Grupa Badawcza Biologii Astrocytów
Tematyka badawcza
Astrocyty są znane ze swoich różnorodnych i kluczowych funkcji, takich jak recykling neuroprzekaźników, regulacja transmisji synaptycznej oraz kontrola nad metabolizmem mózgu. Zadania te są modulowane przez sygnały systemowe, w tym hormony. Nasz zespół odkrył, że astrocyty są bezpośrednim celem transkrypcyjnym glikokortykoidów w mózgu i zidentyfikowaliśmy, że kluczowe szlaki metaboliczne w astrocytach są kontrolowane poprzez aktywację receptora glikokortykoidowego.
Co więcej, wykazaliśmy, że ten szlak sygnałowy jest niezbędny dla centralnych efektów stresu ostrego i przewlekłego. Co ciekawe, wielu członków szlaku zależnego od receptora glikokortykoidowego było konsekwentnie identyfikowanych jako zaburzeni w badaniach transkryptomicznych próbek mózgu pacjentów z różnymi chorobami psychicznymi.
W naszych obecnych badaniach analizujemy udział wybranych szlaków i genów w neurobiologicznych korelatach zaburzeń specyficznych dla określonych obwodów mózgowych, związanych z fenotypami psychiatrycznymi.
Modele transgenicznych myszy
W naszych badaniach wykorzystujemy zaawansowane modele transgenicznych myszy, które pozwalają na precyzyjne manipulacje genetyczne w wybranych populacjach komórek oraz w określonych momentach rozwoju lub życia dorosłego osobnika. Stosujemy warunkowe nokauty genów z użyciem systemu Cre-ERT2/loxP, co umożliwia czasowo i przestrzennie kontrolowaną inaktywację genów.
W celu dostarczania materiału genetycznego wykorzystujemy również wektory wirusowe. Dodatkowo, dzięki metodzie elektroporacji przezmacicznej (in utero electroporation), możemy wprowadzać manipulacje genetyczne w specyficznych typach komórek, nie tylko u myszy, ale i u innych gatunków.
Obrazowanie
Stosujemy nowoczesne techniki obrazowania in vivo, które pozwalają na monitorowanie aktywności komórek glejowych i nerwowych w czasie rzeczywistym u zachowujących się zwierząt. Wykorzystujemy jedno- i dwufotonowe mikroskopy do obrazowania sygnałów wapniowych w astrocytach.
Dodatkowo, dzięki fiber fotometrii, możliwe jest rejestrowanie aktywności komórek w czasie rzeczywistym równolegle z analizą zachowania poszczególnych osobników. Prowadzimy także długoterminowe obrazowanie komórek in vitro w celu monitorowania zmian fizjologicznych i metabolicznych.
Omika
Posiadamy zoptymalizowane protokoły izolacji różnych typów komórek z mózgu myszy, co umożliwia prowadzenie precyzyjnych analiz molekularnych. Opracowaliśmy również skuteczne metody izolacji jąder astrocytów ze świeżo zamrożonych próbek ludzkich. Analizy RNA-seq oraz RNA-seq z jąder komórkowych pozwalają nam na głębokie profilowanie ekspresji genów w wybranych populacjach komórek.
Zachowanie
W naszych badaniach stosujemy zautomatyzowane systemy do śledzenia spontanicznego zachowania wielu zwierząt jednocześnie. Pracujemy na modelach stresu u gryzoni, takich jak przewlekły stres pokonania społecznego oraz wczesna separacja matczyna.
Analizujemy fenotypy depresyjne przy użyciu testu interakcji społecznej w trzech komorach, testu jasne-ciemne oraz preferencji sacharozy. Przeprowadzamy również testy poznawcze, takie jak labirynt Y czy podniesiony labirynt krzyżowy, a także analizujemy rytmikę dobową za pomocą klatek z kołowrotkami.
Hodowle komórkowe
Wykorzystujemy zarówno hodowle pierwotne astrocytów i neuronów myszy, jak i hodowle ludzkich astrocytów pochodzących z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC). Prowadzimy również współhodowle neuronów i astrocytów, co pozwala na analizę interakcji między tymi komórkami w warunkach in vitro.
Pomiary metaboliczne
Do analizy metabolizmu komórkowego stosujemy system Seahorse, który umożliwia pomiar tempa glikolizy, zużycia tlenu oraz wykorzystywania substratów energetycznych. Używamy również wskaźnika TMRE do oceny potencjału błony mitochondrialnej oraz obrazowania na żywo w celu pomiaru tempa glikolizy. Dodatkowo przeprowadzamy długoterminowe obrazowanie wskaźników metabolicznych kodowanych genetycznie zarówno in vitro, jak i in vivo.
Genetyka molekularna
W laboratorium rutynowo stosujemy klasyczne metody klonowania genów, w tym techniki Gateway, Gibson oraz Golden Gate. Wykorzystujemy również sztuczne chromosomy bakteryjne oraz wektory wirusowe do wprowadzania materiału genetycznego. Przeprowadzamy edycję genów metodą CRISPR/Cas9, a także wyciszanie genów z wykorzystaniem shRNA i siRNA.
Standardowe metody analizy
Do oceny ekspresji białek i RNA wykorzystujemy immunocytochemię, immunohistochemię, Western blot, Southern blot oraz barwienie metodą Golgiego. Prowadzimy także analizy ELISA i techniką RNAscope, co pozwala na precyzyjną lokalizację i ilościową ocenę transkryptów RNA w tkankach.
