CEREBRAL MICROGLIA AND MICROGLIAL MARKERS



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

In recent years, there has been a steady increase of interest in various aspects of the organization and functioning of microglia. However, the information on modern immunocytochemical methods of its identification is ambiguous and requires systematization. In the present paper. the main attention is focused on microglial markers - the proteins (Iba-1, CD11b, CD68, HLA-DR, and some others) expressed by normal microgliocytes and those activated by the effects of damaging factors. Characterization of markers and methods of microglia immunocytochemical labeling is combined with an analysis of the data concerning the origin and structural organization of microgliocytes.

Full Text

Restricted Access

About the authors

D. E. Korzhevskiy

RAS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

Email: iemmorphol@yandex.ru
Laboratory of the Functional Morphology of the Central and Peripheral Nervous System, Department of General and Special Morphology

O. V. Kirik

RAS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

Laboratory of the Functional Morphology of the Central and Peripheral Nervous System, Department of General and Special Morphology

References

  1. Белецкий В. К. Методика микроскопического исследования нервной системы. М.: Крестьянская газета, 1939.
  2. Белецкий В. К. Невроглия, норма и патология // Многотомное руководство по патологической анатомии. М.: Гос. изд-во мед. лит-ры, 1963. Т. II. С. 55-82.
  3. Ермохин П. Н. Гистопатология центральной нервной системы: атлас микрофотографий. М.: Медицина, 1969.
  4. Кирик О. В., Алексеева О. С., Москвин А. Н., Коржевский Д. Э. Влияние гипербарической оксигенации на состояние субэпендимной микроглии головного мозга крысы // Журн. эволюц. биохим. 2014. Т. 50, № 4. С. 312-314.
  5. Кирик О. В., Сухорукова Е. Г., Алексеева О. С., Коржевский Д. Э. Субэпендимные микроглиоциты III желудочка головного мозга // Морфология. 2014. Т. 145, вып. 3. С. 67-69.
  6. Кирик О. В., Сухорукова Е. Г., Коржевский Д. Э. Кальцийсвязывающий белок Iba-1/AIF-1 в клетках головного мозга крысы // Морфология. 2010. Т. 137, вып. 2. С. 5-8.
  7. Коржевский Д. Э. Тканевая организация и развитие сосудистого сплетения головного мозга человека // Морфология. 1998. Т. 113, вып. 2. С. 105-114.
  8. Коржевский Д. Э. Макрофаги сосудистого сплетения конечного мозга эмбриона человека // Морфология. 2001. Т. 119, вып. 1. С. 20-23.
  9. Коржевский Д. Э.,Кирик О. В.,Сухорукова Е. Г.,Власов Т. Д. Структурная организация микроглиоцитов стриатума после транзиторной фокальной ишемии // Морфология. 2012. Т. 141, вып. 2. С. 19-24.
  10. Коржевский Д. Э., Кирик О. В., Сухорукова Е. Г. и др. Изучение пространственной организации астроцитов головного мозга при помощи конфокальной лазерной микроскопии // Морфология. 2009. Т. 135, вып. 3. С. 76-79.
  11. Коржевский Д. Э., Кирик О. В., Сухорукова Е. Г., Сырцова М. А. Микроглия черного вещества головного мозга человека // Мед. академ. журн. 2014. Т. 14, № 4. С. 68-72
  12. Коржевский Д. Э., Ленцман М. В., Кирик О. В., Отеллин В. А. Морфологические типы активированной микроглии гиппокампа, наблюдаемые после транзиторной общей ишемии головного мозга // Морфология. 2012. Т. 142, вып. 5. С. 30-33.
  13. Коржевский Д. Э., Отеллин В. А., Неокесарийский А. А., Павлова Н. Г. Структурная организация макрофагов формирующейся плаценты человека // Морфология. 2005. Т. 128, вып. 6. С. 60-62.
  14. 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.
  15. Коржевский Д. Э., Сухорукова Е. Г., Кирик О. В. Применение иммуноцитохимических маркеров для выявления активированной микроглии и макрофагов головного мозга // Актуальные вопросы функциональной межполушарной асимметрии и нейропластичности (материалы Всероссийской конференции с международным участием). М.: Научный мир, 2008. С. 588-590.
