Springer Science and Business Media LLC

Sự phát triển của bản đồ hình thái học của vỏ não cảm giác của loài gặm nhấm dường như phụ thuộc vào các mẫu hoạt động neuron được tinh chỉnh một cách tinh vi. Nitric oxide (NO) đã được mô tả như một tín hiệu mạnh mẽ trong việc điều chế hoạt động thần kinh liên quan đến tính dẻo synap. Để đánh giá vai trò của NO trong đường đi cảm giác của chuột, chúng tôi đã khảo sát hoạt động của NO synthase bằng hóa học hiển vi NADPH diaphorase tại các giai đoạn phát triển quan trọng. Tại thời điểm sinh, hoạt động NADPH diaphorase đã được phát hiện trong bản vẽ vỏ của vỏ não cảm giác đang phát triển. Vào ngày thứ 3, hoạt động NADPH diaphorase lan tỏa gia tăng trong lớp 4 đang hình thành trong các hốc tương lai của vùng thùng. Mục nhuộm này đạt cường độ mạnh mẽ nhất vào ngày thứ 6 trong các hốc vùng thùng và không thể phát hiện được vào cuối tuần thứ hai sau sinh. Sự xuất hiện của mẫu nhuộm NADPH diaphorase lan tỏa cũng được quan sát thấy trong một thời gian biểu và hình thái tương tự ở các hạt liên tiếp của vỏ não cảm giác, đặc biệt là trong các barreloids trong nhân ventrobasal của thalamus và barrelettes của nhân sinh ba của thân não. Việc làm tổn thương hàng C của các râu vào ngày thứ 1 (tức là trong khoảng thời gian quan trọng của việc hình thành vùng thùng) đã dẫn đến sự kết hợp của các vùng thùng C với hoạt động NADPH diaphorase lan tỏa trong các trường thùng. Ngoài ra, các tế bào đơn lẻ dương tính với hoạt động NADPH diaphorase cao có mặt trong các lớp sâu của vỏ não cảm giác ở các ngày 0 và 3 đã trở nên khả kiến trong các lớp trên vào ngày thứ 6 và giữ nguyên cho đến ngày thứ 15. Trong lớp 4, những tế bào này chủ yếu được định vị trong các khoang vào ngày thứ 6 và 9. Không có tế bào đơn lẻ dương tính nào được phát hiện trong barrelettes hoặc barreloids ở bất kỳ độ tuổi nào. Chúng tôi kết luận rằng hoạt động NADPH diaphorase hiện diện trong suốt quá trình củng cố dựa trên trải nghiệm của các tiếp xúc synap trong đường đi cảm giác.

This paper deals with the distribution of thyrotropin-releasing hormone-like immunoreactivity in the spinal cord of the rat, and particularly in the sympathetic nuclei, at light and electron microscopic levels. In the dorsal horn, the inner part of laminae II and III displayed thin thyrotropin-releasing hormone immunoreactive profiles. Electron microscopy revealed small immunoreactive varicosities which made synaptic contact with small dendrites or dendritic spines. Dense thyrotropin-releasing hormone-like immunoreactivity was observed in all sympathetic nuclei (nucleus intermediolateralis pars fascicularis and principalis, nucleus intercalatus and dorsal commissural nucleus) except the nucleus intercalatus pars ependymalis. Electron microscopy showed many immunoreactive varicosities which were often in synaptic contact with dendrites (proximal or distal), rarely with perikarya and never with axons. Sometimes, the same immunoreactive varicosity made axodendritic contacts with two dendrites and, conversely one dendrite was sometimes synaptically contacted by two or more immunoreactive varicosities. The ventral horn displayed a diffuse thyrotropin-releasing hormone-like immunoreactivity except for the cremaster nucleus (at lumbar level) which was densely outlined by immunoreactive profiles. Occasionally a large cell body in lamina IX (a putative motoneuron) was outlined by immunoreactive profiles but ultrastructural studies revealed very few immunoreactive axosomatic synapses, while immunoreactive symmetrical or asymmetrical axodendritic synapses were observed. The present study clearly confirms the existence of thyrotropin-releasing hormone immunoreactive synapses, thus substantiating the physiological role of this hormone in the spinal cord.

