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Laboratorio di Neuroendocrinologia dello Sviluppo  

figura lab Neuroendocrinologia sviluppo

 

Principali linee di ricerca

Il Laboratorio di Neuroendocrinologia dello Sviluppo svolge attivita' di ricerca su diverse linee tematiche quali:

  1. lo studio dei meccanismi alla base della migrazione e differenziamento dei neuroni GnRH e il loro
    coinvolgimento nella patogenesi degli ipogonadismi ipogonadotropi;
  2. lo studio di cellule staminali neurali ipotalamiche;
  3. lo studio di cellule staminali tumorali nei meccanismi molecolari alla base della patogenesi o nella progressione del neuroblastoma.

 

  1. La principale tematica di ricerca  del laboratorio riguarda la neuroendocrinologia del sistema riproduttivo. L’attività corrente include l’utilizzo di modelli ‘in vitro’ ed ‘ex vivo’ per lo studio dei meccanismi che controllano lo sviluppo, il differenziamento e la migrazione dei neuroni che producono il Gonadotropin-Releasing Hormone (GnRH), quali fattori patogenetici della sindrome di Kallmann e, più in generale, degli ipogonadismi ipogonadotropi (HH), una famiglia di malattie genetiche caratterizzata da infertilità e anosmia. Negli HH si osserva spesso un’alterazione della migrazione dei neuroni GnRH e del targeting degli assoni dei neuroni olfattivi. Mediante esperimenti ‘ex vivo’ su animali knock-out e transgenici, stiamo studiando nuovi geni/fattori coinvolti nelle varie fasi dello sviluppo dei neuroni GnRH. Per gli studi ‘in vitro’ ci avvaliamo di due linee cellulari (GT1 e GN) di neuroni GnRH immortalizzati modello, rispettivamente, di neuroni post-migratori e migratori, per analizzare e caratterizzare in condizioni di coltura controllate i nuovi fattori identificati.
  2. L’ipotalamo neuroendocrino contiene due sistemi neuronali distinti, denominati magnocellulari e parvicellulari,  sebbene siano ad oggi poco noti i meccanismi molecolari alla base del loro differenziamento durante lo sviluppo embrionale. L’utilizzo di cellule staminali neurali (NSC) offre un sorprendente modello per lo studio di questi meccanismi. Recentemente abbiamo ottenuto una linea pura e stabile di cellule staminali fetali da ipotalamo di topo (AC1) che presenta crescita continua in monostrato e  la capacità di differenziare verso fenotipi neuroendocrini in vitro. Ciò permetterà di studiare a fondo i meccanismi coinvolti nel differenziamento specifico delle diverse popolazioni neuroendocrine ipotalamiche così come di altri processi dello sviluppo dell’ipotalamo.
  3. Il neuroblastoma (NB) è il più comune tumore solido extracranico dei bambini; esso deriva da cellule precursori del sistema nervoso simpatico e mostra in genere prognosi infausta dovuta spesso allo sviluppo di resistenza ai chemioterapici e ricaduta della malattia. Le cellule staminali tumorali (CSC) sembrano essere coinvolte nello sviluppo, nel mantenimento e nella farmacoresistenza di molte forme di tumori umani; lo sviluppo della possibile cura del NB potrebbe beneficiare dallo studio di queste cellule. Il laboratorio è attualmente coinvolto nell’isolamento e nella caratterizzazione di CSC ottenute da NB mediante crescita di cellule di NB umano in topo nudo sottoposto a selezione con farmaci chemioterapici.

 

Tecniche

  • Colture di cellule neuronali
  • Test ‘in vitro’ di migrazione, adesione, proliferazione e sopravvivenza
  • Analisi di espressione genica (PCR, real time PCR)
  • Immunocitochimica, immunoistochimica, immunofluorescenza
  • Analisi ‘Ex vivo’ di migrazione neuronale mediante tecniche istologiche e utilizzo di sonde fluorescenti

 

Selezione pubblicazioni

  1. A. Cariboni, F. Pimpinelli, S. Colamarino, R. Zaninetti, M. Piccolella, C. Rumio, F. Piva, E. Rugarli, R. Maggi. (2004) The product of X-linked Kallmann's syndrome gene (KAL1) affects the migratory activity of Gonadotropin-Releasing Hormone (GnRH)-producing neurons. Hum Mol Gen 13:2781-2791
  2. A. Cariboni, R. Maggi (2006) Kallmann's syndrome, a neuronal migration defect. Cell Mol Life Sci 63:2512-2526
  3. P. Magni, E. Dozio E, M Ruscica, H. Watanobe, A. Cariboni, R. Zaninetti, M. Motta, R. Maggi (2007) Leukemia Inhibitory Factor Induces the Chemomigration of Immortalized Gonadotropin-Releasing Hormone Neurons through the Independent Activation of the Jak/STAT3, MAPK/ERK1/2 and PI3-K/Akt Signalling Pathways. Mol Endocrinol 21:1163-1174
  4. A. Cariboni, R. Maggi, JG Parnavelas (2007) From nose to fertility: the long migratory journey of gonadotropin-releasing hormone neurons. Trends Neurosci 30:638-644
  5. 5.     R. Zaninetti, S. Tacchi , J. Erriquez, C.Distasi, R. Maggi, A. Cariboni, F. Condorelli, PL. Canonico, AA Genazzani (2008) Calcineurin Primes Immature GnRH-Secreting Neuroendocrine Cells for Migration. Mol Endocrinol 22:729-736
  6. 6.     E. Messi, M. Florian, C. Caccia, M. Zanisi, R. Maggi. (2008) Retinoic acid reduces human neuroblastoma cell migration and invasiveness: effects on DCX, LIS1, neurofilaments-68 and vimentin expression. BMC Cancer 8:doi:10.1186/1471-2407-1188-1130
  7. A. Cariboni, K. Davidson, S. Rakic, R. Maggi, J.G. Parnavelas, C. Ruhrberg. (2011) Defective gonadotropin-releasing hormone neuron migration in mice lacking SEMA3A signalling through NRP1 and NRP2: implications for the aetiology of hypogonadotropic hypogonadism. Hum Mol Genet. 20:336-44
  8. Cariboni A, Andrews WD, Memi F, Ypsilanti AR, Zelina P, Chedotal A, Parnavelas JG. (2012) Slit2 and Robo3 modulate the migration of GnRH-secreting neurons. Development. Sep;139 (18):3326-31
  9. 9.     Jayakody SA, Andoniadou CL, Gaston-Massuet C, Signore M, Cariboni A, Bouloux PM, Le Tissier P, Pevny LH, Dattani MT, Martinez-Barbera JP. (2012) SOX2 regulates the hypothalamic-pituitary axis at multiple levels. J Clin Invest. Oct 1;122(10):3635-46.
  10. R. Maggi, D. Dondi, M. Piccolella, L.A. Casulari and L. Martini New insight on the molecular aspects of glucocorticoid effects in nervous system development. J Endocrinol Invest. 2013 Jun 10. [Epub ahead of print]
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