In the past, several animal disease models were developed to study the molecular mechanism of neurological diseases and discover new therapies, but the lack of equivalent animal models has minimized the success rate. A number of critical issues remain unresolved, such as high costs for developing animal models, ethical issues, and lack of resemblance with human disease. Due to poor initial screening and assessment of the molecules, more than 90% of drugs fail during the final step of the human clinical trial. To overcome these limitations, a new approach has been developed based on induced pluripotent stem cells (iPSCs). The discovery of iPSCs has provided a new roadmap for clinical translation research and regeneration therapy. In this article, we discuss the potential role of patient-derived iPSCs in neurological diseases and their contribution to scientific and clinical research for developing disease models and for developing a roadmap for future medicine. The contribution of humaniPSCs in the most common neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson's disease and Alzheimer's disease, diabetic neuropathy, stroke, and spinal cord injury) were examined and ranked as per their published literature on PUBMED. We have observed that Parkinson's disease scored highest, followed by Alzheimer's disease. Furthermore, we also explored recent advancements in the field of personalized medicine, such as the patient-on-a-chip concept, where iPSCs can be grown on 3D matrices inside microfluidic devices to create an in vitro disease model for personalized medicine.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
Astrocytes support glutamatergic neurotransmission in the central nervous system through multiple mechanisms which include: (i) glutamate clearance and control over glutamate spillover due to operation of glutamate transporters; (ii) supply of obligatory glutamate precursor glutamine via operation of glutamate-glutamine shuttle; (iii) supply of L-serine, the indispensable precursor of positive NMDA receptors neuromodulator D-serine and (iv) through overall homoeostatic control of the synaptic cleft. Astroglial cells express an extended complement of ionotropic and metabotropic glutamate receptors, which mediate glutamatergic input to astrocytes. In particular a sub-population of astrocytes in the cortex and in the spinal cord express specific type of NMDA receptors assembled from two GluN1, one GluN2C or D and one GluN3 subunits. This composition underlies low Mg2+ sensitivity thus making astroglial NMDA receptors operational at resting membrane potential. These NMDA receptors generate ionic signals in astrocytes and are linked to several astroglial homoeostatic molecular cascades.
Oxytocin je malý peptid zapojený do řady fyziologických a patologických funkcí, jako je např. sexuální aktivita, erekce, ejakulace, těhotenství, kontrakce dělohy, vylučování mléka, mateřské chování, osteoporóza, cukrovka, rakovina, sociální vazby a stres. To činí oxytocin a jeho receptory potenciálními kandidáty pro účinné cíle léčebných postupů. Tento přehled je proto zaměřen na nedávné nálezy získané během studia účinků oxytocinu a na možné směry vývoje nových léčiv. Oxytocin, jako krátký peptid skládající se z devíti aminokyselin, se jeví ideálním pro tvorbu agonistů a antagonistů jeho receptoru. Navíc jeho syntéza, hromadění a uvolňování mohou být regulovány endogenně a exogenně, což může umožnit lepší zásah proti patofyziologickým stavům. Pochopení základních účinků oxytocinu je tak důležitým a nezbytným přístupem k vývoji potenciální farmakoterapie.
Oxytocin is small peptide involved in a number of physiological and pathological functions, such as sexual activity, erection, ejaculation, pregnancy, uterine contractions, lactation, maternal behavior, osteoporosis, diabetes, cancer, social relationships and stress. This makes oxytocin and its receptors as a potential candidate for effective targets for therapeutic strategies. Therefore this review is concentrated on the recent findings concerning the oxytocin as well as the development of new drugs. Oxytocin, as a short peptide consisting of nine amino acids, appears to be ideal for developing the agonists and antagonists of its receptor. In addition, its synthesis, accumulation and release can be regulated endogenously and exogenously, which may allow for better intervention against pathophysiological states. Understanding the basic effects of oxytocin is therefore important and necessary approach for the development of potential pharmacotherapies.
- MeSH
- bolest MeSH
- centrální nervový systém fyziologie MeSH
- lidé MeSH
- osteoporóza farmakoterapie MeSH
- oxytocin * fyziologie terapeutické užití MeSH
- porod fyziologie účinky léků MeSH
- předčasná ejakulace farmakoterapie MeSH
- proliferace buněk fyziologie MeSH
- sociální chování MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- MeSH
- mikroskopie dějiny MeSH
- nervová tkáň * MeSH
- nervová vlákna * MeSH
- neurony MeSH
- výzkum dějiny MeSH
- Publikační typ
- historické články MeSH
- O autorovi
- Purkyně, Jan Evangelista, 1787-1869 Autorita
The findings obtained by the famous nineteenth-century Czech scientist Jan Evangelista Purkyně (1787-1869) in the field of microscopic structure of animal and human tissues, including the brain, spinal cord, and nerves, have already been described in depth in a number of older and newer publications. The present article contains an overview of the instruments and tools that Purkyně and his assistants used for microscopic research of tissue histology. Some of these instruments were developed either by Purkyně alone, such as the microtomic compressor, or together with his assistant Adolph Oschatz, such as the microtome. A brief overview of the development of the cutting engines suggests that the first microtome, a prototype of modern sliding microtomes, was designed and constructed under the supervision of Purkyně at the Institute of Physiology in Wrocław. Purkyně and his assistants, thus, not only obtained important findings of animal and human nervous and other tissues but also substantially contributed to the development of instruments and tools for their study, a fact often forgotten today.
