Kalsium-signallering ved synaptisk transmisjon
1 Formål
Med dette prosjektet ønsker vi å finne en bedre forståelse av kalsiumsignallering i hjernens synapser. Denne forståelsen er essensiell for å forstå fenomener som synaptisk plastisitet, som igjen danner det molekylære grunnlaget for læring og hukommelse. Kalsium er en viktig «second messenger» i synaptisk signallering. Vi søker mer kunnskap om de intracellulære lagrene av kalsium. Vi har nemlig gjort interessante funn som tyder på at spesifikke kalsium-kanaler, den såkalte IP3R1, er involvert i både presynaptiske og postsynaptiske mekanismer i forbindelse med synaptisk transmisjon. Dette er potensielt såpass viktig at vi ønsker å gå videre med flere studier rundt intracellulære kalsiumlagre i synapsene, inkludert bruk av IP3R1 knockout-mus, med følgende formål:
*Bruke vev fra knockout-mus som en kontroll på at antistoffene vi har brukt virker og dermed bidra til å verifisere disse funnene.
* Gjøre elektrofysiologiske og biokjemiske studier på hjernevev fra knockout-mus for å studere hvilke effekter mangel på IP3R1 har på synaptisk plastisitet.
* Gjøre kognitive atferdsstudier på musene (heterozygote mus) for å forstå nærmere fenotypiske konsekvenser av IP3R1-mangel. Dette inkluderer Morris’ water maze.
2 Skadevirkninger
Dyrene blir oppstallet på dyrestallen på Domus Medica/IMB.
Forsøkene vil være terminale. De avlives for å gjøre immuncytokjemiske, biokjemiske og elektrofysiologiske studier. Anestesi etter anbefaling og påfølgende dekapitering.
Atferdsstudiene vil bli gjennomført med fokus på å minimalisere dyrenes stress. Gruppen har erfaring med bruk av Morris’ water maze.
Prosjektet vil hovedsakelig bruke heterozygote IP3R1-knockout, som har nokså normal fenotype.
Homozygote IP3R1-knockout-mus vil oftest være letale. De aller fleste dør in utero. Resten vil dø innen få (3-4) uker etter fødsel. Det er helt klart at IP3R1 er et essensielt protein for at organismen skal fungere optimalt. Vi vil derfor følge nøye med på hvordan musene har det og ved uakseptable plager vil de bli avlivet med adekvat anestesi. Hvilke fenotypiske effekter vi kan forvente av en IP3R1-knockout-mus er forøvrig noe ukjent, noe som er grunnen til at vi vil studere dette nærmere.
3 Forventet nytteverdi
Vi anser at nytteverdien ved å få en bedre forståelse av intracellulære kalsiumkanaler sin funksjon i hjernen er stor. I ytterste fall vil man potensielt måtte skrive om lærebøker som tar for seg hvordan nevroner kommuniserer med hverandre. Videre vil en bedre forståelse av synaptisk plastisitet kunne komme til nytte i videre forskning på demens og behandling av dette, som f.eks. Alzheimers sykdom.
4 Antall dyr og art
200 mus av typen C57Bl6, hvorav 90 stk fra avl av IP3R1-knockout, og 110 villtype.
20 rotter av typen Wistar (til å fremstille synaptiske vesikler pga. større volum).
5 Hvordan etterleve 3R
For å studere synaptisk kalsiumsignallering behøves forsøksdyr. Antall dyr vil bli begrenset til det minimalt nødvendige. Det er av interesse ikke minst av dyreetiske hensyn, i tillegg til store kostnader og mye tidkrevende arbeid. Vi vil gjøre det ytterset for å minimalisere antall dyr. Oppstalling, avliving og atferdsstudier vil bli gjort i tråd med anbefalinger for å minimalisere dyrenes stress. Både instituttet og gruppen har lang erfaring med dette. Dyrenes velvære blir fulgt nøye opp.
Med dette prosjektet ønsker vi å finne en bedre forståelse av kalsiumsignallering i hjernens synapser. Denne forståelsen er essensiell for å forstå fenomener som synaptisk plastisitet, som igjen danner det molekylære grunnlaget for læring og hukommelse. Kalsium er en viktig «second messenger» i synaptisk signallering. Vi søker mer kunnskap om de intracellulære lagrene av kalsium. Vi har nemlig gjort interessante funn som tyder på at spesifikke kalsium-kanaler, den såkalte IP3R1, er involvert i både presynaptiske og postsynaptiske mekanismer i forbindelse med synaptisk transmisjon. Dette er potensielt såpass viktig at vi ønsker å gå videre med flere studier rundt intracellulære kalsiumlagre i synapsene, inkludert bruk av IP3R1 knockout-mus, med følgende formål:
*Bruke vev fra knockout-mus som en kontroll på at antistoffene vi har brukt virker og dermed bidra til å verifisere disse funnene.
* Gjøre elektrofysiologiske og biokjemiske studier på hjernevev fra knockout-mus for å studere hvilke effekter mangel på IP3R1 har på synaptisk plastisitet.
* Gjøre kognitive atferdsstudier på musene (heterozygote mus) for å forstå nærmere fenotypiske konsekvenser av IP3R1-mangel. Dette inkluderer Morris’ water maze.
2 Skadevirkninger
Dyrene blir oppstallet på dyrestallen på Domus Medica/IMB.
Forsøkene vil være terminale. De avlives for å gjøre immuncytokjemiske, biokjemiske og elektrofysiologiske studier. Anestesi etter anbefaling og påfølgende dekapitering.
Atferdsstudiene vil bli gjennomført med fokus på å minimalisere dyrenes stress. Gruppen har erfaring med bruk av Morris’ water maze.
Prosjektet vil hovedsakelig bruke heterozygote IP3R1-knockout, som har nokså normal fenotype.
Homozygote IP3R1-knockout-mus vil oftest være letale. De aller fleste dør in utero. Resten vil dø innen få (3-4) uker etter fødsel. Det er helt klart at IP3R1 er et essensielt protein for at organismen skal fungere optimalt. Vi vil derfor følge nøye med på hvordan musene har det og ved uakseptable plager vil de bli avlivet med adekvat anestesi. Hvilke fenotypiske effekter vi kan forvente av en IP3R1-knockout-mus er forøvrig noe ukjent, noe som er grunnen til at vi vil studere dette nærmere.
3 Forventet nytteverdi
Vi anser at nytteverdien ved å få en bedre forståelse av intracellulære kalsiumkanaler sin funksjon i hjernen er stor. I ytterste fall vil man potensielt måtte skrive om lærebøker som tar for seg hvordan nevroner kommuniserer med hverandre. Videre vil en bedre forståelse av synaptisk plastisitet kunne komme til nytte i videre forskning på demens og behandling av dette, som f.eks. Alzheimers sykdom.
4 Antall dyr og art
200 mus av typen C57Bl6, hvorav 90 stk fra avl av IP3R1-knockout, og 110 villtype.
20 rotter av typen Wistar (til å fremstille synaptiske vesikler pga. større volum).
5 Hvordan etterleve 3R
For å studere synaptisk kalsiumsignallering behøves forsøksdyr. Antall dyr vil bli begrenset til det minimalt nødvendige. Det er av interesse ikke minst av dyreetiske hensyn, i tillegg til store kostnader og mye tidkrevende arbeid. Vi vil gjøre det ytterset for å minimalisere antall dyr. Oppstalling, avliving og atferdsstudier vil bli gjort i tråd med anbefalinger for å minimalisere dyrenes stress. Både instituttet og gruppen har lang erfaring med dette. Dyrenes velvære blir fulgt nøye opp.