Нейрохимия, 2022, T. 39, № 1, стр. 59-69

Морфологические изменения ГАМКергических структур головного мозга крысы в ходе постнатального развития

В. А. Разенкова 1, Д. Э. Коржевский 1

1 ФГБНУ “Институт экспериментальной медицины”
Санкт-Петербург, Россия

Поступила в редакцию 07.04.2021
После доработки 27.04.2021
Принята к публикации 14.05.2021

Аннотация

Целью настоящего исследования было изучение ГАМКергических нейронов головного мозга и синаптических терминалей в раннем постнатальном онтогенезе и при старении. В качестве материала были использованы срезы головного мозга крыс породы Вистар на разных сроках постнатального развития (от конца первой недели и до 24 месяцев). ГАМКергические структуры выявляли с помощью иммуногистохимической реакции на фермент синтеза ГАМК – глутаматдекарбоксилазу изоформы 67 (GAD67). Были охарактеризованы морфологические изменения, происходящие в ГАМКергической системе в ходе постнатального онтогенеза. В частности, было показано, что GAD67-иммунопозитивные cинаптические окончания, у 7-дневных животных преимущественно локализованы в I слое коры. Подтверждено предположение о том, что клетки Кахаля-Ретциуса не являются ГАМКергическими. ГАМКергические нейроны были обнаружены в субвентрикулярной зоне конечного мозга на ранних сроках постнатального онтогенеза и у старых животных. Установлено, что эпителиоциты сосудистого сплетения головного мозга к концу первого месяца развития содержат GAD67 и, поэтому, могут служить источником внесинаптической ГАМК.

Ключевые слова: гамма-аминомасляная кислота, глутаматдекарбоксилаза, онтогенез, головной мозг, иммуногистохимия, конфокальная лазерная микроскопия

Список литературы

  1. Kubota Y. // Curr. Opin. Neurobiol. 2014. V. 26. P. 7–14.

  2. Lim L., Mi D., Llorca A., Marín O. // Neuron. 2018. V. 100. № 2. P. 294–313.

  3. Wang B., Long J.E., Flandin P., Pla R., Waclaw R.R., Campbell K., Rubenstein J.L.R. // J. Comp. Neurol. 2013. V. 521. № 7. P. 1561–1584.

  4. Long J.E., Cobos I., Potter G.B., Rubenstein J.L.R. // Cereb. Cortex. 2009. V. 28. P. 3797–3815.

  5. Wang Y., Neubauer F.B., Lüscher H.R., Thurley K. // Eur. J. Neurosci. 2010. V. 31. № 9. P. 1582–1594.

  6. Sandberg M., Flandin P., Silberberg S., Su-Feher L., Price J.D., Hu J.S., Kim C., Visel A., Nord A.S., Rubenstein J.L.R. // Neuron. 2016. V. 91. № 5. P. 1260–1275.

  7. Liu Z., Zhang Z., Lindtner S., Li Z., Xu Z., Wei S., Liang Q., Wen Y., Tao G., You Y., Chen B., Wang Y., Rubenstein J.L., Yang Z. // Cereb. Cortex. 2019. V. 29. № 6. P. 2653–2667.

  8. Shmakova A.A., Balatskiy A.V., Kulebyakina M.A., Schaub T., Karagyaur M.N., Kulebyakin K.Y., Rysenkova K.D., Tarabykin V.S., Tkachuk V.A., Semina E.V. // Russ. J. Dev. Biol. 2021. V. 52. № 1. P. 53–63.

  9. Al-Jaberi N., Lindsay S., Sarma S., Bayatti N., Clowry G.J. // Cereb. Cortex. 2015. V. 25. № 3. P. 631–645.

  10. Radonjić N.V., Ayoub A.E., Memi F., Yu X., Maroof A., Jakovcevski I., Anderson S.A., Rakic P., Zecevic N. // Cell Rep. 2014. V. 9. № 6. P. 2139–2151.