- MeSH
- dějiny 19. století MeSH
- lidé MeSH
- mikroskopie dějiny přístrojové vybavení MeSH
- mikrotomie dějiny přístrojové vybavení MeSH
- neurovědy dějiny přístrojové vybavení MeSH
- výzkum dějiny přístrojové vybavení MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- dějiny 19. století MeSH
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- biografie MeSH
- časopisecké články MeSH
- historické články MeSH
- Geografické názvy
- Československo MeSH
- O autorovi
- Purkyně, Jan Evangelista, 1787-1869 Autorita
- MeSH
- axony fyziologie MeSH
- barvení a značení metody MeSH
- bílá hmota MeSH
- dějiny 19. století * MeSH
- dějiny lékařství MeSH
- kryoprezervace metody MeSH
- lidé MeSH
- mícha anatomie a histologie MeSH
- mozek anatomie a histologie MeSH
- nervová tkáň * anatomie a histologie fyziologie MeSH
- nervová vlákna MeSH
- nervový systém - fyziologické jevy * MeSH
- neuroglie fyziologie MeSH
- neurony fyziologie MeSH
- pojivová tkáň anatomie a histologie fyziologie MeSH
- retikulární formace anatomie a histologie fyziologie MeSH
- šedá hmota anatomie a histologie fyziologie MeSH
- významné osobnosti MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- dějiny 19. století * MeSH
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- historické články MeSH
- přehledy MeSH
Vincenc Alexandr Bohdálek (Vincenz Alexander Bochdalek) je znám především jako anatom a patolog a do dějin anatomie se zapsal popisem řady anatomických struktur. Bohužel jeho poznatky v oblasti neurověd nejsou, až na výjimky, téměř známé. Současný přehled tak částečně zaplňuje mezeru ve zhodnocení přínosů Bohdálka na základě dostupných archivních zdrojů a podává přehled jeho výsledků v oblasti výzkumu nervového systému, které tvoří téměř polovinu jeho prací. Podrobně zkoumal především inervaci tkání oka, horní čelisti, tvrdého patra, sluchového systému a mozkových plen a překvapivě se rovněž zabýval regenerací tkáně. Bohdálkovy práce rovněž ukazují, že k pozorovaným anatomickým a patologickým nálezům se snažil nalézt fyziologické vysvětlení, byl tudíž průkopníkem oboru, kterému se dnes říká funkční anatomie. Současný přehled jeho neurovědních prací, včetně kompletně zpracované dostupné bibliografie, tak částečně vyplňuje obrovský dluh, jenž vůči Bohdálkovi je.
Vincenc Alexandr Bohdálek (Vincenz Alexander Bochdalek) is known primarily as an anatomist and pathologist and entered into the history of anatomy by describing a number of anatomical structures. Unfortunately his findings in the field of neuroscience are, with few exceptions, almost unknown. Current reviewtherefore partially fills a gap in the evaluation of the contributionsofBohdálekand based on available archival sources provides an overview of his results in the field of the nervous systemresearch, which accounts for almost half of his works. He studied in detailpredominantly the innervation of eye, upper jaw, hard palate,auditory system and meninges, and surprisingly also dealt with the tissue regeneration. Bohdálek’s works also show that he tried to find a physiological explanation to the observed anatomical and pathological findings, therefore he could be considered as a pioneer of the field, which is now called as functional anatomy. Present overview of his neuroscience works, including his complete bibliography,partially fills a huge debt to Bohdálek.
