Molekularni mehanizmi razvoja in delovanja skeletne mišice

Program obsega dve programski podskupini:\\ A. Struktura in funkcija skeletne mišice\\ B. Človeška mišica v razmerah in vitro\\ V predlaganem programu skupine A želimo proučevati morfologijo ter morfometrične in imunohistokemične značilnosti skeletnih mišic. Program ima tri sklope: I. Morfometrične in histokemične značilnosti skeletnih mišic\\ Nadaljevali bomo z raziskavami morfoloških značilnosti in izražanja izooblik težkih verig miozina ter transkriptov zanje v mišicah velikih sesalcev. V ekstraokularnih mišicah človeka, ki jih bomo analizirali v različnih starostnih obdobjih, želimo dokazati, da se te mišice ne starajo. II. Plastičnost skeletne mišice v fizioloških, eksperimentalnih in patoloških pogojih\\ Študije plastičnosti, ki smo jo podrobneje proučevali že v preteklem obdobju, nameravamo nadaljevati na eksperimentalnih modelih kot so heterokrona izotransplantacija, heterotopična transplantacija podganje hitre in počasne mišice, aksonotomija in aksonotmeza, pa tudi na humanih mišicah pri inaktivitetni atrofiji in pri akutni miopatiji kritično bolnega s selektivno izgubo miozinskih filamentov. Posebno pozornost bomo posvetili vplivu spremenjene inervacije, kortikosteroidnih in tireoidnih hormov na ekspresijo izooblik MyHC in transkriptov zanje, izražanju miogenih faktorjev in spremenjeni kapilarni mreži. Del raziskav je namenjen proučevanju biofizikalnih lastnosti normalnih in distrofičnih mišic ter morfometrični analizi mišic pri bolnikih z miotonično distrofijo. III. Epidemiologija ramensko-medenične mišične distrofije\\ Zadnji sklop proučuje epidemiologijo ramensko-medeničnih oblik mišične distrofije v Sloveniji. Predlagani program skupine B se loteva preučevanja molekularnih mehanizmov, ki uravnavajo delovanje skeletne mišice. Posebna pozornost je pri tem posvečena mehanizmom, ki sodelujejo pri oživčenju skeletnega mišičnega vlakna; ker pri tem procesu sodelujejo poleg skeletnih mišičnih vlaken tudi motonevroni, ki izvirajo iz hrbtenjače, so v ta del programa vključene tudi raziskave na ravni centralnega živčevja, predvsem na ravni same hrbtenjače. Program raziskav ima naslednje smeri: I. Molekularni mehanizmi, ki uravnavajo sinaptogenezo in delovanje živčnomišičnega stika (ŽMS) : s pomočjo tehnik "utišanja genov" bomo skušali ugotoviti pomen posameznih beljakovinskih molekul, ki se sintetizirajo v motonevronu in sodelujejo pri nastajanju ŽMS; drugi del raziskav bo posvečen mehanizmom, ki uravnavajo ekspresijo teh komponent ŽMS v motonevronu v posameznih fazah razvoja ŽMS. Pri tem bo večina raziskav posvečena molekulam kot so agrin, AChE in BuChE. V okviru tega sklopa bomo nadaljevali tudi raziskave na ravni ugotavljanja povezanosti med strukturo in funkcijo AChE. II. Molekularni mehanizmi akutnih miopatičnih sprememb, ki spremljajo nekatera kritična stanja, kot je npr septični šok: novejše raziskave so pokazale, da skeletno mišično vlakno aktivno sodeluje pri procesih, ki se prožijo prek različnih vrst citokinov, kar ima poseben pomen v raznih patoloških stanjih kot je n pr. septični šok. Preliminarne študije, ki smo jih opravili v preteklem obdobju na kulturi človeške mišice, so to potrdile. V okviru programa nameravamo zato nadaljevati z raziskavami molekularnih mehanizmov, predvsem tistih, prek katerih TNF-alfa vpliva na izločanje IL-6 iz človeške skeletne mišice v kulturi. III. Molekularni mehanizmi, ki so odgovorni za insulinsko rezistenco v skeletnem mišičnem vlaknu: insulinska rezistenca in z njo povezana sladkorna bolezen sta zaradi svoje pogostosti v ospredju današnjih medicinskih raziskav. Človeška mišica oživčena in vitro predstavlja odličen poskusni model za raziskave molekularnih mehanizmov, ki privedejo do teh bolezenskih stanj. V sodelovanju s skupino na Inštitutu za patološko fiziologijo, ki razpolaga z najsodobnejšo tehnologijo za spremljanje eksocitotičnih procesov, bomo preučevali molekularne mehanizme, prek katerih insulin sproži translokacijo glukoznih transporterjev 4.