 15. 2013-ban Bolyai János Kutatási Ösztöndíjat nyert el.

elektrofiziológia, axon kollaterális, ioncsatorna-megoszlás, CRISPR/Cas9, VSD képalkotás, elektronmikroszkópia, látókérgi horizontális kapcsolatok

Gerincvelői szintű fájdalom-kontroll mechanizmusok multidiszciplináris vizsgálata (Szücs Péter, NAP-B)

Fájdalomfeldolgozó gerincvelői neuronhálózatok fejlődése, molekuláris és celluláris szerveződése (Mészár Zoltán, NAP-A)

Kontúr-integráció neurális alapja a primer látókéregben (Kisvárday Zoltán, NAP-A)

A NAP 2 programban most társuló négy debreceni kutatócsoport, a NAP 1 program segítségével a legújabb molekuláris biológiai technológiákat – in utero elektroporáció, CRISPR/Cas géneditálás, morfológiai és funkcionális vizsgálómódszereket (VSD, kétfoton-mikroszkópia) – vezette be a laboratóriumaiban. Az előző programban elért eredmények közül kiemelendő:

1. a gerincvelő hátsó szarvába migráló és ott differenciálódó idegsejtek vándorlási útvonalainak leírása;
2. a gerincvelő felületes hátsó szarvában feltárt, mindkét irányban endokannabinoid mediált neuron-asztocita-neuron szignalizációs útvonal;
3. a tapintási ingerek hátsó szarvi enekefalinerg neuronok által közvetített fájdalomfeldolgozást gátló hatásának optogenetikai módszerrel történő igazolása;
4. agytörzs-gerincvelői preparátum vizsgálatára alkalmas mérőkád kifejlesztése, amely alkalmas a gerincvelői féjdalominformáció-feldolgozás agytörzsből kiinduló leszálló szabályozásának sejt-sejt szintű vizsgálatára;
5. a látókéregben egy eddig le nem írt sejttípus felfedezése.

Dócs, K., Mészár, Z., Gonda, S., Kiss-Szikszai, A., Holló, K., Antal, M., Hegyi, Z.: Regulation of cannabinoid receptor activation: the ratio of 2-AG to its isomer 1-AG as an intrinsic fine-tuning mechanism. Frontiers in Cellular Neuroscience 11, 1-13 (2017)

Balázs, A., Mészár, Z., Kenyeres, A., Hegyi, Z., Dócs, K., Antal, M.: Development of putative inhibitory neurons in the embryonic and postnatal mouse superficial spinal dorsal horn . Brain Struct. Func. 222 (5), 2157-2171 (2017)

Antal, Z., Luz, L.L., Safranov, B.V., Antal, M., Szücs, P.: Neurons in the lateral part of the lumbar spinal cord show distinct novel axon trajectories and are excited by short propriospinal ascending inputs. Brain Struct. Funct., 221:2343-60 (2016)

Karube F, Sári K, Kisvárday ZF: Axon topography of layer 6 spiny cells to orientation map in the primary visual cortex of the cat (area 18) Brain Struct. Funct. 222(3):1401-1426. (2017)

Fernandes EC, Luz LL, Mytakhir O, Lukoyanov NV, Szücs P, Safronov BV.: Diverse firing properties and Aβ-, Aδ-, and C-afferent inputs of small local circuit neurons in spinal lamina I. Pain. 157(2):475-87. (2016)