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GRUPPO ITALIANO DI SCIENZE NEUROENDOCRINE

Nome del laboratorio:
Sezione di Neuroscienze, Dipartimento di Biologia Sperimentale,
Università degli Studi di Cagliari

Responsabile:
Giovanni Biggio, biggio@unica.it

Componenti:
Alessandra Concas, aconcas@unica.it
Mariangela Serra, mserra@unica.it
Maria Cristina Mostallino, mostall@unica.it
Enrico Sanna, esanna@unica.it
Paolo Follesa, follesa@unica.it
Laura Dazzi, dazzi@unica.it
Francesca Biggio, biggiof@unica.it
Maria Giuseppina Pisu, pisu@unica.it
Elisabetta Maciocco, emacioc@unica.it
Maria Paola Mascia, mpmascia@unica.it   

Linee di Ricerca:
-    Ruolo dei neurosteroidi nell’espressione genica del recettore GABAA
-    Studio degli effetti dello stress sul recettore GABAA
-    Effetto degli ormoni steroidei sul release di dopamina e noradrenalina indotto dallo stress e dall’etanolo
-    Ruolo dei neurosteroidi nel controllo dell’eccitabilità neuronale e nella modulazione della sfera emozionale
-    Ruolo dei neurosteroidi nel meccanismo d’azione degli antidepressivi e degli stabilizzanti dell’umore
-    Studio dei meccanismi ormonali e neurochimici che controllano la sfera emozionale e affettiva
-    Sviluppo di nuove molecole stimolanti la sintesi di steroidi.
-    Ruolo dei neurosteroidi nel meccanismo d’azione dei farmaci anticoncezionali e dei farmaci d’abuso
-    Ruolo dei neurosteroidi nelle azioni acute e croniche dell’etanolo sulla neurotrasmissione GABAergica inibitoria e nell’interazione etanolo-stress
-    Ruolo dei neurosteroidi nella plasticità dei recettori GABAA in diverse condizioni fisiopatologiche o in risposta a trattamenti farmacologici.-    Caratterizzazione farmacologica di nuove molecole ad alta affinità e selettività per il recettore periferico delle benzodiazepine (PBR) capaci di modulare la biosintesi di steroidi neuroattivi.
-    Studio delle modificazioni strutturali e della espressione genica del recettore GABAA indotta da steroidi neuroattivi

Modelli sperimentali utilizzati:
-    Modelli comportamentali e farmacologici in animali da laboratorio (ratto
e topo) per la valutazione dell'attività anticonvulsivante, ansiolitica, sedativo-ipnotica, antidepressiva e analgesica e dei farmaci
-    Fettine cerebrali (ippocampo, cervelletto, amigdala) di ratto o topo per lo studio della funzione di sinapsi GABAergiche inibitorie e glutammatergiche eccitatorie.
-    Modello di stress mediante isolamento sociale nel ratto e nel topo.
-    Modello della gravidanza per lo studio del ruolo degli steroidi neuroattivi nella plasticità del recettore GABAA in specifiche aree cerebrali.
-    Ratti o topi surrenectomizzati/castrati per lo studio del ruolo degli steroidi neuroattivi nelle azioni dell’etanolo.
-    Topi knock-out per il recettore GABABR1 per lo studio dell’interazione fra steroidi neuroattivi ed etanolo.
-    Oociti di Xenopus laevis per l’espressione di recettori GABAA umani ricombinanti per lo studio degli effetti degli steroidi neuroattivi su specifiche sottopopolazioni recettoriali.
-    Modelli animali di disfunzione dell’asse IIG
-    Modello animale di depressione con disregolazione dell’asse IIS
-    Modello animale di tossicodipendenza

Metodologie utilizzate:
-    Misurazione delle caratteristiche cinetiche, distribuzione e quantizzazione dei recettori per neurotrasmettitori mediante l'utilizzo di ligandi marcati su preparazioni di membrane (binding) o fettine di cervello di ratto (autoradiografia).
