МЕГАГРАНТЫ

Международная Лаборатория Исследования Внеклеточного Матрикса Мозга

О лаборатории

Наименование проекта "Внеклеточный матрикс мозга как детерминант межклеточных коммуникаций и мишень терапевтических воздействий".

Ссылка на официальный сайт

№ договора:
11.G34.31.0012

Наименование ВУЗа:
ГОУ ВПО "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"

Область научных исследований:
Биология

Цель проекта:
Создание в Нижнем Новгороде современной нейробиологической лаборатории и инфраструктуры для проведения исследований

Основные задачи проекта:
1. Проведение фундаментальных исследований и публикация результатов в авторитетных отечественных и иностранных журналах;
2. Интеграция лаборатории в Европейские консорциумы по изучению мозга;
3. Привлечение студентов и аспирантов к научным исследованиям с целью подготовки высококвалифицированных кадров в области нейробиотехнологий.

Ведущий учёный

vu mini 12 

ФИО: Дитятев Александр Эдуардович

 

Ученые степень и звание:
Кандидат биологических наук, профессор.

Занимаемая должность:
Профессор университета г. Магдебург, зав. отдела Молекулярной Нейропластичности Немецкого Центра Нейродегенеративных Заболеваний

Область научных интересов:
Нейробиология: синапсы и молекулы клеточной адгезии и внеклеточного матрикса

Научное признание:
- являлся стипендиатом Немецкого научного фонда для проведения независимых исследований в 2004-2007 гг.;
- имеет 13 выигранных грантов;
- имеет более 100 приглашений выступить с лекциями в 19 странах мира.

1. Dityatev A., Dityateva G., and Schachner M. (2000) Synaptic strength as a function of post - versus presynaptic expression of the neural cell adhesion molecule NCAM. Neuron 26: 207-217.
2. Dityatev A., Dityateva G., Sytnyk V., Delling M., Toni N., Nikonenko I., Muller D., and Schachner M. (2004) Polysialylated neural cell adhesion molecule PSA-NCAM promotes formation and remodeling of hippocampal synapses. J. Neurosci.24: 9372-9382.
3. Senkov O., Sun M., Weinhold B., Gerardy - Schahn R., Schachner M., and Dityatev A. (2006) Polysialylated NCAM is involved in induction of long -term potentiation and memory acquisition and consolidation in a fear conditioning paradigm. J. Neurosci. 26:10888-10898.
4. Bukalo O., Schachner M. and Dityatev A. (2007) Hippocampal metaplasticity induced by deficiency in the extrace llular matrix glycoprotein tenascin-R. J. Neurosci.27: 6019-6028.
5. Ponimaskin E., Dityateva G., Ruonala M.O., Fukata M., Fukata Y., Kobe F., Wouters F.S., Delling M., Bredt D.S., Schachner M., Dityatev A. (2008) Fibroblast growth factor - regulated palmitoylation of NCAM determines neuronal morphogenesis. J. Neurosci.28:8897-8907. Highlight: This week in the Journal: FGF2 Causes NCAM Palmitoylation, J. Neurosci. 28:i.
6. Kochlamazashvili G., Senkov O., Grebenyuk S., Sims C., Xiao M., Stummeyer K., Gerardy –Schahn R., Engel A.K., Feig L., Semyanov A., Suppiramaniam V., Schachner M., Dityatev A. (2010) NCAM-associated polysialic acid regulates synaptic plasticity and learning by restraining the signaling through GluN2B-containing NMDA receptors. J. Neurosci 30:4171-4183. Highlight: Senkov O. The dark matter of the brain: schizophrenia. V mire nauki (a Russian version of Scientific American), May 2010, P 46-55.
7. Kochlamazashvili G., Bukalo O., Henneberger C., Dvoretskova E., Senkov O., Lievens P.M. - J., Westenbroek R.,Engel A.K., Catterall W.A., Rusakov D.A., Schachner M., Dityatev A. (2010) The extracellular matrix molecule hyaluronic acid regulates hippocampal synaptic plasticity by modulating postsynaptic L-type Ca2+channels. Neuron67:116-128. Hightlights : on the cover of Neuron issue of July 15, 2010. 15 press releases in Italy and 1 in Germany.
8. Dityatev A., Schachner M., and Sonderegger P. (2010) The dual role of the extracellular matrix in synaptic plasticity and homeostasis. Nat. Rev. Neurosci. 11:735 - 746. Hightlights: 7 press releases in Italy.
9. Caiazzo M., Dell'Anno M.T., Dvoretskova E., Lazarevic D., Taverna S., Leo D., Sotnikova T.D., Menegon A., Roncaglia P., Colciago G., Russo G., Carninci P., Pezzoli G., Gainetdinov R.R., Gustincich S., Dityatev A*., Broccoli V*. (2011) Direct generation of functional dopaminergic neurons from mouse and human fibroblasts. Nature 476:224 - 227. *Co-senior authors. Hightlights: >30 press releases world wide.
10. Kochlamazashvili G., Bukalo O., Senkov O., Salmen B., Gerardy - Schahn R., Engel A.K., Schachner M., and Dityatev A. (2012) Restoration of synaptic plasticity and learning in young and adult NCAM deficient mice by enhancing neurotransmission mediated by the NR2A-containing NMDA receptors. J. Neurosci.32:2263–2275. Highlight: on the cover of February 15, 2012 issue of J. Neurosci.


