23.12.2012 Views

Glia - KOKI

Glia - KOKI

Glia - KOKI

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Gliális sejttípusok az idegrendszerben


neuroektodermális eredet<br />

(kivéve mikroglia)<br />

mezodermális eredet<br />

neuronok neuroglia erek falát és agyhártyákat alkotó sejtek<br />

asztroglia oligodendroglia mikroglia ependyma<br />

* asztrociták<br />

* II. típusú asztrociták<br />

* radiális glia<br />

* Bergmann glia<br />

* Müller glia<br />

* pituicita<br />

* tanycita<br />

* glia limitans sejtjei<br />

Gliális sejttípusok az idegrendszerben<br />

* corpus<br />

pineale<br />

gliasejtjei<br />

GLIA: gyűjtőfogalom !!! “gliák”<br />

* oligodendrociták<br />

* szatellitasejtek<br />

* NG2 sejtek<br />

* olfactory nerve<br />

ensheating<br />

cells (ONEC)<br />

* Schwann sejtek<br />

*adeno-<br />

hipofízis<br />

csillagsejtjei<br />

* rezidens<br />

mikroglia<br />

bevándorolt<br />

makrofágok<br />

* enterális<br />

gliasejtek<br />

*ependymociták<br />

*ependyma-<br />

szervek sejtjei<br />

*choroid plexus<br />

hámsejtjei<br />

perivaszkuláris<br />

periszinaptikus<br />

pericelluláris<br />

perinodális asztrociták


Perivaszkuláris/<br />

perikapilláris asztrociták<br />

Agyi kapillárisok<br />

körül<br />

Neurovaszkuláris unit<br />

http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/2_1_4.stm<br />

http://neurolex.org/wiki/Category:Perivascular_Astrocyte


Periszinaptikus asztrociták<br />

Reichenbach 2010<br />

A: Perisynaptic astrocytic<br />

processes (Ast) are<br />

pseudocolored in blue.<br />

Axo-spinous synapse.<br />

Ast, astrocyte; T, axon<br />

terminal; Sp, dendritic<br />

spine<br />

The<br />

tripartite<br />

synapse<br />

B: The glial<br />

process marked by<br />

the black silver<br />

grains ensheaths a<br />

synapse (open<br />

arrow) and is thinner<br />

than 100 nm, clearly<br />

below light<br />

microscopic<br />

resolution.<br />

Villalba 2011<br />

Eroglu, Barres 2010


Pericelluláris asztrociták<br />

Neuronális sejttest körül<br />

Perineuronális net (PNN) képzése<br />

(<strong>Glia</strong> nélkül is, ekkor más az összetétele)<br />

NeuN: neuron<br />

WFA: CSPGs, labeled with<br />

Wisteria floribunda (lilaakác..)<br />

agglutinin<br />

CSPG: chondroitin sulfate<br />

proteoglycans (reaktív glia !)<br />

Busch, Silver 2007<br />

Pericellular<br />

matrix of Oli-neu<br />

oligodendroglial<br />

precursor cells<br />

(cell line) is<br />

composed of<br />

nanofibers<br />

according to<br />

helium ion beam<br />

scanning<br />

microscopy.<br />

Gerlach 2010


Perinodális asztrociták<br />

Schafer, Rasband 2006<br />

A perinodal astrocytic process (green) contacts a<br />

node of Ranvier. The axon is shown in red, the<br />

paranodal loops in blue. Scale bar: (b) = 5 μm<br />

heterologous O/A gap junctions<br />

http://www.cvmbs.colostate.edu/rashlab/currentpub/neuro06figs/index.htm<br />

Sontheimer 1996<br />

Adult rat optic nerve. pN: Pfracture<br />

face of nodal<br />

membrane; ePN: E-face of the<br />

terminal oligodendrocyte; eA:<br />

perinodal astrocyte process;<br />

ecs: extracellular space<br />

associated with the node.


Asztrocita<br />

SVZ glia<br />

őssejt<br />

A cells: chains of young neurons<br />

B cells: have astrocytic characteristics<br />

and form tube-like structures<br />

C cells: highly proliferative C cells<br />

E cells: ependymal cells<br />

LV: lateral ventricle<br />

Jose-Manuel Garcia-Verdugo, Fiona Doetsch, Hynaek Wichterle, Daniel Lim, Arturo Alvarez-Buylla, 1998<br />

Alvarez-Buylla and Garcia-Verdugo, 2002


McCaffery 2006, Alvarez-Buylla 2002, Seri 2004<br />

Asztrocita<br />

SGZ glia<br />

őssejt<br />

GFAP/PSA-NCAM


Seri, Garcia-Verdugo et al 2004<br />

Asztrocita<br />

SVZ glia<br />

őssejt<br />

• horizontális illetve radiális nyúlványú asztrociták


Cerebellum<br />

http://oraculartree.com/works/scientific-constructs


Bergmann glia<br />

- Golgi-féle epiteliális sejt<br />

= Bergmann glia<br />

- kisagy, radiális marad<br />

- GFAP+ rostok<br />

Purkinje/Bergmann glia<br />

hGFAP-GFP<br />

BGC: Bergmann glial cells<br />

PC: Purkinje cell<br />

ml: molecular layer<br />

AC: cerebellar astrocytes<br />

(velate protoplasmic astrocytes)<br />

gcl: granule cell layer<br />

wm: white matter<br />

fátyol<br />

http://www.sciencephoto.com/media/307831/enlarge Hoogland 2010 Tanaka 2008


Bergmann glia<br />

Velate astrocytes<br />

hGFAP-GFP<br />

Bergmann glia


Bergmann glia<br />

Cell processes of a<br />

Bergmann glia in the<br />

rat cerebellum<br />

revealed by Golgi<br />

staining<br />

http://www.nips.ac.jp/eng/contents/<br />

publication/guide/html/2010/res/brai<br />

n-exp.html<br />

<strong>Glia</strong>l microdomains are sites for localized Ca 2+ signals mediating neuron-glia communication.<br />

Bergmann glial processes intimately enwrap the parallel fiber Purkinje cell synapse. (A–C):<br />

perisynaptic membrane sheaths of Bergmann glial processes contacting synapses and constitute an<br />

independent glial microdomain. Postsynaptic membranes are labeled by arrows. (D) Simplified<br />

representation of a single glial microdomain contacting neuronal elements. (E) Geometrical<br />

analogue of (D) but flattened to visualize the enormous surface area).<br />

Oheim 2006


Harvesting of<br />

individual<br />

Bergmann glia and<br />

quality control of<br />

single-cell cDNA.<br />

Expression profiles of cell type control genes confirm<br />

purity of Bergmann glial cDNA generated by single cell<br />

RT-PCR.