- MeSH
- anatomie dějiny MeSH
- dějiny 19. století MeSH
- dějiny lékařství MeSH
- neurovědy * dějiny MeSH
- patologie dějiny MeSH
- Check Tag
- dějiny 19. století MeSH
- Publikační typ
- biografie MeSH
- historické články MeSH
- přehledy MeSH
- O autorovi
- Bochdálek, Vincenc Alexander, 1801-1883 Autorita
The magnocellular vasopressin (AVP) and oxytocin (OT) neurones exhibit specific electrophysiological behaviour, synthesise AVP and OT peptides and secrete them into the neurohypophysial system in response to various physiological stimulations. The activity of these neurones is regulated by the very same peptides released either somato-dendritically or when applied to supraoptic nucleus (SON) preparations in vitro. The AVP and OT, secreted somato-dendritically (i.e. in the SON proper) act through specific autoreceptors, induce distinct Ca(2+) signals and regulate cellular events. Here, we demonstrate that about 70% of freshly isolated individual SON neurones from the adult non-transgenic or transgenic rats bearing AVP (AVP-eGFP) or OT (OT-mRFP1) markers, produce distinct spontaneous [Ca(2+)]i oscillations. In the neurones identified (through specific fluorescence), about 80% of AVP neurones and about 60% of OT neurones exhibited these oscillations. Exposure to AVP triggered [Ca(2+)]i oscillations in silent AVP neurones, or modified the oscillatory pattern in spontaneously active cells. Hyper- and hypo-osmotic stimuli (325 or 275 mOsmol/l) respectively intensified or inhibited spontaneous [Ca(2+)]i dynamics. In rats dehydrated for 3 or 5days almost 90% of neurones displayed spontaneous [Ca(2+)]i oscillations. More than 80% of OT-mRFP1 neurones from 3 to 6-day-lactating rats were oscillatory vs. about 44% (OT-mRFP1 neurones) in virgins. Together, these results unveil for the first time that both AVP and OT neurones maintain, via Ca(2+) signals, their remarkable intrinsic in vivo physiological properties in an isolated condition.
- MeSH
- dehydratace MeSH
- neurony metabolismus MeSH
- nucleus supraopticus metabolismus MeSH
- osmolární koncentrace MeSH
- oxytocin metabolismus MeSH
- potkani Wistar MeSH
- vápník metabolismus MeSH
- vápníková signalizace * MeSH
- vasopresiny metabolismus MeSH
- zelené fluorescenční proteiny metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Isolated supraoptic neurones generate spontaneous [Ca(2+)]i oscillations in isolated conditions. Here we report in depth analysis of the contribution of plasmalemmal ion channels (Ca(2+), Na(+)), Na(+)/Ca(2+) exchanger (NCX), intracellular Ca(2+) release channels (InsP3Rs and RyRs), Ca(2+) storage organelles, plasma membrane Ca(2+) pump and intracellular signal transduction cascades into spontaneous Ca(2+) activity. While removal of extracellular Ca(2+) or incubation with non-specific voltage-gated Ca(2+) channel (VGCC) blocker Cd(2+) suppressed the oscillations, neither Ni(2+) nor TTA-P2, the T-type VGCC blockers, had an effect. Inhibitors of VGCC nicardipine, ω-conotoxin GVIA, ω-conotoxin MVIIC, ω-agatoxin IVA (for L-, N-, P and P/Q-type channels, respectively) did not affect [Ca(2+)]i oscillations. In contrast, a specific R-type VGCC blocker SNX-482 attenuated [Ca(2+)]i oscillations. Incubation with TTX had no effect, whereas removal of the extracellular Na(+) or application of an inhibitor of the reverse operation mode of Na(+)/Ca(2+) exchanger KB-R7943 blocked the oscillations. The mitochondrial uncoupler CCCP irreversibly blocked spontaneous [Ca(2+)]i activity. Exposure of neurones to Ca(2+) mobilisers (thapsigargin, cyclopiazonic acid, caffeine and ryanodine); 4-aminopyridine (A-type K(+) current blocker); phospholipase C and adenylyl cyclase pathways blockers U-73122, Rp-cAMP, SQ-22536 and H-89 had no effect. Oscillations were blocked by GABA, but not by glutamate, apamin or dynorphin. In conclusion, spontaneous oscillations in magnocellular neurones are mediated by a concerted action of R-type Ca(2+) channels and the NCX fluctuating between forward and reverse modes.
- MeSH
- adenylátcyklasy metabolismus MeSH
- biologický transport MeSH
- draslíkové kanály metabolismus MeSH
- fosfolipasy typu C metabolismus MeSH
- gating iontového kanálu MeSH
- intracelulární prostor metabolismus MeSH
- neurony metabolismus MeSH
- neurotransmiterové látky metabolismus MeSH
- nucleus supraopticus metabolismus MeSH
- potkani Wistar MeSH
- pumpa pro výměnu sodíku a vápníku metabolismus MeSH
- sodík metabolismus MeSH
- sodíkové kanály metabolismus MeSH
- systémy druhého messengeru MeSH
- vápník metabolismus MeSH
- vápníková signalizace * MeSH
- vápníkové kanály - typ R metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