Результаты исследований

2014 год

Korotchenko S., Cingolani L.A., Kuznetsova T., Bologna L.L., Chiappalone M., Dityatev A.(2014) Modulation of network activity and induction of homeostatic synaptic plasticity by enzymatic removal of heparan sulfates. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 19;369(1654):20140134. (импакт фактор 7.96)

Oleg Senkov, Andrey Mironov, Alexander Dityatev. (2014) A novel hybrid infusion-recording system for acute drug application during acquisition of neuronal activity in freely moving mice. Journal of Neuroscience Methods. (импакт фактор 2.1)

Andre Zeug, Michal Stawarski, Katarzyna Bieganska, Svetlana Korotchenko, Jakub Wlodarczyk Alexander Dityatev, Evgeni Ponimaskin(2014) Current microscopic methods for the neural ECM analysis. Brain Extracellular Matrix in Health and Disease.

V.I. Mironov, A.S. Romanov, A.Yu. Simonov, M.V. Vedunova, V.B. Kazantsev.(2014) Oscillations in a neurite growth model with extracellular feedback. Neuroscience Letters. (импакт фактор 2.201)

Simonov, A.Y., Gordleeva, S.Y., Pisarchik, A.N, Kazantsev, V.B.(2014) Synchronization with an arbitrary phase shift in a pair of synaptically coupled neural oscillators. JETP Letters. (импакт фактор 1.183)

Pavlov I., Savtchenko L.P., Song I., Koo J., Pimashkin A., Rusakov D.A., Semyanov A.(2014) Tonic GABAA conductance bidirectionally controls interneuron firing pattern and synchronization in the CA3 hippocampal network. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 7;111(1):504-9. (импакт фактор 10.727)

Danielyan A., Wu Y. W., Shih P. Y., Dembitskaya Y.,Foi A., Semyanov A.(2014) Denoising of two-photon images with block-matching 3D filtering. Methods. 68(2):308-16. (импакт фактор 4.151)

Wu, Y.-W., Tang, X., Arizono, M., Bannai, H., Shih, P.-Y.Dembitskaya, Y., Semyanov A. (2014) Spatiotemporal Calcium Dynamics in Single Astrocytes and Its Modulation by Neuronal Activity. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 55(2):119-29. (импакт фактор 3.917)

2013 год

Vedunova M, Sakharnova T, Mitroshina E, Perminova M, Pimashkin A, Zakharov Y, Dityatev A, Mukhina I. (2013) Seizure-like activity in hyaluronidase-treated dissociated hippocampal cultures. Front Cell Neurosci.. 7: Article 149.

Soleman S., Filippov M.A., Dityatev A., Fawcett JW. (2013) Targeting the neural extracellular matrix in neurological disorders. Neuroscience Forefront Review, Neuroscience. 253: 194-213.
Балашова А.Н., Дитятев А.Э., Мухина И.В. (2013) Формы и механизмы гомеостатической синаптической пластичности Современные Технологии в Медицине. 5(2): 98-107.

2012 год

Казанцев В.Б., Гордлеева С.Ю., Стасенко С.В., Дитятев А.Э. (2012) Возникновение мультистабильности в модели нейрона с сетевой обратной связью. Письма в ЖЭТФ. 96(11) 825-29.
Kazantsev V., Gordleeva S.Ju., Stasenko S.V., Dityatev A.E. (2012) A homeostatic model of neuronal firing governed by feedback signals from the extracellular matrix. PLoS One. 7(7): e41646.
Мухина И.В., Ведунова М.В., Сахарнова Т.А., Дитятев А.Э. (2012) Модуляция биоэлектрической активности первичной культуры гиппокампа посредством энзиматического воздействия на внеклеточный матрикс. Современные Технологии в Медицине. 1:7-14.
Bukalo O., Dityatev A. (2012) Synaptic cell adhesion molecules. Adv. Exp. Med. Biol., 970:97-128.
Senkov O., Tikhobrazova O., Dityatev A. (2012) PSA-NCAM: Synaptic functions mediated by its interactions with proteoglycans and glutamate receptors. Int J Biochem Cell Biol. 44(4):591-5.
Мухина И.В., Коротченко С.А., Дитятев А.Э. (2012) Молекулы внеклеточного матрикса мозга, их рецепторы и внеклеточные протеазы, как модуляторы синаптической пластичности. Нейрохимия, 29(2):106-117.
Kochlamazashvili G., Bukalo O., Senkov O., Salmen B., Gerardy-Schahn R., Engel A.K., Schachner M., Dityatev A. (2012) Restoration of synaptic plasticity and learning in young and aged NCAM-deficient mice by enhancing neurotransmission mediated by GluN2Acontaining NMDA receptors. J. Neuroscience. 32(7):2263–75.
Gordleeva S.Yu., Stasenko S.V., Semyanov A.V., Dityatev A.E., Kazantsev V.B. Bi-directional astrocytic regulation of neuronal activity within a network. Front. Comp. Neurosci 6:92. doi: 10.3389/fncom.2012.00092.
Korotchenko S., Cella F., Diaspro A., Dityatev A. Zooming in on the (peri)synaptic extracellular matrix. In: Imaging nanoscale dynamics at synapses, edited by Triller A. and Nagerl V, Springer (in press).

2011 год

Filippov M.A., Dityatev A. (2011) Matrix metalloproteinase-9 and non-amyloidogenic pathway of amyloid precursor protein processing. J Neurochem., 121(2):181-3.
Wlodarczyk J., Mukhina I., Kaczmarek L., Dityatev A. (2011) Extracellular matrix molecules, their receptors and secreted proteases in synaptic plasticity. Special issue of Developmental Neurobiology on Brain ECM. 71(11):1040-53.
Dityatev A. and Rusakov D. (2011) Molecular signals of plasticity at the tetrapartite synapse. Current Opinion in Neurobiology 21:353-359.

Другие публикации сотрудников лаборатории:
2013 год

Pimashkin A., Gladkov A., Mukhina I., Kazantsev V. (2013) Adaptive enhancement of learning protocol in hippocampal cultured networks grown on multielectrode arrays. Frontiers in Neural Circuits 7:87.
Симонов А.Ю., Кастальский И.А., Миронов В.И., Прокин И.С., Пимашкин А.С., Мухина И.В., Казанцев В.Б. (2013) Сигнальные процессы в мозге: обработка многоканальных данных и виртуальные нейронные сети. Вестник Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского. 3(1): 231-9.
Morozova E.O., Morozov O.A., Kazantsev V.B. (2013) Simulation of signal transmission in the model of neurons interacting with an active transistor substrate. Radiophysics and Quantum Electronics. 55(12):709-18.
О.М. Широкова, Л.Е. Фрумкина, М.В. Ведунова, Е.В. Митрошина, Ю.Н. Захаров, Л.Г. Хаспеков, И.В. Мухина. (2013) Закономерности развития нейронных сетей в диссоциированных культурах клеток гиппокампа Журнал Современные технологии в медицине. 5(2): 6-13.
Ведунова М.В., Митрошина Е.В., Сахарнова Т.А., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Хаспеков Л.Г., Мухина И.В. (2013) Влияние N-арахидоноилдофамина на функционирование нейронной мети первичной культуры гиппокампа при моделировании гипоксии. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 156(10): 447-50.
Matrosov V.V., Mishchenko M.A., Shalfeev V.D. (2013) Neuron-like dynamics of a phase-locked loop. The European Physical Journal Special Topics [submitted].
Мищенко М.А., Матросов В.В., Шалфеев В.Д. (2013) Синхронизация биений в ансамбле связанных фазоуправляемых генераторов. Вестник Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского. 3(1) [в печати]
Кокая А.А, Ведунова М.В., Митрошина Е.В., Козяков В.П., Мухина И.В. Влияние электромагнитного излучения на жизнеспособность гепатоцитов при токсическом действии гидразинов. Вестник российской военно-медицинской академии.2013 №1 (41).
Лебедева О. С., Лагарькова М.А., Киселев С. Л., Мухина И.В., Ведунова М. В., Усова О.В., Ставровская А.В., Ямщикова Н.Г., Федотова Е.Ю., Гривенников И.А., Хаспеков Л.Г., Иллариошкин С.Н. (2013) Морфофункциональные свойства индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных из фибробластов кожи человека и дифференцированных в дофаминергические нейроны. Нейрохимия, 30:3, 1-9.
Ilya Partushev, Nikolay Gavrilov, Vadim Turlapov, Alexey Semyanov (2013) Subcellular Location of Astrocytic Calcium Stores Favors Extrasynaptic Neuron-Astrocyte Communication. Cell Calcium . (in press).
Afzalov R, Pryazhnikov E, Shih P-Y, Kondratskaya E, Zobova S, Leino S, Salminen O, Khiroug L and Semyanov A (2013) Low micromolar Ba2+ potentiates glutamate transporter current in hippocampal astrocytes. Front. Cell. Neurosci. 2013 7:135.
Inseon Song, Kirill Volynski, Tanja Brenner, Yuri Ushkaryov, Matthew Walker, Alexey Semyanov (2013) Different Transporter Systems Regulate Extracellular GABA from Vesicular and Non-vesicular Sources. Front Cell Neurosci 7:23.
Agnieszka Wlodarczyk, Sergiy Sylantyev, Murray Herd, Flavie Kersant, Jeremy Lambert, Dmitri Rusakov, Astrid Linthorst, Alexey Semyanov, Delia Belelli, Ivan Pavlov, and Matthew Walker (2013) GABA-independent GABAA Receptor Openings Maintain Tonic Currents / J. Neuroscience 33(9): 3905-3914
С.В. Стасенко, С.Ю. Гордлеева, А.В. Семьянов, А.Э. Дитятев, В.Б. Казанцев (2013) Модель астроцитарной координации тормозного и возбуждающего входов интернейрона. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского (принято в печать).
И.В. Барсков, О.П. Тихобразова, М.Ю. Бобров, Е.Е. Генрихс, Р.В. Кондратенко, О.С. Баскина, И.В. Мухина, Л.Г. Хаспеков. (2013) Морфологическое исследование нейропротекторного действия эндогенного каннабиноида N-арахидоноилдофамина при лазерном фотоиндуцированном тромбозе коры головного мозга. (в печати)