Affymetrix gene chip<br />

8 táblázat rengeteg génről… + rengeteg Supplementary Table…


Müller glia<br />

- retina<br />

Yellow, Müller<br />

cells; red,<br />

interneurons<br />

and ganglion<br />

cells; blue,<br />

photoreceptor<br />

cells.<br />

OLM: outer limiting<br />

membrane<br />

ONL: outer nuclear<br />

layer<br />

OPL: outer<br />

plexiform layer<br />

INL: inner nuclear<br />

layer<br />

IPL: inner plexiform<br />

layer<br />

GCL: ganglion cell<br />

layer<br />

ILM: inner limiting<br />

membrane<br />

Müller glia emberben<br />

a teljes retina 20<br />

térfogat-százalékát<br />

adja. 1 MG – 16<br />

neuront támogat.<br />

Lu Reichenbach 2006<br />

http://www.mbni.med.umich.edu/mbni/faculty/goldman/goldman.html<br />

Goldman, zebrafish


Müller glia<br />

Classical optical fibers are characterized<br />

by a cylindrical shape and a high<br />

refractive index of their light guiding<br />

core. It is true for Müller glia !<br />

refractive<br />

index n of a<br />

substance is<br />

a number<br />

that<br />

describes<br />

how light<br />

propagates<br />

through that<br />

medium<br />

The inverted structure of the vertebrate retina. Light is coming from above and has to travel through<br />

several layers of light scattering tissue before reaching the sensitive photoreceptor cells at the back-side of<br />

the retina. The different retinal nuclear and plexiform layers are indicated in this schematic. The bright<br />

structures spanning the entire retinal thickness represent Müller cells, whose endfeet completely cover the<br />

inner retinal surface. http://www.vision-research.eu/index.php?id=160


OLM: outer limiting membrane<br />

ONL : outer nuclear layer<br />

INL: inner nuclear layer<br />

GCL: ganglion cell layer<br />

NFL: nerve fiber layer<br />

ILM: inner limiting membrane<br />

Retina<br />

organotipikus<br />

kultúra<br />

GFAP<br />

CRALBP<br />

cellular<br />

retinaldehydebinding<br />

protein<br />

Nyilak:<br />

Müller glia<br />

GFAP+<br />

Csillag:<br />

asztrociták<br />

sejttestjei az<br />

NFL-ben<br />

Nyílhegy:<br />

asztrociták<br />

nyúlványai<br />

Fernandez-Bueno 2008


Müller glia<br />

http://webvision.med.utah.edu/book/part-ii-anatomy-and-physiology-of-the-retina/glial-cells-of-the-retina/


Müller glia<br />

Summary of Muller <strong>Glia</strong><br />

Specific and Enriched Genes<br />

- retina fejlődésében kulcsszerep<br />

- axonnövekedés, szinaptogenezis támogatása<br />

- neuronok számára „metabolic/trophic support”<br />

- fény bevezetése a retinába (light collector)<br />

- retinasérülésnél multipotens progenitor ?


