Molekuláris és Rendszer Neurobiológiai Kutatócsoport – Dobolyi Árpád

A kutatócsoport neve
Molekuláris és Rendszer Neurobiológiai Kutatócsoport

A kutatócsoport vezetője
Dobolyi Árpád, neurobiológus, egyetemi tanár, Eötvös Loránd Tudományegyetem

Telefon
+36 1 381 2181 / 8775

Email
dobolyi.arpad@ttk.elte.hu

Web
http://physiology.elte.hu/MRN_kut.html

Az utódgondozás agyi mechanizmusai

A kutatócsoport célkitűzése az anyai viselkedésekért, hormonális válaszokért, és utódgondozásért felelős agyi folyamatok megismerése sejtes, sőt molekuláris szinten is. Ehhez rendszerbiológiai megközelítést terveznek, amivel egyszerre rengeteg adat rögzítésére nyílik lehetőség.

A tervezett genomikai és proteomikai technikák a gének kifejeződése során keletkező mRNS-, illetve fehérjeszinteket képesek detektálni. A módszerek lehetővé teszik a nagyon heterogén agyi állomány korábban vizsgált kisebb részeinek is a vizsgálatát, amit a kutatócsoport több fajban is vizsgál majd a reprodukciós állapot különböző státuszaiban (pl. vemhesség, szoptatás alatt, madarakban kotlás, etetés).

A kutatócsoport funkcionális kísérletekben tervezi megállapítani, hogy a mért koncentrációváltozások valóban felelősek-e az anyai (és esetleg apai) viselkedések egyes aspektusaiért. Ehhez olyan kísérleti állatokat fog használni, melyekben egyes, pl. anyákban indukálódó gének hiányoznak, és leírják ennek viselkedési, valamint hangulatváltozásokra kifejtett hatásait. Ezen kívül a kutatócsoport tervezi az anyákban indukálódó gének helyének az azonosítását is. Megállapítják, hogy milyen sejttípusokban fejeződik ki az adott gén az anyaállatok agyában. Ezek után lehetőségük lesz az adott sejttípus idegi kapcsolatainak leírására, megállapítják milyen sejtek felől kap bemenetet az adott neuron, és hova vetül további információfeldolgozás céljából.

Szintén a kutatási terv részét képezi az azonosított sejttípusok aktivitási mintázatának leírása, és aktivitásuk szelektív kísérletes manipulációja. Ehhez modern kemogenetikai módszerek felhasználása van tervben, melyek serkenteni, vagy gátolni képesek egyes sejttípusokat úgy, hogy az állatok viselkedése szabadon vizsgálható marad. Az eredmények segítenek megérteni az anyai motivációk hátterét, és olyan kóros folyamatok megértéséhez is hozzásegítenek, mint az anyák több mint 10%-ában előforduló gyermekágyi depresszió.

Dobolyi Árpád az Eötvös Loránd Tudományegyetem Élettani és Neurobiológiai Tanszékének tanszékvezető egyetemi tanára. Budapesten született 1970-ben, az ELTE-n végzett vegyészként 1995-ben. A Japán Oktatási Minisztérium ösztöndíjával öt hónapot a National Institute for Physiological Sciencesnél töltött 1998-ban Okazakiban. Az Orvostudományok Doktora PhD fokozatot szerzett summa cum laude 2000-ben. Az MTA-ELTE Neurobiológiai Kutatócsoportjának munkatársa, majd 2001-től az NIH USA kutatói ösztöndíjasa volt, ahol elnyerte az NIH Young Investigator Awardot, majd a National Alliance for Research in Schizophrenia and Depression kutatási díját. 2005-ben az Európai Bizottság Marie Curie Intra-European Fellowship ösztöndíjával tért haza.

Az MTA-Semmelweis Egyetem Neuromorfológiai és Neuroendokrin Kutatócsoportjának, majd 2007-től a Semmelweis Egyetem Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézetének volt tudományos főmunkatársa, 2014-től az MTA tudományos tanácsadója. Elnyerte a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíját (2007 és 2011). A NAP 1 keretében kutatócsoportot vezetett az ELTE-n, témája az utódgondozás neurobiológiája volt. 2014-ben az MTA doktora lett. 2016-ban habilitált, az Eötvös Loránd Tudományegyetem docense 2016-tól, az MTA-ELTE Molekuláris és Rendszer Neurobiológiai Kutatócsoport vezetője 2017-től, az Élettani és Neurobiológiai Tanszék vezetője 2018-tól. A NAP 2 keretében kutatási témája: Az utódgondozás agyi mechanizmusai. Összesített impaktfaktora 341,55, H-indexe: 24.

