Иммуноцитохимические и морфометрические изменения астроглии в перифокальной зоне моделируемого инфаркта мозга


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Перифокальная зона (ПЗ) инфаркта головного мозга содержит гибнущие и реактивно измененные нейроны, судьба которых зависит от характера межклеточных взаимодействий и, в частности, от реакции астроцитов, участвующих как в повреждении нейронов, так и в нейропротекции. Особенности реакции астроцитов на ишемическое повреждение и значение их активации при глиозе изучены недостаточно.

Цель исследования. Методами иммуноморфологии и компьютерной морфометрии оценить изменения астроглии в перифокальной зоне инфаркта мозга в зависимости от сроков его воспроизведения.

Материалы и методы. Инфаркт моделировали в левом полушарии коры головного мозга крыс (n=10) окклюзией средней мозговой артерии. Оценивали распределение и форму астроцитов на 3-й и 21-й дни после операции, исследовали локализацию кислого глиофибриллярного белка (GFAP), аквапорина-4 (AQP4) и глутаминсинтетазы (GlnS) в перифокальной зоне.

Результаты. Параметры формы, распределение астроцитов и экспрессия GFAP значимо менялись в зависимости от срока и расстояния до очага повреждения. На 3-й день площадь, занимаемая отростками астроцитов, снижалась на 15% от контроля, а на 21-й день – возрастала на 35%. Экспрессия GlnS и AQP4 на 3-й день вблизи очага инфаркта снижалась, а на 21-й день наблюдали противоположные изменения. Также выявили перераспределение исследованных белков в отростках реактивных астроцитов. Выделили два морфологических типа астроцитов: рубец-формирующие поляризованные астроциты, характеризующиеся перераспределением маркерных белков в отростках, и транзиторно-активированные, отличающиеся умеренными изменениями.

Заключение. Выявлена гетерогенность астроцитов в ПЗ инфаркта и зависимость их структурно-функциональных изменений от расстояния до очага повреждения и сроков после инфаркта. При помощи иммуногистохимического и морфометрического анализа охарактеризованы рубец-формирующие и транзиторно-активированные астроицты, имеющие разное значение для ремоделирования и репарации ишемизированной нервной ткани в перифокальной зоне инфаркта.

Об авторах

Дмитрий Николаевич Воронков

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Автор, ответственный за переписку.
Email: voronkovdm@gmail.com
Россия, Москва

О. В. Сальникова

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: voronkovdm@gmail.com
Россия, Москва