  11. Okaty B.W., Miller M.N., Sugino K., Hempel C.M., Nelson S.B. // J. Neurosci. 2009. V. 29. № 21. P. 7040–7052.

  12. Rice F.L., Gomez C., Barstow C., Burnet A., Sands P. // J. Comp. Neurol. 1985. V. 236. № 4. P. 477–495.

  13. Vincent S.L., Pabreza L., Benes F.M. // J. Comp. Neurol. 1995. V. 355. № 1. P. 81–92.

  14. Foster A.C., Kemp J.A. // Curr. Opin. Pharmacol. 2006. V. 6. P. 7–17.

  15. Le Magueresse C., Monyer H. // Neuron. 2013. V. 77. № 3. P. 388–405.

  16. Behar T.N., Schaffner A.E., Scott C.A., O’Connell C., Barker J.L. // J. Neurosci. 1998. V. 18. № 16. P. 6378–6387.

  17. Li S., Kumar P., Joshee S., Kirschstein T., Subburaju S., Khalili J.S., Kloepper J., Du C., Elkhal A., Szabó G., Jain R.K., Köhling R., Vasudevan A. // Cell Res. 2018. V. 28. № 2. P. 221–248.

  18. Oh W.C., Lutzu S., Castillo P.E., Kwon H.B. // Science. 2016. V. 353. № 6303. P. 1037–1040.

  19. Wang D.D., Kriegstein A.R. // J. Physiol. 2009. V. 587. № 9. P. 1873–1879.

  20. Ben-Ari Y. // Epileptic Disord. 2006. V. 8. № 2. P. 91–102.

  21. Bregestovski P., Bernard C. // Front. Pharmacol. 2012. V. 3. № 65. 5 p.

  22. Zilberter M. // J. Neurosci. 2016. V. 36. № 40. P. 10242–10244.

  23. Korzhevskii D.E., Sukhorukova E.G., Kirik O.V., Grigorev I.P. // Eur. J. Histochem. 2015. V. 59. № 3. P. 5–9.

  24. Gusel’nikova V.V., Korzhevskii D.E. // Neurosci. Behav. Physiol. 2018. V. 48. № 2. P. 153–156.

  25. Greif K.F., Erlander M.G., Tillakaratne N.J.K., Tobin A.J. // Neurochem. Res. 1991. V. 16. № 3. P. 235–242.

  26. Shihan M.H., Novo S.G., Le Marchand S.J., Wang Y., Duncan M.K. // Biochem. Biophys. Reports. 2021. V. 25. P. 100916.

  27. Колос Е.А., Григорьев И.П., Коржевский Д.Э. // Морфология 2015. Т. 147. № 1. С. 78–82.

  28. Nakamoto K.T., Mellott J.G., Killius J., Storey-Workley M.E., Sowick C.S., Schofield B.R. // Front. Neuroanat. 2014. V. 8. № 108. P. 1–13.

  29. Cesa R., Morando L., Strata P. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. V. 105. № 48. P. 18988–18993.

  30. Peters A. // J. Neurocytol. 2002. V. 31. № 3–5 Spec. Iss. P. 183–193.

  31. Lodato S., Arlotta P. // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2015. V. 31. P. 699–720.

  32. Feldmeyer D., Qi G., Emmenegger V., Staiger J.F. // Neuroscience. 2018. V. 368. P. 132–151.

  33. Tremblay R., Lee S., Rudy B. // Neuron. 2016. V. 91. № 2. P. 260–292.

  34. Ascoli G.A., Alonso-Nanclares L., Anderson S.A., Barrionuevo G., Benavides-Piccione R., Burkhalter A., Buzsáki G., Cauli B., DeFelipe J., Fairén A., Feldmeyer D., Fishell G., Fregnac Y., Freund T.F., Gardner D., Gardner E.P., Goldberg J.H., Helmstaedter M., Hestrin S., Karube F., Kisvárday Z.F., Lambolez B., Lewis D.A., Marin O., Markram H., M$\tilde {u}$oz A., Packer A., Petersen C.C.H., Rockland K.S., Rossier J., Rudy B., Somogyi P., Staiger J.F., Tamas G., Thomson A.M., Toledo-Rodriguez M., Wang Y., West D.C., Yuste R. // Nat. Rev. Neurosci. 2008. V. 9. № 7. P. 557–568.

  35. Defelipe J., López-Cruz P.L., Benavides-Piccione R., Bielza C., Larrañaga P., Anderson S., Burkhalter A., Cauli B., Fairén A., Feldmeyer D., Fishell G., Fitzpatrick D., Freund T.F., González-Burgos G., Hestrin S., Hill S., Hof P.R., Huang J., Jones E.G., Kawaguchi Y., Kisvárday Z., Kubota Y., Lewis D.A., Marín O., Markram H., McBain C.J., Meyer H.S., Monyer H., Nelson S.B., Rockland K., Rossier J., Rubenstein J.L.R., Rudy B., Scanziani M., Shepherd G.M., Sherwood C.C., Staiger J.F., Tamás G., Thomson A., Weng Y., Yuste R., Ascoli G.A. // Nat. Rev. Neurosci. 2013. V. 14. № 3. P. 202–216.

