NeuN-immunopositive cells in subfornical organ of spontaneously hypertensive rats

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Hypertension is one of the predominant risk factors for the development of several cardiovascular and central nervous system diseases. It is important to investigate the hypertensive effects on the tissue of brain areas, lacking blood-brain barrier, such as the subfornical organ, as they provide the CNS response to stress and damage.

AIM: The aim of the research was to study the localization and functional status of the neuronal cell population within the subfornical organ of Spontaneously Hypertensive Rats.

MATERIALS AND METHODS: The study was carried out on paraffin sections of the brain of Spontaneously Hypertensive Rats and Wistar rats (n = 12). Mouse monoclonal antibodies against NeuN were used for the light microscopy. Images were analyzed by the Fiji software.

RESULTS: It was demonstrated that the spatial neuron distribution of the subfornical organ of Wistar and SHR rats is different. NeuN-positive cells of the subfornical organ of Wistar rats demonstrated dense distribution. On the contrary, subfornical organ neurons of SHRs tended to form separate groups. That observation was additionally confirmed by cluster analysis. Between the groups of NeuN-positive cells. Histochemical counterstain revealed that the “gaps” between neuronal groups are composed of glial cells.

CONCLUSIONS: The study showed neurons in the subfornical organ of spontaneously hypertensive rats may undergo reorganization, which is, apparently, caused by the neuronal cell death and gliosis.

About the authors

Valeriia A. Razenkova

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: valeriya.raz@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3997-2232
SPIN-code: 8877-8902
Scopus Author ID: 57219609984
ResearcherId: AAH-1333-2021

PhD student, Junior Research Associate, Laboratory of Functional Morphology of the Central and Peripheral Nervous System, Department of General and Special Morphology

