CHARACTERIZATION OF IBA-1-IMMUNOPOSITIVE CELLS IN RAT SPINAL CORD AND GANGLIA

Open Access Open Access
Restricted Access Subscription Access

Abstract


The objective of the present study was to examine the morphological features and the distribution of Iba-1 + cells in adult rat spinal cord and ganglia. Seven adult Wistar rats were used. Iba-1+ cells were detected with polyclonal goat antibodies. Immunohistochemical antigen detection was carried out in paraffin-embedded tissue sections fixed with zinc-ethanol-formaldehyde. Microglial cells in Rexed laminae were shown to make contacts with ependymal cells and the cerebrospinal fluid of the spinal cord. Morphological differences between spinal ganglia Iba-1+ cells and spinal cord microglial cells are found. Terminology used to describe Iba-1 + cells in spinal ganglia is discussed. The data are useful for comparative characterization of changes possible upon modeling of different pathological processes.

E A Kolos

Institute of Experimental Medicine

Email: iemmorphol@yandex.ru
St. Petersburg, Russia

D E Korzhevskii

Institute of Experimental Medicine

Email: iemmorphol@yandex.ru
St. Petersburg, Russia

  1. Коржевский Д. Э, Кирик О. В. Микроглия головного мозга и микроглиальные маркеры. // Морфология.- 2015.- Т. 147, № 3.- С. 37-44.
  2. Tambuyzer B. R., Ponsaerts P., Nouwen E. J. Microglia: gatekeepers of central nervous system immunology // J. Leukoc. Biol.- 2009.- Vol. 85, № 3.- Р. 352-370.
  3. Caldero J., Brunet N., Ciutat D., Hereu M., Esquerda J. Е. Development of microglia in the chick embryo spinal cord: implications in the regulation of motoneuronal survival and death // J. Neurosci. Res, 2009.- Vol. 87, № 11.- Р. 2447-2466.
  4. Olson J. К. Immune response by microglia in the spinal cord // Ann. N. Y. Acad. Sci.- 2010.- Vol. 1198.- Р. 271-278.
  5. Coyle D. Е. Partial peripheral nerve injury leads to activation of astroglia and microglia which parallels the development of allodynic behavior // Glia.- 1998.- Vol. 23, № 1.- Р. 75-83.
  6. David S., Kroner A. Repertoire of microglial and macrophage responses after spinal cord injury // Nat. Rev. Neurosci.- 2011.- Vol. 12, № 7.- Р. 388-399.
  7. Ledeboer A., Sloane E. М., Milligan E. D., Frank M. G., Mahony J. Н., MaierS. F., Watkins L. R. Minocycline attenuates mechanical allodynia and proinflammatory cytokine expression in rat models of pain facilitation // Pain, 2005.- Vol. 115, № 1-2.- Р. 71-83.
  8. Lin T., Li K., Zhang F. Y., Zhang Z. К., Light A. R., Fu K. Y. Dissociation of spinal microglia morphological activation and peripheral inflammation in inflammatory pain models // J. Neuroimmunol, 2007.- Vol. 192, № 1-2.- Р. 40-48.
  9. Zhang F., Vadakkan K. I., Kim S. S., Wu L. J., Shang Y., Zhuo M. Selective activation of microglia in spinal cord but not higher cortical regions following nerve injury in adult mouse // Mol. Pain.- 2008.- Vol. 4, № 15.- Р. 1-23.
  10. Kettenmann H., Hanisch U. К., Noda M., Verkhratsky A. Physiology of microglia // Physiol. Rev.- 2011.- Vol. 91, № 2.- Р. 461-553.
  11. Wu Y., Dissing-Olesen L., MacVicar B. A., Stevens B. Microglia: dynamic mediators of synapse development and plasticity // Trends Immunol.- 2015.- Vol. 36, № 10.- Р. 605-613.
  12. Колос Е. А., Коржевский Д. Э. Выявление нейрональных и глиальных антигенов после декальцинации в растворе муравьиной кислоты и фиксации в цинк-этанол-формальдегиде // Морфология.- 2013.- Т. 26, № 2.- С. 236-241.
