Ruolo dell'FGF-2 nella neurogenesi del cervello di ratto adulto

Nel cervello adulto le sedi di una consistente attività di neurogenesi sono rappresentate dalla zona subventricolare (SVZ) dei ventricoli laterali e dalla zona subgranulare (SGZ) del giro dentato dell’ippocampo. Questa neurogenesi include i processi di proliferazione, migrazione, sopravvivenza e differenziamento delle cellule di nuova formazione. La conoscenza dei meccanismi o fattori che regolano questi processi riveste un ruolo di rilevante importanza per poter potenziare le proprietà di rinnovo cellulare del cervello, ed utilizzare le cellule staminali cerebrali nella riparazione cerebrale dopo traumi o malattie neurodegenerative. Tra i meccanismi regolatori della neurogenesi un ruolo rilevante sembra essere svolto dal fattore di crescita dei fibroblasti-2 (FGF-2) responsabile sia della fase di proliferazione che di sopravvivenza e maturazione dei nuovi neuroni. In precedenti ricerche abbiamo dimostrato che il trattamento sistemico con agonisti nicotinici determina un incremento dell’espressione di FGF-2 sia a livello neuronale che gliale (Belluardo N et al. J. Neural Transm. 60, (2000), 227-245.). Questa regolazione via recettori nicotinici del FGF-2 ci ha suggerito l’ipotesi dell’esistenza in vivo di un meccanismo di regolazione della neurogenesi mediato dall’attività colinergica nicotinica. Pertanto l’obiettivo del presente progetto è quello di verificare se l’induzione del FGF-2 mediata dalla stimolazione dei recettori nicotinici è implicata nel processo di neurogenesi sia a livello della SGZ del giro dentato che della SVZ dei ventricoli laterali.

OBIETTIVI A) attivazione del fattore di crescita dei fibroblasti-2 (FGF-2) mediante stimolazione dei recettori nicotinici (nAChR) e sue implicazioni nella neurogenesi a livello della SGZ del giro dentato e della SVZ dei ventricoli laterali; B) Analisi della sopravvivenza delle nuove cellule generate nella SGZ e nella SVZ, in relazione a trattamenti protratti con agonisti nicotinici; C) Valutazione della possibilità che il trattamento con la nicotina possa ripristinare i livelli di neurogenesi nei ratti di età avanzata, in relazione al fatto che gli effetti della nicotina sul FGF-2 sono mantenuti anche durante l’invecchiamento. METODI tempo dei seguenti parametri: A) Analisi della proliferazione delle cellule staminali - La proliferazione sarà studiata marcando in vivo le cellule proliferanti per mezzo dell’incorporazione di Bromodeossiuridina (BrdU) nei nuclei delle cellule in divisione e la valutazione dei livelli di cellule marcate mediante anticorpi specifici anti-BrdU. B) Analisi del differenziamento in neuroni delle nuove cellule generate - Il fenotipo delle cellule BrdU-positive sarà esaminato per mezzo di una doppia marcatura utilizzando anticorpi anti-BrdU ed anticorpi per specifici markers molecolari dei neuroni in via di differenziamento (anti-TuJbeta, anti-NeuN, anti-PSA-NCAM). C) Analisi morfologica dei nuovi neuroni generati - Dopo aver iniettato il vettore retrovirale che porta il gene per la GFP nel giro dentato o nel ventricolo laterale di entrambi gli emisferi mediante un apparato stereotassico, il fenotipo neuronale delle cellule immunopositive per la GFP verrà esaminato per l’analisi morfologica. D) Analisi della sopravvivenza delle nuove cellule generate nella SGZ e nella SVZ - Questo aspetto sarà investigato mediante analisi del grado di sopravvivenza delle cellule marcate con BrdU e dell’incidenza di morte cellulare per apoptosi, valutata con il metodo TUNEL. E) Valutazione, secondo il punto A, della possibilità che il trattamento con la nicotina possa ripristinare i livelli di neurogenesi nei ratti di età avanzata.