-    Purificazione, separazione e misurazione di steroidi mediante tecniche
cromatografiche e radioimmunologiche.
-    Misurazione dei livelli cerebrali di neurotrasmettitori mediante HPLC.
Purificazione e misurazione di mRNA mediante il saggio RPA (RNase protection assay)
-    Determinazione dell’espressione di proteine mediante Western blotting e immunoistochimica/immunocitochimica
-    Colture primarie di diverse popolazioni di neuroni di ratto e topo
-    Registrazione elettrofisiologica con la tecnica del patch clamp in neuroni in coltura o in fettine di tessuto.
-    Registrazione elettrofisiologica extracellulare di potenziali postsinaptici eccitatori di campo (fEPSP) in fettine di ippocampo.
-    Espressione di recettori GABAA umani ricombinanti in oociti di Xenopus e registrazione elettrofisiologica mediante voltage-clamp.

Pubblicazioni (2004-2008):
  • Trapani G, Cutrignelli A., Latrofa A., Franco M., Serra M., Pisu M.G., Biggio G., Liso G. Valproic acid-hydrophilic cyclodextrin complexes and valproic acid-solid dispersions: evaluation of their potential pharmaceutical use. Drug Dev. Ind. Pharm., 30(1): 53-64, 2004.
  • Dazzi L., Seu E., Cherchi G., Biggio G. Inhibition of stress-induced dopamine output in the rat prefrontal cortex by chronic treatment with olanzapine.   Biol. Psychiatry, 55(5): 477-483, 2004
  • Sanna E., Talani G., Busonero F., Pisu M.G., Purdy R.H., Serra M., and Biggio G., Brain steroidogenesis mediates ethanol modulation of GABAA receptor activity in rat hippocampus. J. Neurosci. 24(29):6521-6530, 2004
  • Follesa P, Biggio F, Caria S, Gorini G, Biggio G., Modulation of GABA(A)
  • receptor gene expression by allopregnanolone and ethanol.Eur J Pharmacol. 500(1-3):413-25, 2004
  • Monteleone P, Fabrazzo M, Serra M, Tortorella A, Pisu MG, Biggio G, Maj M., Long-term treatment with clozapine does not affect morning circulating levels of allopregnanolone and THDOC in patients with schizophrenia: a preliminary study.J Clin Psychopharmacol. 24(4):437-440, 2004
  • Mostallino MC, Mascia MP, Pisu MG, Busonero F, Talani G, Biggio G., Inhibition by miltirone of up-regulation of GABAA receptor alpha4 subunit mRNA by ethanol withdrawal in hippocampal neurons.Eur J Pharmacol. 494(2-3):83-90, 2004
  • Mele P, Oberto A, Serra M, Pisu MG, Floris I, Biggio G, Eva C., Increased expression of the gene for the Y1 receptor of neuropeptide Y in the amygdala and paraventricular nucleus of Y1R/LacZ transgenic mice in response to restraint stress.J Neurochem. 89(6):1471-1478, 2004
  • Brambilla F, Biggio G, Pisu MG, Purdy RH, Gerra G, Zaimovich A, Serra M., Plasma concentrations of anxiolytic neurosteroids in men with normal anxiety scores: a correlation analysis.Neuropsychobiology 50(1):6-9, 2004
  • Porcu P, Sogliano C, Ibba C, Piredda M, Tocco S, Marra C, Purdy RH, Biggio G, Concas A., Failure of gamma-hydroxybutyric acid both to increase neuroactive steroid concentrations in adrenalectomized-orchiectomized rats and to induce tolerance to its steroidogenic effect in intact animals. Brain Res. 1012(1-2):160-168, 2004
  • Serra M, Pisu MG, Floris I, Floris S, Cannas E, Mossa A, Trapani G, Latrofa A, Purdy RH, Biggio G., Social isolation increases the response of peripheral benzodiazepine receptors in the rat.Neurochem Int. 45(1):141-148, 2004
  • Paoletti AM, Lello S, Fratta S, Orru M, Ranuzzi F, Sogliano C, Concas A, Biggio G, Melis GB, Psychological effect of the oral contraceptive formulation containing 3 mg of drospirenone plus 30 microg of ethinyl estradiol. Fertil Steril. 81(3):645-651, 2004
