MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector70617810.17816/morph.706178Short communicationsКраткие сообщенияUsing the fluorescent dye Nuclear Yellow for staining neurons in histological sectionsИспользование флуоресцентного красителя Nuclear Yellow для окраски нейронов на гистологических срезахhttps://orcid.org/0009-0008-2774-898XEremenkoKsenia A.ЕрёменкоКсения Андреевна
Russian Federation

лаборант-исследователь лаборатории экспериментальной гистологии и конфокальной микроскопии

kseniaagelskaya@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0002-8659-733X6780-2677BeketovaAnastasiia A.БекетоваАнастасия Алексеевна
Russian Federation

лаборант-исследователь лаборатории функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы

beketova.anastasiya@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6113-3948271713041005725-8742KirikOlga V.КирикОльга Викторовна
Russian Federation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы

olga_kirik@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2456-8165127705890003252-3029KorzhevskiiDmitrii E.КоржевскийДмитрий Эдуардович
Russian Federation

доктор медицинских наук, заведующий лабораторией функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы

dek2@yandex.ruFederal State Budgetary Scientific Institution ‘Institute of Experimental Medicine’Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»1009202616441404202606072026Copyright ©; , Eco-VectorCopyright ©; , Эко-ВекторEco-VectorЭко-Векторhttps://eco-vector.com/for_authors.php#07https://j-morphology.com/1026-3543/article/view/706178

BACKGROUND: Nissl staining method, being one of the fundamental neurohistological methods, makes it possible to assess the state of neurons and neuroglia. In the light of the development of fluorescent neuroimaging methods, there is a need to develop a similar technique using fluorochromes that reproduces the capabilities of the Nissl method.

AIM: to evaluate the applicability of Nuclear Yellow as a fluorescent dye for the visualization of neurons in histological sections.

METHODS: The study was performed on paraffin sections (5 microns) of the brainstem of male Wistar rats (n=8). The sections were processed according to the original protocol of fluorescent staining with an aqueous solution of Nuclear Yellow (NY) — the main group — and stained using the Nissl method with cresyl violet — the comparison group. The obtained preparations were compared by types of the revealed structures, and the emission spectrum of Nuclear Yellow bound to the nervous tissue was also evaluated.

RESULTS: Both the nuclear structures of the cell and the Nissl substance were clearly visualized by staining of nervous tissue sections with NY. The picture of staining with NY is similar to the Nissl staining. The maximum fluorescence for all areas of nervous tissue stained according to the original technique was observed in the range from 494 to 500 nm.

CONCLUSION: Nuclear Yellow is suitable for visualization of neurons in histological sections, providing high-quality fluorescence in the blue spectral range.

Обоснование

Метод окраски по Нисслю, являясь одним из основополагающих нейрогистологических методов, позволяет оценивать состояние нейронов и нейроглии. В свете развития флуоресцентных методов нейровизуализации, возникает необходимость в разработке аналогичной методики, воспроизводящей возможности метода Ниссля с использованием флуорохромов.

Цель исследования

Целью данной работы является проверка красителя Nuclear Yellow на применимость в качестве красителя для визуализации нейронов на гистологических срезах.

Методы

Исследование проведено на парафиновых срезах (5 мкм) ствола мозга самцов крыс линии Wistar (n=8). Срезы обрабатывали согласно оригинальному протоколу флуоресцентного окрашивания водным раствором Nuclear Yellow (NY) — основная группа — и окрашивали по методу Ниссля крезиловым фиолетовым — группа сравнения. Полученные препараты сравнивали по характеру выявленных структур, а также оценивали спектр эмиссии Nuclear Yellow, связавшегося с нервной тканью.

Результаты

При окраске с помощью NY участков нервной ткани были четко визуализированы как ядерные структуры клетки, так и хроматофильная субстанция. Характер полученной картины аналогичен таковой при окраске по Нисслю. Максимум флуоресценции для всех участков нервной ткани, окрашенной по оригинальной методике, наблюдалcя в диапазоне от 494 до 500 нм.

Заключение

Краситель Nuclear Yellow пригоден для выявления нейронов на гистологических срезах с получением флуоресценции в синем спектральном диапазоне.