  13. Watson C., Paxinos G., Kayalioglu G., Heise С. Atlas of the rat spinal cord // The spinal cord: a Christopher and Dana Reeve Foundation text and atlas, еd. by: С. Watson, G. Paxinos, G. Kayalioglu.- London: Academic Press, 2009.- Р. 238-306.
  14. Karperien A., Ahammer H., Jelinek H. F. Quantitating the subtleties of microglial morphology with fractal analysis // Front. Cell. Neurosci.- 2013.- Vol. 7, № 3.- Р. 1-57.
  15. Torres-Platas S. G., Comeau S., Rachalski A., Bo G. D., Cruceanu C., Turecki G., Giros B., Mechawar N. Morphometric characterization of microglial phenotypes in human cerebral cortex // J. Neuroinflammation, 2014. - Vol. 11, № 12, P.1-13.
  16. Кирик О. В., Сухорукова Е. Г., Алексеева О. С., Коржевский Д. Э. Субэпендимные микроглиоциты III желудочка головного мозга // Морфология.- 2014.- Т. 145, № 2.- С. 67-69.
  17. Коржевский Д. Э., Кирик О. В., Сухорукова Е. Г., Сырцова М. А. Микроглия черного вещества головного мозга человека // Медицинский академический журнал.- 2014.- Т. 14, № 4.- С. 68-72.
  18. Schnieder T. Р., Trencevska I., Rosoklija G., Stankov A., Mann J. J., Smiley J., Dwork A. J. Microglia of prefrontal white matter in suicide // J. Neuropathol. Exp. Neurol.- 2014.- Vol. 73, № 9.- Р. 880-890.
  19. Kaur C., Singh J., Ling E. A. Immunohistochemical and lectin-labelling studies of the distribution and development of microglia in the spinal cord of postnatal rats // Arch. Histol. Cytol.- 1993.- Vol. 56, № 5.- Р. 475-484.
  20. Philippon V., Vellutini C., Gambarelli D., Harkiss G., Arbuthnott G., Metzger D., Roubin R., Filippi P. The basic domain of the lentiviral Tat protein is responsible for damages in mouse brain: involvement of cytokines // Virology.- 1994.- Vol. 205, № 2.- Р. 519-529.
  21. Kong G. Y., Kristensson K., Bentivoglio M. Reaction of mouse brain oligodendrocytes and their precursors, astrocytes and microglia, to proinflammatory mediators circulating in the cerebrospinal fluid // Glia.- 2002.- Vol. 37, № 3.- Р. 91-205.
  22. Alfaro-Cervello C., Soriano-Navarro M, Mirzadeh Z., Alvarez-Buylla A., Garcia-Verdugo J. М. Biciliated ependymal cell proliferation contributes to spinal cord growth // J. Comp. Neurol.- 2012.- Vol. 520, № 15.- Р. 3528-3552.
  23. Коржевский Д. Э, Кирик О. В., Гилерович Е. Г. Постнатальный нейроногенез: идентификация клеток и терминология // Морфология.- 2013.- Т. 144, № 4.- С. 88-92.
  24. Walton N. М., Sutter B. М., Laywell E. D., Levkoff L. Н, Kearns S. М., Marshall 2nd G. Р., Scheffler B., Steindler D. A. Microglia instruct subventricular zone neurogenesis // Glia.- 2006.- Vol. 54.- Р. 815-825.
  25. Miyamoto A., Wake H., Moorhouse A. J., Nabekura J. Microglia and synapse interactions: fine tuning neural circuits and candidate molecules // Front. Cell Neurosci.- 2013.- Vol. 7, № 70.- Р. 1-19.
  26. Wake H., Moorhouse A. J., Miyamoto A., Nabekura J. Microglia: actively surveying and shaping neuronal circuit structure and function // Trends Neurosci.- 2013.- Vol. 36, № 4.- Р. 209-217.
  27. Колос Е. А., Коржевский Д. Э. Распределение холинергических и нитроксидергических нейронов в спинном мозгу у новорожденных и взрослых крыс // Морфология.- 2015.- Т. 147, № 2.- С. 32-37.
  28. D’Mello R., Dickenson A. H. Spinal cord mechanisms of pain // Brit. J. of Anaesthesia.- 2008.- Vol. 101, № 1.- Р. 8-16.
  29. Tsuda M., Inoue K., Salter M. W. Neuropathic pain and spinal microglia: a big problem from molecules in «small» glia // Trends Neurosci.- 2005.- Vol. 28, № 2.- Р. 101-107.
  30. Tsuda M., Masuda T., Tozaki-Saitoh H., Inoue K. Microglial regulation of neuropathic pain // J. Pharmacol. Sci.- 2013.- Vol. 121, № 2.- Р. 89-94.
