Микроглия и макрофаги в шишковидной железе человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В последние два десятилетия было показано, что воспалительные реакции в центральной нервной системе (ЦНС) вовлечены в этиологию большинства неврологических и психиатрических заболеваний, а также старения. Наиболее важными иммунными клетками в ЦНС являются клетки микроглии и макрофаги. На сегодняшний день микроглия и макрофаги изучены в различных частях ЦНС, но не в шишковидной железе человека.

Цель исследования — изучить морфологические особенности, типы и локализацию клеток микроглии эпифиза человека с помощью метода иммуногистохимии.

Материалы и методы. Работа проведена на образцах эпифиза человеческого мозга, взятых от лиц в возрасте от 16 лет до 61 года (n=7). На срезах эпифиза проводили иммуногистохимическую реакцию с использованием антител к Iba1 и TMEM119, избирательным маркерам микроглиоцитов. Частоту встречаемости иммуноокрашенных клеток анализировали статистическими методами.

Результаты. Установлено, что большинство выявленных с помощью иммуногистохимической реакции фагоцитирующих клеток относятся к микроглии, а не к макрофагам. Микроглия при этом представлена как покоящимися формами, так и активированными. Микроглия в шишковидной железе человека, как правило, локализуется в соединительно-тканных трабекулах, как у кровеносных сосудов, так и вдали от них. Микроглиоциты также встречаются в паренхиме эпифиза среди гормон-синтезирующих клеток пинеалоцитов. Отмечено статистически значимое уменьшение числа Iba1- и особенно — TMEM119-иммунореактивных клеток при старении.

Заключение. Настоящее исследование представляет собой первую работу, в которой изучали клетки микроглии и макрофаги в шишковидной железе человека. Установлено превалирование микроглиальных клеток над макрофагами. Морфологические особенности и локализация выявленных типов клеток микроглии свидетельствуют об их участии преимущественно в иммунной защите, а также, вероятно, в регуляции функций пинеалоцитов. Кроме того, получены данные, свидетельствующие об участии микроглиальных клеток в развитии воспаления в эпифизе человека в ходе старения.

Об авторах

Дина Азатовна Суфиева

Институт экспериментальной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: dinobrione@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0048-2981
SPIN-код: 3034-3137

канд. биол. наук

Россия, Санкт-Петербург

Елена Анатольевна Фeдорова

Институт экспериментальной медицины

Email: el-fedorova2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0190-885X
SPIN-код: 5414-4122
Scopus Author ID: 36901775900
ResearcherId: B-1671-2012

канд. биол. наук

Россия, Санкт-Петербург

Владислав Станиславович Яковлев

Институт экспериментальной медицины

Email: 1547053@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2136-6717
SPIN-код: 7524-9870
Россия, Санкт-Петербург

Игорь Павлович Григорьев

Институт экспериментальной медицины

Email: ipg-iem@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3535-7638
SPIN-код: 1306-4860

канд. биол. наук

Россия, Санкт-Петербург

Дмитрий Эдуардович Коржевский

Институт экспериментальной медицины

Email: dek2@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2456-8165
SPIN-код: 3252-3029
Scopus Author ID: 12770589000
ResearcherId: C-2206-2012