Tanycita<br />

tanus=elnyúlt (görög)<br />

1954, Horstmann<br />

- belső liquor-térrel érintkező<br />

sejtek<br />

- kapcsolat a periventrikuláris<br />

szervek kapillárisaival,<br />

melyekben a vér-agy-gát<br />

„leaky”<br />

- ventrikulárisan, és<br />

cirkumventrikuláris szervekben<br />

- pl. 3. kamra ventrális részének<br />

falától a hipotalamusz mélyébe<br />

- 4 típus: α1, α2, β1 and β2<br />

eltérő funkciókkal : CSF – CNS<br />

kommunikáció :<br />

- pl. glükóz-transzporter expresszió<br />

- triiodothyronine (T3) előállítás thyroxin-ból (tanyciták<br />

az agy fő T3 forrásai)<br />

- gonadotropin‐releasing hormone (GnRH) szekréció a<br />

portális keringésbe<br />

B: Golgi staining<br />

C: vimentin immun<br />

IR, infundibular recess<br />

(ventricle III. floor)<br />

AN, arcuate nucleus<br />

D: tanycyte subtypes<br />

VM, ventromedial<br />

nucleus; ARC, arcuate<br />

nucleus<br />

Millan 2010, Rodriguez 2005


Tanycita<br />

Hypothalamic tanycytes.<br />

(A–C) vimentin<br />

(D–F) TEM of the ventricular wall<br />

The area analysed is framed in<br />

(C).<br />

The association<br />

between tanycytes and neuron is<br />

shown (N).<br />

(E) The b1-tanycytes present<br />

blebs (B) in the apical region of<br />

the cells.<br />

(F) Contact region between<br />

tanycytes and neurons (arrows).<br />

(G–I) Scanning electron<br />

microscopy of the ventricular wall<br />

associated with the<br />

hypothalamic basal area.<br />

(H) Transition between<br />

ependymal cells and a-tanycytes.<br />

(I) Scanning microscopy of blebs<br />

present in the apical region of btanycytes.<br />

III V, third ventricle; Ep,<br />

ependymal cells; ME, median<br />

eminence; M, mitochondrion.<br />

Millan 2010


http://visualsunlimited.photoshelter.com/image/I0000avZcy4N9RhQ<br />

Tanycita<br />

Much of the<br />

mammal (rabbit)<br />

ventricle surface<br />

is lined by a layer<br />

of ependyma<br />

cells which range<br />

in shape from<br />

cuboidal to<br />

squamous and<br />

the majority of<br />

the cells possess<br />

cilia which<br />

project from<br />

their apical<br />

surfaces into the<br />

ventricular<br />

cavity. A network<br />

of multipolar<br />

cells resembling<br />

neurons is<br />

commonly<br />

observed on the<br />

tanycyte surface.<br />

Dr Richard Kessel 2009


A tobozmirigy gliasejtjei<br />

Corpus pineale, pineal gland, pineal body,<br />

epiphysis cerebri or the "third eye"<br />

low magnification: the entire organ<br />

“Histologically speaking, the pineal gland<br />

is uninteresting”, about 90-95% of the<br />

cells are the pinealocytes: melatonintermelés<br />

és<br />

szekréció<br />

vérbe<br />

5-10%: corpus pineale gliasejtjei:<br />

- GFAP + sejtek<br />

- melatonin termelés és cirkadián ritmus<br />

szabályozása (?) (modell: transzgén<br />

patkányok, TGR(ASrAOGEN) asztrocitákban<br />

kiütött angiotenzin-termelés, Baltatu 2002)<br />

http://www.ouhsc.edu/histology/text%20sections/endocrine.html<br />

http://www.vetmed.vt.edu/education/curriculum/vm8054/labs/lab24/lab24.htm


A tobozmirigy gliasejtjei<br />

Pedersen 1997<br />

Chicken pineal gland. Astrocyte cell bodies<br />

have dark cytoplasm and are clustered<br />

along the lumen. Pinealocytes are lighter<br />

and, generally, lie away from the lumen,<br />

closer to the basal lamina.<br />

Berthoud 2000<br />

Pineal gland section doublestained for<br />

MHC class II antigens (OX6) and astrocytes<br />

(GFAP). The MHC class II+ cells appearing<br />

in black (arrows) are distinct from the<br />

GFAP+ astrocytes (brown reaction<br />

product) (arrowheads) indicating that the<br />

MHC class II+ cells are not of astroglial<br />

origin. CX: cortex<br />

Junctions between pinealocytes and astrocytes in the chicken<br />

pineal gland. Endfeet from astrocyte and pinealocyte processes<br />

lie adjacent to a tortuous basal lamina (bl). Gap junctions<br />

(open arrowheads) and tight junctions (short black arrows) join<br />

pinealocytes to each other and to astrocyte processes (dark<br />

cytoplasm). Pinealocytes have lighter cytoplasm; bundles of<br />

thin filaments in pinealocytes are indicated (long arrows).


A hipofízis<br />

Pituitary<br />

http://cueflash.com/<br />

http://www.oganatomy.org/projanat/neuroanat/18/three.htm


A hipofízis gliasejtjei<br />

Neurohipofízis. Pituiciták körbeölelik a<br />

neuroszekretoros axonterminálokat.<br />

Stimulációra a glia-borítottság<br />

dinamikusan változik : pituiciták<br />

nyúlványaikat visszahúzzák.<br />

(pit.) pituicytes (ter.) neurosecretory axons<br />

(oxytocin, vasopressin) and terminals and<br />

contact (arrows)<br />

http://www.ouhsc.edu/histology/Glass%20slides/38_08.jpg<br />

- pituiciták (astrocyte-like cells)<br />

- GFAP+ sejtek, rés-kapcsolatok<br />

- hormon-szekréció szabályozása<br />

Theodosis 2008


Adenohipofízis<br />

csillagsejtjei<br />

Expression of GFP in S100b-GFP<br />

transgenic rat pituitary gland.<br />

Itakura 2007<br />

Pituitary<br />

Folliculo-Stellate<br />

Cells (FS)<br />

- struktúrális támasztósejt<br />

- anterior lobus sejtjeinek csak 5 -10 %-a,<br />

szétszórtan<br />

- S100+, GFAP+, vimentin+<br />

- network rés-kapcsolatokkal<br />

- citokin és növ. faktor (pl. VEGF) termelés<br />

szabályozása<br />

- felnőtt hipofízis - őssejtek ! (?)<br />

S100<br />

1953-ban írták le<br />

GFP-expressing cells<br />

in the<br />

C: anterior lobe (ALadenohyphophysy)<br />

and<br />

D: intermediate lobe<br />

(IL) and posterior lobe<br />

(PL - neurohypophysis)<br />

http://flylib.com/books/en/2.953.1.18/1/


Enterális glia<br />

- enteric glia eliminálás (transzgén egér):<br />

jejunoileitis* a megnövekedett intesztinális<br />

permeabilitás miatt (*inflammation of the jejunum<br />

and ileum (…pl Crohn betegség, IBS)<br />

- intestinal epithelial barrier fenntartása pl.<br />

bakteriális fertőzés alatt<br />

Rescigno 2008<br />

1899, Dogiel<br />

- bélidegrendszer (enteric nervous system)<br />

- neural crest eredetű gliasejtek<br />

- inkább asztrocita, mintsem Schwann<br />

sejt-szerűek<br />

Sasselli 2012<br />

glia<br />

differenciáció<br />

kezdete<br />

éretlen<br />

glia<br />

érett glia


Enterális glia<br />

Sharkey, Nasser 2003<br />

GFAP+/S100B+ enteric glia in the<br />

submucosal plexus<br />

in rat colon<br />

myenteric plexus<br />

nerves (whole mount<br />

preparation)<br />

Wester 1999<br />

http://embryology.med.unsw.edu.au/histology/git/col10he.jpg<br />

<strong>Glia</strong>l cells (arrows) in a human colonic<br />

myenteric ganglion. Bassotti 2007


<strong>Glia</strong> limitans<br />

Feig 2011<br />

Interdigitáló glia-nyúlványok a cortex felszínén.<br />

Alatta molekuláris réteg.<br />

- glia végtalpak a CNS felszínén<br />

- erős GFAP festődés<br />

- nyúlványok felszín felé<br />

- sőt egyes agyterületeken sejttestek is a<br />

felszínen (Surface-Associated Astrocytes)<br />

see Feig 2011<br />

http://neuropathology-web.org/chapter1/chapter1bAstrocytes.html


GFAP<br />

<strong>Glia</strong> limitans<br />

A, Distribution of GFAP-positive astrocytes in the frontoparietal cortex from 7day-old<br />