2012 год

Kazantsev V.B., Tyukin I.Yu. (2012) Adaptive and phase selective spike timing dependent plasticity in synaptically coupled neuronal oscillators. PLoS One. 7(3):e30411.
Kazantsev V.B., Tchakoutio Nguetcho A.S., Jacquir S., Binczak S., Bilbault J.M. (2012) Active spike transmission in the neuron model with a winding threshold manifold. Neurocomputing. 8:205-11
Simonov A., Kastalskiy I., Kazantsev V. (2012) Pattern retrieval in a three-layer oscillatory network with a context dependent synaptic connectivity. Neural Networks. 33:67-75.
Wu Y.W., Grebenyuk S., McHugh T.J., Rusakov D.A., Semyanov A. (2012) Backpropagating action potentials enable detection of extrasynaptic glutamate by NMDA receptors. Cell Reports. 1(5):495-505.
Nekorkin V.I., Kazantsev V.B. (2012) Oscillatory dynamics of spiking neurons and modeling memory function. In Book “Advances in Russian and International Neurotechnology”, Eds. Forsythe et al. Taylor and Francis LLC, (accepted)
Broccoli V ; Caiazzo M; Anno MTD; Leo D; Gainetdinov R; Pezzoli G; Dityatev A. Somatic cell reprogramming into dopaminergic neurons for Parkinson's disease therapy// JOURNAL OF NEUROLOGY Volume: 259 Supplement: 1 Pages: S5-S6 Published: JUN 2012
Renner U; Zeug A; Woehle A; Niebert M; Dityatev A; Dityateva G; Gorinski N; Guseva D; Abdel-Galil D; Frohlich M; Doring F; Wischmeyer E; Richter DW; Neher E; Ponimaskin EG. Heterodimerization of serotonin receptors 5-HT1A and 5-HT7 differentially regulates receptor signalling and trafficking// JOURNAL OF CELL SCIENCE Volume: 125 Issue: 10 Pages: 2486-2499 DOI: 10.1242/jcs.101337 Published: MAY 15 2012
Parameshwaran K; Buabeid MA; Karuppagounder SS; Uthayathas S; Thiruchelvam K; Shonesy B; Dityatev A; Escobar MC; Dhanasekaran M; Suppiramaniam V. Developmental nicotine exposure induced alterations in behavior and glutamate receptor function in hippocampus// CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES Volume: 69 Issue: 5 Pages: 829-841 DOI: 10.1007/s00018-011-0805-4 Published: MAR 2012
Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Миронов А.А., Сахарнова Т.А., Пимашкин А.С., Бобров М.Ю., Хаспеков Л.Г., Мухина И.В. Нейропротекторное действие каннабиноида n-арахидоноилдофамина при моделировании острой гипобарической гипоксии мозга //Неврологический вестник (Журнал им. В.М. Бехтерева). 2012. Т. XLIV. № 1. С. 14-19.
Мухина И.В., Ведунова М.В., Сахарнова Т.А., Дитятев А.Э. Модуляция биоэлектрической активности первичной культуры гиппокампа посредством энзиматического воздействия на внеклеточный матрикс // Современные технологии в медицине. 2012. № 1. С. 7-14.
Захаров Ю.Н., Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Коротченко С.А., Калинцева Я.И., Потанина А.В., Мухина И.В. Флуоресцентный анализ паттернов метаболической активности нейрон-глиальной сети // Оптический журнал. Название англоязычной копии Journal of Optical Technology. Т. 79. № 6. 2012. С. 47-51
Ведунова М.В., Сахарнова Т.А., Митрошина Е.В., Мухина И.В. Антигипоксические свойства нейротрофического фактора головного мозга при моделировании гипоксии в диссоциированных культурах гиппокампа // Современные технологии в медицине. 2012. (принято в печать в №4)
Сахарнова Т. А., Ведунова М. В., Мухина И. В. Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) и его роль в функционировании центральной нервной системы Нейрохимия. 2012. Т. 29. № 4. С. 269-277.
Мищенко М.А., Шалфеев В.Д., Матросов В.В. Нейроноподобная динамика в системе фазовой синхронизации. Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. (принята к печати).
Гордлеева С.Ю., Матросов В.В., Казанцев В.Б. Кальциевые колебания в астроцитах. Часть 1. Астроцит как генератор кальциевых колебаний. Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2012 т.20, №3, стр. 29-39
Матросов В.В., Гордлеева С.Ю., Казанцев В.Б. Кальциевые колебания в астроцитах. Часть 2. Динамика взаимодействующих кальциевых генераторов. Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2012 т.20, №3, стр. 40-50
Prokin I.S., Kazantsev V.B. Analysis of pulsed-signal transmission in a system of interacting neural oscillators with frequency-dependent connections // Radiophysics and Quantum Electronics. 2012. Vol. 54, № 11. P. 763–772.
Zakharov Yu.N., Ershova A.V., Golubkin N.E., Mukhina I.V. Ion Concentration Quantification With the Help of Single-Wavelength Dye Fluorescence //Applied Optics, Vol. 51, Iss. 10, pp.C95-C99 (1 April 2012). {The Virtual Journal for Biomedical Optics. Vol. 7,Iss. 6 – May. 25, 2012}
Guzman RE, Alekov AK, Filippov MA, Hegermnann J, Falke C (2012). ClC-3 chloride/proton exchangers regulate the magnitude of the quantal response and synaptic vesicle volume in hippocampal neurons. Submitted.
Hanley PJ, Kronlage M, Kirschning C, Del Rey A, Di Virgilio F, Leipziger J, Chessell IP, Sargin S, Filippov MA, Lindemann O, Mohr S, Koenigs V, Schillers H, Baehler M, Schwab A. (2012) "Transient P2X7 receptor activation triggers macrophage death independent of TLR2/4, CASP1 and PANX1 ". J Biol Chem; 287(13):10650-63