  36. Mihaljević B., Benavides-Piccione R., Bielza C., Larrañaga P., DeFelipe J. // Sci. data. 2019. V. 6. № 1. P. 221.

  37. Favuzzi E., Deogracias R., Marques-Smith A., Maeso P., Jezequel J., Exposito-Alonso D., Balia M., Kroon T., Hinojosa A.J., Maraver E.F., Rico B. // Science. 2019. V. 363. № 6425. P. 413–417.

  38. Kohno T., Honda T., Kubo K.I., Nakano Y., Tsuchiya A., Murakami T., Banno H., Nakajima K., Hattori M. // J. Neurosci. 2015. V. 35. № 11. P. 4776–4787.

  39. Cheng Q., Yeh P.W.L., Yeh H.H. // Eur. J. Neurosci. 2006. V. 24. № 8. P. 2145–2151.

  40. Gonchar Y., Wang Q., Burkhalter A.H. // Front. Neuroanat. 2008. V. 1. P. 3.

  41. Wang Y., Toledo-Rodriguez M., Gupta A., Wu C., Silberberg G., Luo J., Markram H. // J. Physiol. 2004. V. 561. № 1. P. 65–90.

  42. Imamoto K., Karasawa N., Isomura G., Nagatsu I. // Neurosci. Res. 1994. V. 20. № 1. P. 101–105.

  43. Sarnat H.B., Flores-Sarnat L. // Semin. Pediatr. Neurol. 2002. V. 9. № 4. P. 302–308.

  44. Chowdhury T.G., Jimenez J.C., Bomar J.M., Cruz-Martin A., Cantle J.P., Portera-Cailliau C. // Front. Neuroanat. 2010. V. 4. № 10. 8 p.

  45. Derer P., Derer M. // Neuroscience. 1990. V. 36. № 3. P. 839–856.

  46. Jiang X., Wang G., Lee A.J., Stornetta R.L., Zhu J.J. // Nat. Neurosci. 2013. V. 16. P. 210–218.

  47. Oláh S., Füle M., Komlósi G., Varga C., Báldi R., Barzó P., Tamás G. // Nature. 2009. V. 461. № 7268. P. 1278–1281.

  48. Fedosikhina L.A. // Neurosci. Behav. Physiol. 1986. V. 16. № 4. P. 340–345.

  49. Григорьев И.П., Алексеева О.С., Кирик О.В., Суфиева Д.А., Коржевский Д.Э. // Морфология. 2018. Т. 154. № 5. С. 7–12.

  50. Naskar S., Narducci R., Balzani E., Cwetsch A.W., Tucci V., Cancedda L. // Nat. Commun. 2019. V. 10. № 1. P. 1–12.

  51. Molnár Z., Blakemore C. // Trends. Neurosci. 1995. V. 18. № 9. P. 389–397.

  52. Behuet S., Cremer J.N., Cremer M., Palomero-Gallagher N., Zilles K., Amunts K. // Front. Neuroanat. 2019. V. 13. № 100. 14 p.

  53. Ohara P.T., Granato A., Moallem T.M., Wang B.R., Tillet Y., Jasmin L. // J. Neurocytol. 2003. V. 32. № 2. P. 131–141.

  54. Rétaux S., Trovero F., Besson M.-J. // Eur. J. Neurosci. 1994. V. 6. № 12. P. 1782–1791.

  55. Kolos E.A., Korzhevskii D.A. // Neurochem. J. 2016. V. 10. № 1. P. 47–52.

  56. Dávila J.C., Real M.Á., Olmos L., Legaz I., Medina L., Guirado S. // J. Comp. Neurol. 2005. V. 481. № 1. P. 42–57.

  57. Cobas A., Fairén A., Alvarez-Bolado G., Sánchez M.P. // Neuroscience. 1991. V. 40. № 2. P. 375–397.

  58. Tochitani S., Kondo S. // PLoS One. 2013. V. 8. № 2. 7 p.

  59. Andrews W.D., Barber M., Nemitz M., Memi F., Parnavelas J.G. // Brain Struct. Funct. 2017. V. 222. № 5. P. 2217–2233.

  60. Al-Sarraf H. // Dev. Brain Res. 2002. V. 139. № 2. P. 121–129.

  61. Vieira M., Saraiva M.J. // Biomol. Concepts. 2014. V. 5. № 1. P. 45–54.

Дополнительные материалы отсутствуют.