control rat. Note that GFAP-positive cells are localized in subpial spaces<br />

and around vessels.<br />

B, Astrocyte processes directed toward subpial spaces.<br />

C, Astrocyte processes surrounding a vessel in the cortex.<br />

Benjelloun 1999


<strong>Glia</strong><br />

limitans<br />

Cui 2012<br />

http://www.gensat.org/imagenavigator.jsp?imageID=60373, 60358<br />

Iadecola 2007


<strong>Glia</strong> limitans<br />

glial limiting membrane formed by<br />

astrocyte processes (A) and the basal<br />

lamina (arrow); a leptomeningeal cell<br />

from the pia mater (N - nucleus) Scale =<br />

500 nm. Rabbit neocortex.<br />

http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/6_2.stm


<strong>Glia</strong> limitans<br />

Fibrillary astrocyte filled with gliofilaments participating in glial limiting<br />

membrane (N - nucleus). P - cellular elements of the pia mater. Limiting<br />

basal lamina - arrow. Scale = 1 µm. (Rabbit, neocortex.)<br />

http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/2_1_7.stm


neuroektodermális eredet<br />

(kivéve mikroglia)<br />

mezodermális eredet<br />

neuronok neuroglia erek falát és agyhártyákat alkotó sejtek<br />

asztroglia oligodendroglia mikroglia ependyma<br />

* asztrociták<br />

* II. típusú asztrociták<br />

* radiális glia<br />

* Bergmann glia<br />

* Müller glia<br />

* pituicita<br />

* tanycita<br />

* glia limitans sejtjei<br />

Gliális sejttípusok az idegrendszerben<br />

* corpus<br />

pineale<br />

gliasejtjei<br />

GLIA: gyűjtőfogalom !!! “gliák”<br />

* oligodendrociták<br />

* szatellitasejtek<br />

* NG2 sejtek<br />

* olfactory nerve<br />

ensheating<br />

cells (ONEC)<br />

* Schwann sejtek<br />

*adeno-<br />

hipofízis<br />

csillagsejtjei<br />

* rezidens<br />

mikroglia<br />

bevándorolt<br />

makrofágok<br />

* enterális<br />

gliasejtek<br />

*ependymociták<br />

*ependyma-<br />

szervek sejtjei<br />

*choroid plexus<br />

hámsejtjei<br />

perivaszkuláris<br />

periszinaptikus<br />

pericelluláris<br />

perinodális asztrociták


Oligodendrocita progenitor<br />

- 1983, Martin C. Raff „O2A” progenitorok<br />

izolálása perinatális patkány látóidegből,<br />

majd később kisagyból, cortexből,<br />

gerincvelőből is<br />

- O2A markerei: A2B5, PDGFRa, NG2<br />

- oligodendrocitává differenciálódik thyroid<br />

hormon, retinsav és CNTF hatására<br />

- Type II asztrocitává is differenciálódhat - csak<br />

in vitro (???)<br />

- Type II asztro markerei: A2B5+, FGFR+, Ran2+<br />

II. típusú asztrocita<br />

Izolálás után 1 nappal. 70% O2A progenitor,<br />

30% type-2 asztrocita<br />

Izolálás után 3 héttel, 90% GFAP+ type-2<br />

asztrocita<br />

O2A/OPC (oligo progenitor)<br />

tud asztrocitát létrehozni<br />

Liu, Rao 2004<br />

http://www.springerimages.com/Images/Biomedicine/1-10.1385_0-89603-214-0_269-10


Oligodendrocita<br />

1928, Del Rio Hortega<br />

- kevesebb nyúlvány: oligo<br />

- 4 típus (Hortega szerint)<br />

Type I ODG:<br />

- kis, kerekded sejttest<br />

- 4-6 primer nyúlvány<br />

- 10-30 axon myelinálása<br />

- 100-200 um internodális táv<br />

- előagy, kisagy, gerincvelő<br />

Type III ODG:<br />

- nagyobb sejttest<br />

- 1-5 axon myelinálása<br />

- 200-500 um internodális táv<br />

- pedunculák, nyúltvelő, gerincvelő<br />

http://www.nrdaddy.com/lectures/ivh_pvl/oligo.htm<br />

Type II ODG:<br />

- hasonló, mint Type I<br />

- fehérállományban a leggykoribb sejttípus<br />

Type IV ODG:<br />

- nincs nyúlványa<br />

- egy hosszú myelinhüvely<br />

- 1000 um internodális táv<br />

- Agyidegek CNS-be lépésénél


Oligodendrocita<br />

1932, Wilder Graves Penfield<br />

was first to suggest myelin is made by<br />

oligodendrocytes, not axons<br />

Emery 2010<br />

1891–1976, Canadian neurosurgeon<br />

epilepszia kezelése, érző és motor<br />

cortex feltérképezése...<br />

“That these cells have to do with the<br />

formation and maintenance of the myelin<br />

sheath is born out by the facts … they are very<br />

numerous, especially in the white matter, and<br />

the position and relation of their cytoplasmic<br />

expansions to the myelin sheaths is similar to<br />

the arrangement of the sheath of Schwann”<br />

Penfield<br />

A: 1924, Penfield rajza<br />

oligodendrocitákról (O) és<br />

neurogliáról/asztrocitáról (N)<br />

Myelin nem festődött – direkt<br />

bizonyték O myelináló képességéről<br />

csak az ELMI felfedezésekor jött<br />

B: egér látóideg<br />

MBP/oligodendrocita


Kachar et al., 1986<br />

Jianrong Li<br />

Oligodendrocita<br />

http://www.regenecell.com/article-multiple-sclerosis-status.htm


Oligodendrocita<br />

myelin -<br />

hüvely<br />

1878, Louis-Antoine<br />

Ranvier, dicovered<br />

the nodes of Ranvier<br />

Dr H. Jastrow<br />

oligodendrocita<br />

1835–1922, French physician, pathologist,<br />

anatomist and histologist<br />

http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/Anatomie/workshop/EM/EMNervE.html<br />

http://legacy.owensboro.kctcs.edu/gcaplan/anat/histology.html http://vanat.cvm.umn.edu/neurHistAtls/pages/glia6.html