  16. Манжуло И. В. Нейроглиальные взаимодействия в механизмах развития боли и лекарственного обезболивания у крыс: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Владивосток, 2013.
  17. Отеллин В. А., Коржевский Д. Э. Формирование и структурная организация барьера на наружной поверхности головного мозга // Морфология. 2002. Т. 122, вып. 6. С. 14-18.
  18. Сухорукова Е. Г., Захряпин М. С., Аничков Н. Н., Коржевский Д. Э. Выявление микроглии в препаратах головного мозга, длительное время хранившихся в растворе формалина // Морфология. 2012. Т. 142, вып. 5. С. 32-35.
  19. Сухорукова Е. Г., Кирик О. В., Коржевский Д. Э. Применение иммуногистохимического метода для выявления микроглии головного мозга в парафиновых срезах // Бюл. экспер. биол. 2010. Т. 149, № 6. С. 709-712.
  20. Хожай Л. И., Отеллин В. А. Реактивные изменения микроглии в неокортексе и гиппокампе у крыс после воздействия острой перинатальной гипоксии // Морфология. 2013. Т. 143, вып. 1. С. 23-27.
  21. Alliot F., Godin I., Pessac B. Microglia derive from progenitors, originating from the yolk sac, and which proliferate in the brain // Brain Res. Dev. Brain Res. 1999. Vol. 117, № 2. P. 145-152.
  22. Beers D. R., Henkel J. S., Xiao Q. et al. Wild-type microglia extend survival in PU.1 knockout mice with familial amyotrophic lateral sclerosis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. Vol. 103. P. 16021-16026.
  23. Benimetskaya L., Loike J. D., Khaled Z. et al. Mac-1 (CD11b/ CD18) is an oligodeoxynucleotide-binding protein // Nat. Med. 1997. Vol. 3, № 4. P. 414-420.
  24. Boche D., Perry V.H., Nicoll J. A. Review: activation patterns of microglia and their identification in the human brain // Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2013. Vol. 39. P. 3-18.
  25. Damoiseaux J. G., Dopp E. A., Calame W. et al. Rat macrophage lysosomal membrane antigen recognized by monoclonal antibody ED1 // Immunology. 1994. Vol. 83. P. 140-147.
  26. Deininger M. H., Meyermann R., Schluesener H. J. The allograft inflammatory factor-1 family of proteins // FEBS Lett. 2002. Vol. 514. P. 115-121.
  27. Dijkstra C. D., Dopp E. A., Joling P., Kraal G. The heterogeneity of mononuclear phagocytes in lymphoid organs: distinct macrophage subpopulations in the rat recognized by monoclonal antibodies ED1, ED2 and ED3 // Immunology. 1985. Vol. 54. P. 589-599.
  28. Dijkstra C. D., Dopp E. A., Van der Berg T.K., Damoiseaux J. G. Monoclonal antibodies against rat macrophages // J. Immunol. Methods. 1994. Vol. 174. P. 21-23.
  29. Elner S. G., Elner V. M., Nielsen J. C. et al. CD68 antigen expression by human retinal pigment epithelial cells // Exp. Eye. Res. 1992. Vol. 55, № 1. P. 21-28.
  30. Fadini G. P., Cappellari R., Mazzucato M. et al. Monocyte-macrophage polarization balance in pre-diabetic individuals // Acta Diabetol. 2013. Vol. 50, № 6. P. 977-982.
  31. Falini B., Flenghi L., Pileri S. et al. PG-M1: a new monoclonal antibody direct against a fixative-resistant epitope on the macrophage-restricted form of the CD68 molecule // Am. J. Pathol. 1993. Vol. 142, № 5. P. 1359-1372.
  32. Flugel A., Bradi M., Kreutzberg G. W., Graeber M. B. Transformation of donor-derived bone marrow precurcors into host microglia during autoimmune CNS inflammation and during the retrograde response to axotomy // J. Neurosci. Res. 2001. Vol. 66, № 1. P. 74-82.
  33. Ginhoux F., Greter M., Leboeuf M. et al. Fate mapping analisis reveals that adult microglia derive from primitive macrophages // Science. 2010. Vol. 330. P. 841-845.
  34. Graeber M. B., Streit W. J. Microglia: biology and pathology // Acta Neuropathol. 2010. Vol. 119. P. 89-105.
  35. Greter M., Merad M. Regulation of microglia development and homeostasis // Glia. 2013. Vol. 61. P. 121-127.
