Istituto Di Istologia, Embriologia E Neurocitologia http://www.unimi.it/ateneo/istit/med/istologia/ Indirizzo: Via Mangiagalli, 14 - Milano Telefono: 0250314660 Fax: 0250314670 E-Mail: [email protected] Direttore: PROF. MARIA LEDDA Macro-Settore: Scienze Biologiche 1. Organico assegnato e altri collaboratori alla ricerca afferenti alla struttura 1.1 Personale docente Professori di I fascia a tempo pieno Ledda Maria tel. 0250314660 [email protected] tel. 0250314660 [email protected] Professori di II fascia a tempo pieno Procacci Patrizia Ricercatori universitari, assistenti di ruolo e assimilati a tempo pieno, assegnisti Barni Luisa Martinelli Carla Sartori Patrizia tel. 0250314660 " 0250314660 " 0250314660 [email protected] [email protected] [email protected] 1.2 Personale tecnico - amministrativo Personale amministrativo-contabile e tecnici di categoria D - EP Conte Vincenzo tel. 0250314660 [email protected] Personale amministrativo-contabile e tecnici di categoria B - C Altieri Leopoldo Parisi Ernesto Redaelli Francesco tel. 0250314660 " 0250314660 " 0250314660 [email protected] [email protected] [email protected] 1.3 Dottorandi, specializzandi e borsisti Dottorandi attivi, nell'anno, presso la struttura De Palo Simona Claudia tel. 0250314660 [email protected] Organico Personale docente No. Professori I fascia a tempo pieno No. Professori I fascia a tempo definito No. Professori II fascia a tempo pieno No. Professori II fascia a tempo definito No. Ricercatori universitari, assistenti di ruolo e assimilati a tempo pieno, assegnisti 1 0 1 0 3 No. Ricercatori universitari, assistenti di ruolo e assimilati a tempo definito Personale tecnico-amministrativo No. Personale amministrativo-contabile e tecnici di categoria D - EP No. Altri collaboratori di ricerca con contratti di collaborazione coordinata e continuativa No. Personale amministrativo-contabile e tecnici di categoria B - C Dottorandi, specializzandi e borsisti No. Dottorandi attivi, nell'anno, presso la struttura No. Borsisti di Training and Mobility of Research della C.E. e No. borsisti post-dottorato attivi, nell'anno, presso la struttura No. Altri borsisti con laurea e specializzandi attivi, nell'anno, presso la struttura 0 1 0 3 1 0 0 2. Dati economico finanziari (Gli importi sono espressi in Euro) 2.1 Finanziamenti per la ricerca Finanziamento complessivo per progetti di Ricerca da fondi di Ateneo Finanziamento complessivo da fondi MURST Finanziamento complessivo da contributi CNR Finanziamento complessivo da altri organismi pubblici nazionali e da contratti CNR Finanziamento complessivo da altri organismi privati e imprese nazionali Finanziamento complessivo da Commissione Europea Finanziamento complessivo da altri organismi pubblici internazionali Finanziamento complessivo da altri organismi privati e imprese internazionali Totale 10.321,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10.321,00 2.2 Dati relativi alle spese per la ricerca Spese annuali complessive della struttura Spese annuali della struttura esclusivamente per ricerca Somme pagate 17.824,00 4.941,00 2.3 Attrezzature scientifiche e materiale bibliotecario Spesa totale annuale per attrezzature scientifiche Spesa totale annuale per materiale bibliotecario 0,00 3.236,00 Somme impegnate 31.821,00 16.483,00 2.4 Finanziamenti per ricerca gestiti sul bilancio di altri enti e resi disponibili per la struttura Finanziamenti complessivi messi a disposizione da enti 0,00 pubblici nazionali Altri finanziamenti 20.520,00 3. Progetti di ricerca in corso presso la struttura, finanziati da enti esterni Analisi morfometrica delle fibre mieliniche delle radici dorsali L4 e L5. Modificazioni nel corso della vita. Poiché i fondi (vedi punto 2.4) sono stati resi disponibili solo nel dicembre 2006 la ricerca è attualmente in corso. 