Oligodendrocita<br />

Több axonnal kapcsolatban álló oligodendrocita<br />

http://www.wesapiens.org/file/2050457/Oligodendrocyte<br />

Golgi mitkokondriumok<br />

axonok<br />

myelinhüvellyel


Oligodendrocita<br />

Development of oligodendroglial cells<br />

O2A<br />

precursor<br />

myelin<br />

ODG blast pre ODG immature<br />

ODG<br />

myelinating<br />

ODG


gerincvelőben<br />

előagyban<br />

Oligodendrocita – progenitorok (OPC)<br />

- korai embrionális korban: velőcső<br />

ventrális neuroepitéliumának azon<br />

doménjében, ahol először a<br />

motoneuronok keletkeznek<br />

- késői embrionális/korai posztnatális<br />

korban: dorzális gerincvelő<br />

- 1. hullám: az előagyban az első<br />

OPCk a mediális gangliondombokban<br />

és az anterior entopedunculáris area<br />

területéről<br />

- 2. hullám: OPCk a laterális és/vagy<br />

caudális gangliondombokban<br />

- 3. hullám: OPCk a posztnatális<br />

cortexben<br />

Bármelyik hullám hibádzik: másik<br />

gerenerációs hullámok pótolják a<br />

kiesett sejteket ! Redundancia...<br />

OPC sejtek innen migrálnak a<br />

gerincvelő teljes területére és végül<br />

myelináló ODC-vá differenciálódnak<br />

ezek adják a teljes gerincvelői OPC<br />

pool 10+-15%-át<br />

a teljes embrionális/posztnatális<br />

telencephalon területét ellátják,<br />

beleétve a cortexet<br />

Nicoletta Kessaris et al. 2006


NG2 sejtek<br />

(„NG2 glia”) - sok oligodendroglia-progenitor (OPC) markert is<br />

expresszálnak (pl. PDGFRa)<br />

1980s, William<br />

Stallcup és mtsai<br />

írják le az NG2+<br />

sejteket a felnőtt<br />

agyban<br />

NG2: kondroitin szulfát proteoglikán 4<br />

(CSPG4) = neuron-glial antigen 2 (NG2)<br />

- érett oligo, asztro markereket nem expresszálnak<br />

- myelináló oligodendroglia sejteket (Sox10+ ODG lineage) és<br />

további NG2+ sejteket hoznak létre de neuront (?) és<br />

asztrocitát is generálhatnak (őssejtek ??? )<br />

- kis sejttest, elágazó nyúlványok<br />

(A) cortex of a P13 Sox10-GFP mouse showing the near-uniform distribution of<br />

oligodendrocyte lineage cells, mainly NG2-glia.<br />

(B) A single NG2-glial cell in the cerebellum Richardson 2011<br />

CSPG4,<br />

integral<br />

membrane<br />

chondroitin<br />

sulfate<br />

proteoglycan


Oligodendrociták (ODC) és progenitorjaik (OPC)<br />

polydendrocita = OPC, NG2+<br />

The neuronal fate of polydendrocytes is still debated (as indicated by the<br />

dotted line). Although most neurons arise from neuroepithelial cells in<br />

the ventricular zone, radial glia and cells in the SVZ, a small number of<br />

neurons in the piriform cortex might be generated from platelet-derived<br />

growth factor receptor-+ cells in the adult.<br />

„polydendrocyte”<br />

elnevezést Nishiyama et<br />

al. javasolták (2002)<br />

The cellular source of each<br />

mature cell type is shown.<br />

The thickness of the<br />

arrows represents the<br />

relative contribution of<br />

the precursor population.<br />

Most polydendrocytes arise<br />

from the medial ganglionic<br />

eminence (MGE) and the<br />

anterior entopeduncular<br />

region (AEP), with a minor<br />

contribution from radial<br />

glia . Polydendrocytes give<br />

rise to ODCs and a<br />

subpopulation of<br />

protoplasmic astrocytes in<br />

the grey matter but do not<br />

give rise to white matter<br />

astrocytes. Other sources<br />

of astrocytes include cells<br />

in the subventricular zone<br />

(SVZ) and radial glia.<br />

Nishiyama 2009


NG2+ sejtek, ezüsttel<br />

intenzifikált DAB<br />

festés (dark granules<br />

on the surface and in<br />

the cytoplasm).<br />

Bab alakú, ovális magvú sejtek,<br />

heterokromatin magmembrán mellett és<br />

nukleoplazmában is.<br />

A: neuron mellett, C: kapilláris mellett<br />

NG2 sejtek<br />

(„NG2 glia”)<br />

Klb. nyúlványrendszerű NG2+ sejtek a cortexben<br />

(o=oligodendrocita sejttest az A képen)<br />

Peters, Sethares 2004


NG2 sejtek<br />

(„NG2 glia”)<br />

Még egy elnevezés:<br />

„synantocytes”<br />

Egyes elképzelések szerint az NG2 sejtek nem simán ODC progenitorok – hanem<br />

különálló glia-típusnak tekinthetőek: asztro, oligo, mikro, OPC ÉS NG2<br />

- a ‘tetrapartite’ synapse tagjai<br />

- neuronok környezetében, neuronális<br />

aktivitást érzékelik<br />

Synantociták szoros kapcsolatban a<br />

neuronokkal. NG2 és toluidine kék festés.<br />

(A) HC CA1 area: némelyik szoros<br />

kapcsolatban piramissejtekkel<br />

(B) Perineuronális network, HC neuron<br />

(csillag) körbeölelése<br />

(C) Kérgi piramissejt körül Butt 2005


NG2 sejtek<br />

(„NG2 glia”)<br />

„synantocytes”<br />

NG2-expresszáló<br />

glia (synantocita)<br />

a felnőtt agyban.<br />

(A) NG2 szaggitális metszeten<br />

(B) hippocampusban erős jelölődés CA1, CA2, CA3 régiókban - akár extracelluláris<br />

jelölődés is lehet<br />

(C) kisagyban ott vannak Purkinje neuronok között (PCL), a molekuláris (ML) és a<br />

szemcsesejt-rétegben (GCL) és a fehér-állományban (WM) is (itt polarizáltak,<br />

nyúlványaik az axon-kötegek mentén futnak).<br />

Butt 2005


NG2 sejtek<br />

(„NG2 glia”)<br />

„synantocytes”<br />

Synantociták a<br />

Ranvier-befűződések<br />

körül (antrior medullary<br />

velum)<br />

NG2, myelin basic<br />

protein, ankyrin-3G<br />

(A) egyedi NG2 sej<br />

több nodussal is<br />

kapcsolatban van<br />

és nyúlványuk követi<br />

a myelinált axont<br />

(minden NG2-re igaz<br />

ezen a területen !)<br />

(B) dekonvolvált kép:<br />

nodus és paranodus<br />

kapcsolatok a myelinhüvelyen<br />

ankyrin-3G: axon-iniciális szegmensben és Ranvier-féle befűződésben, Na-csatornák kihorgonyzása