2011 год

Matrosov V.V., Kazantsev V.B. (2011) Bifurcation mechanisms of regular and chaotic network signaling in brain astrocytes. Chaos. 21(2):023103.
Pisarchik A.N., Jaimes-Reategui R., Sevilla-Escoboza R., Garcia-Lopez J.H., Kazantsev V.B. (2011) Optical fiber synaptic sensor. Optics and Lasers in Engineering. 49:736-742.
Pimashkin A., Kastalskiy I., Simonov A., Koryagina E., Mukhina I. and Kazantsev V. (2011) Spiking signatures of spontaneous activity bursts in hippocampal cultures. Frontiers in Computational Neuroscience. 5:46.
Song I, Savtchenko L, Semyanov A. (2011) Tonic excitation or inhibition is set by GABA(A) conductance in hippocampal interneurons. Nature Commun. 2:376.
Kazantsev V.B., Asatryan S.Yu. (2011) Bistability induces episodic spike communication by inhibitory neurons in neuronal networks. Physical Review E. 84:031913.
Kochubey S, Semyanov A, Savtchenko L. (2011) Network with shunting synapses as a non-linear frequency modulator. Neural Networks. 24(5):407-16.
Zakharov Yu. N. and Ershova A. V. (2011) Quantitative determination of the calcium-ion concentration from fluorescence measurements of single-wavelength dyes by means of laserscanning microscopy. J. Opt. Technol. 78:664-665.
Симонов А., Казанцев В. (2011) Модель возникновения лавинообразных биоэлектрических разрядов в нейронных сетях мозга. Письма в ЖЭТФ. 93(8): 516-521.
Kalintseva Y. I., Potanina A. V., Pimashkin A. S., Mukhina I.V., Kazantsev V.B., Zakharov Yu.N., Semyanov A. V. (2011) Spontaneous and glutamate evoked calcium oscillations in rat hippocampal astrocytes. Herald of the Moscow State University. 66(2):55-56.
Мищенко М.А. (2011) Нейроноподобная модель на основе системы фазовой автоподстройки частоты. Вестник Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского. 5(3):279-282.
Ведунова М.В., Сахарнова Т.А., Коротченко С.А., Балашова А.Н., Мухина И.В. (2011) Влияние BDNF на функционирование нейронной сети первичной культуры гиппокампа в условиях глюкозной депривации. Вестник Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского. 2(2):237-242.
Захаров Ю.Н., Ершова А.В., Калинцева Я.И., Мухина И.В. (2011) Флуоресцентный сканирующий мониторинг кальциевой активности нейронов гиппокампа при последовательном воздействии модуляторов синаптической передачи. Вестник Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского. 5(3):146-151.
Корягина Е.А. Пимашкин А.С. Казанцев В.Б. Мухина И.В. (2011) Динамика вызванной биоэлектрической активности нейронных сетей. Вестник Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского. 2(2):254-261.
Ведунова М.В., Коротченко С.А., Балашова А.Н., Исакова А.О., Хаспеков Л.Г., Казанцев В.Б., Мухина И.В. (2011) Влияние кратковременной глюкозной депривации на функционирование нейронной сети первичной культуры гиппокампа на мультиэлектродной матрице. Современные технологии в медицине. 2:7-13.
Обухова Л.М., Мухина И.В. (2011) Роль базальных клеток обонятельного эпителия в нейрогенезе. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 6(1):1-6.
Weyer SW, Klevanski M, Delekate A, Voikar V, Aydin DS, Hick M, Filippov M, Drost N, Schaller KL, Saar M, Vogt MA, Gass P, Ayan S, Jäschke A, Korte M, Wolfer DP, Caldwell JH and Müller UC (2011) APP and APLP2 are essential at PNS and CNS synapses for transmission, spatial learning and LTP. EMBO J. 30(11):2306
Aydin DS, Filippov MA, Tschäpe JA, Gretz N, Prinz M, Eils R, Brors B and Müller UC (2011). Comparative transcriptome profiling of Amyloid Precursor Protein family members in the adult cortex. BMC Genomics, 12:160
Исследование биоэлектрической активности нейронных сетей в культурах гиппокампа: стимуляция, регистрация и анализ. Авторы: Пимашкин А. С., Корягина Е. А., Гладков А. А., Симонов А. Ю., Мухина И. В., Казанцев В. Б.: Электронное методическое пособие / Нижний Новгород, 2011. 26 с.
Адаптация активности нейронных сетей к электрической стимуляции. Авторы: Пимашкин А. С., Корягина Е. А., Гладков А. А., Симонов А. Ю., Мухина И. В., Казанцев В. Б.: Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород: Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, 2011. 16 с.
Мухина И. В., Корягина Е. А., Коротченко С. А. Культивирование клеток гиппокампа на мультиэлектродных матрицах: Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород: Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, 2011. 27 с.
Учебно-методическое пособие "Методика регистрации полевых потенциалов в переживающих срезах гиппокампа крыс". Лебедева А.В., Семьянов А.В. Издательство Нижегородского госуниверситета 16 стр.
Lobyntseva V. V., Zakharov Yu. N. Phase Visualization in the Study of Cellular Structures by Confocal Microscopy // Physics of Wave Phenomena, 2011, Vol. 19, No. 1, pp. 10-12.
Zakharov Yu. N., Ershova A. V., "Quantitative determination of the calcium-ion concentration from fluorescence measurements of single-wavelength dyes by means of laser-scanning microscopy," J. Opt. Technol. 78, 664-665 (2011)
Zakharov Yu.N., Lobyntseva V.V., Muravyova M.S. «Microscopic images wavefront reconstruction at hologramm recording with irregular phase distortions of signal beam» // Vestnik of NNSU. Radiophysical Ser.. No. 5(3)., 2011. P. 135-138.
Калинцева Я.И., Мухина И.В., Семьянов А.В. Приготовление переживающих срезов мозга крыс: Учебно-методическое пособие.- Нижний Новгород: Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 2011.-36 с.
Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Калинцева Я.И. Кальциевый имиджинг в клеточных культурах и тканях: Учебно-методическое пособие.- Нижний Новгород: Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 2011.-28 с.
Симонов А.Ю., Пимашкин А.С., Казанцев В.Б. Моделирование процессов генерации лавинообразных популяционных разрядов в сетях спайковых нейронов с использованием нейросимулятора NEST. Издательство Нижегородского госуниверситета, 2011 г
Kochubey S, Semyanov A, Savtchenko L. Network with shunting synapses as a non-linear frequency modulator. Neural Netw. 2011 Jun;24(5):407-16. Epub 2011 Mar 11.
Senkov O., Tikhobrasova O., Dityatev A. "PSA-NCAM: synaptic functions mediated by its interactions with proteoglycans and glutamate receptors". For International Journal of Biochemistry & Cell Biology, “Molecules in focus”, 2011
Гладков А.А., Ведунова М.В., Коротченко С.А., Захаров Ю.Н., Балашова А.Н., Мухина И.В. Развитие пространственно-временной структуры нейронной сети гиппокампа in vitro // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 2-2. С. 243-248.
Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Широкова О.М., Захаров Ю.Н., Калинцева Я.И., Мухина И.В. Оценка динамики функционального состояния диссоциированной культуры клеток гиппокампа in vitro // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 2-2. С. 283-286.
Verpelli C; Dvoretskova E; Vicidomini C; Rossi F; Chiappalone M; Schoen M; Di Stefano B; Mantegazza R; Broccoli V; Bockers TM; Dityatev A; Sala C. Importance of Shank3 Protein in Regulating Metabotropic Glutamate Receptor 5 (mGluR5) Expression and Signaling at Synapses// JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY Volume: 286 Issue: 40 Pages: 34839-34850 DOI: 10.1074/jbc.M111.258384 Published: OCT 7 2011
Tereshchenko Y ; Morellini F; Dityatev A; Schachner M; Irintchev A. Neural Cell Adhesion Molecule Ablation in Mice Causes Hippocampal Dysplasia and Loss of Septal Cholinergic Neurons// JOURNAL OF COMPARATIVE NEUROLOGY Volume: 519 Issue: 12 Pages: 2475-2492 DOI: 10.1002/cne.22636 Published: AUG 15 2011
Caiazzo M; Dell'Anno MT; Dvoretskova E; Lazarevic D; Taverna S; Leo D; Sotnikova TD; Menegon A; Roncaglia P; Colciago G; Russo G; Carninci P; Pezzoli G; Gainetdinov RR; Gustincich S; Dityatev A; Broccoli V. Direct generation of functional dopaminergic neurons from mouse and human fibroblasts// NATURE Volume: 476 Issue: 7359 Pages: 224-U151 DOI: 10.1038/nature10284 Published: AUG 11 2011
Brennaman LH; Kochlamazashvili G; Stoenica L; Nonneman RJ; Moy SS; Schachner M; Dityatev A; Maness PF. Transgenic mice overexpressing the extracellular domain of NCAM are impaired in working memory and cortical plasticity// NEUROBIOLOGY OF DISEASE Volume: 43 Issue: 2 Pages: 372-378 DOI: 10.1016/j.nbd.2011.04.008 Published: AUG 2011
Dityatev A. From recognition molecules to cognition// FEBS JOURNAL Volume: 278 Special Issue: SI Supplement: 1 Pages: 25-25 Published: JUN 2011