Confocal microscopy, Nuclear Yellow, Hoechst S769121, Nissl method.Конфокальная микроскопия, Nuclear Yellow, Hoechst S769121, метод Ниссля.Работа выполнена в рамках государственного задания Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Институт экспериментальной медицины»Hasseldam H, Rasmussen RS, El Ali HH, Johansen FF. N-acetyl aspartate levels early after ischemic stroke accurately reflect long-term brain damage. Heliyon. 2024;10(2):e24233. doi:10.1016/j.heliyon.2024.e24233Xie L, Wu H, He Q, et al. A slow-releasing donor of hydrogen sulfide inhibits neuronal cell death via anti-PANoptosis in rats with spinal cord ischemia‒reperfusion injury. Cell Commun Signal. 2024;22(1):33. doi:10.1186/s12964-023-01457-xМеркулов Г.А. Курс патогистологической техники. Л.: Медицина; 1969.Ghosh SK, Walocha JA. Evolution of staining methods in neuroanatomy: Impetus for emanation of neuron doctrine during the turn of 20th century. Anat Rec (Hoboken). 2024;307(10):3398-3412. doi:10.1002/ar.25436Жаботинский Ю.М. Нормальная и патологическая морфология нейрона. Ленинград: Медицина; 1965.Морфологическая диагностика: подготовка материала для морфлогического исследования и электронной микроскопии: руководство / под ред. Д.Э. Коржевского. Санкт-Петербург: СпецЛит; 2013.Komoltsev IG, Frankevich SO, Shirobokova NI, et al. Early electrophysiological consequences of dosed traumatic-brain injury in rats. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2018;118(10. Vyp. 2):21-26. doi:10.17116/jnevro201811810221Mednikov DS, Smirnov AV, Shmidt MV, et al. Morphological Changes and Characteristics of the Expression of Serine Racemase in the Hippocampus of Rats Exposed to Multiple Negative Gravitational Overloads. Neurosci. Behav. Physiol. 2019;49: 89-94. doi:10.1007/s11055-018-0698-xNath B, Julien JP. A New Mouse Model of Giant Axonal Neuropathy with Overt Phenotypes and Neurodegeneration Driven by Neurofilament Disorganization. J Neurosci. 2023;43(22):4174-4189. doi:10.1523/JNEUROSCI.1959-22.2023Xu X, He X, Zhang Z, et al. CREB Inactivation by HDAC1/PP1γ Contributes to Dopaminergic Neurodegeneration in Parkinson's Disease. J Neurosci. 2022;42(22):4594-4604.. doi:10.1523/JNEUROSCI.1419-21.202211. Meyer Zu Reckendorf S, Moser D, Blechschmidt A, et al. Motoneuron-Specific PTEN Deletion in Mice Induces Neuronal Hypertrophy and Also Regeneration after Facial Nerve Injury. J Neurosci. 2022;42(12):2474-2491. doi:10.1523/JNEUROSCI.1305-21.2022Porseva VV. Topography and Morphometric Characteristics of NF200+-Neurons of the Spinal Cord Gray Matter after Capsaicin Deafferentation. Morfologiya. 2013;144(6): 20-25. doi:10.17816/morph.398681Zamith Cunha R, Semprini A, Salamanca G, et al. Expression of Cannabinoid Receptors in the Trigeminal Ganglion of the Horse. Int J Mol Sci. 2023;24(21):15949. doi:10.3390/ijms242115949Weber RZ, Bernardoni D, Rentsch NH, et al. Dataset on stroke infarct volume in rodents: A comparison of MRI and histological methods. Data Brief. 2024;53:110188. doi:10.1016/j.dib.2024.110188Alvarez-Buylla A, Ling CY, Kirn JR. Cresyl violet: a red fluorescent Nissl stain. J Neurosci Methods. 1990;33(2-3):129-133. doi:10.1016/0165-0270(90)90016-9Pinna-Senn E, Lisanti JA, Ortiz MI, et al. Specific heterochromatic banding of metaphase chromosomes using nuclear yellow. Biotech Histochem. 2000;75(3):132-140. doi:10.3109/10520290009066491Bentivoglio M, Kuypers HG, Catsman-Berrevoets CE, Loewe H, Dann O. Two new fluorescent retrograde neuronal tracers which are transported over long distances. Neurosci Lett. 1980;18(1):25-30. doi:10.1016/0304-3940(80)90208-6An G, Guan Y, Wan R, et al. Pathomechanism of Lower-level Discogenic Groin Pain and Clinical Outcomes of Percutaneous Endoscopic Discectomy for the Treatment of Discogenic Groin Pain. Pain Physician. 2021;24(3):E289-E297Sabnis RW. Handbook of Biological Dyes and Stains: Synthesis and Industrial Applications. Hoboken: John Wiley & Sons; 2010.Sulatskaya AI, Lavysh AV, Maskevich AA, et al. Thioflavin T fluoresces as excimer in highly concentrated aqueous solutions and as monomer being incorporated in amyloid fibrils. Sci Rep. 2017;7(1):2146. doi:10.1038/s41598-017-02237-7Bae W, Yoon TY, Jeong C. Direct evaluation of self-quenching behavior of fluorophores at high concentrations using an evanescent field. PLoS One. 2021;16(2):e0247326. doi:10.1371/journal.pone.0247326Ratajczak K, Stobiecka M. Ternary Interactions and Energy Transfer between Fluorescein Isothiocyanate, Adenosine Triphosphate, and Graphene Oxide Nanocarriers. J Phys Chem B. 2017;121(28):6822-6830. doi:10.1021/acs.jpcb.7b04295Takizawa T, Meshorer E. Chromatin and nuclear architecture in the nervous system. Trends Neurosci. 2008;31(7):343-352. doi:10.1016/j.tins.2008.03.005Curtis SK, Cowden RR. Evaluation of five basic fluorochromes of potential use in microfluorometric studies of nucleic acids. Histochemistry. 1983;78(4):503-511. doi:10.1007/BF00496202Kapuscinski J. DAPI: a DNA-specific fluorescent probe. Biotech Histochem. 1995;70(5):220-233. doi:10.3109/10520299509108199Pawley JB. Handbook of Biological Confocal Microscopy. New York: Springer; 2006. doi: 10.1007/978-0-387-45524-2