NG2 sejtek<br />

(„NG2 glia”) Még egy elnevezés: „GluR cell/complex cell”<br />

1992, Steinhauser C.<br />

patch clamp: 2 glia-populáció<br />

GluT<br />

Szerintem: nem kapcsolt<br />

„komplex” sejtek lehetnek<br />

asztrociták és NG2+ sejtek is<br />

Még alakul...<br />

GluR<br />

passzív<br />

komplex<br />

kapcsolt, Glu és GABA<br />

transzporterek, GFAP+:<br />

asztro<br />

nem kapcsolt, gyakran<br />

GFAP-, de S100b+:<br />

éretlen asztro<br />

később (2004) ezeket GluR<br />

sejteknek is nevezik, ionotróp<br />

GluR (AMPAR) expresszió miatt<br />

(és GABAAR+, Glu transzporter-)<br />

TODAY (2010) : emerging consensus:<br />

(i) NG2 cells and GluR/complex cells represent<br />

overlapping populations of glia<br />

(ii) NG2 cells represent a fourth class of neuroglial<br />

cells in the adult CNS


Oligodendrocita<br />

O2A progenitor is NG2+<br />

A2B5: cell surface<br />

ganglioside epitope<br />

NG2 progenitorok és O2A progenitorok viszonya<br />

asztrocita


Oligodendrociták (ODC) és progenitorjaik (OPC)<br />

Nishiyama 2009


Oligodendrociták (ODC) és progenitorjaik (OPC) Markerek<br />

- NG2<br />

- PDGFRa<br />

- OLIG2<br />

- SOX10<br />

- O4<br />

- MBP<br />

- Nkx2.2<br />

- CA II<br />

- CNP<br />

- Kir4.1<br />

- MAG<br />

- MOG<br />

- NogoA<br />

- PLP<br />

- RIP<br />

- TPP/p25<br />

- O1<br />

- GalC<br />

- Cx32<br />

Bradl, Lassmann 2010


Oligodendrociták (ODC) és progenitorjaik (OPC) Markerek<br />

Olig2<br />

Oligodendrocyte transcription factor 2<br />

- bHlH transzkripciós faktor<br />

- ventrális neuroektodermális<br />

sejtsors specifikáció (motor neuron<br />

és OPC differenciáció)<br />

- diffúz gliómák univerzális markere<br />

(diagnosztikában használható<br />

marker)<br />

(Olig1 – szintén oligodendrogenezis<br />

Olig3 – pl. dorzális gerincvelői neuron képzés,<br />

tranziens expresszió)<br />

Olig2 /O4<br />

Olig2 /O4 in<br />

differentiated<br />

rat cortical<br />

stem cells<br />

http://www.rndsystems.com/ihc_molecule_images.aspx?m=1929<br />

Sox10<br />

transzkripciós faktor<br />

Nkx2.2<br />

homeobox fehérje,<br />

transzkripciós<br />

faktor<br />

inkább OPC-ben<br />

O4<br />

Liu, Qiu 2007<br />

O4<br />

érett ODC<br />

marker<br />

sejtfelszíni<br />

antigén,<br />

sulfatide,<br />

glycosphingolipid


Oligodendrociták<br />

- transzmembrán proteolipid protein, a myelin fehérjéknek 50%-a<br />

- 1 génről 2 fehérje keletkezik: a PLP és a DM-20, mindkettő rendkívül hidrofób<br />

- a myelin lamellák extracelluláris lemezeinek fúziójáért, kompakttá válásáért<br />

felelős (valószínűszeg más funkciója is van)<br />

Baron, Hoekstra 2010<br />

van KO egér illetve<br />

természetes mutánsok, pl.<br />

shaking, jimpy<br />

Humán:<br />

Pelizaeus-Merzbacher disease<br />

http://www.em.mpg.de/index.php?id=232&L=1 Werner<br />

Proteolipid Protein, PLP<br />

- membránba épülése szabályozza a myelinlepedő-képződés sebességét<br />

- hiányában van myelinizáció: de axondegeneráció, korai ODC pusztulás jellemző<br />

Cedric Raine<br />

axon<br />

Verrkhratsky, Butt 2007


Oligodendrociták<br />

Myelin Basic Protein, MBP<br />

1971, ekkor szekvenálták meg az MBP-t<br />

- fehérjecsalád, több izoforma<br />

- myelin fehérjéknek 20%-a<br />

- a myelin lamellák citoplazmatikus<br />

lamelláinak adhéziójáért felel<br />

- CNS-ben esszenciális fehérje mely nélkül<br />

a myelin struktúrája dezorganizálódik<br />

- PNS-ben lehet ép a myelin MBP defektus<br />

esetén is<br />

- 1 gén, sok izoforma (CNS/PNS-ben más-más<br />

eloszlásban)<br />

- MBP valószínűleg csak PLP beépülés után<br />

integrálódik a membránba<br />

- természetes mutáns: shiverer<br />

- MBP-KO: hasonló fenotípus<br />

Baron, Hoekstra 2010


Oligodendrociták MBP, myelin basic protein<br />

*glial progenitors from<br />

aborted human fetuses<br />

*PSA-NMCAM- and A2B5+<br />

magnetic separation<br />

*shi/shi x rag2/-/- myelin and<br />

immunodeficient mice<br />

*transplantation of newborn<br />

mice (300 000 cells into<br />

cortex)<br />

*at 130 days mice<br />

started to dye<br />

Cerebellum of a one year old myelin-mutant<br />

mouse transplanted with human precursor cells.<br />

Since the mutant mouse’s own cells cannot make<br />

MBP, (shiverer) all the myelin has been produced<br />

by the human cells. Nuclei/Human cells/MBP<br />

Steven Goldman, Martha Windrem et al. 2008<br />

Nikon; MBP/GFAP/Hoechst<br />

http://stemcell.ny.gov/slideshow/index.php?i=7 http://www.microscopyu.com/galleries/fluorescence/ratsections.html


Oligodendrociták<br />

MBP, myelin basic protein<br />

MBP in adult rat brain, corpus striatum.<br />

MBP - AXON-jelölés !!<br />

http://www.immunoportal.com, Myelin Basic Protein in Rat brain: ab40390, ab40390<br />

(MBP) in adult<br />

mouse cortex.