2010 год

Kochlamazashvili G., Bukalo O., Henneberger C., Dvoretskova E., Senkov O., Lievens P.M.-J., Westenbroek R., Engel A.K., Catterall W.A., Rusakov D.A., Schachner M., Dityatev A. (2010) The extracellular matrix molecule hyaluronic acid regulates hippocampal synaptic plasticity by modulating postsynaptic L-type Ca2+ channels. Neuron. 67:116-128.
Dityatev A., Schachner M., and Sonderegger P. (2010) The dual role of the extracellular matrix in synaptic plasticity and homeostasis. Nat. Rev. Neurosci. 11:735-746.
Dityatev A., Seidenbecher C.I., and Schachner M. (2010) Compartmentalization from the outside: the extracellular matrix and functional microdomains in the brain. Trends in Neurosci. 33:503-512.
Rama S, Vetrivel L, Semyanov A. (2010) Second-harmonic generation voltage imaging at subcellular resolution in rat hippocampal slices. J Biophotonics. 3(12):784-90.
Tyukin I, Steur E, Nijmeijer H, Fairhurst D, Song I, Semyanov A, Van Leeuwen C. (2010) State and parameter estimation for canonic models of neural oscillators. Int J Neural Syst. 20(3):193-207.
Kochlamazashvili G, Senkov O, Grebenyuk S, Robinson C, Xiao MF, Stummeyer K, Gerardy-Schahn R, Engel AK, Feig L, Semyanov A, Suppiramaniam V, Schachner M, Dityatev A. (2010) Neural cell adhesion molecule-associated polysialic acid regulates synaptic plasticity and learning by restraining the signaling through GluN2B-containing NMDA receptors. J Neurosci. 30(11):4171-83.
Simonov A.Yu., Pimashkin A.S., Kazantsev V.B. (2010) Cluster Associative Memory Formation in a Three layer Network of Phase Oscillators. Biophysics. 55(2):267-274.
Vedunova M.V., Sazanov A.I., Kontorshikova K.N. (2010) The influence of low therapeutic ozone doses on the level of oxidation modification of proteins at metabolic syndrome. Herald of N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, Biology. 2(2):504-507. (in Russian).
Pimashkin A.S., Lebedinsky A.A., Semyanov A. V. (2010) The use of mathematical models to determine the parameter difference reliability in dynamic biological systems. Herald of N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, Biology. 2(2):566-570. (in Russian).
Simonov A.Yu., Mironov V.I., Mukhina I.V., Kazantsev V.B. (2010) Mathematical models of neural network activity with extracellular potential recording. Herald of N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, Biology. 2(2):585-590. (in Russian).
Мухина И.В., Хаспеков Л.Г. (2010) Новые технологии в экспериментальной нейробиологии: нейронные сети на мультиэлектродной матрице. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2:44-51.
Kazantsev V.B., Mukhina I.V., Zaytsev Yu. V., Galkina M.O. (2010) Emergence of spiking activity in a network of synaptically coupled neurons with axonal delays. IFAC. Chaos'09 London. 2(1):10.3182/20090622-3-UK-3004.00004.
Morellini F; Sivukhina E; Stoenica L; Oulianova E; Bukalo O; Jakovcevski I; Dityatev A; Irintchev A; Schachner M. Improved Reversal Learning and Working Memory and Enhanced Reactivity to Novelty in Mice with Enhanced GABAergic Innervation in the Dentate Gyrus// CEREBRAL CORTEX Volume: 20 Issue: 11 Pages: 2712-2727 DOI: 10.1093/cercor/bhq017 Published: NOV 2010
Ramser EM; Wolters G; Dityateva G; Dityatev A; Schachner M; Tilling T. The 14-3-3 zeta Protein Binds to the Cell Adhesion Molecule L1, Promotes L1 Phosphorylation by CKII and Influences L1-Dependent Neurite Outgrowth// PLOS ONE Volume: 5 Issue: 10 Article Number: e13462 DOI: 10.1371/journal.pone.0013462 Published: OCT 18 2010
Kleene R; Cassens C; Bahring R; Theis T; Xiao MF; Dityatev A; Schafer-Nielsen C; Doring F; Wischmeyer E; Schachner M. Functional Consequences of the Interactions among the Neural Cell Adhesion Molecule NCAM, the Receptor Tyrosine Kinase TrkB, and the Inwardly Rectifying K+ Channel KIR3.3// JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY Volume: 285 Issue: 37 Pages: 28968-28979 DOI: 10.1074/jbc.M110.114876 Published: SEP 10 2010
Kleene R; Mzoughi M; Joshi G; Kalus I; Bormann U; Schulze C; Xiao MF; Dityatev A; Schachner M. NCAM-Induced Neurite Outgrowth Depends on Binding of Calmodulin to NCAM and on Nuclear Import of NCAM and fak Fragments// JOURNAL OF NEUROSCIENCE Volume: 30 Issue: 32 Pages: 10784-10798 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0297-10.2010 Published: AUG 11 2010
