SUBEPENDYMAL MICROGLIOCYTES OF THE THIRD VENTRICLE OF THE BRAIN



Cite item

Full Text

Abstract

The goal of the study was to identify the subependymal microglial cells of the III ventricle of the rat brain and to determine their structural characteristics. The sections of the brain of intact Wistar (n=3) and Sprague-Dawley (n=3) male rats were studied using the methods of immunocytochemistry and confocal laser microscopy. Subependymal microglia of the III ventricle was found to be a constantly present cell population. Two types of subependymal microgliocytes were identified - spindle-like and basket cells. Their processes penetrate the ependymal layer and reach its surface, thus contacting the cerebrospinal fluid (CSF), which suggests a possible participation of these cells in the structure of CSF-brain barrier.

Full Text

Клетки микроглии являются специализированными макрофагами органов ЦНС [4], которые рассматриваются как ключевой элемент защитных механизмов нервной системы [5]. Несмотря на функциональную значимость этих клеток, микроглия остается одним из наименее изученных компонентов нервной ткани. В недавних исследованиях было показано, что в головном мозгу имеются микроглиоциты, которые расположены непосредственно под эпендимой боковых желудочков [1], однако детального анализа структурной организации этих клеток и их распределения в различных отделах стенок желудочков мозга выполнено не было. Поэтому цель настоящей работы состояла в идентификации клеток субэпендимной микроглии III желудочка, определении их структурных характеристик и взаиморасположения их отростков по отношению к эпендимоцитам. Материал и методы. Работа выполнена на фронтальных срезах головного мозга интактных половозрелых крыс-самцов линии Вистар (n=3) и Спрейг-Доули (n=3) из архива лаборатории функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы Научноисследовательского института экспериментальной медицины СЗО РАМН. Для идентификации микроглиоцитов использовали поликлональные козьи антитела к антигену Iba-1 (Abcam, Великобритания), который является специфическим маркером микроглии [1, 5]. Инкубацию с первичными антителами к Iba-1 в разведении 1:200 проводили в течение 18 ч при 27 ºС. Выявление комплекса антиген-антитело осуществляли в 2 этапа. На 1-м этапе срезы инкубировали с вторичными антикозьими биотинилированными антителами (разведение 1:200, Dako, Дания) 60 мин при 27 ºС, на 2-м этапе для световой микроскопии - со стрептавидином, конъюгированным с пероксидазой (реагент «Str/HRP» из набора LSAB 2 System-HRP, Dako, Дания) 30 мин при 27 ºС. Продукт иммуноцитохимической реакции визуализировали, используя хромоген DAB+ (Dako, Дания). Для конфокальной микроскопии на 2-м этапе использовали стрептавидин, конъюгированный с флюорохромом CY3 (Initrogen, США, разведение 1:100). Инкубацию проводили в течение 30 мин при 27 ºС. После завершения иммуноцитохимической реакции ядра клеток в части срезов докрашивали гематоксилином или флюоресцентным красителем Sytox Green (Initrogen, США). Контрольные процедуры при постановке иммуноцитохимических реакций проводили с учетом рекомендаций производителей реагентов. Полученные препараты исследовали при помощи конфокального лазерного микроскопа LSM 710 (Zeiss, Германия) и светового микроскопа DM 750 (Leica, Германия). Клетки и их отростки измеряли, используя программу LSM Image Browser (Zeiss, Германия), для оценки интенсивности флюоресценции использовали программу ZEN 2011 Lite (Zeiss, Германия). Результаты исследования. Установлено, что субэпендимная микроглия III желудочка является постоянно присутствующей популяцией клеток. Флюоресценция субэпендимных микроглиоцитов в 2 раза интенсивнее, чем микроглии соседних участков гипоталамуса. В верхней части III желудочка субэпендимные микроглиоциты выглядят как многоотростчатые клетки. Диаметр их ядра обычно равен 7-8 мкм, а ободок перинуклеарной цитоплазмы вне места отхождения отростков в ширину составляет не более 1 мкм. От их тел отходят по нескольку (4-6) первичных отростков, обращенных в сторону нервной ткани, и 1-2 - в сторону эпендимы (рис. 1). От первичного отростка, направленного в сторону эпендимы, ответвляются по 2-3 вторичных отростка. Они идут в том же направлении либо под острым углом, либо перпендикулярно первичному отростку и располагаются непосредственно под слоем эпендимоцитов. Отростки, проникающие в слой эпендимоцитов, - длинные (до 50 мкм), не ветвятся, имеют небольшие микровыросты (до 2-3 мкм), иногда достигают апикальной поверхности эпендимоцитов. От вторичных отростков, вытянутых вдоль эпендимы, отходят отростки под прямым углом, направленные в нейропиль, и под острым углом, идущиевдоль эпендимы. От первичных отростков, обращенных в сторону нервной ткани, в различных направлениях отходят многочисленные вторичные отростки. Часть из них заканчиваются колбообразными расширениями, от которых отходят по нескольку микровыростов. В нижней (гипоталамической) части III желудочка, где имеется отчетливо выраженный слой реснитчатых эпендимоцитов, встречаются 2 разновидности субэпендимных микроглиоцитов - веретеновидные и корзинчатые, а также присутствуют промежуточные формы. Веретеновидные микроглиоциты имеют 2 первичных отростка, вытянутых вдоль базальной части эпендимного пласта. От их первичных отростков в сторону просвета желудочка отходят тонкие неветвящиеся и разветвленные отростки, которые проникают между эпендимоцитами, иногда достигая полости желудочка (рис. 2). В сторону окружающей нервной ткани направляются более тонкие и длинные разветвляющиеся отростки, имеющие изломанный ход. Корзинчатые микроглиоциты направляют свои немногочисленные и неветвящиеся толстые основные отростки в сторону полости желудочка, которые проникают в пласт эпендимных клеток. При замещении реснитчатых эпендимоцитов таницитами (уровень аркуатного ядра) слой субэпендимных микроглиоцитов исчезает. Обсуждение полученных данных. Известно, что в области боковых желудочков конечного мозга микроглиоциты субвентрикулярной зоны участвуют в различных процессах, связанных с формированием новых нейронов и глиоцитов, а также входят в состав защитной системы головного мозга, реагирующей в ответ на такие повреждающие воздействия, как гипоксия и ишемия [2, 3]. Полученные данные свидетельствуют о том, что в области III желудочка присутствуют 2 различные формы микроглиоцитов. Их структурная организация и взаимодействие с эпендимой свидетельствуют о существовании непосредственного контакта отростков этих клеток с цереброспинальной жидкостью (ЦСЖ). Высокая интенсивность флюоресценции субэпендимных микроглиоцитов, вероятно, обусловлена более высокой цитоплазматической концентрацией белка Iba-1, который участвует в реализации специфических функций микроглии [1]. Таким образом, субэпендимные микроглиоциты, благодаря возможности прямого контакта с ЦСЖ, могут осуществлять мониторинг состава этой части внутренней среды головного мозга и служат передовым элементом защитной системы ликвороэнцефалического барьера.
×

About the authors

O. V. Kirik

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

Email: olga_kirik@mail.ru

Ye. G. Sukhorukova

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

Email: len48@inbox.ru

O. S. Alekseyeva

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

Email: osa72@inbox.ru

D. E. Korzhevskiy

RAMS North-Western Branch Institute of Experimental Medicine

Email: iemmorphol@yandex.ru

References

  1. Кирик О. В., Сухорукова Е. Г. и Коржевский Д. Э. Кальцийсвязывающий белок Iba-1/AIF-1 в клетках головного мозга крысы. Морфология, 2010, т. 137, вып. 2, с. 5-8.
  2. Коржевский Д. Э., Кирик О. В., Сухорукова Е. Г. и Власов Т. Д. Структурная организация микроглиоцитов стриатума после транзиторной фокальной ишемии. Морфология, 2012, т. 141, вып. 2, с. 28-32.
  3. Хожай Л. И. 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.
  4. Davis E. J., Foster T. D. and Thomas W. E. Cellular forms and functions of brain microglia. Brain Res. Bull., 1994, v. 4, № 1, р. 73-78.
  5. Graeber M. B. and Streit W. J. Microglia: biology and pathology. Acta Neuropathol., 2010, v. 119, р. 89-105.

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.