Оценка гиппокампальной дендритной сложности у пожилых мышей с использованием метода Гольджи-Кокса

Дендриты являются самой большой частью нейронов, которые принимают и обрабатывают пресинаптический ввод ¹ . Их дендритные процессы имеют сложную геометрию, где проксимальные ветви имеют больший диаметр, чем дистальные ветви. По мере развития дендритов они образуют несколько связей с другими нейронами в процессе, называемом дендритной арбонизацией. Степень и структура этого ветвления определяют количество синаптических входов, которые дендрит может адекватно обработать ² .

Дендритная арборизация – необходимый процесс пластичности, зависящей от активности, и правильного развития нейронных цепей. Расширение, ретракция, ветвление и синаптогенез представляют собой сложные процессы, которые включают внутренние генетические программы и влияния внешних факторов. Морфологические и ветвящиеся вариации нейронных дендритов в гиппокампе участвуют в формировании познания и памятиF "> 3 ^{, 4.} Изменения в дендритной сложности связаны с патофизиологическими и поведенческими изменениями ^5. Аномалии связаны с несколькими болезненными состояниями, включая синдром Fragile X и синдром Дауна ⁶ .

Дендритные шипы являются специализированными субклеточными отделениями дендритных беседок, которые получают возбуждающий вход в центральной нервной системе. Существуют три морфологических класса дендритных шипов с названием каждого класса по их размеру и форме: 1) грибные шипы, которые имеют сложные постсинаптические плотности с более глутаматными рецепторами, чем другие шипы ⁷ ; 2) колючие шипы, у которых нет стебля; И 3) тонкие шипы, которые состоят из затянувшегося узкого стебля и шаровидной головки ⁸ . Дендритный объем позвоночника частично используется для их определения, при этом тонкие шипы обычно меньше (0,01 мкм ³ </sup>) По сравнению с грибными шипами (0,8 мкм ³ ) ^{9 , 10} . Шипы стабилизируются созреванием. Например, тонкие шипы либо втягиваются через несколько дней, либо развиваются в грибные шипы. Альтернативно, грибные шипы относительно стабильны и могут выживать в течение длительного периода. Сила нейронных соединений, как полагают, основана на числе шипов и / или их объемах ^{11 , 12 , 13} .

Классический метод окрашивания Гольджи и его более современные вариации были полезны для изучения морфологии и плотности дендритных позвонков. Одним из уникальных аспектов окраски Гольджи является то, что он случайно окрашивает около 5% всех нейронов, что позволяет отслеживать отдельные нейроны ^{14 , 15} . Хотя точный механизм, в котором метод ГольджиOd, отдельные нейроны до сих пор неизвестны, принцип метода основан на кристаллизации хромата серебра (Ag ₂ CrO ₄ ) ^{16 , 17} . Существует три основных типа метода Гольджи: быстрый Гольджи, Гольджи-Кокс и Гольджи-Копш ^{18 , 19} . Все три метода начинаются с начальной фазы инкубации в солях хрома в течение от нескольких дней до нескольких месяцев, но между ними существуют определенные ключевые различия. Быстрое Гольджи использует четырехокись осмия на первом этапе, тогда как Гольджи-Копш включает параформальдегид. Окрашивание как в быстром Гольджи, так и в Гольджи-Копше сопровождается инкубацией в 1-2% растворе нитрата серебра в течение примерно 7 дней. Метод Гольджи-Кокса использует хлорид ртути и дихромат калия вместо нитрата серебра и имеет время пропитки 2-4 недель. Затем ткани секционируют и быстро помещают в разбавленный аммиакРаствор, затем фотографический фиксатор для удаления солей. Из трех типов метод Гольджи-Кокса считается лучшим при окрашивании дендритных беседок без значительных фоновых помех, отчасти потому, что кристаллические артефакты не встречаются на поверхности ткани (в отличие от быстрого метода Гольджи) ^{17 , 20 , 21} .

Настоящий способ представляет собой небольшое изменение протокола, снабженного коммерческим набором для окрашивания Гольджи, и был разработан для оценки того, как относительно низкая доза 5-фу будет влиять на дендритные морфологические характеристики и плотность позвоночника. Любые полученные данные могут дать дальнейшее представление о том, как химиотерапевтическое лечение влияет на схему нейронов.