Kochlamazashvili G; Senkov O; Grebenyuk S; Robinson C; Xiao MF; Stummeyer K; Gerardy-Schahn R; Engel AK; Feig L; Semyanov A; Suppiramaniam V; Schachner M; Dityatev A. Neural Cell Adhesion Molecule-Associated Polysialic Acid Regulates Synaptic Plasticity and Learning by Restraining the Signaling through GluN2B-Containing NMDA Receptors// JOURNAL OF NEUROSCIENCE Volume: 30 Issue: 11 Pages: 4171-4183 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5806-09.2010 Published: MAR 17 2010
Dityatev A. Remodeling of extracellular matrix and epileptogenesis// EPILEPSIA Volume: 51 Supplement: 3 Pages: 61-65 DOI: 10.1111/j.1528-1167.2010.02612.x Published: 2010
Ведунова М.В., Сазанов А.И., Конторщикова К.Н. Влияние низких терапевтических доз озона на уровень окислительной модификации белков при метаболическом синдроме // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2010. № 2-2. С. 504-507.
Симонов А.Ю., Миронов В.И., Мухина И.В., Казанцев В.Б. Математические модели нейросетевой активности с внеклеточным отведением потенциала. // Вестник Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского. 2010. Том 2(2). С. 585–590.
Симонов А.Ю., Пимашкин А.С., Казанцев В.Б. Формирование кластерной ассоциативной памяти в трёхслойной сети фазовых осцилляторов. // Биофизика. 2010. Том 55(2). С. 317–325.
Пимашкин А.С., Лебединский А.А., Семьянов А.В. (2010) Использование математических моделей для определения достоверности различий параметров в динамических биологических системах // Вестник ННГУ биология 2(2) стр. 51-59.
Mallm JP, Tschape JA, Hick M, Filippov MA, Muller UC (2010). Generation of Conditional Null Alleles for APP and APLP2. Genesis. 48(3):200-6.
Мухина И.В., Бугрова М.Л., Романова Г.А., Шакова Ф.М., Продиус П.А. (2010) Ультраструктурные изменения контрлатерального участка перифокальной зоны локального ишемического очага, вызванного фотоиндуцированным тромбозом префронтальной коры мозга крыс. Патофизиология и экспериментальная терапия, 4:43-48.
Мухина И.В., Хаспеков Л.Г. (2010) Новые технологии в экспериментальной нейробиологии: нейронные сети на мультиэлектродной матрице. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2:44-51.
Яковлев А.Ю., Емельянов Н. В., Мухина И.В., Дворников А.В., Снопова Л.Б., Калентьев Г.В., Рябиков Д.В., Минеева Н.В. (2010) Выбор инфузионного препарата для профилактики полиорганной недостаточности при острой массивной кровопотере (экспериментальное исследование). Общая реаниматология, 6(3):48-51

Проведен анализ пресинаптической пластичности после обработки гепариназой.

Новые данные, полученные при помощи двухфотонной микроскопии, демонстрируют уменьшение внутриклеточной кальциевой концентрации в дендритах и дендритных шипиках во время вызова долговременной потенциации после воздействия гепариназы. Мы предполагаем, что удаление гепаран сульфатов влияет на процессы восстановления после Са2+ зависимой инактивации кальциевых каналов.

Проведен анализ эпилептогенных механизмов гепариназной активности in vitro и их проверка in vivo.

Мы выявили увеличение частоты и амплитуды возбуждающих токов после воздействия гепариназы. Таким образом, мы полагаем, что удаление гепаран сульфатов тормозит активность L-типа кальциевых каналов, что запускает увеличение синаптической экспрессии глутаматных рецепторов AMPA подтипа, изменение соотношения между возбуждением и торможением, и вследствие этого эпилептиформную активность.

Проведен анализ эпилептогенных механизмов гиалуронидазной активности in vitro и их проверка in vivo.

Мы выявили трансформацию кальциевых осцилляций в нейронах и астроцитах в очень длительные периоды увеличения кальциевой концентрации. Эти изменения предшествовали формированию супер-длинных пачек электрических разрядов нейронов.

Усовершенствована математическая модель ингибиторных и возбуждающих нейрон-глия- внеклеточный матрикс взаимодействий во время сетевой активности.

Разработана математическая модель астроцитарной регуляции тормозных и возбуждающих сигнальных путей нейронной сети. Установлено, что астроцит способен координировать возбуждающий и тормозный входы, что позволяет, например, предотвращать гипервозбуждение нейрона.

