Východiska: Ionizujúce žiarenie ovplyvňuje tkanivovú homeostázu a môže viesť k jeho morfologickému a funkčnému poškodeniu. Cieľom štúdie bolo skúmať krátkodobé a dlhodobé účinky ionizujúceho žiarenia na populáciu buniek osidľujúcu hipokampus dospelého potkana. Materiál a metódy: Dospelým samcom potkanov kmeňa Wistar sme ožiarili cranium frakcionovanou dávkou gama žiarenia (celková dávka bola 20 Gy) a vyšetrovali 30 a 100 dní po expozícii. Pomocou histochemickej metodiky Fluoro-Jade C na dôkaz degenerujúcich neurónov, imunohistochemického farbenia na detekciu astrocytov a konfokálnej mikroskopie sme kvantitatívne hodnotili neurodegeneratívne zmeny v gyrus dentatus a oblasti CA1 hipokampu. Výsledky: V obidvoch vyšetrovaných oblastiach sme zistili signifikantný nárast počtu Fluoro-Jade C značených neurónov, predovšetkým v skupine prežívajúcej 30 dní po ožiarení. Počet GFAP-imunoreaktívnych astrocytov sa počas celého experimentu znížil len nepatrne. Záver: Naše súčasné výsledky poukazujú na to, že postradiačná odpoveď populácie buniek, ktorá tvorí hipokampus môže zohrávať úlohu vo vývoji neskorých postradiačných prejavov, ktoré sú z hľadiska prognózy veľmi nepriaznivé. Kľúčové slová: ionizujúce žiarenie – dávka žiarenia – potkan – hipokampus – Fluoro-Jade C – GFAP Práca bola financovaná z projektu Centrum translačnej medicíny/Vytvorenie nového diagnostického algoritmu pri vybraných nádorových ochoreniach, ITMS: 26220220021 spolufinancovanými zo zdrojov EÚ a Európskeho fondu regionálneho rozvoja. Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy. Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů. Obdržané: 8. 3. 2015 Prijaté: 5. 4. 2015
Background: Ionizing radiation induces altered brain tissue homeostasis and can lead to morphological and functional deficits. The aim of the present study was to investigate the short-term and long-term effect of ionizing radiation on cell population resides adult rat hippocampus. Materials and Methods: Adult male Wistar rats received whole-brain irradiation with fractionated doses of gamma rays (a total dose of 20 Gy) and were investigated 30 and 100 days later. A combination of Fluoro-Jade C histochemistry for visualization of degenerating neurons, immunohistochemistry for detection of astrocytes and confocal microscopy were used to quantify the neurodegenerative changes in the hippocampal dentate gyrus and CA1 subfield. Results: A significant increase of Fluoro-Jade C labelled neurons was seen in both of investigated areas through the whole experiment, predominantly 30 days after irradiation. Non-significant decrease of GFAP-immunoreactive astrocytes was found in the hippocampal dentate gyrus and CA1 subfield until 100 days after irradiation. Conclusion: Our recent results showed that radiation response of cell types resides the adult hippocampus may play contributory role in the development of adverse radiation-induced late effects.
- Klíčová slova
- imunohistochemické barvení a značení, radiosenzitivita,
- MeSH
- astrocyty patologie účinky záření MeSH
- časové faktory MeSH
- degenerace nervu * MeSH
- fluoresceiny diagnostické užití MeSH
- frakcionace dávky záření MeSH
- gliový fibrilární kyselý protein analýza MeSH
- gyrus dentatus patologie účinky záření MeSH
- hipokampus * patologie účinky záření MeSH
- histocytochemie MeSH
- imunohistochemie MeSH
- ionizující záření MeSH
- konfokální mikroskopie MeSH
- kraniální ozáření * škodlivé účinky MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- následné studie MeSH
- neurony patologie účinky záření MeSH
- počet buněk MeSH
- potkani Wistar MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- srovnávací studie MeSH
Apoptóza je typ programované buněčné smrti (typ I), který je nezbytný pro správný vývoj organizmu a tkáňovou homeostázu. Její průběh může být určen dvěma signálními drahami – vnější (receptorovou) dráhou řízenou receptory smrti a vnitřní (mitochondriální) apoptotickou dráhou, kde klíčovou roli plní mitochondrie. Mitochondrie jsou důležité buněčné organely s nepostradatelnými funkcemi pro život buňky, jako je např. tvorba energie ve formě molekul ATP (adenosintrifosfátu). Mitochondriální buněčná smrt je charakteristická změnou transmembránového potenciálu a permeabilizací vnější mitochondriální membrány. Mitochondrie jsou elektronegativní organely a depolarizace mitochondriální membrány je důležitá pro uvolnění proapoptotických signálů. Narušená regulace mitochondriální buněčné smrti se může podílet na patogenezi různých onemocnění, včetně rakoviny. Mitochondrie jsou také zdrojem reaktivních kyslíkových radikálů, iontů Ca2+ a proteinů ovlivňujících procesy iniciace a progrese nádorů nezávisle na indukci apoptózy. Současné studie se zaměřují na výzkum mitochondriálního membránového potenciálu a kyslíkových radikálů, které modulují různé signální dráhy uvnitř buňky a vymezení jejich významu v kancerogenezi, případně v léčbě onkologických pacientů. Monitorování apoptotických markerů, jako je stav mitochondriálního membránového potenciálu a určení hladiny reaktivních kyslíkových radikálů ve vzorcích nádorových pacientů, má prediktivní hodnotu pro výstup léčebných protokolů.
