Στο κεντρικό νευρικό σύστημα υπάρχουν διακριτές περιοχές με αμιγώς αισθητική λειτουργία κι άλλες με αμιγώς κινητική. Υπάρχουν ωστόσο και περιοχές, των οποίων η λειτουργία είναι να συντονίζουν ολόκληρο το νευρικό σύστημα. Σημαντικό ρόλο σε αυτόν το συντονισμό έχουν οι χολινεργικοί και οι μονοαμινεργικοί νευρώνες, οι οποίοι με τους νευροδιαβιβαστές που εκκρίνουν, μπορούν να ελέγχουν μερικές από τις πιο περίπλοκες λειτουργίες του ΚΝΣ (μνήμη, δραστηριοποίηση, διάθεση, libido και πολλές άλλες). Η Ρ4 είναι μια πρωτεΐνη που ανακαλύφθηκε μόλις το 2004. Ανήκει στην οικογένεια των μεταφορέων SLC10 και μοιράζεται αρκετά κοινή δομή με τα υπόλοιπα μέλη, παρόλο που εκφράζεται σε εντελώς διαφορετικές περιοχές από αυτά. Η μοναδικότητα της Ρ4 έγκειται στο ότι είναι ένας διαμεμβρανικός νευροδιαβιβαστής που εντοπίζεται τόσο στους χολινεργικούς όσο και στους μονοαμινεργικούς νευρώνες, γεγονός που την καθιστά τον μόνο διαβιβαστή με διτή παρουσία και στα δύο αυτά συστήματα. Ωστόσο, δεν υπάρχουν ακόμη πολλές πληροφορίες για τον ακριβή εντοπισμό της σε αυτούς τους νευρώνες ούτε για το μήνυμα το οποίο μεταφέρει. Προηγούμενα πειράματα έδειξαν ότι η Ρ4 σχετίζεται με τον έλεγχο στην έκκριση της ντοπαμίνης. Η αρχική μας υπόθεση είναι ότι αυτό επιτυγχάνεται μέσω κάποιας αλληλεπίδρασης της Ρ4 και της VMAT2, η οποία είναι υπεύθυνη για την απελευθέρωση ντοπαμίνης από τα συναπτικά κυστίδια. Μια τέτοια σχέση, θα μπορούσε να δικαιολογηθεί αν οι δύο αυτές πρωτεΐνες εντοπίζονται στο ίδιο συναπτικό κυστίδιο. Προκειμένου να επαληθεύσουμε αυτήν την υπόθεση, χρησιμοποιήσαμε τη μέθοδο της Ανοσοκατακρήμνησης. Τα αποτελέσματα μέχρι στιγμής είναι ενθαρρυντικά και με μερικές βελτιστοποιήσεις, η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να επαληθεύσει αυτήν την υπόθεση. Προκειμένου να διερευνηθεί περαιτέρω η λειτουργία της Ρ4, μελέτες συμπεριφοράς καθώς και φαρμακολογικές μελέτες πραγματοποιήθηκαν σε γενετικά τροποποιημένα ποντίκια, τα οποία δεν μπορούν να συνθέσουν Ρ4. Τα αποτέλεσματα έδειξαν ότι η Ρ4 δεν επηρεάζει τη λειτουργία της μνήμης, ωστόσο ίσως σχετίζεται με την ανάληψη πρωτοβουλίας και την επιθυμία ανταμοιβής. Παράλληλα, οι δοκιμές με αμφεταμίνη επαλήθευσαν ότι η Ρ4 σχετίζεται με την έκκριση ντοπαμίνης. Μελέτες με φλουοξετίνη έδειξαν πιθανή επίδραση της P4 στην έκκριση σεροτονίνης, η οποία ωστόσο δεν ήταν αρκετά ξεκάθαρη προς το παρόν. Τα πειράματα αυτά αποκάλυψαν ακόμη παράγοντες οι οποίοι μπορούν να επηρεάσουν την έκβαση των δοκιμών σε γενετικά τροποποιημένα ποντίκια και οι οποίοι θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό μελλοντικών πειραμάτων. Οι ιδιότητες της Ρ4 δεν έχουν κατανοηθεί ακόμα πλήρως και απαιτούνται πολλά επιπλέον πειράματα προκειμένου αυτές να αποκαλυφθούν. Νέες φαρμακολογικές μελέτες έχουν ήδη σχεδιαστεί, ενώ παράλληλα σύγχρονες μοριακές τεχνικές έχουν επιστρατευθεί ώστε να ρίξουν φως στην ακριβή της τοποθεσία. / This master thesis summarizes the efforts to identify the location and the behavioural effect of P4, a recently discovered protein. P4 belongs to the family of sodium‐dependent bile acid transporters (SLC10), whose first two members are expressed in the gastrointestinal system. However, P4 itself shows a wide expression pattern in various areas of the Central Nervous System. According to electron microscopy, in situ and immunohistochemistry studies, P4 is expressed specifically in both the cholinergic and the monoaminergic terminals, two systems that are responsible for various neurologic and psychiatric disorders. Previous cocaine provocation in KO animals indicated a possible effect of P4 in the release of dopamine. Since VMAT2 is responsible for the transfer of dopamine into the synaptic vesicles, the relation between P4 and VMAT2 needs to become clear. Using Immunoprecipitation, we tried to distinguish if P4 and VMAT2 share the same synaptic vesicle. Moreover, studies in animal models were used in order to unravel the function of P4: the Radial Arm Maze assessment showed no influence of P4 on memory but a possible effect in the reward system, amphetamine provocation showed that KO animals are more affected by amphetamine, while fluoxetine provocation indicated a possible effect of P4 in serotoninergic neurons. Tests in animals with different genetic origin revealed several factors that can affect the final outcome of these studies (age, weight and housing). All this data will help us design our future studies and cast more light in the properties of P4.