  36. Harry G. J., Kraft A. D. Microglia in the developing brain: a potential target with lifetime effects // Neurotoxicology. 2012. Vol. 33. P. 191-206.
  37. Holness C. L., Simmons D. L. Molecular cloning of CD68, a human macrophage marker related to lysosomal glycoproteins // Blood. 1993. Vol. 81. P. 1607-1613.
  38. Horvath R. J., Romero-Sandoval E. A., De Leo J. A. Inhibition of microglial P2X4 receptor attenuates morphine tolerance, Iba1, GFAP and mu opioid receptor protein expression while enhancing perivascular microglial ED2 // Pain. 2010. Vol. 150, № 3. P. 401-413.
  39. Imai Y., Ibata I., Ito D. et al. A novel gene iba1 in the major histocompatibility complex class III region encoding an EF hand protein expressed in a monocytic lineage // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996. Vol. 224. P. 855-862.
  40. Imai Y., Kohsaka S. Intracellular signaling in M-CSF-induced microglia activation: role of Iba1 // Glia. 2002. Vol. 40. P. 164- 174.
  41. Ito D., Imai Y., Ohsawa K. et al. Microglia-specific localization of a novel calcium binding protein, Iba1 // Brain Res. Mol. Brain Res. 1998. Vol. 57. P. 1-9.
  42. Kaur C., Ling E.-A. Increased expression of transferrin receptors and iron in ameboid microglial cells in postnatal rats following an exposure to hypoxia // Neurosci. Lett. 1999. Vol. 262. P. 183-186.
  43. Kaur C., Rathnasamy G., Ling E.-A. Roles of activated microglia in hypoxia induced neuroinflamation in the developing brain and the retina // J. Neuroimmune Pharmacol. 2013. Vol. 8. P. 66-78.
  44. Kawai K., Tsuno N. H., Matsuhashi M. et al. CD11b-medated migratory property of peripheral blood B cell // J. Allergy Clin. Immunol. 2005. Vol. 116, № 1. P. 192-197.
  45. Kohler C. Allograft inflammatory factor-1/Ionized calcium-binding adapter molecule 1 is specifically expressed by most subpopulations of macrophages and spermatids in testis // Cell Tissue Res. 2007. Vol. 33. P. 291-302.
  46. Kreutzberg G. W. Microglia: a sensor for pathological events in the CNS // Trends Neurosci. 1996. Vol. 19, № 8. P. 312-318.
  47. Ladeby R., Wirenfeldt M., Garcia-Ovejero D. et al. Microglial cell population dynamics in the injured adult central nervous system // Brain Res. Brain Res. Rev. 2005. Vol. 48, № 2. P. 196-206.
  48. Ling E.-A., Kaur C., Lu J. Origin, nature and some functional considerations of intraventricular macrophages, with special reference to the epiplexus cells // Microsc. Res. Tech. 1998. Vol. 41, № 1. P. 235-242.
  49. MacPherson M., Lek H. S., Prescott A., Fagerholm S. C. A systemic lupus erythematosus-associated R77H substitution in the CD11b chain of the Mac-1 integrin compromises leukocyte adhesion and phagocytosis // J. Biol. Chem. 2011. Vol. 286. P. 17303-17310.
  50. Marshall S. A., McClain J. A., Kelso M. L. et al. Microglial activation is not equivalent to neuroinflammation in alcohol-induced neurodegeneration: The importance of microglia phenotype // Neurobiol. Dis. 2013. Vol. 54. P. 239-251.
  51. McKay S. M., Brooks D. J., Hu P., McLachlan E. M. Distinct types of microglial activation in white and grey matter of rat lumbosacral cord after mid-thoracic spinal transection // J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2007. Vol. 66. P. 698-710.
  52. Morioka T., Kalehua A. N., Streit W. J. Progressive expression of immunomolecules on microglial cells in rat dorsal hippocampus following transient forebrain ischemia // Acta. Neurophathol. 1992. Vol. 83, № 2. P. 149-157.
  53. Ng H. P., Chiang S. C., Chi Y., Lee S. T. Identification of macrosialin (CD68) on the surface of host macrophages as the receptor for the intercellular adhesive molecule (ICAM-L) of Leishmania amazonensis // Int. J. Parasitol. 2009. Vol. 39. P. 1539-1550.