Apoptosis is type I programmed cell death, a process that is essential for development and tissue homeostasis. It is a prevalent form of cell death and it proceeds via two signaling pathways – external (receptor pathway) triggered by death receptors and intrinsic (mitochondrial) apoptotic pathway with major involvement of mitochondria. Mitochondria are important cellular organelles producing energy stored in molecules of adenosine triphosphate that are essential for cell survival. The mitochondrial cell death is characterized by permeabilization of the mitochondrial outer membrane and dissipation of the transmembrane potential. Mitochondria are electronegative organelles and depolarization of the mitochondrial membrane is important for the release of proapoptotic signals. Aberrant control of the mitochondrial cell death might contribute to several diseases including cancer. Mitochondria are also a source of reactive oxygen species, Ca2+ ions and other proteins that affect processes important for the initiation and progression of tumors independently of apoptosis. Current studies focus on research of mitochondrial membrane potential and reactive oxygen species modulating various signaling pathways within the cell, their importance in carcinogenesis, and in treatment of oncological patients. Monitoring of the apoptotic markers, such as the mitochondrial membrane potential (MMP), and the level of reactive oxygen species in samples of oncological patients has a predictive value for the output of treatment protocols. Key words: mitochondria – flow cytometry – apoptosis – free radicals – mitochondrial membrane potential This work was supported by the European Regional Development Fund and the State Budget of the Czech Republic (RECAMO, CZ.1.05/2.1.00/03.0101) and IntegRECAMO CZ.1.07/2.3.00/20.0097). The authors declare they have no potential conflicts of interest concerning drugs, products, or services used in the study. The Editorial Board declares that the manuscript met the ICMJE “uniform requirements” for biomedical papers. Submitted: 13. 1. 2014 Accepted: 11. 4. 2014
- MeSH
- apoptóza * fyziologie MeSH
- buněčná smrt fyziologie MeSH
- ethidium analogy a deriváty diagnostické užití MeSH
- fluoresceiny diagnostické užití MeSH
- fluorescenční barviva diagnostické užití MeSH
- lidé MeSH
- membránový potenciál mitochondrií * MeSH
- mitochondriální membrány MeSH
- mitochondrie MeSH
- průtoková cytometrie * metody MeSH
- reaktivní formy kyslíku * analýza MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
BACKGROUND: Vascular endothelial growth factor (VEGF) is not only a potent angiogenic factor but it also promotes axonal outgrowth and proliferation of Schwann cells. The aim of the present study was to quantitatively assess reinnervation of musculocutaneous nerve (MCN) stumps using motor and primary sensory neurons after plasmid phVEGF transfection and end-to-end (ETE) or end-to-side (ETS) neurorrhaphy. The distal stump of rat transected MCN, was transfected with plasmid phVEGF, plasmid alone or treated with vehiculum and reinnervated following ETE or ETS neurorrhaphy for 2 months. The number of motor and dorsal root ganglia neurons reinnervating the MCN stump was estimated following their retrograde labeling with Fluoro-Ruby and Fluoro-Emerald. Reinnervation of the MCN stumps was assessed based on density, diameter and myelin sheath thickness of regenerated axons, grooming test and the wet weight index of the biceps brachii muscles. RESULTS: Immunohistochemical detection under the same conditions revealed increased VEGF in the Schwann cells of the MCN stumps transfected with the plasmid phVEGF, as opposed to control stumps transfected with only the plasmid or treated with vehiculum. The MCN stumps transfected with the plasmid phVEGF were reinnervated by moderately higher numbers of motor and sensory neurons after ETE neurorrhaphy compared with control stumps. However, morphometric quality of myelinated axons, grooming test and the wet weight index were significantly better in the MCN plasmid phVEGF transfected stumps. The ETS neurorrhaphy of the MCN plasmid phVEGF transfected stumps in comparison with control stumps resulted in significant elevation of motor and sensory neurons that reinnervated the MCN. Especially noteworthy was the increased numbers of neurons that sent out collateral sprouts into the MCN stumps. Similarly to ETE neurorrhaphy, phVEGF transfection resulted in significantly higher morphometric quality of myelinated axons, behavioral test and the wet weight index of the biceps brachii muscles. CONCLUSION: Our results showed that plasmid phVEGF transfection of MCN stumps could induce an increase in VEGF protein in Schwann cells, which resulted in higher quality axon reinnervation after both ETE and ETS neurorrhaphy. This was also associated with a better wet weight biceps brachii muscle index and functional tests than in control rats.
