NEUROGLOBIN DISTRIBUTION IN THE HUMAN CEREBELLAR CORTEX (AN IMMUNOHISTOCHEMICAL STUDY)



Cite item

Full Text

Abstract

Neuroglobin is a recently discovered heme-containing protein located predominantly in the mammalian brain. This paper for the first time presents the data on neuroglobin distribution in human cerbellum using immunohistochemistry. Neuroglobin immunoreactivity in the cerebellum was found in all the cases studied (n=7), although its intensity varied. Distinct reaction was found in Purkinje cells and the areas of cerebellar glomeruli.

Full Text

Нейроглобин - гем-содержащий белок, спо-ещё меньше - в хвостатом ядре, скорлупе и собный присоединять к себе молекулу кислорода, гиппокампе и минимальная - в спинном мозгу локализуется преимущественно в клетках голов-[4]. При иммуногистохимическом исследовании ного мозга [4]. Функция нейроглобина пока не было обнаружено, что нейроглобин интенсивно установлена, но предполагается его возможная экспрессируется в гипоталамусе, миндалевидном нейропротективная роль при ишемии и гипоксии теле и ядрах покрышки моста, слабая экспрессия мозга [6]. Нейроглобин выявлен у многих видов была зафиксирована в гиппокампе и коре большомлекопитающих, включая человека. У лабора-го мозга, а в мозжечке она не была обнаружена торных животных интенсивная экспрессия ней-[5]. Таким образом, имеющиеся данные однозначроглобина наблюдается в коре большого мозга, но указывают на наличие нейроглобина в клетках таламусе, гипоталамусе, уздечке, голубоватом коры мозжечка лабораторных грызунов, однако месте, стволовых ядрах черепных нервов и коре сведения о его экспрессии в мозжечке у человека мозжечка [1, 7]. противоречивы. Возможно, это связано с маски Данные о распределении нейроглобина в ровкой антигенных детерминант нейроглобина головном мозгу человека очень ограничены и при фиксации. противоречивы. С помощью иммуноблоттинга Цель настоящего исследования - изучение было установлено, что экспрессия нейроглобина распределения нейроглобина в мозжечке у челомаксимальна в субталамическом ядре, несколько века. меньшая - в коре большого мозга, в таламусе Материал и методы. Исследована кора мозжечка и продолговатом мозгу, она примерно вполови-людей (n=7) обоего пола в возрасте 20-46 лет, причина смерну меньше в коре мозжечка и чёрном веществе, ти которых не связана с заболеваниями и повреждениями головного мозга. Материал получен из архива лаборатории функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы Института экспериментальной медицины. Он был фиксирован в цинк-этанол-формальдегиде, обезвожен и залит в парафин по общепринятой методике. Из полученных блоков готовили срезы толщиной 7 мкм. Для выявления нейроглобина применяли кроличьи поликлональные антитела к нейроглобину (Sigma, США) в разведении 1:600. Перед постановкой реакции проводили тепловое демаскирование антигена. В качестве вторичных антител применяли реагент «HRP Conjugate» из набора Reveal Polyvalent HPR DAB Detection System (Spring Bioscience, США). Пероксидазную метку выявляли, используя рабочий раствор 3,3’-диаминобензидина, приготовленный из набора DAB+ (Dako, Дания). После постановки реакции часть срезов докрашивали квасцовым гематоксилином. Результаты исследования. Иммуногистохимическая реакция на нейроглобин не одинакова по интенсивности в разных слоях коры мозжечка у человека. Молекулярный слой имел слабую диффузную окраску. У 4 человек из 7 исследованных случаев в клетках Пуркинье были обнаружены отчетливые скопления нейроглобина в виде сгруппированных мелких гранул, которые располагались как в перикарионе, так и в крупных дендритах (рисунок). Концентрация продукта реакции в клетках Пуркинье варьировала, но они всегда отчетливо выделялись на общем фоне препарата. В зернистом слое наблюдалась слабая неравномерная реакция. Продукт реакции был в основном сконцентрирован в безъядерных областях, занимаемых клубочками мозжечка. Перинуклеарная цитоплазма клеток-зерен казалась свободной от продукта иммуногистохимической реакции. В остальных трех исследованных случаях реакция коры мозжечка на нейроглобин была заметно слабее. Гранулярные структуры в цитоплазме клеток Пуркинье отчетливо не определялись, однако эти клетки всегда выделялись на общем фоне слабо окрашенного препарата своей более интенсивной реакцией. Обсуждение полученных данных. Имеются всего 2 работы, касающиеся присутствия нейроглобина в мозжечке человека, и результаты их противоположны. Если данные иммуноблоттинга свидетельствуют о наличии довольно сильной экспрессии нейроглобина в коре мозжечка человека [4], то в единственном иммуногистохимическом исследовании данный белок в мозжечке человека не был выявлен [5]. Полученные нами результаты согласуются с данными T.Burmester и соавт. [4], полученными при открытии нейроглобина, и свидетельствуют о том, что в мозжечке человека присутствует нейроглобин, который в наибольшей степени экспрессируется в клетках Пуркинье и в меньшей - в зернистом и молекулярном слоях коры мозжечка. Расхождение наших данных с результатами иммуногистохимического исследования C. A. Hundahl и соавт. [5], по-видимому, связано с различиями в способе и продолжительности фиксации мозжечка, а также малым числом изученных объектов. Так, в исследовании C. A. Hundahl и соавт. [5] изучены большой мозг и мозжечок всего двух человек, фиксацию осуществляли 10 % формалином путём посмертной перфузии, тогда как исследованные нами фрагменты коры мозжечка были фиксированы погружением в цинк-этанол-формальдегид [2]. Можно предположить, что нам, в отличие от C. A. Hundahl и соавт. [5], удалось обнаружить нейроглобин в мозжечке человека благодаря лучшей сохранности эпитопов этого белка при фиксации в цинк-этанол-формальдегиде, который имеет определенные преимущества перед другими фиксаторами [3]. В нашем исследовании отчётливая иммуногистохимическая реакция на нейроглобин выявлялась не во всех случаях. Это можно объяснить неодинаковым функциональным состоянием коры мозжечка и индивидуальными различиями в экспрессии нейроглобина. Таким образом, в результате проведенного исследования впервые удалось на клеточном уровне определить локализацию нейроглобина в коре мозжечка человека. Полученные данные могут иметь значение не только для фундаментальной нейробиологии, но, в перспективе, и для практической медицины с учетом предполагаемой нейропротекторной роли нейроглобина.
×

