Microglia and macrophages in the human pineal gland

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

BACKGROUND: Over the past two decades, inflammatory responses in the central nervous system (CNS) have been shown to play a role in the etiology of most neurological and psychiatric diseases, as well as in the aging process. Microglia and macrophages are the most important immune cells in the CNS. In contrast to the role of microglia and macrophages in various parts of the CNS, the human pineal gland has not been studied.

AIM: To evaluate the morphological characteristics, types and localization of microglial cells in the human pineal gland by immunohistochemistry.

MATERIALS AND METHODS: The study was performed using samples of a pineal gland of the human brain obtained in individuals between the ages of 16 and 61 years (n=7). Immunohistochemistry was performed on pineal gland sections using antibodies against Iba1 and TMEM119, selective markers for microgliocytes. Statistical methods were used to evaluate the frequency of immunostained cells.

RESULTS: The majority of phagocytic cells identified by immunohistochemistry were found to be microglia and not macrophages. Microglia are represented by both inactive and activated forms. Microglia in the human pineal gland are typically localized in connective tissue trabeculae, both near and far from blood vessels. Microgliocytes are also found in the pineal parenchyma in the hormone-synthesizing cells of the pinealocytes. The number of Iba1 and especially TMEM119 immunoreactive cells decreased significantly with age.

CONCLUSION: This study is the first to evaluate microglia and macrophages in the human pineal gland. The prevalence of microglial cells over macrophages was found. The morphological characteristics and localization of the identified microglial cell types suggest their involvement primarily in immune defense and probably also in the regulation of pinealocyte functions. In addition, there are data suggesting the involvement of microglial cells in the development of inflammation in the human pineal gland during aging.

作者简介

Dina Sufieva

Institute of Experimental Medicine

编辑信件的主要联系方式.
Email: dinobrione@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0048-2981
SPIN 代码: 3034-3137

Cand. Sci. (Biology)

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Elena Fedorova

Institute of Experimental Medicine

Email: el-fedorova2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0190-885X
SPIN 代码: 5414-4122
Scopus 作者 ID: 36901775900
Researcher ID: B-1671-2012

Cand. Sci. (Biology)

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Vladislav Yakovlev

Institute of Experimental Medicine

Email: 1547053@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2136-6717
SPIN 代码: 7524-9870
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Igor Grigorev

Institute of Experimental Medicine

Email: ipg-iem@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3535-7638
SPIN 代码: 1306-4860

Cand. Sci. (Biology)

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Dmitrii Korzhevskii

Institute of Experimental Medicine

Email: dek2@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2456-8165
SPIN 代码: 3252-3029
Scopus 作者 ID: 12770589000
Researcher ID: C-2206-2012

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor of Russian Academy of Sciences