4. Elenco delle iniziative scientifiche organizzate e gestite nell'ambito della struttura (congressi, convegni, cicli di conferenze e/o seminari, workshop, mostre ed altre iniziative) Da compilarsi a cura del responsabile di struttura 5. Direzione di riviste, collane o rilevanti opere collettive a carattere scientifico che fanno capo a docenti della struttura; partecipazioni a comitati scientifici responsabili di iniziative editoriali Da compilarsi a cura del responsabile di struttura 6. Risultati dell'attività di ricerca Articoli su periodico - Ledda, Maria Aging is associated with an increase in dye coupling and in gap junction number in satellite glial cells of murine dorsal root ganglia / T.Y. Huang, M. Hanani, M. Ledda, S. De Palo, E. Pannese. - In: Neuroscience. - ISSN 0306-4522. - 137:4(2006). - p. 1185-1192. - Ledda, Maria Aging is associated with an increase in dye coupling and in gap junction number in satellite glial cells of murine dorsal root ganglia / T.Y. Huang, M. Hanani, M. Ledda, S. De Palo, E. Pannese. - In: Neuroscience. - ISSN 0306-4522. - 137:4(2006). - p. 1185-1192. - Martinelli, Carla - Sartori, Patrizia - Ledda, Maria The perineuronal glial tissue of spinal ganglia : quantitative changes in the rabbit from youth to extremely advanced age / C. Martinelli, P. Sartori, S. De Palo, M. Ledda, E. Pannese. - In: Anatomy and Embryology. - ISSN 0340-2061. - 211:5(2006 Oct). - p. 455-463. - Martinelli, Carla - Sartori, Patrizia - Ledda, Maria A study of mitochondria in spinal ganglion neurons during life : quantitative changes from youth to extremely advanced age / C. Martinelli, P. Sartori, M. Ledda, E. Pannese. - In: Tissue & Cell. - ISSN 0040-8166. - 38:2(2006 Apr). - p. 93-98. - Procacci, Patrizia Insulin-like growth factor-I promotes migration in human androgen-independent prostate cancer cells via the αvβ3 integrin and PI3-K/Akt signaling / M. Montagnani Marelli, R.M. Moretti, P. Procacci, M. Motta, P. Limonta. - In: International Journal of Oncology. - ISSN 1019-6439. - 28:3(2006 Mar). - p. 723-730. _________________________________________________________________ Interventi a convegno - Altieri, Leopoldo - Barni, Luisa - Ledda, Maria Aging is associated with a decrease of the Golgi apparatus volume in the rabbit spinal ganglion neurons / L. Altieri, S. De Palo, L. Barni, M. Ledda. - In: Italian Journal of Anatomy and Embryology. - ISSN 1122-6714. - 111:Suppl. 2(2006). - p. 3-3. - Procacci, Patrizia GABA-A and GABA-B mediated effects in the peripheral nervous system : a cross-interaction with neuroactive steroids / V. Magnaghi, M. Ballabio, P. Procacci, I. Roglio, R.C. Melcangi. - In: FENS Forum Abstracts 2006. - 3(2006). - p. A123.5. - Sartori, Patrizia - Martinelli, Carla - Procacci, Patrizia - Conte, Vincenzo - Ledda, Maria Decrease in the volume ratio between satellite cell sheaths and nerve cell bodies in the rabbit spinal ganglia with advancing age / P. Sartori, C. Martinelli, P. Procacci, V. Conte, M. Ledda. - In: Italian Journal of Anatomy and Embryology. - ISSN 1122-6714. - 111:Suppl. 2(2006). - p. 239-239. _________________________________________________________________ Riepilogo Istituto di Istologia, Embriologia e Neurocitologia - Articoli su periodico 5 - Interventi a convegno 3 _________________________________________________________________ Questo documento è stato redatto in base alle registrazioni relative all'anno 2006 pubblicate nell'Archivio Istituzionale della Ricerca alla data del 10 luglio 2007. I dati completi delle registrazioni sono consultabili alla pagina internet air.unimi.it 7. Centri di ricerca con sede nel dipartimento o istituto, consorzi per la ricerca cui partecipa la struttura Da compilarsi a cura del responsabile di struttura 8. Partecipazione dei componenti della struttura ad organi di governo, coordinamento, gestione, ecc. della facoltà e/o dell'ateneo Da compilarsi a cura del responsabile di struttura 9. Dati di contesto didattico No. totale insegnamenti tenuti da docenti afferenti alla struttura No. insegnamenti corsi di laurea No. insegnamenti corsi di diploma universitario No. insegnamenti corsi di scuole di specializzazione No. insegnamenti corsi di scuole di perfezionamento No. insegnamenti corsi di dottorati