Three-dimensional reconstruction of substantia nigra pars compacta of human brain

封面

如何引用文章

详细

Background. Up to the moment there is no universally accepted scheme of spatial organization of the groups of neurons of substantia nigra pars compacta of the human midbrain. A detailed study of the architectonics of this structure is necessary for pathomorphological analysis of agerelated changes in the nervous tissue and the associated neurodegenerative diseases with selective death of dopamine neurons.

Aim. To clarify the peculiarities of the morphochemical organization of the substantia nigra (SN) of a human brain and to create a threedimensional model of pars compacta.

Materials and Methods. Threedimensional reconstruction of substantia nigra pars compacta was performed on the brain autopsy material of individuals without neurological pathology (n=10, between 52 to 84 years of age) using a method of computed morphometry. Sections of the midbrain were stained by Nissl method and by an immunohistochemical method for localization of tyrosine hydroxylase – a marker of dopamine.

Results. In the SN pars compacta accumulations of neurons were identified in the form of 9 bands oriented in the rostrocaudal direction and including four areas: medial, lateral, dorsal and ventral. Morphometric analysis detected significant differences in the density of neurons and in expression of tyrosine hydroxylase between the areas of SN.

Conclusion. A model of cellular organization of SN pars compacta proposed by us on the basis of threedimensional reconstruction is characterized by a high degree of detalization as compared to similar works, and shows expressed spatial differentiation of the groups of neurons of SN which should be taken into consideration in pathomorphological examinations.

作者简介

Dmitriy Voronkov

Research Center of Neurology

编辑信件的主要联系方式.
Email: neurolab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5222-5322
SPIN 代码: 1576-8871

MD, PhD, Senior Researcher of Laboratory of Functional Morphochemistry of the Department of Study of Brain

俄罗斯联邦, Moscow

Vladimir Salkov

Research Center of Neurology

Email: neurolab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1580-0380
SPIN 代码: 1459-9812

MD, Grand PhD, Senior Researcher of Laboratory of Functional Morphochemistry of the Department of Study of Brain

俄罗斯联邦, Moscow

Rudolf Khudoerkov

Research Center of Neurology

Email: neurolab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6951-3918
SPIN 代码: 4647-8405

MD, Grand PhD, Head of Laboratory of Functional Morphochemistry of the Department of Study of Brain

俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Rudow G, O'Brien R, Savonenko AV, et al. Morphometry of the human substantia nigra in ageing and Parkinson's disease. Acta Neuropathol. 2008;115(4):46170. doi: 10.1007/s00 40100803528
  2. Illarioshkin SN, Vlasenko AG, Fedotova EYu. Current means for identifying the latent stage of a neurodegenerative process. Annals of clinical and experimental neurology. 2013;2:3950. (In Russ).
  3. Hassler R. Zur Normalanatomie der Substantia nigra. Versuch einer architektonischen Gliederung. J Psychol Neurol. 1937;48:155. (In German).
  4. Hirsch E, Graybiel AM, Agid YA. Melanized dopaminergic neurons are differentially susceptible to degeneration in Parkinson’s disease. Nature. 1988;334:3458.
  5. Damier P, Hirsch EС, Agid Y, et al. The substantia nigra of the human brain. Patterns of loss of dopaminecontaining neurons in Parkinson's disease. Brain. 1999;122:143748. doi: 10.1093/brain/122.8.1437
  6. Ross GW, Petrovitch H, Abbott RD, et al. Parkinsonian signs and substantia nigra neuron density in decendents elders without PD. Ann Neurol. 2004;56:5329. doi: 10.1002/ana.20226
  7. Gaykema RP, Zaborszky L. Direct catecholaminergiccholinergic interactions in the basal forebrain. Substantia nigra – ventral tegmental area projections to cholinergic neurons. J Comp Neurol. 1996;374(4):55577. doi:10.1002/ (SICI)10969861(19961028)374:4<555::AIDCNE6>3.0.CO;20
  8. Fu Y, Yuan Y, Halliday G, et al. A cytoarchitectonic and chemoarchitectonic analysis of the dopamine cell groups in the substantia nigra, ventral tegmental area, and retrorubral field in the mouse. Brain Struct Funct. 2012;217(2):591612. doi: 10.1007/s0042901103492
  9. Andrey P, Maurin Y. FreeD: an integrated environment for threedimensional reconstruction from serial sections. Journal of Neuroscience Methods. 2005;145:23344. doi:10.1016/ j.jneumeth.2005.01.006
  10. Khudoerkov RM. Metody komp'yuternoj morphometrii v nejromorphologii. Moscow: NCN; 2014. (In Russ).
  11. Khudoerkov RM, Voronkov DN, Dikalova YV. Quantitative morphochemical characterization of the neurons in substantia nigra of rat brain and its volume reconstruction. Bull Exp Biol Med. 2014;156(6):8614. (In Russ). doi:10.1007/ s1051701424708
  12. Joel D, Weiner I. The connections of the dopaminergic system with the striatum in rats and primates: an analysis with respect to the functional and compartmental organization of the striatum. Neuroscience. 2000;96(3):45174. doi: 10.1016/S03064522(99)005758
  13. Fearnley JM, Lees AJ. Ageing and Parkinson’s disease: substantia nigra regional selectivity. Brain. 1991;114:2283301. doi: 10.1093/brain/ 114.5.2283
  14. Damier P, Hirsch EС, Agid Y, et al. The substantia nigra of the human brain. Nigrosomes and nigral matrix, a compartmental organization based on calbindin D28k immunogistochemistry. Brain. 1999;122:142136. doi:10. 1093/brain/122.8.1421
  15. Wakabayashi K, Mori F, Takahashi H. Progression patterns of neuronal loss and Lewy body pathology in the substantia nigra in Parkinson’s disease. Parkinsonism and Related Disorders. 2006;96:1338. doi: 10.1016/j.parkreldis.2006.05.028
  16. Brichta L, Greengard P. Molecular determinants of selective dopaminergic vulnerability in Parkinson’s disease: an update. Front Neuroanat. 2014;8:152. doi: 10.3389/fnana.2014.00152
  17. Fu Y, Paxinos G, Watson C, et al. The substantia nigra and ventral tegmental dopaminergic neurons from development to degeneration. Journal of Chemical Neuroanatomy. 2016; 76:98107. doi: 10.1016/j.jchemneu.2016.02.001

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Voronkov D.N., Salkov V.N., Khudoerkov R.M., 2018

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 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».