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν 15 ασθενείς με νόσο Parkinson (8 γυναίκες, 7 άνδρες, μέσος όρος ηλικίας τα 62χρόνια, μέση διάρκεια της νόσου από τη διάγνωση τα 11 χρόνια), σε διάφορα στάδια της νόσου (τέσσερις ασθενείς σταδίου 2, δύο ασθενείς σταδίου 2.5, 2 ασθενείς σταδίου 3, πέντε ασθενείς σταδίου 4, ένας σταδίου 4.5 και ένας ασθενής σταδίου 5 κατά Hoehn & Yahr ). Και στους 15 ασθενείς πραγματοποιήθηκε διπλός απεικονιστικός έλεγχος με τομογραφία εκπομπής μονήρους φωτονίου (SPECT). Στην πρώτη SPECT απεικόνιση μελετούμε τον βαθμό της ακεραιότητας της μελανοραβδωτής οδού, με τη χρήση ειδικού ραδιοφαρμάκου που προσδένεται εκλεκτικά στον μεταφορέα της ντοπαμίνης (DA Transporter – DAT). Στη δεύτερη SPECT απεικόνιση μελετούμε την αιματική εγκεφαλική ροή των ασθενών σε συνθήκες ηρεμίας, η οποία αντικατοπτρίζει και το βαθμό μεταβολικής ενεργότητας της κάθε περιοχής του εγκεφάλου. Για την αντικειμενική εκτίμηση της μελέτης αιμάτωσης πραγματοποιήθηκε στατιστική παραμετρική σύγκριση με βάση δεδομένων φυσιολογικών ατόμων της ίδιας ηλικίας. Σκοπός μας ήταν να δούμε ποιες περιοχές του εγκεφάλου υποαιματώνονται και συνεπώς επηρεάζονται, στη νόσο του Parkinson. Πράγματι είδαμε ότι η διαταραχή που προκαλείται στο κύκλωμα των βασικών γαγγλίων από την έλλειψη της ντοπαμίνης (DA), προκαλεί διαταραχές στη φλοιοραβδωτή οδό κάτι που αντικατοπτρίζεται στην υποαμάτωση κυρίως του μετωπιαίου λοβού και ειδικότερα της προκινητικής και συμπληρωματικής περιοχής και των συνειρμικών περιοχών του μετωπιαίου λοβού. Επίσης στα πιο προχωρημένα στάδια της νόσου, παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική υποαιμάτωση και σε περιοχές του βρεγματικού και κροταφικού λοβού. Τα ευρήματα αυτά είναι πολύ σημαντικά και μας βοηθούν να κατανοήσουμε καλύτερα τα κινητικά και μη-κινητικά συμπτώματα (διαταραχές της νόησης) στη συγκεκριμένη νόσο. / In the present study we examined 15 Parkinson disease patients (8 females, 7 males, mean age = 62years, mean duration of the disease from diagnosis = 11years) in various stages (according to Hoehn & Yahr staging system) of the disease (stage2: 4 pts, stage2.5: 2 pts, stage3: 2pts, stage 4: 5pts, stage 4.5:1pt, stage 5: 1 pt). Each patient underwent two different SPECT studies. First was performed a SPECT study with the radiopharmaceutical DaTSCAN, that is specifically bind to the Dopamine Transporter (DAT), a protein on the presynaptic dopaminergic nerve terminal. In that way we can image and also quantify the degeneration of the nigrostriatal pathway, that is afflicted in PD. Secondly we performed a brain perfusion SPECT study with the radiopharmaceutical ECD, in order to find out if there were regions of hypoperfusion in the cerebral cortex of the patients. We used an objective and dependable statistical program that enables the comparison of each perfusion study with an age-matched data base o normal perfusions. We found in all 15 patients statistically significant differences in areas of Frontal lobes and especially in the PRE-SMA (pre-motor and supplementary motor cortex) and association areas of frontal cortex. In progressive stages of the disease there were also other areas of the cerebral cortex hypoperfused (parietal and temporal lobes). These findings seem to be very useful for better understanding motor and non-motor (cognitive and affective) symptoms in PD.