No. insegnamenti corsi di scuole post-laurea No. corsi di aggiornamento No. totale esami tenuti da docenti afferenti alla struttura No. esami profitto corsi di laurea 7 3 1 2 0 1 0 0 281 240 No. esami profitto corsi di diploma universitario No. esami profitto scuole di specializzazione No. esami profitto scuole di perfezionamento No. tesi di laurea No. tesine di diploma No. tesi di specialità No. dottorati di ricerca con sede amministrativa presso la struttura No. dottorati di ricerca con sede amministrativa esterna No. dottori di ricerca che hanno conseguito il titolo No. di tirocinanti No. programmi di tutoraggio No. professori a contratto, lettori e docenti di corsi di sostegno 10. Commento conclusivo del direttore Le principali tematiche di ricerca dell’Istituto di Istologia, Embriologia e Neurocitologia sono le seguenti: 1) Studio della struttura del sistema nervoso periferico, con particolare riguardo alle modificazioni che si verificano nella senescenza. 2) Studio delle interazioni fra neuroni dei gangli sensitivi e cellule gliali satelliti. 3) Studio dei neuroni e delle cellule gliali in condizioni sperimentali. I risultati delle ricerche svolte si possono così riassumere: Negli ultimi anni sono state acquisite molte informazioni sulle interazioni funzionali e metaboliche che avvengono fra tessuto gliale e nervoso. Al contrario, i dati di morfologia quantitativa sui rapporti fra i due tessuti sono scarsi, particolarmente per quanto riguarda i rapporti esistenti a livello di un singolo neurone. In molte regioni del sistema nervoso i rapporti fra cellule gliali e nervose sono talmente complicati da renderne difficile lo studio e incerti i risultati. Nei gangli sensitivi, invece, il corpo di ciascun neurone è avvolto da un involucro di cellule gliali (=cellule satelliti) che è nettamente separato da quelli che rivestono gli altri neuroni per l’interposizione di tessuto connettivo. Il corpo di ciascun neurone e il suo involucro costituiscono un’unità che non è solo morfologica, ma anche funzionale. Questo tipo di organizzazione relativamente semplice rende i gangli spinali particolarmente adatti per lo studio dei rapporti quantitativi fra il tessuto gliale e quello nervoso a livello di un singolo neurone. Ricerche eseguite nel nostro laboratorio negli anni scorsi hanno messo in evidenza che negli animali adulti il numero di cellule satelliti associate al corpo di un neurone e il volume dell’involucro formato da tali cellule sono tanto maggiori quanto maggiore è il volume del corpo del neurone. In altre parole, nei gangli spinali dell’animale adulto esiste un equilibrio quantitativo fra il tessuto gliale e quello nervoso. Per stabilire se nei gangli spinali le relazioni quantitative fra i due tessuti rimangono costanti nel corso della vita, sono stati esaminati conigli giovani, adulti, vecchi e molto vecchi. I risultati ottenuti sono i seguenti: 1) il volume medio degli involucri di cellule satelliti non si modifica in misura significativa passando dai giovani ai vecchi, mentre diminuisce significativamente nell’età molto avanzata (negli animali molto vecchi il volume dell’involucro raggiunge soltanto il 50% di quello degli animali giovani); 2) il volume medio del corpo del neurone aumenta in misura significativa passando dai giovani ai vecchi e dai giovani ai molto vecchi (questo volume è maggiore del 64% negli animali molto vecchi rispetto a quelli giovani); 3) il valore medio del rapporto fra il volume degli involucri di cellule satelliti e i corrispondenti corpi dei neuroni non è significativamente diverso nei giovani e negli adulti, mentre diminuisce in misura significativa nei vecchi e nei molto vecchi (questo rapporto è minore del 76% negli animali molto vecchi rispetto a quelli giovani). E’ verosimile che la notevole riduzione del volume degli involucri di cellule satelliti che si verifica in età estremamente avanzata sia un evento fisiologico e non patologico dal momento che non sono mai state osservate le tipiche strutture che caratterizzano una condizione