Рудольф Михайлович Худоерков

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: voronkovdm@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Gusev E.I, Skvortsova V.I. Ishemiya golovnogo mozga. [Brain Ishaemia]. Moscow, Meditsina., 2001. 328 p. (In Russ.)
  2. Fernaud-Espinosa I., Nieto-Sampedro M., Bovolenta P. Differential activation of microglia and astrocytes in aniso-and isomorphic gliotic tissue. Glia. 1993; 8: 277–291, doi: 10.1002/glia.440080408. PMID: 8406684.
  3. Rusnakova V., Honsa P., Dzamba D. et al. Heterogeneity of astrocytes: from development to injury – single cell gene expression. PLoS ONE. 2013; 8: e69734. doi: 10.1371/journal.pone.0069734. PMID: 23940528.
  4. Sofroniew M.V., Vinters H.V. Astrocytes: biology and pathology. Acta Neuropathol. 2010; 119: 7–35. doi: 10.1007/s00401-009-0619-8. PMID: 20012068.
  5. Sosunov A.A., Wu X., Tsankova N.M. et al. Phenotypic heterogeneity and plasticity of isocortical and hippocampal astrocytes in the human brain. J. Neurosci. 2014; 34: 2285–2298. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4037-13.2014. PMID: 24501367.
  6. Wilhelmsson U., Bushong E.A., Price D.L. et al. Redefining the concept of reactive astrocytes as cells that remain within their unique domains upon reaction to injury. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2006; 103: 17513–17518. DOI: 10.1073/ pnas.0602841103. PMID: 17090684.
  7. Wagner D.C., Scheibe J., Glocke I. et al. Object-based analysis of astroglial reaction and astrocyte subtype morphology after ischemic brain injury. Acta Neurobiol. Exp. 2013; 73: 79–87. PMID: 23595285.
  8. Morgun A.V., Malinovskaya N.A., Komleva Y.K. et al. [Structural and functional heterogeneity of astrocytes in the brain: Role in neurodegeneration and neuroinflammation]. Byulleten' sibirskoy meditsiny. 2014; 5: 138–148. DOI: http://dx.doi.org/10.20538/1682-0363-2014-5-138-148. (In Russ.)
  9. Anderson M.A., Ao Y., Sofroniew M.V. Heterogeneity of reactive astrocytes. Neurosci. Lett. 2014; 565: 23–29. doi: 10.1016/j.neulet.2013.12.030. PMID: 24361547.
  10. Villarreal A., Rosciszewski G., Murta V. et al. Isolation and characterization of ischemia-derived astrocytes (IDAs) with ability to transactivate quiescent astrocytes. Front Cell Neurosci. 2016; 10: 139. doi: 10.3389/fncel.2016.00139. PMID: 27313509.
  11. Samoilenkova N.S., Gavrilova S.A., Koshelev V.B. [Protective effect of hypoxic and ischemic preconditioning in rat brain local ischemia]. Dokl Biol Sci. 2007; 414: 183–184. doi: 10.1134/S0012496607030039. PMID: 17668615. (In Russ.)
  12. Khudoerkov R.M., Samoylenkova N.S., Gavrilova S.A. et al. [Preconditioning as a method of neuroprotection in a model of brain infarct]. Annals of clinical and experimental neurology. 2009; 2: 26–30. (In Russ.)
  13. Khudoerkov R.M., Savinkova I.G., Strukova S.M. et al. [Effects of activated protein C on the size of modeled ischemic focus and morphometric parameters of neurons and neuroglia in its perifocal zone]. Bull Exp Biol Med. 2014; 157: 530–534. doi: 10.1007/s10517-014-2607-9. PMID: 25110099 (In Russ.)
  14. Lutsik B.D., Iashchewnko A.M., Lutsik A.D.[Lectin-peroxidase markers of the microglia in paraffin sections]. Arkh Patol. 1991; 10: 60–3. PMID: 1793382 (In Russ.)
  15. Khudoerkov R.M., Voronkov D.N. [Modern possibilities of computer-assisted morphometry in immunohistochemical studies of brain]. In: XXI Century Neurology: diagnostic, treatment and research technologies. Eds. Piradov M.A., Illarioshkin S.N., Tanashyan M.M.. Moscow. ATMO, 2015. 3: 198–248. (In Russ.)
  16. Galea E., Morrison W., Hudry E. et al. Topological analyses in APP/PS1 mice reveal that astrocytes do not migrate to amyloid-β plaques. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2015; 112: 15556–15561. doi: 10.1073/pnas.1516779112. PMID: 26644572.
  17. Khiripet N., Khantuwan W., Jungck J.R. Ka-me: a Voronoi image analyzer. Bioinformatics. 2012; 28: 1802–1804. doi: 10.1093/bioinformatics/bts253. PMID: 22556369
  18. Kharitonov S.P. [Nearest-neighbor distance method for the evaluation of distribution of different biological objects in a plane or in a line]. Vestnik nizhegorodskogo universiteta. Seriya biologiya. 2005; 1: 213–221. (In Russ.)
  19. Gunnarson E., Zelenina M., Axehult G. et al. Identification of a molecular target for glutamate regulation of astrocyte water permeability. Glia. 2008; 56: 587–596. doi: 10.1002/glia.20627. PMID: 18286643.
  20. Anlauf E., Derouiche A. Glutamine synthetase as an astrocytic marker: its cell type and vesicle localization. Front Endocrinol. 2013; 4: 144. DOI: 10.3389/ fendo.2013.00144. PMID: 24137157.
  21. Zelenina M. Regulation of brain aquaporins. Neurochem. Int. 2010; 57: 468–488. doi: 10.1016/j.neuint.2010.03.022. PMID: 20380861.
  22. Hubbard J.A., Hsu M.S., Seldin M.M., Binder D.K. Expression of the astrocyte water channel aquaporin-4 in the mouse brain. ASN Neuro. 2015; 7: PII: 1759091415605486. doi: 10.1177/1759091415605486. PMID: 26489685.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Voronkov D.N., Sal’nikova O.V., Khudoerkov R.M., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».