Ультраструктурное исследование пластичности клеточных элементов и межклеточных взаимодействий в трансплантатах нервной ткани

• Автор: Журавлева, Зинаида Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 78 с. : ил.; 21х14 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1. Актуальность проблемы.
Трансшантаты эмбриональной нервной ткани являются прекрасной моделью для исследования таких фундаментальных проблем современной нейробиологии, как закономерности нейроонтогенеза, механизмы регенерации и пластичности. В отличие от культивирования in vitro трансплантация в иммунопривилегированные области дает возможность наблюдать ткань продолжительное время, соизмеримое с жизнью животного. Изучение дифференцировки нервной ткани в передней камере глаза (ПКГ) в отсутствие нормальных афферентов, эфферентных мишеней и тканевого окружения позволяет подойти к проблемам самоорганизации мозга, выявить генетически обусловленные и зависящие от внешних влияний факторы, управляющие развитием. При исследовании внутримозговых трансплантатов особенно важными являются проблемы структурной реконструкции мозга и функциональной интеграции трансплантированной эмбриональной ткани с мозгом взрослого животного-реципиента. Морфофункциональные аспекты этого обсуждены в ряде обзоров (Полежаев, 1981, 1983; Виноградова, 1984, 1990; Vinogradova, 1988, 1990, 1994; Угрюмое, 1989; Fine, 1990; Fisher, Gage, 1993; Гилерович, 1993 и др.).
Актуальность проведенного исследования определяется также тем, что метод нейротрансплантации можно использовать для восстановления нарушенных функций мозга не только в условиях экспериментальной патологии (Bjorklund, Stenevi, 1979; Freed et al., 1981; Александрова, Полежаев, 1982; Dunnett et al., 1982; Брагин и др., 1984;
Отеллин и др.. 1985; Лущекина и др., 1988; Victorov, Lyjin, 1990;
Полежаев и др., 1993; Ермакова и др., 1996; Семченко и др., 1996 и др.; Ярыгин и др., 1997), но и в клинической медицине (Backlund et al., 1985; Lindvall et al., 1987; Кирпатовский, 1988; Spencer et al., 1992; Савельев и др.,1994; Kopyov et al.,1997 и др.; Kordower et.al; 1997). Во многом возможность включения нейротрансплантатов в интегративную деятельность мозга определяется пластическими свойствами клеточных кэлементов и межклеточных взаимодействий. Компенсаторные и адаптационные морфологические преобразования нейронов и их отростков, наблюдавшиеся еще классиками нейрогистологии при тестовой микроскопии (Cajal, 1928), анализируются современными, в - числе, и отечественными, исследователями электронно-
!гироскопически (Бабминдра. 1972; Попова. 1974; Боголепов, 1975, [ Х>; Косицын, 1976; Манина, 1976; Артюхина, 1979; Лосева 1982;
| | юв, Петухов, 1982; Мошков, 1985; Хлудова. 1997; Бабминдра и др
[ ,сэ ~>8). Представляется важным выяснить, как трансплантированная I виая ткань реализует свои пластические свойства при развитии и
Ьвремснном функционировании в эктопическом положении.

Дальнейшая разработка проблем нейротрансплантации требует детальных морфологических изысканий для выяснения цитологической организации трансплантатов, степени воспроизведения фенотипических особенностей нервных и глиальных элементов на микро- и ультраструктурном уровне; возможности формирования синаптических взаимодействий между нервными клетками; способности нервных волокон прорастать через границу с мозгом и образовывать функциональные контакты на неадекватных клеточных мишенях; роли глиальных клеток при интеграции. Учитывая, что иммунная привилегированность мозга и, особенно, ПКГ является относительной (Kaplan, Stevens, 1975; Raju, Grogan, 1977; Брагин, Виноградова, 1981; Owens et al., 1994), необходима оценка способности нервной ткани формировать гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) в условиях трансплантации. До сих пор неясно, для нормального функционирования каких областей мозга особенно критично восстановление структурной организации; высказываются противоречивые мнения о степени специфичности устанавливаемых трансплантированными нейронами синаптических связей; неизвестны факторы, способствующие или препятствующие интеграции эмбриональной ткани с мозгом взрослого животного, компенсируется ли дефицит нормальных синаптических взаимодействий усилением нейро-нейрональных и нейроглиальных несинатггических коммуникаций.
2. Цель и задачи исследования.
Цель работы состояла в выяснении способности трансплантатов эмбриональной нервной ткани приживаться, дифференцироваться и сохраняться длительное время в ПКГ и мозге взрослых животных, в оценке степени воспроизведения морфологических особенностей и реализации пластических свойств трансплантированной нервной ткани, а также возможности ее функциональной интеграции с соседними структурами. При этом необходимо было определить значение внутренних (генетически детерминированных) и внешних (зависящих от взаимодействия с окружающей тканью) воздействий на рост, развитие и дифференцировку трансплантатов и их клеточных элементов, степень специфичности устанавливаемых синаптических связей как внутри трансплантатов, так и в мозге реципиента, а также значение несинаптических форм межклеточных взаимодействий в функционировании трансплантатов. Для этого нужно было исследовать трансплантаты областей мозга с разной цитоархитектоникой (гиппокамп, зубчатая фасция, септальные ядра, неокортекс), развивающиеся в полной изоляции от мозга (в ПКГ) или в мозге (в гомотопическом и гетеротопическом положении, при трансплантации в паренхиму и в острую полость).

друга отростки этих клеток, которые в более глубоких зонах перемежаются с отростками волокнистых астроцитов. Соединения типа puncta adhaerentes скрепляют их в общий пласт. Толщина глиальной капсулы в некоторых трансплантатах достигает 20-30 мкм.
Между глиальными отростками наблюдаются группы немиелизированных, очень тонких (диаметр 0.1-0.2 мкм) нервных волокон, которые содержат нейротрубочки, а в расширенных участках — и синаптические пузырьки. Аксоны подходят непосредственно к поверхности трансплантатов и заканчиваются синаптическими бутонами, содержащими, помимо малых светлых, несколько больших светлых и электронноплотных пузырьков. Хотя во многих пресинаптических терминалях обнаружены скопления синаптических пузырьков, истинные синаптические контакты встречаются редко, иногда они четко идентифицируются как аксо-аксональные. При этом в качестве постсинаптической структуры выступают менее зрелые синаптические бутоны.
Рис. 13 Фиброзный астроцит на поверхности трансплантата гиппокампа. Масштаб 0,5 мкм.
Поверхность большинства ТГ сформирована распластанными в один ряд клетками, похожими на густо заполненные филаментами астроциты (рис. 13). Мощные цитоплазматические отростки таких астроцитов в местах стыка черепицеобразно накладываются друг на друга и образуют между собой плотные скрепления или контакты типа “замков”