anyai viselkedés, utódgondozás evolúciója, laktáció, gyermekágyi depresszió, idegpályák, hormonok, rendszerbiológia, genomika, proteomika, bioinformatika, kemogenetika, magatartástudomány, neuroendokrinológia, neurokémia, molekuláris idegtudomány

Az utódgondozás neurobiológiája rendszerbiológiai megközelítésben

A kutatócsoport meghatározta, hogy az inzulinszerű növekedési faktor-1 (IGF-1) kötőfehérje aktiválódik utódgondozás során a talamuszban és ott egy új anyai neuropeptiddel (TIP39) együtt fejeződik ki, míg a hipotalamuszban az anyai viselkedést szabályozó preoptikus területen és a laktációt szabályozó arcuatus magban levő dopaminsejtekben fordul elő. Az IGF-1-szint emelése csökkentette az anyai motivációt és a prolaktinszekréciót, a kölykök súlygyarapodása mérséklődött.
Szintén elsőként írta le a csoport a szoptatás indukálta IGF-1-szekréciót, ami az emlők növekedéséhez és a prolaktin szekréciójához nélkülözhetetlen. Tehát szoptatás során emelkedik a szérum IGF-1-koncentrációja, és ez centrálisan az anyai adaptáció ellen fejt ki hatást, amitől az emelkedő IGF-1-kötőfehérje-koncentráció védi meg az agyat.

A mediális prefrontális kéregben és a preoptikus területen proteomikai eszközökkel írta le a kutatócsoport az anyákban változó fehérjéket, melyeknek szinaptikus jelátvitelben van szerepük. Az anyákra jellemző metabolikus terhelés modelljeként enyhe hipoxiát alkalmaztak, ami szintén hatott a proteomra. A kölykökre vetített hatásokat depressziómodellben vizsgálták, és igazolták a viselkedési változások proteomikai korrelációját.

A kutatócsoport megmutatta, hogy a TIP39 receptor részt vesz az anyák depressziószerű viselkedése, valamint a testhőmérsékletük szabályozásában. A TIP39 neuronok felszálló szomatoszenzoros és auditoros bemenetet (pl. sírás) közvetítenek a hipotalamuszba, ott aktiválják az oxitocin- és galaninneuronokat, melyek tejkilövellést, és az anyai viselkedéseket indukálnak szoptatás hatására. A galaninsejtek két populációját írták le, és kimutatták, hogy csak az egyikre hat a prolaktin hormon. Az egyik sejtcsoport az anyák termoregulációs változásaiért, míg a másik az anyai viselkedésért, és hangulatváltozásokért lehet felelős. A kutatócsoport eredményeit 31 db impaktfaktorral rendelkező folyóiratcikkben publikálta.

Cservenák M, Keller D, Kis V, Fazekas EA, Öllös H, Lékó A, Szabó ÉR, Renner É, Usdin TB, Palkovits M, Dobolyi A. (2017) A thalamo-hypothalamic pathway that activates oxytocin neurons in social contexts in female rats. Endocrinology. 158:335-348.
https://doi.org/10.1210/en.2016-1645

Lékó AH, Cservenák M, Szabó ÉR, Hanics J, Alpár A, Dobolyi A (2017) Insulin-like growth factor I and its binding protein-3 are regulators of lactation and maternal responsiveness. Sci Rep. 7:3396.
https://doi.org/10.1038/s41598-017-03645-5

Udvari EB, Völgyi K, Gulyássy P, Dimén D, Kis V, Barna J, Szabó ÉR, Lubec G, Juhász G Kékesi KA, Dobolyi A. (2017) Synaptic proteome changes in the hypothalamus of mother rats. J Proteomics. 159:54-66.
https://doi.org/10.1016/j.jprot.2017.03.006

Cservenák M, Kis V, Keller D, Dimén D, Menyhárt L, Oláh S, Szabó ÉR, Barna J, Renner É, Usdin TB, Dobolyi A. (2017) Maternally involved galanin neurons in the preoptic area of the rat. Brain Struct Funct. 222:781–798.
https://doi.org/10.1007/s00429-016-1246-5

Gellén B, Zelena D, Usdin TB, Dobolyi A. (2017) The parathyroid hormone 2 receptor participates in physiological and behavioral alterations of mother mice. Physiol Behav. 181:51-58.
https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2017.09.005