Структурная организация астроцитов центрального ядра миндалевидного комплекса крыс линии DAT-HET

Автор: Давлетбаева А.Р., Федорова А.М., Хисматуллина З.Р.

Журнал: Морфологические ведомости @morpholetter

Рубрика: Оригинальные исследования

Статья в выпуске: 3 т.31, 2023 года.

Бесплатный доступ

Центральное ядро миндалевидного комплекса является интегративным центром и основным каналом связи с остальным мозгом. Показано, что оно связано с важнейшими гипоталамическими и висцеральными центрами. Изучение морфологии его нейронов и их ответной реакции необходимо для понимания того, как эта структура регулирует различные аспекты поведения в норме и при психических расстройствах. Цель настоящего исследования состояла в изучении морфологической организации астроцитов центрального ядра миндалевидного комплекса крыс линии DAT-HET. Крысы линии DAT-HET являются гетерозиготами (HET) по нокауту гена белка - дофаминового транспортера (DAT), имеют ряд поведенческих особенностей, повышенную двигательную и исследовательскую активность и одновременно повышенную поведенческую тревожность. Исследование выполнено на лабораторных крысах-самцах двух линий: линии Wistar (n=8), линии DAT-HET (n=7) с массой тела от 200 г до 265 г в возрасте 5-6 месяцев. Центральное ядро миндалевидного комплекса было изучено на серии фронтальных срезов головного мозга крыс. В структуре центрального ядра миндалевидного комплекса у изучаемых групп животных хорошо дифференцируются медиальное и латеральное субъядра и объединяющая их промежуточная часть. Исследование морфометрических показателей площади субъядер центрального ядра миндалевидного комплекса показало, что у крыс линии Вистар площадь латерального субъядра достоверно выше при сравнении с аналогичным показателем крыс линии DAT-HET и эта разница составляет 29%. Сравнение степени экспрессии иммунопозитивных клеток к маркеру глиального фибриллярного кислого белка - белка промежуточных филаментов III типа, который экспрессируется многочисленными типами клеток центральной нервной системы, включая астроциты и эпендимальные клетки выявило, что у крыс линии DAT-HET площадь, занимаемая иммунопозитивными клетками также достоверно больше. Полученные результаты свидетельствуют о возможных процессах ремоделирования формы и размеров астроцитов, которые возникают в ответ на изменения дофаминергической трансмиссии, вызванные нокаутом соответствующего гена.

Еще

Миндалевидный комплекс, центральное ядро, астроциты, дофамин, крысы линии dat-het

Короткий адрес: https://sciup.org/143181188

IDR: 143181188   |   DOI: 10.20340/mv-mn.2023.31(3).809

Список литературы Структурная организация астроцитов центрального ядра миндалевидного комплекса крыс линии DAT-HET

  • Cardinal RN, Parkinson JA, Hall J, Everitt BJ. Emotion and motivation: the role of the amygdala, ventral striatum, and prefrontal cortex. Neu-rosci Biobehav Rev. 2002;26(3):321-352. DOI: 10.1016/s0149-7634(02)00007-6
  • Ahmadeev AV, Kalimullina LB. Central'noe yadro mindalevidnogo kompleksa mozga: struktura, neyrohimiya, svyazi i funktsii. Uspekhi fizio-logicheskikh nauk. 2020;51(3):69-86. DOI: 10.31857/S0301179820030030. In Russian
  • Morales L, Castro-Robles B, Abellan A, Desfilis E. A novel telencephalon-opto-hypothalamic morphogenetic domain coexpressing Foxg1 and Otp produces most of the glutamatergic neurons of the medial extended amygdala. J Comp Neurol. 2021;529:2418-2449. DOI: 10.1002/cne.25103
  • Kolotilova OI, Korenyuk II, Khusainov DR, Cheretaev IV. Dofaminergicheskaya sistema mozga. Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo univer-siteta. 2014;(4):97-106. In Russian
  • Giros B, Caron MG. Molecular characterization of the dopamine transporter. Trends Pharmacol Sci. 1993;14(2):43-49. DOI: 10.1016/0165-6147(93)90029-j
  • Hyman SE. Addiction to cocaine and amphetamine. Neuron. 1996;16(5):901-904. DOI: 10.1016/s0896-6273(00)80111-7
  • Mehler-Wex C, Riederer P, Gerlach M. Dopaminergic dysbalance in distinct basal ganglia neurocircuits: implications for the pathophysiology of Parkinson's disease, schizophrenia and attention deficit hyperactivity disorder. Neurotox res. 2006;10(3-4):167-179. DOI: 10.1007/BF03033354
  • Doggrell SA. The therapeutic potential of dopamine modulators on the cardiovascular and renal systems. Expert Opin Investig Drugs. 2002;11(5):631-644. DOI: 10.1517/13543784.11.5.631
  • Wheeler MA, Clark IC, Tjon EC et al. MAFG-driven astrocytes promote CNS inflammation. Nature. 2020;578(7796):593-599. DOI: 10.1038/s41586-020-1999-0
  • Linnerbauer M, Wheeler MA, Quintana FJ. Astrocyte crosstalk in CNS inflammation. Neuron. 2020;108(4):608-622. DOI: 10.1016/j.neuron.2020.08.012
  • Wheeler MA, Quintana FJ. Regulation of astrocyte functions in multiple sclerosis. Cold Spring Harb Perspect Med. 2019;9(1):a029009. DOI: 10.1101/cshperspect.a029009
  • Habib N, McCabe C, Medina S, et al. Disease-associated astrocytes in Alzheimer's disease and aging. Nat Neurosci. 2020;23(6):701-706. DOI: 10.1038/s41593-020-0624-8
  • Mathys H, Davila-Velderrain J, Peng Z, et al. Single-cell transcriptomic analysis of Alzheimer's disease. Nature. 2019;570(7761):332-337. DOI: 10.1038/s41586-019-1195-2
  • Zhou Y, Song WM, Andhey PS, et al. Human and mouse single-nucleus transcriptomics reveal TREM2-dependent and TREM2-independent cellular responses in Alzheimer's disease. Nat Med. 2020;26(1):131-142. DOI: 10.1038/s41591-019-0695-9
  • Yun SP, Kam TI, Panicker N, et al. Block of A1 astrocyte conversion by microglia is neuroprotective in models of Parkinson's disease. Nat Med. 2018;24(7):931-938. DOI: 10.1038/s41591-018-0051-5
  • Booth HDE, Hirst WD, Wade-Martins R. The role of astrocyte dysfunction in Parkinson's disease pathogenesis. Trends Neurosci. 2017;40(6):358-370. DOI: 10.1016/j.tins.2017.04.001
  • Yu X, Taylor AMW, Nagai J, et al. Reducing astrocyte calcium signaling in vivo alters striatal microcircuits and causes repetitive behavior. Neuron. 2018;99(6):1170-1187.e9. DOI: 10.1016/j.neuron.2018.08.015
  • Nagai J, Yu X, Papouin T, et al. Behaviorally consequential astrocytic regulation of neural circuits. Neuron. 2021;109(4):576-596. DOI: 10.1016/j.neuron. 2020.12.008
  • Perez-Alvarez A, Navarrete M, Covelo A, et al. Structural and functional plasticity of astrocyte processes and dendritic spine interactions. J Neurosci. 2014;34(38):12738-12744. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2401-14.2014
  • Molofsky AV, Krencik R, Ullian EM, et al. Astrocytes and disease: a neurodevelopmental perspective. Genes Dev. 2012;26(9):891-907. DOI: 10.1101/gad.188326.112
  • Burda JE, Sofroniew MV. Reactive gliosis and the multicellular response to CNS damage and disease. Neuron. 2014;81(2):229-248. DOI: 10.1016/j.neuron.2013.12.034
  • Pekny M, Pekna M. Astrocyte reactivity and reactive astrogliosis: costs and benefits. Physiol Rev. 2014;94(4):1077-1098. DOI: 10.1152/physrev. 00041.2013
  • Paxinos G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. Sydney: Academic, 1998. 300 pp
  • Anderson MA, Ao Y, Sofroniew MV. Heterogeneity of reactive astrocytes. Neurosci Lett. 2014;565:23-29. DOI: 10.1016/j.neulet.2013.12.030
  • Li Y, Yin A, Sun X, et al. Deficiency of tumor suppressor NDRG2 leads to attention deficit and hyperactive behavior. J Clin Invest. 2017;127(12):4270-4284. DOI: 10.1172/JCI94455
  • Dong XX, Wang Y, Qin ZH. Molecular mechanisms of excitotoxicity and their relevance to pathogenesis of neurodegenerative diseases. Acta Pharmacol Sin. 2009; 30(4):379-387. DOI: 10.1038/aps.2009.24
  • Meldrum BS. Glutamate as a neurotransmitter in the brain: review of physiology and pathology. J Nutr. 2000;130(4S Suppl): 1007-1015. DOI: 10.1093/jn/130.4.1007S
  • Anderson CM, Swanson RA. Astrocyte glutamate transport: review of properties, regulation, and physiological functions. Glia. 2000;32(1):1-14
  • Hefendehl JK, LeDue J, Ko RW, et al. Mapping synaptic glutamate transporter dysfunction in vivo to regions surrounding Aft plaques by iG-luSnFR two-photon imaging. Nat Commun. 2016;7:13441. DOI: 10.1038/ncomms13441
  • Chung EK, Chen LW, Chan YS, Yung KK. Downregulation of glial glutamate transporters after dopamine denervation in the striatum of 6-hydroxydopamine-lesioned rats. J Comp Neurol. 2008;511(4):421-437. DOI: 10.1002/cne.21852
  • Liang Z, Valla J, Sefidvash-Hockley S, et al. Effects of estrogen treatment on glutamate uptake in cultured human astrocytes derived from cortex of Alzheimer's disease patients. J Neurochem. 2002;80(5):807-814. DOI: 10.1046/j.0022-3042.2002.00779.x
  • Wang J, Liu M, Hou W, et al. N-myc Downstream-Regulated Gene 2 (Ndrg2): A Critical Mediator of Estrogen-Induced Neuroprotection Against Cerebral Ischemic Injury. Mol Neurobiol. 2022;59(8):4793-4804. DOI: 10.1007/s12035-022-02877-5
  • Safieh-Garabedian B, Mayasi Y, Saadé NE. Targeting neuroinflammation for therapeutic intervention in neurodegenerative pathologies: a role for the peptide analogue of thymulin (PAT). Expert Opin Ther Targets. 2012;16(11): 1065-1073. DOI: 10.1517/14728222.2012.714773
  • Colombo E, Farina C. Astrocytes: Key Regulators of Neuroinflammation. Trends Immunol. 2016;37(9):608-620. DOI: 10.1016/j.it.2016.06.006
Еще
Статья научная