ХОЛИНЕРГИЧЕСКИЕ НЕЙРОНЫ В СУСПЕНЗИОННЫХ И ТКАНЕВЫХ АЛЛОТРАНСПЛАНТАТАХ ЭМБРИОНАЛЬНОГО СПИННОГО МОЗГА КРЫСЫ, РАЗВИВАЮЩИХСЯ В ПОВРЕЖДЕННОМ СЕДАЛИЩНОМ НЕРВЕ
Бесплатно
Основная коллекция
Издательство:
НИИ ноpмальной физиологии им. П.К. Анохина
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 5
Дополнительно
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
43 unloading, while the MCD-induced increase in H2DCF fluorescence was not changed. The data suggest that the MCD application leads to an activation of the TRPV1 channels that is implicated in enhancement of the spontaneous exocytosis. In addition the stimulation of these channels lies downstream of the ROS production in the MCD action. To verify a possibility of the ROS-evoked stimulation of the TRPV1 channels the Са2+ indicator was used. At the synaptic region, the fluorescence of Fluo4 was increased by 10 mM MCD. Capsazepine or antioxidant completely inhibits this increase in the fluorescence. Therefore, the activation of TRPV1 channels and the rise in [Ca2+]i occur in response to 10 mM MCD treatment in a ROS-dependent manner. In sum, the exposure to MCD increases the spontaneous exocytosis at mouse neuromuscular junction partially through stimulation of NADPHoxidase/ROS/TRPV1 channels pathway. The enhancement of spontaneous exocytosis occurs only after strong cholesterol depletion using 10 mM MCD [1, 2]. In natural conditions it can be observed at excessive synaptic activity [5]. Accordingly, the activation of the NADPHoxidase/ROS/TRPV1-channels pathway due to plasma membrane cholesterol depletion may be a sign of the enhanced excitatory synaptic transmission. Subsequent intensification of the spontaneous exocytosis could limit evoked synaptic transmission via depletion of the synaptic vesicle pool, desensitization of the postsynaptic receptors, and inhibition of the local protein synthesis [3]. We speculate that such mechanism can provide a cholesterol-dependent negative feedback that is able to suppress evoked exocytosis via enhancing spontaneous release. Further investigations are needed to identify the presence and functioning of this regulation. The study was supported for A.M. Petrov by RFBR 14-04-00094. References. 1. Kasimov M.R., Giniatullin A.R., Zefirov A.L., Petrov A.M. // Biochim Biophys Acta. 2015. V. 1851. № 5. P. 674-685. 2. Petrov A.M., Naumenko N.V., Uzinskaya K.V. et al. // Neuroscience. 2011. V. 186. P.1-12. 3. Petrov A.M, Yakovleva A.A., Zefirov A.L. // Journal of Physiology. 2014. V. 592. № 22, P. 4995-5009. 4. Smith A.J., Sugita S., Charlton M.P. // J. Neurosci. 2010. V. 30. № 17. P. 6116-6121. 5. Sodero A.O., Weissmann C., Ledesma M.D., Dotti C.G. // Neurobiol Aging. 2011. V. 32. № 6. P. 1043-1053. DOI:10.12737/12445 ХОЛИНЕРГИЧЕСКИЕ НЕЙРОНЫ В СУСПЕНЗИОННЫХ И ТКАНЕВЫХ АЛЛОТРАНСПЛАНТАТАХ ЭМБРИОНАЛЬНОГО СПИННОГО МОЗГА КРЫСЫ, РАЗВИВАЮЩИХСЯ В ПОВРЕЖДЕННОМ СЕДАЛИЩНОМ НЕРВЕ Е.С.Петрова, Е.Н.Исаева, Д.Э. Коржевский ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины», Санкт-Петербург Iemmorphol@yandex.ru
Было проведено сравнительное исследование суспензионных и тканевых трансплантатов эмбрионального спинного мозга крысы в нерве. Установлено, что в суспензионных нейротрансплантатах дифференцируется значительно меньше холинацетилтрансфераза-иммунопозитивных нейронов, чем в тканевых. Ключевые слова: суспензионные и тканевые нейротрансплантаты, регенерация нерва. Метод эктопической нейротрансплантации эмбриональных закладок ЦНС позволяет изучать гистобластические потенции клеток-предшественников, динамику их дифференцировки и взаимоотношения с тканями реципиента. В настоящее время установлено, что клеточная терапия [4], а также трансплантация фрагментов эмбриональных закладок [5], может способствовать регенерации поврежденных периферических проводников. При этом изучению медиаторной принадлежности нервных клеток, формирующихся в трансплантатах уделяется недостаточно внимания. Между тем исследования в этом направлении могут способствовать выяснению молекулярных механизмов влияния клеток нейротрансплантатов на регенерацию нерва реципиента. Целью настоящего исследования явилось выяснение возможности дифференцировки холинергических нейронов, развивающихся в тканевых и суспензионных трансплантатах эмбрионального спинного мозга крысы после пересадки в периферический нерв. Методика исследования. Работа выполнена на крысах Вистар (n=15). Содержание животных и все эксперименты осуществляли с учетом правил проведения работ с использованием экспериментальных животных (Приказ №755 от 12.08.1977 г. МЗ СССР). Седалищные нервы крыс-реципиентов повреждали путем наложения лигатуры (40с). У эмбрионов крыс 14-15 сут развития (Е14-15) выделяли фрагменты шейного отдела спинного мозга, содержащие нейральные стволовые/прогениторные клетки. Одной группе крыс субпериневрально в один из стволов поврежденного нерва вводили фрагменты выделенных эмбриональных закладок, другой группе – суспензию клеток, полученных в результате диссоциации этих фрагментов по описанной ранее методике [3]. Через 2 мес после операции сегменты нерва, содержащие нейротрансплантаты, фиксировали в растворе цинк-этанол-формальдегида и после соответствующей обработки заливали в парафин. На парафиновых срезах толщиной 5 мкм проводили иммуногистохимическию реакцию выявления холинергических нейронов. Для этого были применены поликлональные козьи антитела к холинацетилтрансферазе (ХАТ) [2]. Результаты исследования. Через 2 мес после пересадки тканевые трансплантаты легко определись в толще нервного ствола, а их клеточные элементы были представлены нервными и глиальными клетками разной степени дифференцировки. Среди нейронов трансплантатов лишь отдельные клетки содержали ХАТ. Отдельные ХАТ-иммунопозитивные клетки были сходны со средними нейронами переднего рога спинного мозга крысы [1] своими размерами и формой. Они достигали размеров 25x30 мкм и имели отростки. В отличие от мотонейронов они располагались в трансплантатах одиночно. Что касается суспензионных нейротрансплантатов, то через 2 мес после операции можно было видеть единичные ХАТ-содержащие клетки, которые располагались между нервными волокнами реципиента. Они имели, как правило, округлую или овальную форму и узкий ободок цитоплазмы.
Отростки у таких нейронов не выявлялись, размеры клеток не превышали 15х18 мкм. Судя по размеру, объему цитоплазмы, интенсивности иммуногистохимической реакции и по отсутствию дендритов, клетки суспензионных трансплантатов не достигали уровня дифференцировки нейронов тканевых трансплантатов и ХАТ–содержащих нейронов шейного отдела спинного мозга крыс, развивающихся in situ. Таким образом, в настоящей работе показано, что часть клеток-предшественников спинного мозга крыс Е14-15 реализует свои гистобластические потенции и через 2 мес после пересадки в поврежденный нерв дифференцируется в ХАТиммунопозитивные нейроны. Установлено, что в тканевых нейротрансплантатах формируется больше холинергических нейронов, чем в суспензионных, однако их значительно меньше, чем в спинном мозге крысы in situ. Уменьшение числа холинергических нейронов при развитии в условиях трансплантации может быть связано, как с гибелью части предшественников, так и с нарушением гистогенетических процессов в трансплантатах в ранние сроки после операции. Литература. 1. Колос Е.А., Коржевский Д.Э. // Морфология. 2015. Т. 147, № 3. P. 32-37. 2. Korzhevskii D.E., Grigor’ev I.P., Kirik O.V., et al. // Neurosci. Behav. Physioly. 2014. Vol. 44, N 8. Р. 924-926. 3. Petrova E.S., Isaeva E.N. // Biol. Bull.2014. Vol.41, N 6. P. 479-485. 4. Walsh S., Midha R. // Neurosurgery. 2009. Vol. 65, N 4. A80–86. 5. Xiong G., Ozaki N., Sugiura Y. // Arch. Histol. Cytol. 2009. Vol. 72, N 2. Р. 127-138. CHOLINERGIC NEURONS IN THE SUSPENSION AND TISSUE ALLOGRAFTS OF EMBRYONIC RAT SPINAL CORD DEVELOPING IN DAMAGED SCIATIC NERVE E.S. Petrova, E.N. Isaeva, D.E. Korzhevskii Federal State Budgetary Scientific Institution "Institute of Experimental Medicine", St. Petersburg, Russia iemmorphol@yandex.ru A comparative study of suspension grafts and tissue grafts of rat fetal spinal cord had been carried out at two months after transplantation. The number of ChAT-immunopositive neurons in the suspension grafts was less than in the tissue grafts. Keywords: suspension grafts and tissue grafts, nerve regeneration Method of the neurotransplantation of the embryonic CNS rudiments allows to study the histoblastic potency of the progenitor cells, their differentiation and the dynamics of their relationship with the tissues of the recipient. At present, there is evidence that stem cell therapy [4], as well as transplantation of the fragments of embryonic rat brain [5] promote the growth of the recipient regenerating axons. However, the neurotransmitter nature of the transplanted cells is poorly
understood, whereas research in this direction will contribute defining the molecular mechanisms of the effect of transplanted cells on the regeneration of the recipient nerve. The aim of this study was to clarify the possibility of formation of cholinergic neurons in the suspension and tissue allografts of embryonic rat spinal cord developing in the damaged nerve. Materials and methods. The study was performed on 15 male and female Wistar rats weighing 200–250 g. Rats were kept and all experiments were performed in compliance with the “Regulations for studies using experimental animals” (USSR Ministry of Health Decree No. 755 of August 12, 1977). The cervical spinal cord was harvested from embryos at the day 14-15 of development. The animals were divided into two experimental groups. Animals of the first group received fragments of the embryonic spinal cord; animals of the second group received suspension of cells of the embryonic spinal cord. Fragments of the embryonic spinal cord were transplanted into the lesioned (ligature, 40 seconds) sciatic nerve of adult animals under ether anesthesia. Some fragments of the embryonic spinal cord were dissociated by the previously described method [3]. The suspension of cells of the embryonic spinal cord consisting of neural stem/progenitor cells was grafted into the lesioned nerves of adult rats. Sciatic nerve fragments with transplants were removed and fixed in zinc-ethanol-formaldehyde at two months. Cholinergic neurons of the graft were identified by the following immunohistochemical marker choline acetyltransferase (ChAT) [2]. Results. Two months after surgery the tissue grafts easy to identify in the nerve, and their cellular elements were represented by neuronal and glial cells of varying degrees of differentiation. The individual ChATimmunoreactive cells were detected in the graft. Some of them were similar to motor neurons of the rat spinal cord according to their sizes and shape [1]. The sizes of the cells were 25x30 µm. Some processes were detected in these neurons. The density of ChATcontaining neurons in the grafts was less than in rat spinal cord. Two months after surgery the suspension grafts differ from the tissue transplants. They contain fewer neurons. Some ChAT-containing cells are located between the nerve fibers of the recipient. They had a round or oval shape, small volume of cytoplasm, and their sizes do not exceed 15x18 µm. No processes were found in these neurons. The ChATpositive cells of the suspension grafts did not reach the level of differentiation of the ChAT-positive neurons of the tissue transplants and ChAT-positive neurons of the cervical spinal cord of rats developing in situ. Thus, a part of progenitor cells retain their characteristic phenotype and the ability to synthesize the neurotransmitter in the changed microenvironment. The density of ChAT-containing neurons in the grafts was less than in the rat spinal cord. This seems to be due to the death of a part of progenitor cells after transplantation and infringement of histogenetic processes in transplants in the early postoperative period. References.
1. Kolos E.A., Korzhevskii D.E. // Morphologiia. 2015. Vol. 147, N 2. P. 32-37. 2. 2. Korzhevskii D.E., Grigor’ev I.P., Kirik O.V., et al. // Neurosci. Behav. Physiol. 2014. Vol. 44, N 8. Р. 924-926. 3. Petrova E.S., Isaeva E.N. // Biol. Bull. 2014. Vol.41, N 6. P. 479-485. 4. Walsh S., Midha R. // Neurosurgery. 2009. Vol. 65, N 4. A80–86. 5. Xiong G., Ozaki N., Sugiura Y. // Arch. Histol. Cytol. 2009. Vol. 72, N 2. Р. 127-138. DOI:10.12737/12446 СТРЕССОУСТОЙЧИВОСТЬ – ОЦЕНКА И ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ В.М. Покровский, Л.В. Полищук, А.Н. Мингалев Кафедра нормальной физиологии ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России pokrovskyvm@gmail.com Реферат. Предложена оригинальная методика оценки стрессоустойчивости, основанная на определении регуляторно-адаптивного статуса до и после воздействия стрессорного фактора. В качестве стрессорного фактора использован прыжок с парашютом. У большинства начинающих парашютистов при первом прыжке регуляторно-адаптивный статус снижался, у большинства опытных парашютистов в ответ на воздействие стрессорного фактора регуляторноадаптивный статус возрастал. Ключевые слова: стресс, стрессоустойчивость, регуляторно-адаптивный статус. Введение. Стрессоустойчивость – важнейший компонент успешности человека в современной жизни. К настоящему времени практически отсутствуют методы количественной объективной оценки этого важнейшего параметра жизнедеятельности человека. Основой для объективной оценки стрессоустойчивости явилась предложенная В.М. Покровским и соавторами [1] методика оценки регуляторно-адаптивных возможностей организма посредством количественной характеристики вовлечения в стрессорную реакцию двух важнейших вегетативных функций (дыхания и сердцебиения) в их взаимодействии. Целью исследования явилось формирование методологической основы оценки стрессоустойчивости и способов ее совершенствования. Методика исследования. Благодаря открытию феномена сердечно-дыхательного синхронизма, который состоит в кратковременном эффекте полной синхронизации частот дыхания и сердцебиения, возникающем при сознательном воспроизведении человеком задаваемого учащенного ритма дыхания [3], был создан метод, позволяющий оценить эффективность комплексного ответа организма на стресс путем регистрации параметров сердечно-дыхательного синхронизма. Созданный программно-аппаратный комплекс, состоящий из портативного компьютера, прибора «ВНС-Микро» ООО «Нейрософт» и оригинального программного обеспечения, ведет синхронную запись пневмограммы и