- MeSH
- dextrany diagnostické užití MeSH
- fluoresceiny diagnostické užití MeSH
- genetická terapie metody MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- mícha patologie MeSH
- modely nemocí na zvířatech MeSH
- nemoci periferního nervového systému patologie terapie MeSH
- nervová vlákna myelinizovaná patologie MeSH
- nervus musculocutaneus metabolismus patologie fyziologie MeSH
- neurologické vyšetření MeSH
- neurony metabolismus patologie MeSH
- potkani Wistar MeSH
- přední končetina patofyziologie MeSH
- regenerace nervu genetika fyziologie MeSH
- rhodaminy diagnostické užití MeSH
- vaskulární endoteliální růstový faktor A biosyntéza metabolismus terapeutické užití MeSH
- velikost orgánu fyziologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Správne rozlíšenie nádorových hmôt od edematózne zmeneného zdravého mozgového tkaniva je nevyhnutným predpokladom iíspešnosti operačnej liečby malígnych gliómov. Nanešťastie, bez použitia vhodnej zobrazovacej techniky (peroperačné USG, CT alebo MR) je aj pre skúseného operatéra často nemožné s istotou určiť presnú hranicu. Autor prezentuje možnosť využitia rôznych exogénnych fluorofórov (delta-aminolevulová kyselina. protoporfyríny, fluorescein a iné) a autofluorescencie za účelom peroperačného zobrazenia a ohraničenia nádorových hmôt od zdravého mozgového tkaniva ako nádejnú alternatívu oproti v súčasnosti používaným zobrazovacím metódam.
Correct differentiation between tumor masses and healthy edematous brain tissue is essential for successful surgical treatment of a malignant glioma. Unfortunately, without suitable imaging methods (intraoperative USG, CT or MRI), it is often impossible even for an experienced surgeon to determine the tumor edges. The author has presented the possibilities of using exogenous fluorophores (delta-aminolevulinic acid, protoporphyrins. fluorescein, etc.) and autofluorescence for peroperative visualization and delineation of tumor masses and normal brain tissue as a hopeful alternative to conventionally used intraoperative imaging methods.
- MeSH
- financování organizované MeSH
- fluoresceiny diagnostické užití MeSH
- imunitní systém - jevy imunologie účinky léků MeSH
- izotopy chromu diagnostické užití škodlivé účinky MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- melanom imunologie MeSH
- mnohočetný myelom imunologie MeSH
- monoklonální protilátky diagnostické užití MeSH
- nádorové buněčné linie imunologie účinky léků MeSH
- nádory imunologie krev MeSH
- průtoková cytometrie metody využití MeSH
- sukcinimidy diagnostické užití MeSH
- T-lymfocyty cytologie imunologie MeSH
- testy toxicity metody využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- MeSH
- apoptóza MeSH
- cytologické techniky MeSH
- DNA analýza MeSH
- fluoresceiny diagnostické užití MeSH
- fluorescenční mikroskopie MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- fluoresceiny diagnostické užití MeSH
- infarkt myokardu patologie MeSH
- ischemie MeSH
- kardiopulmonální bypass MeSH
- myokard krevní zásobení patologie MeSH
- psi MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- psi MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH
