Лаборатория молекулярных механизмов нейронных взаимодействий

Заведующий лабораторией — д.б.н. Алексей Васильевич Зайцев

Lab_9_pic1Сотрудники лаборатории (слева направо: Чмыхова Н.М., Веселкин Н.П., Калинина Н.И., Жабко Е.П., Зайцев А.В., Магазаник Л.Г., Ким К.Х., Карякин В.Б., Лукомская Н.Я., Чижов А.В., Амахин Д.В., Малкин С.Л., Рябов Б.Т.) 


Лаборатория молекулярных механизмов нейронных взаимодействий была организована в 2014 году на основе объединения Лаборатории сравнительной фармакологии и биохимии медиаторных систем (зав. лаб. д.б.н. Нэра Яковлевна Лукомская) и Лаборатории эволюции межнейронных взаимодействий (зав. лаб. д.м.н., академик Николай Петрович Веселкин). Возглавил Лабораторию д.б.н. Алексей Васильевич Зайцев.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАТОРИИ

  • Изучение функциональных изменений глутаматергической синаптической передачи при экспериментальной эпилепсии. Исследуются патофизиологические механизмы судорожных состояний, профилактическое и противосудорожное действие веществ, воздействующих на глутаматные рецепторы. Исследования проводятся с использованием in vitro и in vivo моделей эпилепсии (рук. А.В. Зайцев, К.Х. Ким, Н.Я. Лукомская)
  • Исследование особенностей взаимодействия различных медиаторных систем в ЦНС. Изучение роли и функций метаботропных глутаматных рецепторов в модуляции передачи сигналов к мотонейронам спинного мозга позвоночных (рук. Н.П. Веселкин).
  • Сравнительное изучение нейрохимической и метаболической активности сенсорных центров рептилий и птиц (рук. М.Г. Белехова).

 

Lab_9_Pic2_2 Сотрудники лаборатории Малкин С.Л., Ким К.Х., Амахин Д.В., Крюков К.А.

Lab_9_pic3_2Сотрудники лаборатории академик РАН Веселкин Н.П., Чмыхова Н.М., Рябов Б.Т., Аданина В.Д., Гапанович С.О.

Lab_9_pic4_2Сотрудники лаборатории Лукомская Н.Я., Крюков К.А., зав.лаб. Зайцев А.В., Жабко Е.П., Цветков Е.А., Карякин В.Б., Ким К.Х.


МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЛАБОРАТОРИИ

Лаборатория оснащена современным научным оборудованием, что позволяет проводить научные исследования и решать поставленные задачи на мировом уровне. В настоящее время в лаборатории используется комплекс методов:

  • электрофизиологические (регистрация ответов нейронов и их синаптических характеристик в срезах мозга, регистрация лиганд-активируемых токов в изолированных нейронах);

Lab 9 pic5_2

Иллюстрация работы со срезами мозга. А. Микрофотография среза стриатума. В. Различия в характеристиках вызванных ответов интернейронов и пирамидных клеток коры мозга крысы, обусловленные различным субъединичным составом глутаматных рецепторов (из Zaitsev et al., 2011)

 

  • морфологические (иммуногистохимическое исследование распределения рецепторов, маркерных белков, трейсерные методики)
Lab_9_pic6_1

Распределение нейронов, иммунореактивных к кальций-связывающим протеинам — парвальбумину (PV, зеленые), калбиндину (СВ, красные) и к обоим протеинам (двойная метка, желто-зеленые, желто-оранжевые) в слуховых центрах черепахи. Сверху вниз: спиральный ганглий (ganglion spiralis), кохлеарное ядро (n. angularis) мезэнцефальный центр (torus semicircularis), таламический центр (n. reuniens). Иммунофлуоресцентный метод, конфокальная микроскопия. (из Chudinova et al, 2012)

 

  • методы компьютерного моделирования поведения нейронов и нейронных сетей 
Lab_9_pic 6_2 Lab_9_pic 6_3

Пример расчетов активности работы коры через различные промежутки времени после стимуляции (из Chizhov, 2014)

 

  • фармакологические (исследование противосудорожного действия новых экспериментальных препаратов на моделях эпилепсии).

 

СОТРУДНИЧЕСТВО И ЦЕНТР КОЛЛЕКТИВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

Лаборатория активно сотрудничает с зарубежными коллегами из США, Франции, Ирландии, Германии. Ведутся совместные научные проекты с сотрудниками СПбГУ, Института экспериментальной медицины, ФТИ им. А.Ф. Иоффе. Студенты вузов выполняют курсовые и дипломные работы под руководством сотрудников лаборатории.