patologica. Il nostro studio ha inoltre dimostrato che, in ciascuna classe di età, esiste una relazione lineare fra il volume dell’involucro di cellule satelliti e il volume del corpo neuronale corrispondente. Quindi, l’equilibrio quantitativo fra tessuto gliale e tessuto nervoso, già dimostrato nel 41 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 coniglio adulto (vedi sopra), si mantiene per tutto l’arco della vita. E’ verosimile che i neuroni rilascino dei segnali che influenzano e controllano il volume dell’involucro gliale ad essi associato. Negli animali molto vecchi un notevole aumento del volume del corpo dei neuroni non è seguito da un aumento di uguale misura del volume degli involucri: ciò è dovuto o ad una diminuzione dei segnali rilasciati dai neuroni, oppure al fatto che nelle cellule satelliti si riduce la capacità di rispondere a tali segnali. Dal momento che le cellule satelliti svolgono importanti funzioni di supporto al neurone, si può ipotizzare che la notevole riduzione del volume degli involucri, riscontrata negli animali molto vecchi, sia seguita da una diminuzione delle suddette funzioni, con conseguenze negative per l’attività del neurone. Nell’ambito delle ricerche sulle modificazioni della struttura del sistema nervoso periferico che si verificano nella senescenza, è stato proseguito lo studio delle giunzioni gap che collegano fra loro le cellule satelliti che avvolgono i neuroni dei gangli spinali. Com’è noto tali giunzioni permettono l’accoppiamento elettrico e metabolico fra cellule contigue. Lo studio è stato condotto su topi di età compresa fra 90 e 730 giorni. Il colorante fluorescente giallo lucifero è stato iniettato in singole cellule satelliti di gangli spinali isolati e la sua diffusione in altre cellule del medesimo involucro perineuronale è stata osservata in tempo reale mediante un microscopio a fluorescenza rovesciato. Per mezzo della microscopia elettronica è stato possibile osservare le giunzioni gap, e cioè le strutture attraverso le quali avviene la diffusione del colorante fluorescente. E’ risultato che l’incidenza dell’accoppiamento fra cellule satelliti, valutata tramite l’entità della diffusione del colorante fluorescente, aumenta dal 24,2% al 50,5% passando dai topi di 90 a quelli di 730 giorni di età. L’esame dei gangli al microscopio elettronico ha dimostrato che il numero di giunzioni gap per 100 µm2 di area di sezione occupata dalle cellule satelliti aumenta da 0,22 a 1,56 con il progredire dell’età. Per contro la lunghezza media di tali giunzioni non è significativamente diversa nelle varie età prese in considerazione. I nostri risultati forniscono una dimostrazione che nel corso della vita si verifica un aumento dell’accoppiamento funzionale fra le cellule satelliti perineuronali. E’ verosimile che ciò sia dovuto ad un incremento dell’estensione del sistema di giunzioni che collegano tali cellule. E’ possibile che, come gli astrociti nel sistema nervoso centrale, le cellule satelliti siano coinvolte nell’omeostasi del potassio extracellulare e dei neurotrasmettitori e abbiano un ruolo di neuroprotezione. L’aumento dell’accoppiamento fra cellule satelliti che si verifica nel corso della vita potrebbe compensare la riduzione della funzione omeostatica che si verifica con l’invecchiamento. Poiché nei neuroni i diversi organelli sono soggetti a modificazioni nel corso della vita, per poter quantificare tali variazioni è stato condotto uno studio sistematico sui mitocondri e sull’apparato di Golgi nei neuroni dei gangli spinali. Sono stati presi in esame conigli appartenenti a quattro classi di età (giovani-1 anno, adulti-3,6 anni, vecchi-6,7 anni e molto vecchi-8,8 anni). I risultati ottenuti sono i seguenti. a) Le dimensioni dei mitocondri situati nel corpo dei neuroni dei gangli spinali sono significativamente maggiori negli animali molto vecchi rispetto a quelle determinate nelle altre classi di età, mentre il volume totale dei mitocondri non è significativamente diverso nelle quattro classi di età prese in