About the authors

Ye. G. Gilerovich

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

I. P. Grigoriyev

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

O. V. Kirik

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

O. S. Alekseyeva

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine; RAS I. M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry

Ye. G. Sukhorukova

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

D. E. Korzhevskiy

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine; St. Petersburg State University

References

  1. Григорьев И. П., Гилерович Е. Г., Кирик О. В. и др. Распределение нейроглобина в структурах переднего мозга крыс после транзиторной ишемии. Асимметрия, 2013, т. 7, № 1, с. 15-21.
  2. Коржевский Д. Э., Григорьев И. П. и Отеллин В. А. Применение обезвоживающих фиксаторов, содержащих соли цинка, в нейрогистологических исследованиях. Морфология, 2006, т. 129, вып. 1, с. 85-86.
  3. Коржевский Д. Э., Сухорукова Е. Г., Гилерович Е. Г. и др. Преимущества и недостатки цинк-этанол-формальдегида как фиксатора для иммуноцитохимических исследований и конфокальной лазерной микроскопии. Морфология, 2013, т. 143, вып. 2, с. 81-85.
  4. Burmester T., Weich B., Reinhardt S. и Hankeln T. A vertebrate globin expressed in the brain. Nature, 2000, v. 407, p. 520-523.
  5. Hundahl C. A., Kelsen J. and Hay-Schmidt A. Neuroglobin and cytoglobin expression in the human brain. Brain Struct. Funct., 2013, v. 218, № 2. p. 603-609.
  6. Watanabe S., Takahashi N., Uchida H. and Wakasugi K. Human neuroglobin functions as an oxidative stress-responsive sensor for neuroprotection. J. Biol. Chem., 2012, v. 287, № 36, p. 30128-30138.
  7. Wystub S., Laufs T., Schmidt M. et al. Localisation of neuroglobin protein in the mouse brain. Neurosci. Lett., 2003, v. 346, p. 114-116.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2014 Eco-Vector


Периодический печатный журнал зарегистрирован как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): № 0110212 от 08.02.1993.
Сетевое издание зарегистрировано как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): ЭЛ № ФС 77 - 84733 от 10.02.2023.