Лаборатория обеспечивает работу флуоресцентной станции Leica AF7000, этим прибором могут пользоваться все сотрудники Института.


ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Сотрудники Лаборатории осуществляют педагогическую деятельность в ведущих ВУЗах Санкт-Петербурга:

  • Веселкин Н.П. – профессор кафедры Физиология Медицинского факультета Санкт-Петербургского государственного университета;
  • Постникова Т.Ю. – доцент кафедры Медицинская физика Института физики, нанотехнологий и телекоммуникаций Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.

 

ДИССЕРТАЦИИ

За последние 5 лет защищены две диссертации на соискание кандидата биологических наук:

  • Амахин Д.В. Взаимовлияние ГАМК- и глицинергических процессов при регуляции возбудимости нейрона. Рук. акад. РАН Веселкин Н.П.
  • Масалов И.С. Серотонинергическая модуляция синаптической передачи в дорсолатеральном ядре амигдалы крысы. Рук. Цветков Е.А.

 

Научные исследования сотрудников лаборатории поддерживается грантами РФФИ, программами Президиума РАН и грантами РНФ


СОТРУДНИКИ ЛАБОРАТОРИИ

Амахин Д.В., к.б.н., с.н.с. Ким К.Х., к.б.н., в.н.с. (зам. зав. лаб.)
Белехова М Г., д.б.н., гл.н.с. Крюков К.А. лаб.-иссл.
Веселкин Н.П., д.м.н., гл.н.с., академик Лаврентьева В.В., к.б.н., с.н.с.
Голдобина Н.В., ст. лаб.-иссл. Лукомская Н.Я., д.б.н., профессор, гл.н.с.
Жабко Е.П., вед. инж. Малкин С.Л., м.н.с.
Зайцев А.В., д.б.н., зав. лаб. Постникова Т.Ю., к.б.н., доцент, н.с.
Зубарева О.Е. к.б.н., с.н.с. Рябов Б.Т., вед. инж.
Калеменев С.В., с.н.с. Цветков Е.А., к.б.н., в.н.с.
Калинина Н.И., к.б.н., н.с. Чижов А.В., д.ф.-м.н., в.н.с.
Карякин В.Б., м.н.с. Чмыхова Н.М., к.б.н., в.н.с.
Кенигфест Н.Б., к.н.с., в.н.с.  

Скачать:

Избранные публикации сотрудников лаборатории за 2011-2016 годы

2016

Amakhin DV, Ergina JL, Chizhov AV, Zaitsev AV. Synaptic Conductances during Interictal Discharges in Pyramidal Neurons of Rat Entorhinal Cortex / Front Cell Neurosci 109(10): , 2016.

Belekhova MG, Chudinova TV, J Rio, Tostivint H, Vesselkin NP, Kenigfest NB. Distribution of calcium-binding proteins in the pigeon visual thalamic centers and related pretectal and mesencephalic nuclei. Phylogenetic and functional determinants / Brain Res 1631: 165-193, 2016.

Buchin A, Chizhov AV, Huberfeld G, Miles R, Gutkin BS. Reduced Efficacy of the KCC2 Cotransporter Promotes Epileptic Oscillations in a Subiculum Network Model / J Neurosci 36(46): 11619-11633, 2016.

Kryukov KA, Kim KKh, Magazanik LG, Zaitsev AV. Status epilepticus alters hippocampal long-term synaptic potentiation in a rat lithium-pilocarpine model / Neuroreport 27(16): 1191-1195, 2016.

Malkin SL, Amakhin DV, Veniaminova EA, Kim KKh, Zubareva OE, Magazanik LG, Zaitsev AV. Changes of AMPA receptor properties in the neocortex and hippocampus following pilocarpine-induced status epilepticus in rats / Neuroscience 327: 146-155, 2016.

Tostivint H, Dettai A, Quan FB, Ravi V, B Tay, Rodicio MCelina, Mazan S, Venkatesh B, Kenigfest NB. Identification of three somatostatin genes in lampreys / Gen Comp Endocr 237: 89-97, 2016.

Аданина ВО, Веселкин НП. Синаптические и электротонические контакты на первичных афферентных аксонах спинного мозга миноги Lampetra fluviatilis / Ж эвол биохим и физиол 52(5): 354-361, 2016.

Белехова МГ, Кенигфест НБ, Чудинова ТВ, Веселкин НП. Распределение кальций-связывающих протеинов парвальбумина и калбиндина в мезэнцефальном слуховом центре голубя / Докл Акад Наук 466(3): 361, 2016.

Ватаев СИ, Зайцев АВ, Ким КХ, Лукомская НЯ, Магазаник ЛГ. Изменения электрической активности мозга при формировании эпилептического статуса на литий-пилокарпиновой модели у крыс, различающихся по уровню судорожной готовности / Рос Физиол Журн 102(6): 633–646, 2016.

Зайцев АВ. Роль ГАМКергических интернейронов коры и гиппокампа при развитии эпилепсии / Рос Физиол Журн 102(5): 513–528, 2016.

Калеменев СВ, Зубарева ОЕ, Сизов ВВ, Лаврентьева ВВ, Лукомская НЯ, Ким КХ, Зайцев АВ, Магазаник ЛГ. мемантин ослабляет когнитивные нарушения у крыс, обусловленные эпилептическим статусом в условиях литий-пилокарпиновой модели / Докл Акад Наук 470(6): 732-735, 2016.

Калинина НИ, Курчавый ГГ, Зайцев АВ, Веселкин НП. Пресинаптическая серотонинергическая модуляция спонтанной и миниатюрной синаптической активности в поясничных мотонейронах лягушки / Ж эвол биохим и физиол 52(5): 328-336, 2016.

Карамян ОА, Чмыхова НМ, Веселкин НП. Вторичные посредники пресинаптической регуляции глицинергического синапса мотонейрона лягушки / Рос Физиол Журн 102(9): 1099-1110, 2016.

Попов ВА, Семенов ВА, Амахин ДВ, Веселкин НП. Взаимовлияние рецепторов глутамата и ГАМК нейронов центральной нервной системы / Рос Физиол Журн 102(5): 529-539, 2016.

 

2015

Quan FB, Dubessy C, Galant S, Kenigfest NB, Djenoune L, Leprince J, Wyart C, Lihrmann I, Tostivint H (2015) Comparative Distribution and In Vitro Activities of the Urotensin II-Related Peptides URP1 and URP2 in Zebrafish: Evidence for Their Colocalization in Spinal Cerebrospinal Fluid-Contacting Neurons. PLoS One 10: e0119290.

Rotaru DC, Olezene C, Miyamae T, Povysheva NV, Zaitsev AV, et al. (2015) Functional properties of GABA synaptic inputs onto GABA neurons in monkey prefrontal cortex. J Neurophysiol 113: 1850-61.

Xia D, Watanabe H, Wu B, Lee SH, Li Y, Tsvetkov E, Bolshakov VY, Shen J, Kelleher RJ 3rd (2015) Presenilin-1 Knockin Mice Reveal Loss-of-Function Mechanism for Familial Alzheimer's Disease. Neuron 85: 967-81

Zaitsev AV, Kim KK, Vasilev DS, Lukomskaya NY, Lavrentyeva VV, et al. (2015) N-methyl-D-aspartate receptor channel blockers prevent pentylenetetrazole-induced convulsions and morphological changes in rat brain neurons. J Neurosci Res 93: 454-465.

Malkin, S. L., Kim, K. K., Tikhonov, D. B., Magazanik, L. G., & Zaitsev, A. V. (2015). Statistical models suggest presence of two distinct subpopulations of miniature EPSCs in fast-spiking interneurons of rat prefrontal cortex. Neuroscience301, 508-519.

Smirnova, E. Y., Zaitsev, A. V., Kim, K. K., & Chizhov, A. V. (2015). The domain of neuronal firing on a plane of input current and conductance. Journal of Computational Neuroscience, 1-17.

2014

Chizhov AV, Smirnova EY, Kim K, Zaitsev AV (2014) A simple Markov model of sodium channels with a dynamic threshold. J Comput Neurosci 37: 181-191.

Chizhov AV, Malinina E, Druzin M, Johansson S, Graham LJ (2014) Firing Clamp: a novel method for single-trial estimation of excitatory and inhibitory synaptic neuronal conductances. Frontiers in Cellular Neuroscience 8: 86.

Ovsepian SV, Vesselkin NP (2014). Wiring prior to firing: the evolutionary rise of electrical and chemical modes of synaptic transmission. Reviews in the Neurosciences, 25(6), 821-832.

Riccio A, Li Y, Tsvetkov E, Gapon S, Yao GL, Smith KS, Engin E, Rudolph U, Bolshakov VY, Clapham DE (2014) Decreased anxiety-like behavior and Gαq/11-dependent responses in the amygdala of mice lacking TRPC4 channels. J Neurosci 34: 3653–3667.

