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.