The distributions of (Na+ + K+)ATPase and sodium channels in skeletal muscle fibres and electrocytes were determined by immunofluorescent and immunoelectron microscopic techniques using antibodies against rat and eel (Na+ + K+)ATPase and the eel electric organ sodium channel. The extrajunctional sarcolemma of skeletal muscle was uniformly stained by polyclonal antibodies against (Na+ + K+)ATPase and the sodium channel. The T-tubule system of skeletal muscle was also labelled heavily for both (Na+ + K+)ATPase and the sodium channel. The terminal cisternae of the sarcoplasmic reticulum was stained for (Na+ + K+)ATPase but not sodium channels. At the motor endplate, (Na+ + K+)ATPase-like immunoreactivity was present along the plasmalemma of motor nerve terminals but not along the postsynaptic junctional sarcolemma. Paradoxically, a monoclonal antibody that binds to the α form of the catalytic subunit of (Na+ + K+)ATPase from rat hepatocytes and renal tubule cells did not label the enzyme in rat skeletal muscle. In electrocytes, (Na+ + K+)ATPase-like irnmunoreactivity was concentrated primarily along the plasmalemma and calveolae of the non-innervated face. In contrast, sodium channel-like immunoreactivity was concentrated along the plasmalemma of the innervated face except in the clefts of the postsynaptic membrane. Thus, we conclude that at endplates both the (Na+ + K+)ATPase of rat skeletal muscle and sodium channels of eel electrocytes are not concentrated in the juxtaneuronal postsynaptic membrane. We also interpret the failure of the monoclonal anti-α (Na+ + K+)ATPase antibodies to bind to the enzyme in muscle to indicate that the catalytic subunit of skeletal muscle (Na+ + K+)ATPase displays different epitopes than does the a subunit of kidney and liver.

Các tế bào Schwann tại các cuống xa của các dây thần kinh ngoại biên bị tổn thương có sự biểu hiện mạnh mẽ glycoprotein ma trận ngoại bào tenascin-C. Để hiểu thêm về mối quan hệ giữa thoái hóa Wallerian, sự gia tăng tenascin-C do tổn thương và sự tái sinh của các sợi trục, chúng tôi đã nghiên cứu chuột C57BL/Wlds (C57BL/Ola), một biến thể mà trong đó sự thoái hóa Wallerian bị trì hoãn đáng kể. Do chúng tôi phát hiện có sự khác biệt rõ rệt về tốc độ thoái hóa Wallerian giữa các dây thần kinh cơ và dây thần kinh da ở chuột C57BL/Wlds 16 tuần tuổi, khác với các động vật 6 tuần tuổi mà ở đó sự thoái hóa Wallerian bị trì hoãn ở cả hai loại dây, chúng tôi đã chọn các động vật lớn tuổi hơn để điều tra kỹ hơn. Năm ngày sau khi tổn thương, tenascin-C đã được gia tăng trong nhánh cơ (bắp đùi) nhưng không có trong nhánh da (tĩnh mạch hiển) của dây thần kinh đùi ở các động vật 16 tuần tuổi. Thêm vào đó, các tế bào myelomonocytic thể hiện hoạt tính peroxidase nội sinh đã xâm nhập vào nhánh cơ dễ dàng trong khi chúng không có mặt trong nhánh da vào thời điểm này. Chúng tôi cũng cho thấy rằng chỉ có một phân nhóm nhỏ của các đơn vị tế bào Schwann-sợi trục (chủ yếu là các sợi phần cơ) trong nhánh cơ là trải qua thoái hóa Wallerian và gia tăng biểu hiện tenascin-C với tốc độ bình thường, trong khi các đơn vị Schwann-sợi trục còn lại (chủ yếu là các sợi cảm giác) thể hiện sự thoái hóa Wallerian trì hoãn và không có biểu hiện tenascin-C. Các sợi trục đang tái sinh chỉ được tìm thấy trong nhánh cơ dương tính với tenascin-C, nơi chúng luôn phát triển liên kết với các đơn vị Schwann-sợi trục đang trải qua thoái hóa Wallerian. Những quan sát này cho thấy một mối quan hệ chặt chẽ giữa sự thoái hóa Wallerian, sự gia tăng biểu hiện tenascin-C và sự tái sinh của các sợi trục, gợi ý rằng tenascin-C tham gia vào quá trình tái sinh của dây thần kinh ngoại biên.

The ultrastructure of the neuromuscular junction of young and old male CBF-1 mice was analysed both qualitatively and quantitatively. The age-related findings were similar in both the phasic extensor digitorum longus muscle and the tonic soleus muscle but more pronounced in the latter. Presynaptic terminals of old mice compared to young showed decreases in nerve terminal area, mitochondria and synaptic vesicles, but increases in smooth endoplasmic reticulum, coated vesicles, cisternae, microtubules and probably neurofilaments. On the postsynaptic side there were increases in complexity of junctional folds and subsarcolemmal vesicles, and the appearance of lipofuscin deposits. Occasional denervated postsynaptic regions were encountered in old neuromuscular junctions, but the predominant characteristics of aging changes were not those of denervation. Rather, a unique and uniform process involving most of the population of nerve terminals, possibly of physiologically adaptive significance, appears to occur with age in both phasic and tonic limb muscles.