д-р мед. наук, профессор РАН

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Norman A.W., Henry H.L. The pineal gland // Hormones. 3rd ed. London, England: Academic Press, 2015. P. 351–361. doi: 10.1016/B978-0-08-091906-5.00016-1
  2. Markus R.P., Fernandes P.A., Kinker G.S., et al. Immune-pineal axis — acute inflammatory responses coordinate melatonin synthesis by pinealocytes and phagocytes // Br J Pharmacol. 2018. Vol. 175, N 16. P. 3239–3250. doi: 10.1111/bph.14083
  3. Duvernoy H.M., Parratte B., Tatu L., Vuillier F. The human pineal gland: relationships with surrounding structures and blood supply // Neurol Res. 2000. Vol. 22, N 8. P. 747–790. doi: 10.1080/01616412.2000.11740753
  4. Wolf S.A., Boddeke H.W., Kettenmann H. Microglia in physiology and disease // Annu Rev Physiol. 2017. Vol. 79. P. 619–643. doi: 10.1146/annurev-physiol-022516-034406
  5. Gao C., Jiang J., Tan Y., Chen S. Microglia in neurodegenerative diseases: mechanism and potential therapeutic targets // Signal Transduct Target Ther. 2023. Vol. 8, N 1. P. 359. doi: 10.1038/s41392-023-01588-0
  6. Jurga A.M., Paleczna M., Kuter K.Z. Overview of general and discriminating markers of differential microglia phenotypes // Front Cell Neurosci. 2020. Vol. 14. P. 198. doi: 10.3389/fncel.2020.00198
  7. Гусельникова В.В., Федорова Е.А., Сафрай А.Е., и др. Особенности распределения трансмембранного белка TMEM-119 в микроглиоцитах коры головного мозга человека при формировании амилоидных бляшек // Биологические мембраны. 2021. Т. 38, № 5. С. 340–350. EDN: IVUNUM doi: 10.31857/S0233475521040058
  8. Muñoz E.M. Microglia in circumventricular organs: the pineal gland example // ASN Neuro. 2022. Vol. 14. P. 17590914221135697. doi: 10.1177/17590914221135697
  9. DePaula-Silva A., Gorbea C., Doty D.J., et al. Differential transcriptional profiles identify microglial- and macrophage-specific gene markers expressed during virus-induced neuroinflammation // J Neuroinflammation. 2016. Vol. 16, N 1. P. 152. doi: 10.1186/s12974-019-1545-x
  10. González Ibanez F., Picard K., Bordeleau M., et al Immunofluorescence staining using IBA1 and TMEM119 for microglial density, morphology and peripheral myeloid cell infiltration analysis in mouse brain // J Vis Exp. 2019. N 152. doi: 10.3791/6449 Erratum in: J Vis Exp. 2019. N 152. doi: 10.3791/60510
  11. Kenkhuis B., Somarakis A., Kleindouwel L.R.T., et al. Co-expression patterns of microglia markers Iba1, TMEM119 and P2RY12 in Alzheimer's disease // Neurobiol Dis. 2022. Vol. 167. P. 105684. doi: 10.1016/j.nbd.2022.105684
  12. Satoh J., Kino Y., Asahina N., et al. TMEM119 marks a subset of microglia in the human brain // Neuropathology. 2016. Vol. 36, N 1. P. 39–49. doi: 10.1111/neup.12235
  13. Bisht K., Okojie K.A., Sharma K., et al. Capillary-associated microglia regulate vascular structure and function through PANX1-P2RY12 coupling in mice // Nat Commun. 2021. Vol. 12, N 1. P. 5289. doi: 10.1038/s41467-021-25590-8
  14. Ibañez Rodriguez M.P., Noctor S.C., Muñoz E.M. Cellular basis of pineal gland development: Emerging role of microglia as phenotype regulator // PLoS One. 2016. Vol. 11, N 11. P. e0167063. doi: 10.1371/journal.pone.0167063
  15. Суфиева Д.А., Фeдорова Е.А., Яковлев В.С., Григорьев И.П. Иммуногистохимическое исследование сосудов эпифиза человека // Медицинский академический журнал. 2023. Т. 23, № 2. C. 109–118. EDN: RETHOC doi: 10.17816/MAJ352563
  16. Crapser J.D., Arreola M.A., Tsourmas K.I., Green K.N. Microglia as hackers of the matrix: sculpting synapses and the extracellular space // Cell Mol Immunol. 2021. Vol. 18, N 11. P. 2472–2488. doi: 10.1038/s41423-021-00751-3
  17. Nguyen P.T., Dorman L.C., Pan S., et al. Microglial remodeling of the extracellular matrix promotes synapse plasticity // Cell. 2020. Vol. 182, N 2. P. 388–403. doi: 10.1016/j.cell.2020.05.050
  18. Tsai S.Y., McNulty J.A. Microglia in the pineal gland of the neonatal rat: characterization and effects on pinealocyte neurite length and serotonin content // Glia. 1997. Vol. 20, N 3. P. 243–253. doi: 10.1002/(sici)1098-1136(199707)20:3<243::aid-glia8>3.0.co;2-8
  19. Tsai S.Y., O'Brien T., McNulty J. Microglia play a role in mediating the effects of cytokines on the structure and function of the rat pineal gland // Cell Tissue Res. 2001. Vol. 303, N 3. P. 423–431. doi: 10.1007/s004410000330
  20. Maheshwari U., Huang S.F., Sridhar S., Keller A. The interplay between brain vascular calcification and microglia // Front Aging Neurosci. 2022. Vol. 14. P. 848495. doi: 10.3389/fnagi.2022.848495

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Преимущественная локализация микроглии/макрофагов в трабекулах эпифиза мозга человека. Иммуногистохимическая реакция на Iba1 (a, c, d) и TMEM119 (b); ядра окрашены квасцовым гематоксилином; a, b — разница в количестве Iba1- и TMEM119-иммунопозитивных клеток на последовательных срезах эпифиза; c, d — разные морфотипы микроглии: одиночной стрелкой (d) указана периваскулярная микроглия, двойной стрелкой — отростчатая микроглия, головки стрелок — амёбоидная микроглия. Масштабный отрезок равен 200 мкм (a, b); 50 мкм (c) и 20 мкм (d).

Скачать (623KB)
3. Рис. 2. Микроглия эпифиза человека. Иммуногистохимическая реакция на TMEM119 (a, b, d) и Iba-1 (c, e, f). Ядра окрашены квасцовым гематоксилином. Стрелки указывают на периваскулярную микроглию (a, b); микроглию, примыкающую к кальцификатам — К (c, d); микроглию, локализующуюся на границе трабекулы и паренхимы (f); головки стрелок указывают на фагоцитирующую микроглию (b, e). Масштабный отрезок равен 20 мкм.

Скачать (329KB)
4. Рис. 3. Возрастная динамика изменения количества Iba1- и TMEM119-иммунореактивных клеток в эпифизе человека. Данные представлены в виде среднего ± ошибка среднего; * p <0,05.

Скачать (91KB)

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).