  • Sanna E., Serra M., Busonero F., Talani G., Mostallino M.C., Maciocco E., and Biggio G., Low tolerance and dependance liabilities of etizolam: molecular, functional, and pharmacological correlates.Eur. J. Pharmacol., 519(1-2):31-42, 2005
  • Dazzi L, Seu E, Cherchi G, Biggio G, Chronic administration of the SSRI fluvoxamine markedly and selectively reduces the sensitivity of cortical serotonergic neurons to footshock stress. Eur. Neuropsychopharmacol. 15(3):283-290, 2005
  • Trapani G, Laquintana V, Denora N, Trapani A, Lopedota A, Latrofa A, Franco M, Serra M, Pisu MG, Floris I, Sanna E, Biggio G, Liso G. Structure-activity relationships and effects on neuroactive steroid synthesis in a series of 2-phenylimidazo[1,2-a]pyridineacetamide peripheral benzodiazepine receptors ligands.J Med Chem. 48(1):292-305, 2005
  • Asproni B, Talani G, Busonero F, Pau A, Sanna S, Cerri R, Mascia MP, Sanna E, Biggio G. Synthesis, structure-activity relationships at the GABA(A) receptor in rat brain, and differential electrophysiological profile at the recombinant human GABA(A) receptor of a series of substituted 1,2-diphenylimidazoles.J Med Chem. 48(7):2638-45, 2005.
  • Ferlin MG, Chiarelotto G, Dall'Acqua S, Maciocco E, Mascia MP, Pisu MG, Biggio G. Novel anellated pyrazoloquinolin-3-ones: synthesis and in vitro BZR activity.Bioorg Med Chem. 13(10):3531-3541, 2005.
  • Mascia MP, Asproni B, Busonero F, Talani G, Maciocco E, Pau A, Cerri R, Sanna E, Biggio G. Ethyl 2-(4-bromophenyl)-1-(2,4-dichlorophenyl)-1H-4-imidazolecarboxylate is a novel positive modulator of GABAA receptors.Eur J Pharmacol. 516(3):204-211, 2005
  • Brambilla F, Mellado C, Alciati A, Pisu MG, Purdy RH, Zanone S, Perini G, Serra M, Biggio G. Plasma concentrations of anxiolytic neuroactive steroids in men with panic disorder.Psychiatry Res. 135(3):185-190, 2005
  • Oberto A., Serra M., Pisu M.G., Biggio G., Carola E. Changes in expression of the neuropeptide Y Y1 receptor gene in the medial amigdala of transgenic mice during pregnancy and after delivery. J. Neurochem. 82: 1272-1281, 2002.
  • Follesa P, Mostallino MC, Biggio F, Gorini G, Caria S, Busonero F, Murru L, Mura ML, Sanna E, Biggio G. Distinct patterns of expression and regulation of GABA receptors containing the delta subunit in cerebellar granule and hippocampal neurons.J Neurochem. 94(3):659-671, 2005
  • Marrosu F, Santoni F, Puligheddu M, Barberini L, Maleci A, Ennas F, Mascia M, Zanetti G, Tuveri A, Biggio G. Increase in 20-50Hz (gamma frequencies) power spectrum and synchronization after chronic vagal nerve stimulation.Clin Neurophysiol. 116(9):2026-2036, 2005
  • Purdy RH, Valenzuela CF, Janak PH, Finn DA, Biggio G, Backstrom T. Neuroactive steroids and ethanol.Alcohol Clin Exp Res. 29(7):1292-1298, 2005
  • Concas A, Sogliano C, Porcu P, Marra C, Brundu A, Biggio G. Neurosteroids in nicotine and morphine dependence.Psychopharmacology 186(3):281-292, 2005
  • Sanna E, Busonero F, Talani G, Mostallino MC, Mura ML, Pisu MG, Maciocco E, Serra M, Biggio G. Low tolerance and dependence liabilities of etizolam: molecular, functional, and pharmacological correlates. Eur J Pharmacol. 519(1-2):31-42, 2005
  • Follesa P, Biggio F, Talani G, Murru L, Serra M, Sanna E, Biggio G. Neurosteroids, GABAA receptors, and ethanol dependence. Psychopharmacology (Berl). 186(3):267-80, 2006.