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Norman AW, Henry HL. The pineal gland // Hormones. 3rd ed. London, England: Academic Press; 2015. P. 351–361. doi: 10.1016/B978-0-08-091906-5.00016-1
  2. Markus RP, Fernandes PA, Kinker GS, et al. Immune-pineal axis — acute inflammatory responses coordinate melatonin synthesis by pinealocytes and phagocytes. Br J Pharmacol. 2018;175(16):3239–3250. doi: 10.1111/bph.14083
  3. Duvernoy HM, Parratte B, Tatu L, Vuillier F. The human pineal gland: relationships with surrounding structures and blood supply. Neurol Res. 2000;22(8):747–790. doi: 10.1080/01616412.2000.11740753
  4. Wolf SA, Boddeke HW, Kettenmann H. Microglia in physiology and disease. Annu Rev Physiol. 2017;79:619–643. doi: 10.1146/annurev-physiol-022516-034406
  5. Gao C, Jiang J, Tan Y, Chen S. Microglia in neurodegenerative diseases: mechanism and potential therapeutic targets. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):359. doi: 10.1038/s41392-023-01588-0
  6. Jurga AM, Paleczna M, Kuter KZ. Overview of general and discriminating markers of differential microglia phenotypes. Front Cell Neurosci. 2020;14:198. doi: 10.3389/fncel.2020.00198
  7. Guselnikova VV, Fedorova EA, Safray AE, et al. Distribution of transmembrane protein 119 (TMEM-119) in microgliocytes of human cerebral cortex with amyloid plaques. Biologicheskie Membrany. 2021;38(5):340–350. EDN: IVUNUM doi: 10.31857/S0233475521040058
  8. Muñoz EM. Microglia in circumventricular organs: the pineal gland example. ASN Neuro. 2022;14:17590914221135697. doi: 10.1177/17590914221135697
  9. DePaula-Silva AB, Gorbea C, Doty DJ, et al. Differential transcriptional profiles identify microglial- and macrophage-specific gene markers expressed during virus-induced neuroinflammation. J Neuroinflammation. 2019;16(1):152. doi: 10.1186/s12974-019-1545-x
  10. González Ibanez F, Picard K, Bordeleau M, et al. Immunofluorescence staining using IBA1 and TMEM119 for microglial density, morphology and peripheral myeloid cell infiltration analysis in mouse brain. J Vis Exp. 2019;(152). doi: 10.3791/6449 Erratum in: J Vis Exp. 2019;(152). doi: 10.3791/60510
  11. Kenkhuis B, Somarakis A, Kleindouwel LRT, et al. Co-expression patterns of microglia markers Iba1, TMEM119 and P2RY12 in Alzheimer's disease. Neurobiol Dis. 2022;167:105684. doi: 10.1016/j.nbd.2022.105684
  12. Satoh J, Kino Y, Asahina N, et al. TMEM119 marks a subset of microglia in the human brain. Neuropathology. 2016;36(1):39–49. doi: 10.1111/neup.12235
  13. Bisht K, Okojie KA, Sharma K, et al. Capillary-associated microglia regulate vascular structure and function through PANX1-P2RY12 coupling in mice. Nat Commun. 2021;12(1):5289. doi: 10.1038/s41467-021-25590-8
  14. Ibañez Rodriguez MP, Noctor SC, Muñoz EM. Cellular basis of pineal gland development: emerging role of microglia as phenotype regulator. PLoS One. 2016;11(11):e0167063. doi: 10.1371/journal.pone.0167063
  15. Sufieva DA, Fedorova EA, Yakovlev VS, Grigorev IP. Immunohistochemical study of human pineal vessels. Medical Academic Journal. 2023;23(2):109–118. EDN: RETHOC doi: 10.17816/MAJ352563
  16. Crapser JD, Arreola MA, Tsourmas KI, Green KN. Microglia as hackers of the matrix: sculpting synapses and the extracellular space. Cell Mol Immunol. 2021;18(11):2472–2488. doi: 10.1038/s41423-021-00751-3
  17. Nguyen PT, Dorman LC, Pan S, et al. Microglial remodeling of the extracellular matrix promotes synapse plasticity. Cell. 2020;182(2):388–403.e15. doi: 10.1016/j.cell.2020.05.050
  18. Tsai SY, McNulty JA. Microglia in the pineal gland of the neonatal rat: characterization and effects on pinealocyte neurite length and serotonin content. Glia. 1997;20(3):243–253. doi: 10.1002/(sici)1098-1136(199707)20:3<243::aid-glia8>3.0.co;2-8
  19. Tsai SY, O'Brien TE, McNulty JA. Microglia play a role in mediating the effects of cytokines on the structure and function of the rat pineal gland. Cell Tissue Res. 2001;303(3):423–431. doi: 10.1007/s004410000330
  20. Maheshwari U, Huang SF, Sridhar S, Keller A. The interplay between brain vascular calcification and microglia. Front Aging Neurosci. 2022;14:848495. doi: 10.3389/fnagi.2022.848495

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Preferential localization of microglia/macrophages in the trabeculae of the pineal gland of the human brain. Immunohistochemical reaction for Iba1 (a, c, d) and TMEM119 (b); nuclei stained with alum hematoxylin; a, b — difference in the number of Iba1- and TMEM119-immunopositive cells on consecutive sections of the pineal gland; c, d — different morphotypes of microglia: single arrow (d) indicates perivascular microglia, double arrow — ramified microglia, arrow heads — amoeboid microglia. The scale bar is 200 μm (a, b); 50 μm (c), and 20 μm (d).

下载 (623KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Microglia of the human pineal gland. Immunohistochemical reaction to TMEM119 (a, b, d) and Iba-1 (b, e, f). Nuclei are stained with alum hematoxylin. Arrows indicate perivascular microglia (a, b); microglia adjacent to calcificates — К (c, d); microglia localized at the border of trabecula and parenchyma (f); arrow heads indicate phagocytic microglia (b, e). The scale bar is 20 μm.

下载 (329KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Age-related changes in the number of Iba1- and TMEM119-immunoreactive cells in the human pineal gland. Data are expressed as mean ± standard error, * p <0.05.

下载 (80KB)
索引源数据

版权所有 © Eco-Vector, 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».