  54. Ohsawa K., Imai Y., Kanazawa H. et al. Involment of Iba1 in membrane ruffling and phagocytosis of macrophages/microglia // J. Cell Sci. 2000. Vol. 133. P. 3073-3084.
  55. Ohsawa K., Imai Y., Sasaki Y., Kohsaka S. Microglia/ macrophages-specific protein Iba1 binds to fimbrin and enhances its actin-bundling activity // J. Neurochem. 2004. Vol. 88. P. 844-856.
  56. Ross G. D. Role of the lectin domain of Mac-1/CR3 (CD11b/ CD18) in regulating intercellular adhesion // Immunol. Res. 2002. Vol. 25, № 3. P. 219-227.
  57. Ross G. D., Vetvicka V. CR3 (CD11b, CD18): a phagocyte and NK cell membrane receptor with multiple ligand specificities and functions // Clin. Exp. Immunol. 1993. Vol. 92. P. 181-184.
  58. Sasaki Y., Ohsawa K., Kanazawa H. et al. Iba1 is an actin-crosslinking protein in macrophage/microglia // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001. Vol. 286. P. 292-297.
  59. Schuitemaker A., Van der Doef T. F., Boellaard R. et al., Microglia activation in healthy aging // Neurobiol. Aging. 2012. Vol. 33. P. 1067-1072.
  60. Shikuma C. M., Gangcuangco L. M., Killebrew D. A. et al. The role of HIV and monocytes/macrophages in adipose tissue biology // J. Acquir. Immune. Defic. Syndr. 2014. Vol. 65, № 2. P. 151-159.
  61. Shin Y. J., Park J. M., Cho J. M. et al. Induction of vascular endothelial growth factor receptor-3 expression in perivascular cells of the ischemic core following focal cerebral ischemia in rats // Acta Histochem. 2013. Vol. 115, № 2. P. 170-177.
  62. Smith C., Gentleman S. M., Leclercq P. D. et al. The inflammatory response in humans after traumatic brain injury // Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2013. Vol. 39. P. 654-666.
  63. Sobin C., Montoya M. G., Parisi N. et al. Microglial disruption in young mice with early chronic lead exposure // Toxicol. Lett. 2013. Vol. 220. P. 44-52.
  64. Song L., Lee C., Schindler C. Deletion of the murine scavenger receptor CD68 // J. Lipid. Res. 2011. Vol. 52. P. 1542-1550.
  65. Streit W. J., Sammons N. W., Kuhns A. J., Sparks D. L. Dystrophic microglia in the aging human brain // Glia. 2004. Vol. 45. P. 208-212.
  66. Suzuki K., Sugihara G., Ouchi Y. et al. Microglial activation in young adults with autism spectrum disorder // JAMA Psychiatry. 2013. Vol. 70. P. 49-58.
  67. Todd R. The continuing saga of complement receptor type 3 (CR3) // J. Clin. Invest. 1996. Vol. 98, № 1. P. 1-2.
  68. Tremblay M., Stevens B., Sierra A. et al. The role of microglia in the healthy brain // J. Neurosci. 2011. Vol. 31. P. 16064-16069.
  69. Varnum M. M., Ikezu T. The classification of microglial activation phenotypes on neurodegeneration and regeneration in Alzheimer`s disease brain // Arch. Immunol. Ther. Exp. 2012. Vol. 60. P. 251-266.
  70. Wake H., Moorhouse A. J., Jinno S. et al. Resting microglia directly monitor the functional state of synapses in vivo and determine the fate of ischemic terminals // J. Neurosci. 2009. Vol. 29. P. 3974-3980.
  71. Wojtera M., Sobow T., Ktoszewska I. et al. Expression of immunohistochemical markers on microglia in Creutzfeldt-Jakob disease and Alzheimer`s disease: morphometric study and review of the literature // Folia Neuropathol. 2012. Vol. 50, № 1. P. 74-84.
  72. Yamada M., Ohsawa K., Imai Y. et al. X-ray structure of the microglia/macrophage-specific protein Iba1 from human and mouse demonstrate novel molecular conformation change induced by calcium binding // J. Mol. Biol. 2006. Vol. 364. P. 449-457.
  73. Yi M.-H., Zhang E., Kang J. W. et al. Expression of CD200 in alternative activation of microglia following an excitotoxic lesion in the mouse hippocampus // Brain Res. 2012. Vol. 1481. P. 90-96.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 0110212 от 08.02.1993.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies