Bibliography
The depression, according to World Health Organization is a leading cause of disability worldwide, affecting more than 270 million people. This is a multifactorial disease of still unknown pathogenesis. Unfortunately, contemporary therapies using antidepressants are not effective enough, and their therapeutic effect is usually significantly delayed. The latter fact suggests that antidepressants work by affecting long-term brain plasticity, probably associated with changes in gene activity orchestrated by reorganization of the chromatin architecture. One of the best-known pathogenic changes in depression are disturbances of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis regulating the release of cortisol. Cortisol, under physiological conditions, exerts a pleiotropic effect on various organs, including brain, and prepares us to "fight or flight" from danger. Nevertheless, severe stress causes disturbances in the HPA axis, which results in morphological and behavioral abnormalities. It is believed that such disruption is associated with abnormal glucocorticoid receptor (GR) function. GR regulates the activity of many genes, including the negative-feedback autoregulation of Nr3c1 gene encoding GR. Although structural changes involved in GR autoregulation on DNA level, were studies in proliferating cell, not much is known about its function in cells terminally differentiated, including neurons and astrocytes. Therefore, the presented dissertation is an attempt to investigate the architectural changes induced by GR activation in brains cells. Experiments presented in this thesis have indicated, a close relationship between activity changes of the Nr3c1 gene and its location within the cell nuclei of brain cells, under stress conditions, in three brain structures associated with the pathogenesis of depression. Application of STED super-resolution microscopy confirmed that changes in the location of the Nr3c1 gene result from its binding to active or inactive chromatin and ChIA-PET analysis clearly shown reorganization of the chromatin architecture caused by GR activation. The presented data show for a first time, that GR stimulation in brain cells leads to changes of the chromatin organization not only within this particular gene but also at the global level. And that those changes differ between neurons and astrocytes
159 stron : ilustracje ; 30 cm
159 pages : illustrations ; 30 cm
Streszczenie w języku angielskim
Summary in English
Bibliografia
Depresja, zgodnie z danymi Światowej Organizacji Zdrowia, jest wiodącą przyczyną niepełnosprawności. Dotyka niemal 270 milionów ludzi na całym świecie. Patogeneza tej wieloczynnikowej choroby jest wciąż nieznana. Niestety współczesne terapie z użyciem leków przeciwdepresyjnych nie są wystarczająco skuteczne, a ich efekt terapeutyczny jest zwykle znacznie opóźniony. To ostatnie sugeruje, iż ich działanie terapeutyczne odbywa się poprzez wpływ na plastyczność mózgu, związaną ze zmianami w ekspresji genów i kodowanych przez nie białek.Jedną z najlepiej poznanych zmian patogenetycznych w depresji są zaburzenia osi podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA) regulującej uwalnianie kortyzolu. Kortyzol, w warunkach fizjologicznych, wywiera efekt plejotropowy na różne narządy, w tym mózg, które dzięki temu przygotowują organizm do „walki lub ucieczki” przed zagrożeniem. Niemniej jednak silny, ostry stres lub długotrwały stres powodują zaburzenia w działaniu osi HPA, czego konsekwencją są nieprawidłowości morfologiczne i behawioralne. Uważa się obecnie, iż zaburzenia działania osi HPA związane są z nieprawidłową funkcją receptora dla glukokortykoidów (GR), który jako czynnik transkrypcyjny reguluje ekspresję wielu genów, w tym (negatywnie) genu Nr3c1, kodującego właśnie GR. Prowadzone do tej pory badania, w tym zakresie, dotyczyły głównie komórek proliferujących i/ lub ulegających różnicowaniu. Niewiele natomiast jest danych dotyczących komórek terminalnie zróżnicowanych, w tym neuronów i komórek glejowych. Dlatego prezentowana rozprawa jest próbą zbadania zmian organizacji chromatyny wywołanych aktywacją GR w komórkach mózgu. Eksperymenty przedstawione w pracy wskazały na ścisły związek między zmianami ekspresji genu Nr3c1 a jego umiejscowieniem w jądrach komórkowych komórek mózgu, w warunkach stresowych, w trzech strukturach mózgu związanych z patogenezą depresji. Zastosowanie mikroskopii superrozdzielczej STED potwierdziło, że zmiany w lokalizacji genu Nr3c1 wynikają z jego wiązania z aktywną lub nieaktywną chromatyną, a analiza ChIA-PET wyraźnie wykazała reorganizację architektury chromatyny spowodowaną aktywacją GR.Niniejsza praca po raz pierwszy pokazuje, iż masywna stymulacja GR w komórkach mózgu prowadzi do zmian organizacji chromatyny nie tylko w obrębie tego konkretnego genu, ale także na poziomie globalnym. Dodatkowo, obserwowane zmiany różniły się znacząco pomiędzy neuronami i astrocytami.