  • Paoletti AM, Romagnino S, Contu R, Orru MM, Marotto MF, Zedda P, Lello S, Biggio G, Concas A, Melis GB. Observational study on the stability of the psychological status during normal pregnancy and increased blood levels of neuroactive steroids with GABA-A receptor agonist activity. Psychoneuroendocrinology. 31(4):485-92, 2006.
  • Serra M, Pisu MG, Floris I, Biggio G. Social isolation-induced changes in the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in the rat.Stress. 8(4):259-64, 2006
  • Rapkin AJ, Morgan M, Sogliano C, Biggio G, Concas A. Decreased neuroactive steroids induced by combined oral contraceptive pills are not associated with mood changes. Fertil Steril. 85(5):1371-8, 2006.
  • Serra M, Sanna E, Mostallino MC, Biggio G. Social isolation stress and neuroactive steroids. Eur Neuropsychopharmacol. 17 (1): 1-11, 2007
  • Pillai R, Scintu F, Scorciapino L, Carta M, Murru L, Biggio G, Cabras S, Reali C, Sogos V. Human astrocytes can be induced to differentiate into cells with neuronal phenotype. Exp Cell Res. 312(12):2336-46, 2006
  • Serra M, Mostallino MC, Talani G, Pisu MG, Carta M, Mura ML, Floris I, Maciocco E, Sanna E, Biggio G. Social isolation-induced increase in alpha and delta subunit gene expression is associated with a greater efficacy of ethanol on steroidogenesis and GABA receptor function. J Neurochem. 98(1):122-33, 2006.
  • Carta M, Murru L, Botta P, Talani G, Sechi G, De Riu P, Sanna E, Biggio G. The muscle relaxant thiocolchicoside is an antagonist of GABA(A) receptor function in the central nervous system. Neuropharmacology. 51(4):805-815, 2006
  • Eva C, Oberto A, Mele P, Serra M, Biggio G. Role of brain neuroactive steroids in the functional interplay between the GABA(A) and the NPY-Y(1) receptor mediated signals in the amygdala.  Pharmacol Biochem Behav. 84(4): 568-80, 2006
  • Rapkin AJ, Biggio G, Concas A. Oral contraceptives and neuroactive steroids.
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  • Mostallino MC, Mura ML, Maciocco E, Murru L, Sanna E, Biggio G. Changes in expression of the delta subunit of the GABA receptor and in receptor function induced by progesterone exposure and withdrawal. J Neurochem. 99: 321-332, 2006
  • Pisu MG, Floris I, Maciocco E, Serra M, Biggio G., Anticipation and consumption of food each increase the concentration of neuroactive steroids in rat brain and plasma. Pharmacol Biochem Behav. 85: 76-81, 2006
  • Eva C, Serra M, Mele P, Panzica G, Oberto A. Physiology and gene regulation of the brain  NPY Y(1) receptor. Front Neuroendocrinol. 27(3):308-39, 2006.
  • Dazzi L, Seu E, Cherchi G, Barbieri PP, Matzeu A, Biggio G. Estrous Cycle-Dependent Changes in Basal and Ethanol-Induced Activity of Cortical Dopaminergic Neurons in the Rat. Neuropsychopharmacology. 32(4):892-901, 2007.