Oligodendrociták (ODC)<br />

Dendritek borítottsága ???<br />

Van-e myelinált dendrit ?<br />

- dendrit: szinaptikus input,<br />

információ-integráció fő helye –<br />

myelin szigetelés nem jellemző<br />

- nem szinaptikus felszínt dendriten<br />

glia (asztrocita, Bergmann glia)<br />

végtalpak és a „perineural net”<br />

komponensei boríthatják<br />

- ritkán: részleges myelinborítás<br />

- PNS-ben: érző neuron<br />

A: kisagy, Purkinje sejtek dendritjeit<br />

Bergmann glia (sötét vonalak, nyílhegyek)<br />

veszik körül. A két B betű Bergmann glia<br />

sejttestét jelenti a Purkinje sejttesthez közel.<br />

Csillag: kapilláris<br />

B: S100+ Bergmann glia Purkinje mellett<br />

C-D: részlegesen myelinált (MS) mitrális<br />

sejtek (olfactory bulb) dendritjei (d)<br />

majomagyban, nyilak a nem-myelinált<br />

szakaszt mutatják Hatton, Parpura 2004


Oligodendrociták (ODC) és progenitorjaik (OPC)<br />

PDGFRa<br />

PDGF receptor alpha<br />

- korai marker<br />

- PDGF kell ODC in vitro differenciáltatásához<br />

TPPP/p25<br />

tubulin polymerization promoting protein<br />

- MT stabilizáló szerep<br />

- myelináló oligodendrocitákban<br />

- úgy tűnik OPC differenciációban is<br />

esszenciális Lehotzky 2010<br />

Tau, Alzheimer plakk,<br />

fehérje aggregátumok:<br />

Aggresomes and<br />

inclusion bodies<br />

Pick's disease ....etc<br />

Myelin fehérjék proteomikai<br />

analízise<br />

-342 CNS myelin-asszociált<br />

protein<br />

- szeparálás,<br />

- tömegspektrometria (MS)<br />

- egy csomó új fehérje<br />

- új analízis szerint: PLP:<br />

17%, MBP 8% (!!!csak)<br />

Kir4.1<br />

- inward rectifying K+ csatorna<br />

- oligodendrocita sejttesten<br />

- Kir4.1.KO egér: gerincvelői<br />

hypomyelináció<br />

- de asztrocita<br />

perivaszkuláris/perinodális<br />

végtalpakon is)