Васильев ДC, Туманова НЛ, Журавин ИА, Ким КХ, Лукомская НЯ, и др. (2014) Морфофункциональные изменения в поле CA1 гиппокампа крыс при использовании пентилентетразоловой и литий-пилокарпиновой моделей судорожных состояний. Журн. эвол. биохим. и физиол. 50: 463-469.

Зайцев АВ, Ким КХ, Фролова ЕВ, Лаврентьева ВВ, Лукомская НЯ, и др. (2014) Противосудорожное действие антагонистов NMDA и кальций-проницаемых AMPA-рецепторов при использовании модели максимального электрошока у крыс. Нейрохимия 31: 335-340.

Магазаник ЛГ, Зайцев АВ, Ким КХ, Лукомская НЯ (2014) Механизмы участия глутаматных рецепторов в патогенезе судорожных состояний и перспективы фармакологических воздействий // Нейродегенеративные заболевания: от генома до целостного организма // под ред. М.В. Угрюмова. – в 2-х томах - М. : Научный мир, 2014. ISBN 978-591522-400-0 (общ.)

Малкин СЛ, Ким КХ, Тихонов ДБ, Зайцев АВ (2014) Свойства спонтанных и миниатюрных возбуждающих постсинаптических ответов разных типов нейронов префронтальной коры крысы. Журн. эвол. биохим. и физиол. 50: 440-446.

2013

Chizhov AV (2013) Conductance-based refractory density model of primary visual cortex. J Comput Neurosci 36: 297-319.

Povysheva NV, Zaitsev AV, Gonzalez-Burgos G, Lewis DA (2013) Electrophysiological Heterogeneity of Fast-Spiking Interneurons: Chandelier versus Basket Cells. PLoS One 8: e70553.

Quan FB, Kenigfest NB, Mazan S, Tostivint H (2013) Molecular cloning of the cDNAs encoding three somatostatin variants in the dogfish (Scylorhinuscanicula). Gen Comp Endocrinol. 180: 1-6.

Tostivint H, Quan FB, Bougerol M, Kenigfest NB, Lihrmann I (2013) Impact of gene/genome duplications on the evolution of the urotensin II and somatostatin families. Gen Comp Endocrinol 188: 110-7.

Zaitsev AV, Lewis DA (2013) Functional properties and short-term dynamics of unidirectional and reciprocal synaptic connections between layer 2/3 pyramidal cells and fast-spiking interneurons in juvenile rat prefrontal cortex. Eur J Neurosci 38: 2988–2998.

Амахин ДВ, Веселкин НП (2013) Особенности десенситизации глицин-опосредованных ионных токов нейронов спинного мозга лягушки. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова 99: 339-346.

Зайцев АВ (2013) Классификация и функции ГАМКергических интернейронов новой коры млекопитающих. Биологические мембраны 30: 253-270.

Кенигфест НБ, Тостивинт Г, Куан ФБ, Белехова МГ, Веселкин НП (2013) Источники парвальбуминовой иннервации таламического центра тектофугального зрительного пути черепах. Доклады Академии наук 453: 222.

2012

Chudinova TV, Belekhova MG, Tostivint H, Ward R, Rio JP, Kenigfest NB (2012) Differences in parvalbumin and calbindin chemospecificity in the centers of the turtle ascending auditory pathway revealed by double immunofluorescence labeling. Brain Res 1473: 87-103

Fish KN, Gonzales-Burgos G, Zaitsev AV, Lewis DA (2012) Histological characterization of physiologically determined fast spiking interneurons in slices of the primate dorsolateral prefrontal cortex. In: Ballanyi K, editor. Isolated Central Nervous System Circuits. pp. 159-181.

Quan FB, Bougerol M, Rigour F, Kenigfest NB, Tostivint H. (2012) Characterization of the true ortholog of the urotensin II-related peptide (URP) gene in teleosts. Gen Comp Endocrinol. 177: 205-12.

Zaitsev AV, Anwyl R (2012) Inhibition of the slow afterhyperpolarization restores the classical spike timing-dependent plasticity rule obeyed in layer 2/3 pyramidal cells of the prefrontal cortex. J Neurophysiol 107: 205-215.

Zaitsev AV, Povysheva NV, Gonzalez-Burgos G, Lewis DA (2012) Electrophysiological classes of layer 2/3 pyramidal cells in monkey prefrontal cortex. J Neurophysiol 108: 595-609.

Амахин ДВ, Веселкин НП (2012) Взаимодействие эффектов нейромедиаторов глицина и ГАМК в центральной нервной системе. Цитология 54: 469-477.

