Mελέτη της νευρογένεσης κατά μήκος της οδοντωτής έλικας του ιπποκάμπειου σχηματισμού του ενήλικου εγκεφάλου
Creators: name: Μπεκιάρη, Αναστασία Σ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Εγκέφαλος
Νευρογένεση στον ενήλικο
Ιππόκαμπος
Επίμυς
Brain
Adult neurogenesis
Hippocampus
Rat

description: Οι δομικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ του διαφραγματικού και του κροταφικού τμήματος της οδοντωτής έλικας του ιπποκάμπειου σχηματισμού του ενήλικου εγκεφάλου επηρεάζουν σημαντικά τη συνεχή διαδικασία παραγωγής των νέων νευρικών κυττάρων. Στην παρούσα εργασία, τα νέα νευρικά κύτταρα του διαφραγματικού και του κροταφικού τμήματος που ενσωμάτωσαν την 5-βρωμο-2΄-δεοξυουριδίνη (BrdU) σημάνθηκαν με επιλεγμένους αντιγονικούς δείκτες που εκφράζονται κατά τα διαδοχικά στάδια ανάπτυξης τους (GFAP, διπλοκορτίνη, NeuN, καλρετινίνη και καλβινδίνη). Η πρωτεΐνη S100 χρησιμοποιήθηκε ως δείκτης της παράλληλης αστρογλοιογένεσης. Η δημιουργία των γλουταμινεργικών τους συνάψεων επιβεβαιώθηκε μέσω των αντιγόνων της υπομονάδας R1 των NMDA υποδοχέων και της υπομονάδας GluR2 των AMPA υποδοχέων, ενώ μελετήθηκε και η σταδιακή μετανάστευσή τους από την υποκοκκώδη ζώνη στην κοκκώδη στιβάδα. Η απόπτωση μερίδας του πληθυσμού των νέων νευρικών κυττάρων μελετήθηκε μέσω της έκφρασης των αντιγόνων της κασπάσης-3 και της φρακτίνης. Η ανοσοϊστοχημεία έναντι της BrdU αποκάλυψε ότι μεγαλύτερος πληθυσμός BrdU+ κυττάρων εποικίζει το διαφραγματικό τμήμα της οδοντωτής έλικας, αλλά η παράλληλη στερεολογική ανάλυση των πληθυσμών των νέων νευρικών κυττάρων και των κοκκοειδών κυττάρων απέδειξε ότι τα δύο τμήματα της οδοντωτής έλικας διαθέτουν ισοδύναμη ικανότητα για παραγωγή νέων κυττάρων. Παράλληλα, όμοιο εμφανίζεται και το πρότυπο κατανομής των νέων νευρικών κυττάρων κατά το διαμήκη και τον εγκάρσιο άξονα των δύο τμημάτων. Όμως, παρά τον αρχικά όμοιο ρυθμό πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης των διαιρούμενων κυττάρων καθ’ όλο το μήκος του διαφραγματο-κροταφικού άξονα, οι δύο πληθυσμοί των νέων νευρώνων συμπεριφέρονται διαφορετικά κατά την εξέλιξη της διαφοροποίησης, μετανάστευσης και ωρίμανσης τους. Οι νέοι νευρώνες του διαφραγματικού τμήματος παρουσιάζουν αυξημένη ικανότητα πολλαπλασιασμού και παρατεταμένη μετανάστευση, επιτυγχάνουν όμως ταχύτερη έκφραση ώριμων νευρωνικών δεικτών και συναπτογένεση. Σημαντικές διαφορές εντοπίζονται και στην εξέλιξη της επιβίωσης των νέων νευρώνων του διαφραγματικού και του κροταφικού τμήματος, ενώ αντίθετα, όμοια και ιδιαιτέρως χαμηλά ανιχνεύονται τα ποσοστά αστρογλοιογένεσης και αποπτωτικών νέων νευρώνων στα δύο τμήματα. Επομένως, οι γνωστές δομικές και λειτουργικές διαφορές κατά μήκος του διαφραγματο-κροταφικού άξονα της οδοντωτής έλικας, επιδρούν στην εξελισσόμενη νευρογένεση, οδηγώντας το διαφραγματικό τμήμα σε μία συνεχή, ταχεία και λιγότερο πειθαρχημένη παραγωγή νέων νευρώνων, ενώ το ήρεμο μικροπεριβάλλον του κροταφικού τμήματος συντηρεί μία λιγότερο απαιτητική και περισσότερο σταθερή νευρογένεση.
description: Structural and functional dissociation between the septal and the temporal part of the dentate gyrus predispose for possible differentiations in the ongoing neurogenesis process of the adult hippocampus. In the present study, Brdu-dated subpopulations of the rat septal and temporal dentate gyrus (co-expressing GFAP, DCX, NeuN, calretinin, calbindin, S100, caspase-3 or fractin) were quantified comparatively at 2, 5, 7, 14, 21 and 30 days after Brdu administration in order to examine the successive time-frames of the neurogenesis process, the glial or neuronal commitment of newborn cells and the occurring apoptotic cell death. Newborn neurons’ migration from the neurogenic subgranular zone to the inner granular cell layer and expression of glutamate NMDA and AMPA receptors were also studied. Brdu immunocytochemistry revealed comparatively higher numbers of Brdu+ cells in the septal part, but stereological analysis of newborn and total granule cells showed an identical ratio in the two parts, indicating an equivalent neurogenic ability, and a common topographical pattern along each part’s longitudinal and transverse axis. Similarly, both parts exhibited extremely low levels of newborn glial and apoptotic cells. However, the two Brdu-incorporating subpopulations of newborn neurons displayed dynamic differences in their differentiation, migration and maturation process. Therefore, we propose that various factors, including developmental date birth, local DG microenvironment and distinct functionality of the two parts may be the critical regulators of the ongoing process, leading the septal part to a continuous, rapid and less disciplined genesis rate, whereas the quiescent temporal part preserves a quite steady, less demanding neurogenesis process.