Interakce hypoxie a signální dráhy Wnt v neurogenezi

Bc. Lucie Woloszczuková

Master's thesis

Interaction of hypoxia and Wnt signaling in neurogenesis

Abstract:

Neurogenezí je nazývám proces, ve kterém dochází k formování nových neuronů. Ve velké míře probíhá především během embryonálního vývoje, avšak na příklad u hlodavců přetrvává i několik měsíců po narození. V dospělém mozku je schopnost diferenciace nových neuronů omezená a probíhá jen v některých specifických oblastech. Neurogeneze je velmi komplikovaný proces, který je regulován mnoha faktory. Tato diplomová práce se zabývá vlivem hypoxie a Wnt/β-katenin dráhy na diferenciaci neonatálních neurálních kmenových buněk. Abychom prokázali, že kultivační podmínky ovlivňují výsledné vlastnosti buněčné populace, byl v této práci sledován také vliv tří různých diferenciačních protokolů použitých při kultivaci těchto buněk. Výsledky naznačují, že vliv Wnt/β-katenin dráhy spočívá především v podpoře proliferace neurálních kmenových buněk, zatímco diferenciace je zvyšována převážně přítomností antagonisty této dráhy, proteinem Dickkopf 1. Ačkoliv výsledný efekt je do velké míry ovlivněn nastavením kultivačních podmínek. Rovněž byl pozorován negativní vliv 1% hypoxie na proliferaci neurálních kmenových buněk, avšak její vliv na diferenciaci byl potvrzen pouze během kultivace těchto buněk v přítomnosti fetálního bovinního séra. Na základě našich výsledků, je tedy zřejmé, že Dickkopf 1 zastává velmi důležitou roli během diferenciace neonatálních neurálních buněk.

Abstract:

Neurogenesis, a process by which the new neurons are formed in the brain, occurs mainly in embryonic period and in large scale persists up to a few months after the birth in rodents. In adult brain an ability to generate new neurons is restricted and manifests only in specific areas. It is well-known, that process of neurogenesis exhibits an extensive degree of complexity and is regulated by many factors. This diploma thesis deals with the impact of hypoxia and Wnt/β-catenin signalling on differentiation of neonatal neural stem cells. Moreover, due to employment of three various differentiation protocols we try to highlight the un-comparability of experiments in which neural stem cells were cultivated under the different conditions. Our data demonstrate, that Wnt/β-catenin signalling is crucial for proliferation of neonatal neural stem cells, meanwhile its differentiation is rather supported by Dickkopf 1, an antagonist of this pathway. Although, the final effect is significantly affected by cultivation conditions. Also, we demonstrated, that 1% hypoxia has negative effect on proliferation of neonatal neural stem cells and affects its differentiation only in the presence of fetal cow serum. This thesis thus identifies Dkk1 as a very important factor which is involved into differentiation of neonatal neural stem cells.

Keywords

Hypoxie, Wnt proteiny, Wnt/β-catenin signalizace, Neurogeneze, Neonatální neurální kmenové buňky, Centrální nervový systém, Hypoxia, Wnt proteins, Wnt/β-catenin signalling, Neurogenesis, Neonatal neural stem cells, Central nervous system

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Jiří Pacherník, Ph.D.
• Reader: Mgr. Karol Kaiser, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology