NeuN NUCLEAR PROTEIN IN NEURONS OF HUMAN BRAIN SUBSTANTIA NIGRA

Abstract

The expression of NeuN protein was examined immunocytochemically in the neurons of human substantia nigra (n=14, age: 27–78 years). Some of substantia nigra neurons demonstrated weak NeuN immunopositive reaction, while the others were NeuN-immunonegative. In general, NeuN immunocytochemical reaction in neurons of human substantia nigra was expressed much weaker than in the nucleus rubrum neurons located in the same sections.

Full Text

Известно, что ядерный белок NeuN локализуется в ядрах и перинуклеарной цитоплазме большинства нейронов ЦНС млекопитающих [6]. Вместе с тем, определены ряд типов нейронов, в ядрах которых, по неизвестной пока причине, этот белок не обнаружен. Так, к нейронам, в норме не синтезирующим NeuN, относятся клетки Кахаля—Ретциуса в неокортексе, многие клетки мозжечка (клетки Пуркинье, корзинчатые и звездчатые клетки, клетки Гольджи, униполярные щетинковые нейроны, клетки Лугаро, нейроны зубчатого ядра), нейроны нижних олив, митральные клетки обонятельных луковиц, гаммамотонейроны в спинном мозге [2]. Данные об особенностях экспрессии NeuN в нейронах черного вещества (ЧВ) у лабораторных млекопитающих противоречивы [4, 5], а в отношении человека — отсутствуют. Учитывая то, что при различных патологических состояниях белок NeuN в нейронах перестает синтезироваться [2], сведения о его экспрессии в клетках ЧВ могут быть существенны для оценки функционального статуса этого важнейшего дофаминергического центра [3]. Цель данного исследования состояла в иммуногистохимическом выявлении белка NeuN в нейронах ЧВ головного мозга человека. Материал и методы. В работе использованы фрагменты стволового отдела головного мозга людей обоего пола (n=14, возраст 27–78 лет), полученные при аутопсии. Программа исследования имеет положительное заключение этического комитета Научно-исследовательского института экспериментальной медицины СЗО РАМН. Материал фиксировали в цинк-этанол-формальдегиде, обезвоживали и заливали в парафин по общепринятой методике. Готовили срезы толщиной 5 мкм. Белок NeuN выявляли с помощью моноклональных (клон А60) мышиных антител (Chemicon, США) и набора EnVision+® System Labelled Polymer-HRP Anti-Mouse (Dako, Дания). Для визуализации продукта иммуноцитохимической реакции использовали хромоген DAB+ (Dako, Дания). Часть срезов докрашивали астровым синим. В качестве внутреннего положительного контроля выступали нейроны красного ядра, расположенного на тех же срезах. Анализ и фотосъемку препаратов выполняли, используя микроскоп Leica DM750 и фотокамеру ICC50 (Leica, Германия). Результаты исследования. Обнаружено, что в изученных препаратах реакцию на белок NeuN давали только нейроны. В нейропиле положительная реакция на этот белок отсутствовала. Большинство нейронов ЧВ отчетливо определялись на не докрашенных срезах благодаря наличию в их цитоплазме нейромеланина. Кроме того, на докрашенных срезах среди нейронов ЧВ выявлялись и те, которые не содержали нейромеланина. Во всех исследованных случаях в ЧВ встречались несколько вариантов нейронов, различающихся по содержанию нейромеланина и способности окрашиваться при проведении реакции на белок NeuN: нейроны, содержащие нейромеланин и белок NeuN, нейроны, содержащие нейромеланин, но не дающие реакции на белок NeuN, и нейроны, не содержащие нейромеланина, но дающие реакцию на белок NeuN (рисунок, а–в). Общим признаком иммунопозитивных ядер нейронов ЧВ была слабая реакция на белок NeuN. В отличие от нейронов ЧВ, в нейронах красного ядра реакция на белок NeuN была интенсивная, причем в большинстве случаев наблюдалось окрашивание не только ядер клеток, но и перинуклеарной цитоплазмы (см. рисунок, г). Обсуждение полученных данных. Как было установлено ранее [1], в ЧВ головного мозга человека присутствуют нейроны как содержащие нейромеланин, так и лишенные его. Настоящее исследование показало, что белок NeuN выявляется и в тех, и в других подтипах нейронов ЧВ, однако его концентрация в них значительно ниже, чем в нейронах анатомически близко расположенного к ЧВ красного ядра и других областей головного мозга [6]. Этот факт может быть обусловлен специфическими функциональными характеристиками дофаминергических нейронов головного мозга, связанными с биосинтезом нейромеланина и метаболизмом катехоламинов [3]. Ранее, при исследовании распределения белка NeuN в клетках ЧВ головного мозга крысы было обнаружено, что в части нейронов он слабо экспрессируется, а в части — отсутствует [4]. В то же время, у песчанок NeuN-иммунопозитивные нейроны были выявлены только в компактной части ЧВ [5]. Результаты этого исследования сопоставимы с данными, полученными при изучении экспрессии белка NeuN в нейронах ЧВ крысы: популяция нейронов ЧВ у человека также неоднородна, поскольку в ней имеются клетки, в которых белок NeuN выявляется и в которых он отсутствует. Негативный результат иммуноцитохимической реакции в части нейронов ЧВ может объясняться тем, что белок NeuN в них либо не экспрессируется совсем, либо он экспрессируется в таком малом количестве, что методами иммуноцитохимии не определяется. Таким образом, нейроны ЧВ головного мозга человека по выявляемости белка NeuN подразделяются на 2 группы: слабо иммунопозитивные и иммунонегативные к этому белку. Установленный факт следует учитывать при изучении патогенеза болезни Паркинсона и создании ее адекватных экспериментальных моделей.