  • Mascia MP, Bachis E, Obili N, Maciocco E, Cocco GA, Sechi GP, Biggio G. Thiocolchicoside inhibits the activity of various subtypes of recombinant GABA(A) receptors expressed in Xenopus laevis oocytes. Eur J Pharmacol. 558 (1-3): 37-42, 2007
  • Denora N, Laquintana V, Lopedota A, Serra M, Dazzi L, Biggio G, Pal D, Mitra AK, Latrofa A, Trapani G, Liso G. Novel L-Dopa and Dopamine Prodrugs Containing a 2-Phenyl-imidazopyridine Moiety. Pharm Res. 24(7): 1309-1324, 2007
  • Biggio G., Concas A., Follesa P., Sanna E., Serra M. Stress, Ethanol, and Neuroactive Steroids. Pharmacology and Therapeutics, 116(1): 140-171, 2007.
  • Laquintana V, Denora N, Lopedota A, Suzuki H, Sawada M, Serra M, Biggio G, Latrofa A, Trapani G, Liso G. N-benzyl-2-(6,8-dichloro-2-(4-chlorophenyl)imidazo[1,2-a]pyridin-3-yl)-N-(6-(7 nitrobenzo[c][1,2,5]oxadiazol-4-ylamino)hexyl)acetamide as a new fluorescent probe for peripheral benzodiazepine receptor and microglial cell visualization. Bioconjug Chem. 18(5):1397-1407, 2007
  • Follesa P, Biggio F, Gorini G, Caria S, Talani G, Dazzi L, Puligheddu M, Marrosu F, Biggio G.  Vagus nerve stimulation increases norepinephrine concentration and the gene expression of BDNF and bFGF in the rat brain. Brain Res. 1179:28-34, 2007
  • Genazzani AA, Biggio G, Caputi AP, Del Tacca M, Drago F, Fantozzi R, Canonico PL. Biosimilar drugs : concerns and opportunities. BioDrugs.;21(6):351-6, 2007.
  • Falchi  AM., Battetta B., Sanna F., Piludu M., Sogos V., Serra M.,  Melis M., Putzolu M., Diaz G. Intracellular cholesterol changes induced by translocator protein (18 kDa) TSPO/PBR ligands Neuropharmacology  53(2):318-29, 2007
  • Eva C, Mele P, Collura D, Nai A, Pisu MG, Serra M, Biggio G. Modulation of neuropeptide Y and Y1 receptor expression in the amygdala by fluctuations in the brain content of neuroactive steroids during ethanol drinking discontinuation in Y1R/LacZ transgenic mice. J Neurochem. 104(4):1043-1054, 2008
  • Serra M, Pisu MG, Mostallino MC, Sanna E, Biggio G. Changes in neuroactive steroid content during social isolation stress modulate GABA(A) receptor plasticity and function. Brain Res Rev. 57(2):520-30, 2008
  • Sekimata K, Hatano K, Ogawa M, Abe J, Magata Y, Biggio G, Serra M, Laquintana V, Denora N, Latrofa A, Trapani G, Liso G, Ito K. Radiosynthesis and in vivo evaluation of N-[(11)C]methylated imidazopyridineacetamides as PET tracers for peripheral benzodiazepine receptors. Nucl Med Biol. 35(3):327-34, 2008
  • Tuveri A, Paoletti AM, Orrù M, Melis GB, Marotto MF, Zedda P, Marrosu F, Sogliano C, Marra C, Biggio G, Concas A. Reduced serum level of THDOC, an anticonvulsant steroid, in women with perimenstrual catamenial epilepsy. Epilepsia. 2008 Mar 4; [Epub ahead of print]
  • Cappelli A, Giuliani G, Valenti S, Anzini M, Vomero S, Giorgi G, Sogliano C, Maciocco E, Biggio G, Concas A. Synthesis and structure-activity relationship studies in peripheral  Bioorg Med Chem , 16(6):3428-37, 2008