Glia Laboratórium / Glia Laboratory

Kutatási területek

1) Az asztroglia architektúrája.

Jellegzetes asztrogliaszerkezeteknek szerepelnek az agy egyedfejlődésében, evolúciójában, és a neuronok működési feltételeinek biztosításában. Az asztrogliaszerkezeteket elsősorban az intermedier filamentum-fehérjék (éretlen gliában nestin, vimentin, érettben GFAP) kimutatásával vizsgáljuk.

Az eddigi főbb eredmények:

a GFAP eloszlásának feltérképzése az egyes főbb gerinces csoportok reprezentánsaiban, legérdekesebb vonatkozása, hogy az idegrendszer evolúciója, bonyolultabbá válása ill. az asztrociták uralkodóvá válása a GFAP visszaszorulásával, eloszlása egyenlőtlenségének fokozódásával ill. expressziója fakultatívvá válásával jár.

Jelenlegi fő témák:

-A GFAP helyi egyenlőtlenségeinek kialakulása és ennek jelentősége hüllőkben, madarakban és emlősökben, összefüggése az extracelluláris mátrixsszal ill. az agyi plaszticitással.

-A csontoshalak (amelynek a többi gerincesétől eltérő, ‘everzív’agya van ) gliaszerkezetének evolúciója.

2) A glia és a kötőszövet kapcsolata

Azokon a helyeken, ahol a központi idegrendszer szövete kötőszövettel érintkezik, elsősorban az erek körül és az agyburkok mentén, a kötőszövettel a glia létesít kapcsolatot. Ezeknek a kapcsolatoknak nagy jelentősége van az agy fejlődésében, vaszkularizációjában, a vér-agy gátnál, az agyi érelváltozásokban, az agyszövet sérülések utáni válaszaiban, a revaszkularizációban. A központi és a perifériás idegrendszer egyik alapvető szövettani különbsége éppen az, hogy gliájuknak a környező kötőszövethez való viszonya eltérő, aminek szerepe lehet az eltérő regenerációs képességben is. Az asztroglia a központi idegrendszer körül egy egységes záróréteget (glia limitans externa) képez, amely folytatódik a perivaszkuláris gliában, és amelyet egy lamina basalis választ el a szervezet általános kötőszövetes terével. Ezért vizsgáljuk a laminin eloszlását, valamint a receptoraiét, elsősorban a disztroglikánt -disztrofin komplexet, az idegrendszer fejlődése során ill. sérüléseit követően, a glia limitans helyreállításakor ill. az érbenövések körül.

Az eddigi főbb eredmények

A komponensek detektálhatósága expressziójuk mellett funkcionális állapotuktól is függ.

A változások már a lézió utáni első percekben létrejönnek

A disztroglikán a csontoshalak fejlettebb formáiban nem mutatható ki, a többi állkapcsos gerincesen igen.

Az extracelluláris mátrix, a laminin és disztroglikán jellemző eloszlásának leírása a vér-agy gát nélküli cirkumventrikuláris szervekben, ezek összefggése

Jelenlegi fő témák:

A vér-agy gát-mentes cirkumventrikuláris szervek elhatárolódása az agyállomány mélyebb részei felé, az extracelluláris mátrix lehetséges szerepe.

3) A reaktív glia vizsgálata

Az asztroglia az agyi sérülésekre jellegzetes reakcióval válaszol, amelynek szerepe van a sérülés következményeinek alakulásában, a neuroprotekcióban, a revaszkularizációban, a glia limitans és a vér-agy gát helyreállításában, ill. felelősnek tartják a pályaregeneráció elmaradásáért. Ez a szerepe a gliának az evolúcióval, ill. az idegszövetnek az egyedfejlődés során való ‘érésével’ jön létre.

Eddigi főbb eredmények:

– A rájaagyban az emlősökéhez hasonlóan az asztrociták dominálnak, de az emlősagyéhoz hasonló gliareakció nem alakul ki..

– Madáragyban találtunk gliareakciót, de hüllőagyban nem, tehát a reakció képessége a madár- és az emlősagyban egymástól függetlenül jelent meg.

– Fejlődő patkányagyban sikerült találni olyan agysérülési modellt, ahol a gliareakció nem gátolja, sőt, segíti az axonnövekedést.

Research fields

• The architecture of astroglia

The astroglia has characteristic architectures adapted to requests of the neural structures during both brain development and evolution. Their investigation occurs mainly the immunohistochemical detection of the glial intermedier filaments, GFAP jn the mature glia and vimentin and nestin in the immature glia

Former main results

Mapping of GFAP in the representatives of the main vertebrate groups. The results suggest that during evolution and with the predominancy of astrtocytes accompanies with the territorial extension of withdraw of GFAP and its expression becomes facultative

.

Present main topics:

The local differences and its evolutional and functional importance in the different groups of  reptiles, birds and  mammals; their possible correlation with the extracellular matrix and the local plasticity.

The evolution of the astroglia of ray-finned fishes (Actinopterygii) which have a characteristic ’eversive’ brain.

            2) The connection of astroglia with connective tissues

Where the CNS tissue contacts with connective tissue, mainly along vessels and cerebral envelopes, the astroglia contacts with it. This contact has great importance in brain development, vascularisation, the formation of the blood-brain barier (BBB), and the separation of CNS following damages. One of the principal differences between CNS and PNS is the different contact with the connective tissue, which may have principal role their different regenerative capability. The astroglial borderline (glia limitans) around the CNS continues in the perivascular glia and forms a basal lamina anchored by the dystrophin-dystroglycan complex (DGC).

Former main results

-The immunohistologic detectability of DGC components changes characteristically following lesions. It takes place in the first minutes

-The detectability may indicate their functional stage.

-In bony fishes and and anurans dystroglycan is not detectable, probably due to is characteristic molecular binding (masking).

– Description of laminin, dystroglycan and extracellular matrix components in the circumventricular organs lacking BBB related to their glial structure.

:

3) Investigation of reactive glia

The CNS lesions evoke a characteristic glial reaction, which has essential role in the outcome of damage, neural protection, revascularisation, restoring of isolation and BBB, and failure of regeneration. This role is a result of evolution and brain development. 

Former main results

• The above described glial reaction is confined to mammals and birds.
• Since the glial reactionis not found even in reptiles, its capability developed indepently in mammals and birds, where astrocytes are the predominant astroglial structures.
• Even in the brains of rays and skates, where astrocytes are also predominant, no reactive gliosis was found. It indicates that astrocyte predominance is a condition ’sine qua non’ but insufficient alone.
• There is a lesion model in immature rat brain, in which the astroglial reaction does not inhibit but possibly promote axon growth.