Oligodendrociták (ODC)<br />

MAG (MGP), myelin associated<br />

glycoprotein<br />

- immunglobulin szupercsalád tagja<br />

- transzmembrán glikoprotein<br />

- 1 gén, két forma: L-MAG (large)<br />

embrionális, S-MAG (small) felnőtt<br />

- a molekula 30%-a cukor<br />

- mutáns egér, MAG-KO: quivering<br />

- CNS-ben csak a periaxonális<br />

területeken található, itt az<br />

axolemmától egy 12-14 nm-es rést<br />

tart fenn: axon/myelin<br />

kapcsolatért felel<br />

- szignál –transzdukció a myelinmembránon<br />

át<br />

- axon-növekedés (burjánzás)<br />

inhibitora<br />

Myelin associated proteins<br />

MOG, myelin oligodendrocyte<br />

glycoprotein<br />

- oligodendrocita nyúlványokon és<br />

myelinhüvely legkülső membránján<br />

- csak érett sejteken – késői marker<br />

- szerepe lehet adhézióban,<br />

faszcikulációban<br />

adaxonal<br />

abaxonal<br />

Quarles 2007


Oligodendrociták (ODC)<br />

OMgp, Oligodendrocyte-myelin<br />

glycoprotein<br />

- kicsi, glikozilált protein<br />

- a paranodális területeken<br />

- axon-növekedés gátlása: OMgp KO<br />

egérben nodusok túl szélesek és több<br />

az axon-kollaterális !<br />

Nogo-A, neurite outgrowth inhibitory protein<br />

- neuronokon és érett oligodendrocitákon<br />

- axon-növekedés (sprouting) gátlása<br />

MOBP, myelin-associated oligodendrocytic<br />

basic protein<br />

- myelin bázikus fehérjéhez hasonló<br />

lokalizáció és funkció<br />

- több izoforma<br />

- KO egér myelinjében nem láttak<br />

abnormalitást<br />

MOSP, myelin/oligodendrocyte-specific<br />

protein<br />

- myelin extracelluláris felszínén<br />

- funkciója ?? talán myelinképzés<br />

Myelin associated proteins<br />

neuron<br />

Llorens 2011


Oligodendrociták (ODC)<br />

CA II, Carbonic Anhydrase II<br />

(újabb –humán- adatok:<br />

nem kizárólagosan ODC specifikus)<br />

- CO2 reverzibilis átalakítása bikarbonáttá<br />

- emberben 14 CAS izoforma<br />

- eritrocitákban főleg (gyors CO2 eltávolítás)<br />

- CNS-ben: oligodendrocitákban, ezek myelináló<br />

nyúlványaiban, choroid plexus epitéliumban,<br />

bizonyos neuron, asztrocita, mikroglia<br />

szubpopulációkban, fejlődő agyi endotélben<br />

- funkció: neutrális intracelluláris<br />

pH fenntartása (más transzportrerendszerekkel<br />

együtt)<br />

- ion és vízmozgás szabályozása<br />

myelinen keresztül<br />

CA II is abundant in<br />

varicosities alongside<br />

long processes of<br />

oligodendrocytes<br />

contacting myelinating<br />

axons during the most<br />

intense periods of<br />

myelinogenesis<br />

but is either absent or<br />

occurs in minute<br />

amounts in adult<br />

compact myelin.<br />

G: myelinating<br />

axon at 7 months<br />

H: at 19 years of age<br />

human white matter<br />

NF: neurofilament<br />

Kida 2006


Oligodendrociták (ODC)<br />

RIP antigén – CNPase<br />

- patkány oligodendrogliával immunizáltak<br />

- citoszolikus epitopot ismer fel<br />

- csak 2006-ban azonosították, hogy a CNPase-t<br />

ismeri fel<br />

- 2′,3′-cyclic nucleotide 3′-phosphodiesterase<br />

(CNPase)<br />

- a fenti nukleozidok foszfodiészter hidrolízisét<br />

katalizálja – de funkciója myelinben ??? – itt<br />

nincsenek jelen fenti szubsztrátjai<br />

- feltevések szerint a citoszkeleton-organizációban<br />

van szerepe<br />

- oligodendrocita és<br />

Schwann-sejt<br />

specifikus, jó marker<br />

- korai megjelenés<br />

Yuan, Gallo 2002<br />

Watanabe 2006<br />

corpus callosum<br />

CNPase-GFP transzgén egér


Oligodendrociták<br />

Aggarwal 2011<br />

Myelin-lipidek<br />

- 70% lipid (szárazsúly)<br />

asszimmetrikus lipid-összetétel


Oligodendrociták<br />

Galactocerebroside, Gal-C<br />

- myelin lipidállomány részei a glycosphingolipdek, ezek<br />

közül főleg a GalC-ok és ezek szulfatid származékai<br />

- KO egér melyben a a GalC szintézis utolsó lépését<br />

katalizáló enzim (UDP-galactose:ceramide galactosyl<br />

transferase, CGT) enzim van kiütve: tremor 2 hetes<br />

kortól: axon/glia interakció hibái !<br />

- érett ODC<br />

Cholesterol<br />

- CNS-ben legtöbb koleszterol myelinben van<br />

- KO egér: oligodendrocyta nem tud koleszterint<br />

szintetizálni (ODC-specifikus squalene-synthase KO)<br />

- ODC sejtek túlélnek, koleszterolt más forrásokból<br />

„szereznek” (végül myelinben 70% koleszterol<br />

tartalommal képesek működni),<br />

- de myelinképzés zavart, egér ataxiát, tremort<br />

mutat<br />

Saher 2005<br />

GalC<br />

Jane M Anderson<br />

spinal cord P20<br />

http://www.neuroscience.cam.ac.uk/directory/profile.php?ena<br />

j


Even though the brain<br />

only makes up 2% of<br />

the body's weight, it<br />

contains 25% of its<br />

cholesterol-<br />

Oligodendrociták<br />

http://www.cholesterol-and-health.com/Memory-And-Cholesterol.html<br />

Koleszterin<br />

szintézis<br />

és<br />

myelin<br />

szintézis és<br />

fenntartás !


Rés-kapcsolatok<br />

Oligodendrociták - asztrociták<br />

Cx32 connexin<br />

- oligodendrocitákban<br />

- Cx32 KO: periferiális demielináció,<br />

CNS OK<br />

Cx47 connexin<br />

- Oligodendrocita-specifikus<br />

- Cx32/Cx47 dupla KO: súlyos CNS<br />

myelin-hiány !!!<br />

Gap junction network asztrociták (A) és<br />

oligodendrociták (O) között:<br />

A/A kapcsolat: Cx30/Cx30 , Cx43/Cx43<br />

O/A kapcsolat: Cx32/Cx30 , Cx47/Cx43<br />

O: Cx32/Cx32 csatornák a myelinhüvely rétegein át<br />

O/axon: Cx29 hemichannels - az adaxonális<br />

membránban az axon felé nézve


Oligodendrociták - asztrociták<br />

b: GJ O/A között<br />

c: GJ A/A között<br />

d: O/A közötti GJ területén több száz<br />

csatorna (freeze-fracture)<br />

e: A/A GJ<br />

f: O/A GJ, Cx47 immunogold labeling<br />

g: A/A GJ, Cx43 immunogold-labeling<br />

Square arrays (orthogonal assemblies of<br />

aquaporin-4) identify astrocyte<br />

membranes in e (black arrow) and f (white<br />

arrow)<br />

Friss review:<br />

Rés-kapcsolatok<br />

Orthmann-Murphy 2008


Oligodendrociták<br />

Rés-kapcsolatok<br />

a: In transverse sections of<br />

the pons, the large<br />

myelinated fibers of the<br />

medial longitudinal<br />

fasciculus (MLF) are<br />

Cx32-positive, whereas the<br />

surrounding smaller<br />

myelinated fibers are<br />

Cx29-positive.<br />

b: In the spinal cord gray<br />

matter, the same cell<br />

(arrowhead; also shown in<br />

the bottom two panels) has<br />

Cx29 and Cx32<br />

immunoreactivity, but Cx29<br />

is intracellular; it does not<br />

colocalize with Cx32 in GJ<br />

plaques<br />

c: Oligodendrocyte perikarya (*) in white matter express Cx47 but not Cx32;<br />

d: those in gray matter (neocortex) express both Cx47 and Cx32. Note that there is<br />

substantial overlap between the Cx32 and Cx47 signals (arrowhead; also shown in the<br />

bottom two panels). Myelinated sheaths (arrows) express abundant Cx32 but little<br />

Cx47.<br />

Orthmann-Murphy 2008


Oligodendrocita<br />

http://www.ucdenver.edu/academics/colleges/medicalschool/departments/CellDevelopmentalBiology/facultyresearch/Pages/<br />

WendyMacklin.aspx Wendy Macklin (zebrafish ODC-GFP)


Oligodendrocita<br />

Fraktál: „önhasonló”, végtelenül<br />

komplex matematikai alakzatok,<br />

melyek változatos formáiban<br />

legalább egy felismerhető (tehát<br />

matematikai eszközökkel leírható)<br />

ismétlődés tapasztalható.<br />

O4 pozitív sejtek image-analízise<br />

A fraktáldimenzió segítségével<br />

meghatározható, mennyire<br />

szabálytalan egy fraktál görbe. A<br />

forma komplexitásának mérőszáma.<br />

Az igazi fraktál csak idealizáció<br />

Oligodendrociták önhasonlósága. A teljes<br />

sejten számolt fraktál-dimenzió nagyon<br />

hasonló a kisebb részletekben találtakkal.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!