Methods of immunohistochemistry and computerized morphometry as promising tools in the study of pathogenic patterns of neurodegenerative processes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Modern methods of immunohistochemistry and computer morphometry provide powerful possibilities for the study of pathogenetic patterns of neurodegeneration process occurring in physiological aging of men and women, as well as in experimental animals on modeling of Parkinson’s and Huntington's diseases. Threedimensional reconstruction of the substantia nigra pars compacta of the human and rat brains revealed both common features in their organization (heterogeneity of structures) and differences in quantitative morphochemical parameters determining their species-specific characteristics. On modeling of the Huntington's disease with the neurotoxin 3-nitropropionic acid (3-NPA), it was shown not only the death of neurons in the striatum and a decrease in its dopaminergic innervation, but also dysfunction of astrocytes with reduced expression of glutamine synthase that can increase the extracellular content of glutamate. The latter,along with direct succinate dehydrogenase-blocking action of 3-NPA, is one of the factors leading to neurodegenerative changes in the striatum. On modeling of Parkinson's disease, the important role of neuroglia in the neurodegenerative process was shown: it was found that activated astroglia had not only destructive, but also neuroprotective functions, which may serve the basis for the development of respective methods of pharmacological correction directed at regulation of the of glial cell functions.

About the authors

Rudolf M. Khudoerkov

Research Center of Neurology

Author for correspondence.
Email: rolfbrain@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

Vladimir N. Salkov

Research Center of Neurology

Email: rolfbrain@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

Dmitry N. Voronkov

Research Center of Neurology

Email: rolfbrain@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Illarioshkin S.N. [Current view on etiology of Parkinson’’s disease]. Nevrologicheskiy zhurnal 2015; 4: 4–13. (In Russ.).
  2. Khudoerkov R.M., Voronkov D.N. Quantitative assessment of neurons and neuroglia with computer morphometry. Bull Exp Biol Med 2010; 149: 100–103. PMID: 21113470.
  3. Blesa J., Przedborski S. Parkinson’s disease: animal models and dopaminergic cell vulnerability. Front Neuroanat 2014; 8: 1–12. DOI: 10.3389/ fnana.2014.00155. PMID: 25565980.
  4. Brichta L., Greengard P. Molecular determinants of selective dopaminergic vulnerability in Parkinson’s disease: an update. Front Neuroanat 2014; 8: 152. doi: 10.3389/fnana.2014.00152. PMID: 25565977.
  5. Damier P., Hirsch E.С., Agid Y., Graybiel A.M. The substantia nigra of the human brain. I. Nigrosomes and nigral matrix, a compartmental organization based on calbindin D28k immunogistochemistry. Brain 1999; 122: 1421–1436. DOI: 1093/brain/122.8.1421. PMID: 10430829.
  6. Bellinger F.P., Bellinger M.T., Seale L.A. et al. Glutathione peroxidase 4 is associated with neuromelanin in substantia nigra and dystrophic axons in putamen of Parkinson’s brain. Mol Neurodeg 2011; 6: 1–8. doi: 10.1186/1750-1326-6-8. PMID: 21255396.
  7. Brouillet, E., Jacquard, C., Bizat, N., Blum, D., 3-Nitropropionic acid: a mitochondrial toxin to uncover physiopathological mechanisms underlying striatal degeneration in Huntington’s disease. J Neurochem 2005; 95(6): 1521.
  8. Jellinger K.A. Neuropathobiology of non-motor symptoms in Parkinson disease. J Neural Transm 2015; 122: 1429–1440. doi: 10.1007/s00702-015-1405-5. PMID: 25976432.
  9. Jyothi H.J., Vidyadhara D.J., Mahadevan A. et al. Aging causes morphological alterations in astrocytes and microglia in human substantia nigra pars compacta. Neurobiol Aging 2015; 36: 3321–3333. DOI: 0.1016/j.neurobiolaging. 2015.08.024. PMID: 26433682.
  10. Kordower J.H., Olanow C.W., Dodiya H.B. et al. Disease duration and the integrity of the nigrostriatal system in Parkinson’s disease. Brain 2013; 136: 2419–2431. doi: 10.1093/brain/awt192. PMID: 23884810.
  11. Rudow G., O’Brien R., Savonenko A.V.et al. Morphometry of the human substantia nigra in ageing and Parkinson’s disease. Acta Neuropathol 2008; 115: 461–470. doi: 10.1007/s00401-008-0352-8. PMID: 18297291.
  12. Zucca F.A., Giaveri G., Gallorini M. et al. The neuromelanin of human substantia nigra: physiological and pathogenic aspects. Pigment Cell Res 2004; 17: 610–617. doi: 10.1111/j.1600-0749.2004.00201.x. PMID: 15541018.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2018 Khudoerkov R.M., Salkov V.N., Voronkov D.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».