Изучены механизмы изменения пластичности после разрушения матрикса хондроитиназой АВС

Установлено, что хондроитиназа АВС влияет на возбудимость пирамидальных клеток в гиппокампе посредством модуляции SK каналов.Мы получили (с помощью двухфотоннной микроскопии) изображения дендритов второго порядка, каждые 20 мин в течении 2 часов инкубации с хондроитиназой АВС. Кроме того, получены электронно-микроскопические изображения для реконструкции синапсов и глиальных отростков после разрушения матрикса хондроитиназой АВС.

Разработана новая парадигма для анализа осцилляций-зависимой синаптической пластичности

Мы показали, что используя короткие пачки импульсов – при достаточно большой силе стимуляции – можно вызвать осцилляции сетевой активности 200-300 мс после афферентной стимуляции и долговременную потенциацию, уровень которой зависит от выраженности сетевых осцилляций. У мышей нокаутных по гену AE3-/- выявлены более сильно выраженные осцилляции, более высокий уровень долговременной потенциации и улучшение обучения.

Проведен анализ экстрасинаптической сигнализации после ферментативного разрушения компонентов ВКМ.
Проведен анализ морфологии астроцитов и кальциевая сигнализация после ферментативного разрушения компонентов ВКМ.
Проведен анализ ритмической нервной активности после ферментативного разрушения компонентов ВКМ.
Проведено тестирование ВКМ-нацеленной обработки в экспериментальных моделях эпилепсии.
Проведено тестирование ВКМ-нацеленной обработки в экспериментальных моделях алкогольной зависимости.
Проведено моделирование эпилептогенеза в сети из ингибиторных и возбуждающих нейронов, глии и внеклеточного матрикса.
Опубликованы результаты тестирования воздействий, позволяющих подавлять эпилептиформную активность, возникающую после энзиматического разрушения гиалуроновой кислоты.
Организован международный симпозиум по экстраклеточному матриксу мозга.

Результаты

За время выполнения проекта были получены следующие научные результаты.

1. Проведены эксперименты по изучению эпилептогенеза, вызванного разрушением ВКМ посредством двух ферментов – гиалуронидазы и гепариназы. Изучены закономерности спонтанной и вызванной кальциевой активности нейрон-глиальных сетей первичной культуры гиппокампа. Показано, что эпилептиформная активность, вызываемая разрушением ВКМ, напоминает активность, вызываемую блокадой L-типа кальциевых каналов и блокируется агонистом ГАМКергической передачи. Разработанные методы и полученные фармакологические данные представляют интерес для коммерческой реализации в плане разработки лекарственных препаратов, направленных на предупреждение либо восстановление внеклеточного матрикса (гиалуроновой кислоты и гепаран сульфатов) при эпилепсии и других нейродегенеративных и нейроциркуляторных заболеваниях, травмах, связанных с нарушением матрикса мозга.

2. Разработаны подходы и методы визуализации синаптической пластичности и ассоциированных изменений в матриксе. Создана серия вирусных векторов для визуализации сниаптической пластичности и для исследования роли молекулы внеклеточного матрикса LGI1 (leucine-richgliomainactivated 1) в эпилептогенезе. Разработанные методы и полученные фармакологические данные представляют интерес для коммерческой реализации в плане коммерческого использования данной серии вирусных векторов для визуализации сниаптической пластичности и, в частности, для исследования роли молекул внеклеточного матрикса в различных научно-исследовательских лабораториях.

Выявлена тонкая структура внеклеточного матрикса, окружающего синапсы на дендритах нейронов. Применён метод STORM-микроскопии с супер-разрешением (Stochastic optical reconstruction microscopy) в сочетании с вторичными антителами, мечеными парами флуорофоров, такими как AlexaFluor405-AlexaFluor647 и Cy3-AlexaFluor647.

3. Проведено количественное моделирование синаптической динамики с применением математической модели четырёхкомпонентного синапса. Разработана модель влияния внеклеточного матрикса на нейронную сигнализацию и изучен эффект внесинаптической регуляции нейрональной сигнализации через активацию астроцитов на эффективность синаптической передачи. На основе существующих экспериментальных данных была предложена и исследована феноменологическая модель астроцитарной регуляции активности нейронной сети. Анализ модели показал, что астроцит способен эффективно регулировать частоту генерации электрических сигналов в зависимости от состояния активности нейронной сети. Интересным фактом является то, что активация астроцита, подобно полученному ранее влиянию ВКМ, может приводить к появлению бистабильности в динамике нейронной сети.

4. Изучена роль молекул внеклеточного матрикса в регуляции синаптической пластичности. Выявлено, что разрушение гепаран сульфатов приводит к уменьшению долговременной потенциации посредством механизма зависящего от L-типа кальциевых каналов. Показано влияние на регуляцию возбудимости и синаптическую передачу пирамидных нейронов поля СА1 хондроитин сульфат протеогликанов. Показано, что одним из механизмов снижения долговременной потенциации после обработки хондроитиназой АВС является снижение соотношения NMDA/AMPA токов в пирамидных нейронах СА1 при отсутствии изменения мембранной возбудимости. При этом также вызывается долговременная депрессия дисинаптических ингибиторных потенциалов.

5. Проведен анализ поведения, характерного для модели шизофрении, вызванной блокадой NMDA рецепторов антагонистом МК801. Иммуноцитохимически выявлены нарушения структуры внеклеточного матрикса в некоторых областях головного мозга, коррелирующие и измененным поведением мышей, оцениваемым по тестам «открытое поле», «условный рефлекс страха», «лабиринт Мориса», что свидетельствует об определенной роли внеклеточного матрикса мозга в патогенезе шизофрении.

 

Back to top