considerazione. Questo risultato indica che anche nei neuroni di conigli molto vecchi la formazione di nuovi mitocondri riesce a compensare la degradazione di tali organelli. b) Con l’avanzare dell’età l’apparato di Golgi non presenta né modificazioni di struttura né cambiamenti di sede e anche il volume totale di tale organello rimane costante nel corso della vita. Il volume del pericarion del neurone aumenta progressivamente con l’età. Dal momento che invece il volume totale dei mitocondri e quello dell’apparato di Golgi non si modificano, la percentuale del volume del pericarion occupata rispettivamente dai mitocondri e dall’apparato di Golgi diminuisce in misura significativa nel corso della vita. Considerando le funzioni svolte dai mitocondri, i risultati da noi ottenuti sono in accordo con l’osservazione che i neuroni degli animali molto vecchi hanno una ridotta capacità di rispondere a rilevanti richieste di energia. La riduzione dell’apparato di Golgi nel corso della vita può essere messa in relazione alla diminuzione del metabolismo del neurone che si verifica con l’età. E’ noto che l’apparato di Golgi del neurone è implicato nello smistamento di proteine neosintetizzate destinate al trasporto rapido che si attua nell’assone. Poiché la quantità di proteine che si spostano per mezzo del trasporto rapido diminuisce con l’età, è verosimile che tale ruolo dell’apparato di Golgi sia uno di quelli che diminuiscono nel corso della vita. Nella sua fase di indipendenza dagli ormoni androgeni, il carcinoma della prostata è caratterizzato da un’intensa proliferazione cellulare e da una grande capacità di dare origine a metastasi. In questa fase, il fattore IGFI esercita una notevole azione mitogena sulle cellule di tale carcinoma. Lo studio eseguito ha messo in evidenza che il fattore IGF-I è anche in grado di stimolare la motilità delle cellule tumorali androgeno indipendenti attraverso l'attivazione del recettore specifico IGF-IR. Questo effetto è legato a una riorganizzazione dell'actina citoscheletrica e, come è stato messo in evidenza esaminando le cellule tumorali al microscopio elettronico a scansione, a un cambiamento della morfologia cellulare. Recentemente è stato dimostrato che i recettori GABA-A e GABA-B per il neurotrasmettitore GABA sono presenti e funzionali nel sistema nervoso periferico del ratto. L’attivazione di questi recettori e, in particolare, quella del recettore GABA-B induce nelle cellule di Schwann alcune modificazioni morfologiche e funzionali tra le quali la capacità proliferativa, la differenziazione e la capacità di sintetizzare le proteine della mielina (P0 e PMP22). Inoltre si è visto che alcuni steroidi neuroattivi esercitano parte delle loro azioni attraverso i recettori del GABA. Questa osservazione fa ritenere che tali recettori giochino un ruolo attivo nelle interazioni fra assone e cellule di Schwann. Nel corso del 2007 le ricerche dell’Istituto verteranno prevalentemente sui seguenti argomenti: a) studio con tecniche di immunocitochimica e di biologia molecolare (RT-PCR) delle connessine nelle cellule satelliti perineuronali dei gangli spinali; b) studio dei rapporti tra fibre nervose simpatiche e neuroni dei gangli sensitivi. c) studio delle modificazioni che si verificano nel corso dell’invecchiamento nelle fibre nervose amieliniche e mieliniche delle radici dorsali spinali; d) studio di animali knock-out per il recettore GABA-B: valutazioni morfologiche delle fibre nervose del nervo sciatico. L’Istituto ha in atto una collaborazione scientifica con i seguenti laboratori italiani e stranieri: 1) Dipartimento di Endocrinologia – Facoltà di Farmacia – Università degli Studi di Milano. 2) Dipartimento di Farmacologia, Chemioterapia e Tossicologia medica – Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali – Università degli Studi di Milano. 3) Hadassah University Hospital – Laboratory of Experimental Surgery – JERUSALEM Israele. 4) Ehime University School of Medicine – Department of Anatomy and Neuroscience EHIME Giappone.