Амахин ДВ, Попов ВА, Малкиель АИ, Веселкин НП (2012) Особенности суммации ГАМК- и глутамат-опосредованных ионных токов изолированных нейронов коры головного мозга крысы. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова 98: 1490-1506.

Белехова МГ, Кенигфест НБ, Чудинова ТВ, Веселкин НП (2012) Гомологичные таламические ядра тектофугальной зрительной системы у рептилий и птиц имеют разную иммунореактивность к кальцийсвязывающим протеинам. Доклады Академии наук 445: 221.

Зайцев АВ, Ким КХ, Магазаник ЛГ (2012) Роль кальций-проницаемых AMPA рецепторов в механизме дисинаптического торможения в префронтальной коре крысы. Биол мембраны 29: 114-122.

Калинина НИ, Курчавый ГГ, Веселкин НП (2012) Тормозная регуляция ответов глутаматных рецепторов в мотонейронах лягушки. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова 98: 575-587.

Ким КХ, Зайцев АВ, Лаврентьева ВВ, Жабко ЕП, Ватаев СИ и др. (2012) Влияние блокаторов ионотропных глутаматных рецепторов на вызванные пентилентетразолом судороги у крыс линии Крушинского - Молодкиной. Рос. физиол. журн. им И.М. Сеченова 98: 1520-1529.

Масалов ИС, Цветков ЕА, Локшина ЕИ, Веселкин НП (2012) Влияние антагонистов 5-HT рецепторов на модуляцию серотонином синаптической  активности проекционных нейронов дорсолатерального ядра амигдалы крысы. Журн. эвол. биохим. и физиол. 48: 455-460.

2011

Zaitsev AV, Kim KK, Fedorova IM, Dorofeeva NA, Magazanik LG, et al. (2011) Specific mechanism of use-dependent channel block of calcium-permeable AMPA receptors provides activity-dependent inhibition of glutamatergic neurotransmission. J Physiol 589: 1587-1601.

Амахин ДВ, Веселкин НП (2011) Механизмы взаимодействия ГАМК- и глицин-опосредованных ответов нейронов спинного мозга лягушки. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова 97: 1025-1034.

Цветков ЕА, Судеревская ЕИ, Веселкин НП (2011) Роль долговременной потенциации в механизме условнорефлекторного обучения. Журн. эвол. биохим. и физиол 47:  185-192.

Карамян ОА, Полина ЮЛ, Чмыхова НМ, Веселкин НП (2011) Конвергенция модулирующих влияний пресинаптических метаботропных глутаматных и ГАМКб-рецепторов. Журн. эвол. биохим. и физиол. 47: 411-413.

Цветков ЕА, Масалов ИС, Веселкин НП (2011) Серотонинергическая модуляция синаптической передачи в дорсолатеральном ядре амигдалы крысы. Журн. эвол. биохим. и физиол. 47: 416-420.

Зайцев Алексей Васильевич д.б.н.

заведующий лабораторией

Веселкин Николай Петрович акад. д.м.н.

главный научный сотрудник

Ким Кира Хаймуновна к.б.н. (зам. зав. лаб.)

ведущий научный сотрудник

Белехова Маргарита Геннадьевна д.б.н.

главный научный сотрудник

Лукомская Нэра Яковлевна д.б.н. проф.

главный научный сотрудник

Кенигфест Наталия Борисовна к.б.н.

ведущий научный сотрудник

Цветков Евгений Александрович к.б.н.

ведущий научный сотрудник

Чижов Антон Вадимович д.ф.-м.н.

ведущий научный сотрудник

Чмыхова Надежда Митрофановна к.б.н.

ведущий научный сотрудник

Амахин Дмитрий Валерьевич к.б.н.

старший научный сотрудник

Зубарева Ольга Евгеньевна к.б.н.

старший научный сотрудник

Калеменев Сергей Викторович

старший научный сотрудник

Постникова Татьяна Юрьевна к.б.н. доц.

научный сотрудник

Калинина Наталья Ивановна к.б.н.

научный сотрудник

Смирнова Елена Юрьевна, к. ф.-м. н.

научный сотрудник

Ергина Юлия Александровна,

младший научный сотрудник

Карякин Владимир Борисович

младший научный сотрудник

Малкин Сергей Львович

младший научный сотрудник

Рябов Борис Тимофеевич

ведущий инженер

Голдобина Надежда Викторовна

старший лаборант исследователь

Лаврентьева Валерия Васильевна к.б.н.

старший научный сотрудник

Крюков Кирилл Андреевич

лаборант исследователь

Жабко Евгений Петрович

ведущий инженер

Смоленский Илья Вадимович

младший научный сотрудник