NESTIN EXPRESSION IN EPENDYMAL CELLS OF LATERAL VENTRICLES OF THE RAT BRAIN IN AGING



Cite item

Full Text

Abstract

It is known that during development of the brain, with the progress of ependendymocyte differentiation from radial gliocytes, the synthesis of nestin is stopped. However, it was shown that in the ependyma of the lateral brain ventricles nestin synthesis was resumed in response to ischemic injury. The aim of the present study was to test the hypothesis of possible re-expression of nestin in the ependyma in aging. The study was performed on male Wistar rats aged 4 (n=4) and 28 months (n=3). In older animals the expression of nestin was demonstrated in the ependyma of the lateral ventricles of the brain. It was also found that the area of the medial and upper walls of the lateral ventricle contained the regions of ependyma, in which all cells had intense cytoplasmic staining. The causes of the phenomenon described remain unclear.

Keywords

Full Text

Нестин - белок промежуточных филаментов VI типа - нередко используют как маркер нейральных стволовых клеток. Известно, что при повреждении головного мозга нестин начинают синтезировать астроциты [4], что, как полагают некоторые авторы, отражает сохранение у этих клеток нейрогенных свойств [6]. В отношении таких же свойств у эпендимы боковых желудочков головного мозга мнения исследователей противоречивы. Большинство авторов не склоннысчитать эпендимные клетки нейрогенными, тем не менее, было показано, что в составе эпендимы присутствуют нейральные стволовые клетки[5]. Известно, что при развитии головного мозга, по мере дифференцировки эпендимоцитов из радиальных глиоцитов, происходит прекращение синтеза нестина [1], однако после транзисторной ишемии головного мозга эпендима боковых желудочков вновь приобретает способность синтезировать этот белок [2]. Вопрос о возможности синтеза нестина в эпендимоцитах стареющего мозга, когда наблюдаются возрастная нейродегенерация и глиоз, до настоящего времени не решен. Цель настоящего исследования состояла в проверке гипотезы о возможности восстановления экспрессии нестина в эпендиме боковых желудочков головного мозга крысы при старении. Материал и методы. Работа выполнена на крысах-самцах (n=7) линии Вистар, которых содержали в виварии Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН. Контролем служили 4-месячные животные (n=4). В группу старых животных (n=3) входили крысы в возрасте 28 мес. Содержание животных и их умерщвление осуществляли с учетом «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ № 755 от 12.08.1977 г. МЗ СССР). Головной мозг фиксировали в цинк-этанол-формальдегиде, обезвоживали и заливали в парафин общепринятым способом. Морфологическому исследованию подвергали фронтальные срезы конечного мозга. Для иммуноцитохимического выявления белка промежуточных филаментов - нестина - были использованы мышиные моноклональные антитела (клон Rat-401; BD Pharmingen, США) в разведении 1:400 [3]. Для увеличения чувствительности иммуноцитохимической реакции проводили тепловое демаскирование антигена в модифицированном цитратном буфере pH 6,1 (S1700, Dako, Дания). В качестве вторичных реагентов использовали реактивы из набора EnVision+ HRP/DAB (Dako, Дания). Внутренним положительным контролем служили клетки субвентрикулярной пролиферативной зоны. После постановки иммуноцитохимических реакций часть срезов докрашивали гематоксилином. Фотосъемку выполняли, используя микроскоп Leica DM750 и фотокамеру ICC50 (Leica, Германия). Результаты исследования. Во всех изученных препаратах селективность иммуноцитохимической реакции не вызывала сомнений. Неспецифическая фоновая реакция была минимальной. У контрольных животных нестин-иммунопозитивными преимущественно были клетки, расположенные в субвентрикулярной пролиферативной зоне. Очень слабая положительная реакция регистрировалась по периметру просветов кровеносных капилляров различных отделов головного мозга. У двух контрольных животных была обнаружена слабая реакция на нестин в единичных клетках в составе эпендимы нижней части медиальной и латеральной стенок боковых желудочков. У двух других крыс реакция на нестин в эпендиме была отрицательной. В группе старых животных у всех трех изученных крыс были обнаружены значительные участки нестин-иммунопозитивной эпендимы, в которых все клетки имели интенсивную окраску цитоплазмы (рисунок). Эти участки преимущественно локализовались в области медиальной и верхней стенок бокового желудочка. При этом, в эпендимной выстилке латеральной стенки бокового желудочка обнаруживались лишь единичные клетки, дающие сравнительно слабую реакцию на нестин. Клетки субвентрикулярной зоны были иммунопозитивными, однако интенсивность реакции на нестин в их перинуклеарной цитоплазме и отростках была меньше, чем в эпендимоцитах медиальных стенок боковых желудочков. Обсуждение полученных данных. В результате проведенного исследования было обнаружено, что эпендима боковых желудочков у старых крыс содержит нестин. Специфичность иммуноцитохимической реакции подтверждается ее выявлением в эндотелии части кровеносных сосудов головного мозга, что согласуется с данными о наличии нестина в эндотелии [7]. Интенсивность реакции на нестин в эпендимоцитах была сопоставима с реакцией эпендимы, наблюдаемой при ишемическом инфаркте головного мозга [2]. Усиление экспрессии нестина в эпендимоцитах при старении нуждается в объяснении, которое в настоящее время отсутствует. Можно предполагать, что эпендимоциты, являясь резервной популяцией прогениторных клеток, активируются при возрастных нарушениях функционирования головного мозга и начинают синтезировать нестин, как это происходит с астроцитами при их постишемической актива ции [4]. Не исключено и то, что благодаря особым антиапоптотическим свойствам нестина [8] его синтез усиливается в эпендиме с целью защиты медленно обновляющейся популяции эпендимоцитов от повреждения. Наличие слабой реакции на нестин в единичных эпендимоцитах у животных из контрольной группы не вполне согласуется с полученными нами ранее данными об отстутствии нестина в эпендиме у интактных половозрелых крыс, использованных в контрольных сериях проводившихся экспериментов [2, 4]. Вероятно, присутствие в составе эпендимы у этих животных нестиниммунопозитивных клеток не регистрировалось из-за меньшей чувствительности применявшегося нами ранее варианта иммуноцитохимического метода. Использование теплового демаскирования исследованного антигена в модифицированном цитратном буфере позволило повысить чувствительность иммуноцитохимической реакции и выявить эпендимоциты, содержащие незначительное количество нестина. Таким образом, проведенное исследование подтвердило гипотезу о восстановлении экспрессии нестина в эпендиме головного мозга крысы при старении. Причины обнаруженного факта остаются неясными.
×

About the authors

D. E. Korzhevskiy

RAS Institute of Experimental Medicine

Email: dek2@yandex.ru

O. V. Kirik

RAS Institute of Experimental Medicine

Email: olga_kirik@mail.ru

O. S. Alekseyeva

RAS Institute of Experimental Medicine; RAS I. M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry

References

  1. Гиляров А.В, Коржевский Д. Э. и Отеллин В. А. Изменение состава промежуточных филаментов в клетках конечного мозга крыс в ранний постнатальный период онтогенеза. Журн. эволюц. биохим., 2009, т. 45, № 1, с. 130-137.
  2. Кирик О. В., Власов Т. Д. и Коржевский Д. Э. Маркеры нейральных стволовых клеток нестин и Musashi-1 в клетках конечного мозга крысы после транзиторной фокальной ишемии. Морфология, 2012, т. 142, вып. 4, с. 19-24.
  3. Коржевский Д. Э. и Гиляров А. В. Оптимизация метода иммуноцитохимического выявления нестина на парафиновых срезах головного мозга крысы. Морфология, 2006, т. 130, вып. 6, с. 77-79.
  4. Коржевский Д. Э., Ленцман М. В., Гиляров А. В. и др. Индукция синтеза нестина в клетках головного мозга крысы под влиянием ишемического повреждения. Морфология, 2007, т. 131, вып. 1, с. 23-26.
  5. Coskun V., Wu H., Blanchi B. et al. CD133+ neural stem cells in the ependyma of mammalian postnatal forebrain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2008, v. 105, № 3, p. 1026-1031.
  6. Gonzalez-Perez O. and Quinones-Hinojosa A. Astrocytes as neural stem cells in the adult brain. J. Stem Cells, 2012, v. 7, № 3, p. 181-188.
  7. Krüger K., Stefansson I. M., Collett K. et al. Microvessel proliferation by co-expression of endothelial nestin and Ki-67 is associated with a basal-like phenotype and aggressive features in breast cancer. Breast, 2013, v. 22, № 3, p. 282-288.
  8. Park D., Xiang A. P., Mao F. F. et al. Nestin is required for the proper self-renewal of neural stem cells. Stem Cells, 2010, v. 28, № 12, p. 2162-2171.

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.