Morphometric analysis of dopaminergic neurons (substantia nigra) in the brain of MPTP-treated alpha-synuclein knockout mice
Authors: Голоборщева В.В. , Воронина Н.А. , Овчинников Р.К. , Кучеряну В.Г. , Морозов С.Г. 
Published: November 2021

Целью данной работы являлась оценка выживаемости популяции зрелых дофаминергических (ДА-ергических) нейронов чёрной субстанции двух альфа-синуклеин нокаутных линий мышей Abel-KO и ΔFlox-KO, а также бессинуклеиновых животных abg-КО в условиях МФТП-токсического моделирования паркинсонического синдрома. Методы исследования: Водный раствор нейротоксина МФТП вводили 3-месячным мышам внутрибрюшинно в дозе 30 мг/кг ежедневно в течение 5 дней по субхроническому протоколу. Через 21 день после последней инъекции МФТП у животных извлекали головной мозг, фиксировали в холодном растворе Карнуа и парафинизировали для последующего приготовления гистологических препаратов на ротационном микротоме Leica RM2265 (Leica Biosystems, Германия). Иммуногистохимическое окрашивание проводили антителами против тирозингидроксилазы (моноклональные антитела мыши, Sigma, разведение 1:2000). Сравнительный морфометрический анализ популяции ДА-ергических нейронов чёрной субстанции выполнен с учётом поправки Аберкромби. Результаты: Установлено, что в условиях дефицита альфа-синуклеина мыши устойчивы к потере ДА-ергических нейронов в компактной части ЧС после введения МФТП. При генетической делеции всех трёх синуклеинов чувствительность ДА-ергических нейронов ЧС к токсическому действию МФТП не отличается от таковой у животных с немодифицированным геномом. Заключение. На основании проведённого морфометрического анализа предполагается, что особенности чувствительности к нейротоксину МФТП у альфа-синуклеин нокаутных линий мышей обусловлены повышением функциональной активности (замещением) бета-синуклеина, оптимизирующего захват ДА синаптическими везикулами.

The aim of this study was to assess survival of mature dopaminergic (DAergic) neuronal population in the substantia nigra pars compacta (SNpc) of two alpha-synuclein knockout mice strains (Abel-KO and ΔFlox-KO) and of non-synuclein animals (abg-KO) in MPTP-induced parkinsonism. Material and methods: MPTP water solution was administered to 3-month-old mice intraperitoneally (30 mg/kg daily for 5 days) according to a subchronic protocol. On the 21st day after the last MPTP injection, the brain was excised, fixed in cold Carnoy’s solution and paraffined for the subsequent preparation of histological samples on a Leica RM2265 rotary microtome (Leica Biosystems, Germany). Immunohistochemical staining was performed with antibodies against tyrosine hydroxylase (mouse monoclonal antibodies, Sigma, dilution 1:2000). A comparative morphometric analysis of substantia nigra dopaminergic neurons was performed using the Abercrombie correction. Results: MPTP-treated alpha-synuclein deficient mice were resistant to the loss of DAergic neurons in the SNpc. Genetic deletion of all three synucleins restored the sensitivity of SNpc DAergic neurons to the MPTP toxicity, which did not differ from the sensitivity of wild type animals. Conclusion: Based on the morphometric analysis, it was assumed that the specific features of MPTP sensitivity in alpha-synuclein knockout mice are due to an increased functional activity (substitution) of beta-synuclein, which optimizes the capture of DA by synaptic vesicles.