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. McKinley MJ, Clarke IJ, Oldfield BJ. Circumventricular Organs. In: Mai J.K., Paxinos G., eds. The human nervous system: second edition. San Diego: Academic Press; 2004. P: 562–591. doi: 10.1016/B978-012547626-3/50020-X
  2. Pulman KJ, Fry WM, Cottrell GT, Ferguson AV. The subfornical organ: a central target for circulating feeding signals. J Neurosci. 2006;26(7):2022–2030. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3218-05.2006
  3. Zimmerman CA, Huey EL, Ahn JS, et al. A gut-to-brain signal of fluid osmolarity controls thirst satiation. Nature. 2019;568(7750):98–102. doi: 10.1038/s41586-019-1066-x
  4. Jeong JK, Dow SA, Young CN. Sensory circumventricular organs, neuroendocrine control, and metabolic regulation. Metabolites. 2021;11(8):494. doi: 10.3390/metabo11080494
  5. Morita-Takemura S, Nakahara K, Hasegawa-Ishii S, et al. Responses of perivascular macrophages to circulating lipopolysaccharides in the subfornical organ with special reference to endotoxin tolerance. J Neuroinflammation. 2019;16(1):39. doi: 10.1186/s12974-019-1431-6
  6. Ong WY, Satish RL, Herr DR. ACE2, circumventricular organs and the hypothalamus, and COVID-19. Neuromolecular Med. 2022;24(4):363–373. doi: 10.1007/S12017-022-08706-1
  7. Canavan M, O’Donnell MJ. Hypertension and cognitive impairment: a review of mechanisms and key concepts. Front Neurol. 2022;13:821135. doi: 10.3389/FNEUR.2022.821135
  8. Youwakim J, Girouard H. Inflammation: a mediator between hypertension and neurodegenerative diseases. Am J Hypertens. 2021;34(10):1014–1030. doi: 10.1093/AJH/HPAB094
  9. Kirik OV, Tsyba DL, Alekseeva OS, et al. Alterations in Kolmer cells in SHR line rats after brain ischemia. Russian Journal of Physiology. 2021;107(2):177–186. (In Russ.) doi: 10.31857/S0869813921010052
  10. Caniffi C, Prentki Santos E, Cerniello FM, et al. Cardiac morphological and functional changes induced by C-type natriuretic peptide are different in normotensive and spontaneously hypertensive rats. J Hypertens. 2020;38(11):2305–2317. doi: 10.1097/HJH.0000000000002570
  11. Arata Y, Geshi E, Nomizo A, et al. Alterations in sarcoplasmic reticulum and angiotensin II receptor type 1 gene expression in spontaneously hypertensive rat hearts. Jpn Circ J. 1999;63(5):367–372. doi: 10.1253/jcj.63.367
  12. Gusel’nikova VV, Korzhevskiy DE. NeuN As a neuronal nuclear antigen and neuron differentiation marker. Acta Naturae. 2015;7(2):42–47. doi: 10.32607/20758251-2015-7-2-42-47
  13. Bendel O, Alkass K, Bueters T, et al. Reproducible loss of CA1 neurons following carotid artery occlusion combined with halothane-induced hypotension. Brain Res. 2005;1033(2):135–142. doi: 10.1016/J.BRAINRES.2004.11.033
  14. Qiao L, Fu J, Xue X, et al. Neuronalinjury and roles of apoptosis and autophagy in a neonatal rat model of hypoxia-ischemia-induced periventricular leukomalacia. Mol Med Rep. 2018;17(4):5940–5949. doi: 10.3892/MMR.2018.8570
  15. Du J, Liu J, Huang X, et al. Catalpol ameliorates neurotoxicity in N2a/APP695swe cells and APP/PS1 transgenic mice. Neurotox Res. 2022;40(4):961–972. doi: 10.1007/S12640-022-00524-4
  16. Xu X, Gao W, Cheng S, et al. Anti-inflammatory and immunomodulatory mechanisms of atorvastatin in a murine model of traumatic brain injury. J Neuroinflammation. 2017;14(1):167. doi: 10.1186/S12974-017-0934-2
  17. Korzhevskii DE, Sukhorukova EG, Kirik OV, Grigorev IP. Immunohistochemical demonstration of specific antigens in the human brain fixed in zinc-ethanol-formaldehyde. Eur J Histochem. 2015;59(3):2530. doi: 10.4081/ejh.2015.2530
  18. Schindelin J, Arganda-Carreras I, Frise E, et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 2012;9(7):676–682. doi: 10.1038/nmeth.2019
  19. Greiner T, Manzhula K, Baumann L, et al. Morphology of the murine choroid plexus: Attachment regions and spatial relation to the subarachnoid space. Front Neuroanat. 2022;16:1046017. doi: 10.3389/FNANA.2022.1046017/BIBTEX
  20. Hicks AI, Kobrinsky S, Zhou S, et al. Anatomical organization of the rat subfornical organ. Front Cell Neurosci. 2021;15:691711. doi: 10.3389/FNCEL.2021.691711
  21. Dent MA, Segura-Anaya E, Alva-Medina J, Aranda-Anzaldo A. NeuN/Fox-3 is an intrinsic component of the neuronal nuclear matrix. FEBS Lett. 2010;584(13):2767–2771. doi: 10.1016/J.FEBSLET.2010.04.073
  22. Duan W, Zhang YP, Hou Z, et al. Novel insights into NeuN: from neuronal marker to splicing regulator. Mol Neurobiol. 2016;53(3):1637–1647. doi: 10.1007/S12035-015-9122-5
  23. Ester M, Kriegel H-P, Sander J, Xu X. A density-based algorithm for discovering clusters in large spatial databases with noise. Proceedings of the Second International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining; 1996 Aug 2-4; Portland, US. Menlo Park: AAAI Press, 1996. P. 226–231.
  24. Crowley SD, Gurley SB, Herrera MJ, et al. Angiotensin II causes hypertension and cardiac hypertrophy through its receptors in the kidney. Proc Natl Acad Sci USA. 2006;103(47):17985–17990. doi: 10.1073/PNAS.0605545103
  25. Bajwa E, Klegeris A. Neuroinflammation as a mechanism linking hypertension with the increased risk of Alzheimer’s disease. Neural Regen Res. 2022;17(11):2342–2346. doi: 10.4103/1673-5374.336869
  26. Sumners C, Alleyne A, Rodríguez V, et al. Brain angiotensin type-1 and type-2 receptors: cellular locations under normal and hypertensive conditions. Hypertens Res. 2020;43(4):281–295. doi: 10.1038/S41440-019-0374-8
  27. Mowry FE, Biancardi VC. Neuroinflammation in hypertension: the renin-angiotensin system versus pro-resolution pathways. Pharmacol Res. 2019;144:279–291. doi: 10.1016/J.PHRS.2019.04.029
  28. Liao W, Wu J. The ACE2/Ang (1-7)/MasR axis as an emerging target for antihypertensive peptides. Crit Rev Food Sci Nutr. 2021;61(15):2572–2586. doi: 10.1080/10408398.2020.1781049
  29. Collombet JM, Masqueliez C, Four E, et al. Early reduction of NeuN antigenicity induced by soman poisoning in mice can be used to predict delayed neuronal degeneration in the hippocampus. Neurosci Lett. 2006;398(3):337–342. doi: 10.1016/J.NEULET.2006.01.029
  30. Ogino Y, Bernas T, Greer JE, Povlishock JT. Axonal injury following mild traumatic brain injury is exacerbated by repetitive insult and is linked to the delayed attenuation of NeuN expression without concomitant neuronal death in the mouse. Brain Pathol. 2022;32(2):e13034. doi: 10.1111/BPA.13034
  31. Tagami M, Nara Y, Kubota A, et al. Ultrastructural changes in cerebral pericytes and astrocytes of stroke-prone spontaneously hypertensive rats. Stroke. 1990;21(7):1064–1071. doi: 10.1161/01.STR.21.7.1064
  32. Ajdarova VS, Naumova OV, Kudokoceva OV, et al. Brain structure of SHR rats with genetically determined arterial hypertension. World of medicine and biology. 2018;14(2):115–119. (In Russ.) doi: 10.26724/2079-8334-2018-2-64-115-119

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. NeuN distribution in the rats SFO: a — Wistar, c — SHR. Immunohistochemical staining of neurons (NeuN) with alcian blue counterstain. Micrographs of the Wistar rat (b) and SHR (d) subfornical organ, transformed using by the density based clustering DBSCAN algorithm. Parameter’s value ε = 20 pixels, minDensity = 3 objects. Arrows indicate intencively stained neurons, arrowheads show neurons with average IHC intensity. Borders (gray) indicate estimated clusters

Download (341KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Hypertension-induced NeuN distribution in subfornical organ. NeuN immunohistochemistry with hematoxylin counterstain, Wistar rat (a), with alcian blue counterstain, SHR (b). Arrows indicate NeuN-immunopositive cells, arrows — blood vessels

Download (306KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector



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».