A calcium-adenosine triphosphatase (Ca2+-ATPase) activity expressed by CNS nerve fibres has been examined during demyelination and remyelination in rats, 21–26 days after an intraspinal injection of ethidium bromide. The Ca2+-ATPase distribution was determined cytochemically, using a technique believed primarily to reflect the presence of ecto-ATPases. We confirm that in normal nerve fibres Ca2+-ATPase activity was present on the external surface of the myelin sheath, and on the axolemma at the nodes of Ranvier. Labelling of the internodal axolemma was restricted to small, scattered, punctate regions. However, following demyelination the Ca2+-ATPase activity was expressed continuously along both the exposed, previously internodal axolemma of entirely naked axons, and it was particularly prominent at sites of contact between axons and glial-cell processes. During remyelination (which in this lesion is accomplished predominantly by Schwann cells) the proportion of the axonal surface exhibiting Ca2+-ATPase activity decreased in concert with the progressive thickening of the new myelin sheath. The non-myelin forming plasmalemma of Schwann cells was positive for the Ca2+-ATPase activity, but activity was abruptly lost at the site of compaction between the inner and outer leaflets of the forming myelin sheath. Ecto-ATPase activity is a property of some cell adhesion molecules, and it follows that the changes observed in the distribution of ATPase activity in this study may reflect changes in the axolemma which are important for the successful repair of the lesion by remyelination. The ATPase activity may, for example, reflect the changing distribution of molecules important in aiding axo-glial recognition and the establishment of axo-glial contacts.

In the PNS, myelin basic protein (MBP) appears not to be essential for myelination, for inshiverer (shi) andmld mutant mice peripheral nerves, where MBP is not or only poorly expressed, myelination occurs normally. Only a few morphological abnormalities, i.e. reduction in axon calibre and myelin sheath thickness, and aberrant Schwann cell-axon contacts, have been reported. Here, we document a consistent difference betweenshi andwild type (wt) myelinated sciatic nerve fibres. The number of Schmidt-Lanterman incisures seen in longitudinally and transversely-sectioned sciatic nerves, or in teased fibres stained for the presence of F-actin, is dramatically increased in homozygousshi mice. With both methods, a twofold increase in Schmidt-Lanterman incisure number is seen in 15-day-old mice, the earliest time examined. The increase is slightly greater in nerve fibres from 30- and 90-day-old mice. The overproduction of Schmidt-Lanterman incisures inshi occurs in spite of the fact that the mean diameter of myelinated fibres inshi sciatic nerves is smaller than inwt sciatic nerves. These results lead us to suggest that the increase in Schmidt-Lanterman incisure density inshi compensates for a defect in Schwann cell-axon communication.

The differentiation of glia in the central nervous system is not well understood. A major problem is the absence of an objective identification system for involved cells, particularly the early-appearing radial glia. The intermediate filament structural proteins vimentin and glial fibrillary acidic protein have been used to define the early and late stages, respectively, of astrocyte development. However, because of the non-specificity of vimentin and the temporal overlap in expression patterns of both proteins, it is difficult to refine our view of the process. This is especially true of the early differentiation events involving radial glia. Using the developmentally-expressed intermediate filament-associated protein IFAP-70/280 kD in conjunction with vimentin and glial fibrillary acidic protein markers, a comprehensive investigation of this problem was undertaken using immunofluorescence microscopy of developing rat spinal cord (E13-P28 plus adult). The phenotypes of the cells were defined on the basis of their immunologic composition with respect to IFAP-70/280 kD (I), vimentin (V) and GFAP (G). A definitive immunotype for radial glia was established, viz, I+/V+/G−; thus reliance upon strictly morphological criteria for this early developmental cell was no longer necessary. Based upon the immunotypes of the cells involved, four major stages of macroglial development were delineated: (1) radial glia (I+/V+/G−); (2) macroglial progenitors (I+/V+/G+); (3) immature macroglia (I−/V+/G+); and (4) mature astrocytes (I−/V+/G+ primarily in white matter and I−/V−/G+, the predominant type in gray matter). It is of interest to note that the cells of the floor plate were distinguished from radial glia by their lack of IFAP-70/280 kD immunoreactivity. Introduction of the IFAP-70/280 kD marker has therefore provided a more refined interpretation of the various differentiation stages from radial glia to mature astrocytes.