  31. Zhuo M., Wu G., Wu L. J. Neuronal and microglial mechanisms of neuropathic pain // Mol. Brain.- 2011.- Vol. 4, № 31.- Р. 1-35.
  32. Hu P., McLachlan E. М. Macrophage and lymphocyte invasion of dorsal root ganglia after peripheral nerve lesions in the rat // Neuroscience.- 2002.- Vol. 112, № 1.- Р. 23-38.
  33. Kwon M. J., Kim J., Shin H., Jeong S. R., Kang Y. М., Choi J. Y., Hwang D. Н., Kim B. G. Contribution of macrophages to enhanced regenerative capacity of dorsal root ganglia sensory neurons by conditioning injury // J. Neurosci.- 2013.- Vol. 33, № 38.- P. 15095-15108.
  34. Scholz J., Woolf C. J. The neuropathic pain triad: neurons, immune cells and glia // Nat. Neurosci. -2007.- Vol. 10, № 11.- Р. 13611368.
  35. Manzhulo I. V., Ogurtsova O. S., Lamash N. Е., Latyshev N. A., Kasyanov S. Р., Dyuizen I. V. Analgetic effect of docosahexaenoic acid is mediated by modulating the microglia activity in the dorsal root ganglia in a rat model of neuropathic pain // Acta Histochem.- 2015.- Vol. 117, № 7.- Р. 659-666.
  36. Patro N., Nagayach A., Patro I. К. Iba-1 expressing microglia in the dorsal root ganglia become activated following peripheral nerve injury in rats // Indian J. Exp. Biol.- 2010.- Vol. 48, № 2.- Р. 110-116.
  37. Ton B. H., Chen Q., Gaina G., Tucureanu C., Georgescu A., Strungaru C., Flonta M. L., Sah D., Ristoiu V. Activation profile of dorsal root ganglia Ша-1 ( + ) macrophages varies with the type of lesion in rats // Acta Histochem.- 2013.- Vol. 115, № 8.- Р. 840-850.
  38. Крстич Р. В. Иллюстрированная энциклопедия по гистологии человека.- СПб., СОТИС, 2001, 520 с.
  39. Garman R. H. Histology of the central nervous system // Toxicologic Pathology.- 2011.- Vol. 39.- Р. 22-35.
  40. Goldmann T., Prinz M. Role of microglia in CNS autoimmunity // Clin. Dev. Immunol.- 2013.- Vol. 2013.- Р. 208093.
  41. Stoll G., Jander S. The role of microglia and macrophages in the pathophysiology of the CNS // Prog. Neurobiol.- 1999.- Vol. 58, № 3.- Р. 233-247.
  42. Xavier A. L., Menezes J. R., Goldman S. A., Nedergaard M. Fine-tuning the central nervous system: microglial modelling of cells and synapses // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci.- 2014.- Vol. 369 (1654).- Р. 20130593.
  43. Imai Y., Ibata I., Ito D., Ohsawa K., Kohsaka S. A novel gene iba1 in the major histocompatibility complex class III region encoding an EF hand protein expressed in a monocytic lineage // Biochem. Biophys. Res. Commun.- 1996.- Vol. 224.- P. 855-862.
  44. Ohsawa K., Imai Y., Kanazawa H., Sasaki Y., Kohsaka S. Involvement of Iba-1 in membrane ruffling and phagocytosis of macrophages/microglia // J. Cell. Sci.- 2000.- Vol. 113 (Pt 17).- Р. 3073-3084.
  45. Saijo K., Glass C. К. Microglial cell origin and phenotypes in health and disease // Nat. Rev. Immunol, 2011.- Vol. 11, № 11.- Р. 775-787.
  46. Romero A., Romero-Alejo E., Vasconcelos N., Puig M. М. Glial cell activation in the spinal cord and dorsal root ganglia induced by surgery in mice // Eur. J. Pharmacol.- 2013.- Vol. 702, № 1-3.- Р. 126-134.
  47. Vega-Avelaira D., Geranton S. М., Fitzgerald M. Differential regulationof immune responses and macrophage/neuron interactions inthe dorsal root ganglion in young and adult rats following nerveinjury // Mol. Pain.- 2009.- Vol. 5.- Р. 1-35.

Views

Abstract - 18

PDF (Russian) - 0

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2016 Kolos E.A., Korzhevskii D.E.

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