Локализация общего и фосфорилированного α-синуклеина в периферической нервной системе интактных крыс (тестирование антител разных клонов)

Развитию двигательных симптомов при болезни Паркинсона предшествует накопление α-синуклеина в периферической нервной системе, что позволяет рассматривать α-синуклеин как биомаркер этой патологии. Вместе с тем, для совершенствования экспериментальных моделей и разработки эффективных диагностических тестов требуются более точные знания о локализации α-синуклеина в норме. Иммуногистохимически в периферической нервной системе интактных крыс исследовали локализацию α-синуклеина и вариант его формы, фосфорилированной по остатку серина 129, с помощью панели антител разных производителей и обнаружили его локализацию в пресинаптических нервных окончаниях дорсальных рогов спинного мозга, в телах нейронов превертебральных ганглиев, сплетениях стенок сосудов и GFAP-негативных глиальных клетках. Разные антитела к фосфорилированному α-синуклеину давали неоднозначную реакцию: у отдельных нейронов спинального ганглия окрашивались тела клеток, их отростки и ядра, но ни одно из изучаемых антител не давало реакцию связывания в мелких ноцицептивных непепетидергических нейронах. Неоднозначность результатов может быть обусловлена как разной доступностью эпитопов, выявляемых антителами при взаимодействий α-синуклеина с другими белками, так и в результате неспецифического связывания антител с неидентифицированными мишенями.

периферическая нервная система, спинальный ганглий, крыса, иммуногистохимия

1. Пчелина С.Н. Альфа-синуклеин как биомаркер болезни Паркинсона // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2011. Т. 5. № 4. С. 46-51.

2. Соболев В.Б., Худоерков Р.М. Иммуногистохимическое выявление α-синуклеина в слюнной железе как биомаркер болезни Паркинсона // Бюллетень Национального общества по изучению болезни Паркинсона и расстройств движений. 2017. № 2. С. 16-23.

3. Anwar S., Peters O., Millership S., Ninkina N., Doig N., Connor-Robson N., Threlfell S., Kooner G., Deacon R.M., Bannerman D.M., Bolam J.P., Chandra S.S., Cragg S.J., Wade-Martins R., Buchman V.L. Functional alterations to the nigrostriatal system in mice lacking all three members of the synuclein family // J. of Neurosci. 2011. No. 31(20). Pp. 7264-7274.

4. Arawaka S., Sato H., Sasaki A., Koyama S., Kato T. Mechanisms underlying extensive Ser129-phosphorylation in alpha-synuclein aggregates // Acta Neuropathologica Communications. 2017. No. 1(5). P. 48.

5. Braak H., Del Tredici K., Rüb U., de Vos R.A., Jansen Steur E.N., Braak E. Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson's disease // Neurobiol. Aging. 2003. No. 24(2). Pp. 197-211.

6. Braak H., Sastre M., Bohl J.R., de Vos R.A., Del Tredici K. Parkinson's disease: lesions in dorsal horn layer I, involvement of parasympathetic and sympathetic pre- and postganglionic neurons // Acta Neuropathol. 2007. No. 113(4). Pp. 421-429.

7. Braz J.M., Nassar M.A., Wood J.N., Basbaum A.I. Parallel "pain" pathways arise from subpopulations of primary afferent nociceptor // Neuron. 2005. Vol. 47(6). Pp. 787-793.

8. Burre J., Sharma M., Sudhof T.C. Cell Biology and Pathophysiology of alpha-Synuclein // Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2017. pii: a024091. doi: 10.1101/cshperspect.a024091.

9. Del Tredici K., Braak H. Spinal cord lesions in sporadic Parkinson's disease // Acta Neuropathol. 2012. No. 124(5). Pp. 643-64.

10. Djelloul M., Holmqvist S., Boza-Serrano A., Azevedo C., Yeung M.S., Goldwurm S., Frisén J., Deierborg T., Roybon L. Alpha-Synuclein Expression in the Oligodendrocyte Lineage: an In Vitro and In Vivo Study Using Rodent and Human Models // Stem Cell Reports. 2015. No. 5(2). Pp. 174-84.

11. Donadio V., Incensi A., Rizzo G., Scaglione C., Capellari S., Fileccia E., Avoni P., Liguori R. Spine Topographical Distribution of Skin a-Synuclein Deposits in Idiopathic Parkinson Disease // J. of Neuropathology & Experimental Neurology. 2017. No. 5(76). Pp. 384-389.

12. Doppler K., Ebert S., Üçeyler N., Trenkwalder C., Ebentheuer J., Volkmann J., Sommer C. Cutaneous neuropathy in Parkinson’s disease: a window into brain pathology // Acta Neuropathol. 2014. No. 128(1). Pp. 99-109.

13. Giasson B.I., Duda J.E., Forman M.S., Lee V.M., Trojanowski J.Q. Prominent perikaryal expression of alpha- and beta-synuclein in neurons of dorsal root ganglion and in medullary neurons // Exp. Neurol. 2001. No. 172(2). Pp. 354-362.

14. Huang Z., Xu Z., Wu Y., Zhou Y. Determining nuclear localization of alpha-synuclein in mouse brains // Neuroscience. 2011. No. 199. Pp. 318-32.

15. Lin C.H., Chao C.C., Wu S.W., Hsieh P.C., Feng F.P., Lin Y.H., Chen Y.M., Wu R.M., Hsieh S.T. Pathophysiology of Small-Fiber Sensory System in Parkinson's Disease: Skin Innervation and Contact Heat Evoked Potential // Medicine (Baltimore). 2016. No. 95(10). E3058. doi: 10.1097/MD.0000000000003058.

16. Ma M.R., Hu Z.W., Zhao Y.F., Chen Y.X., Li Y.M. Phosphorylation induces distinct alpha-synuclein strain formation // Scientific Reports. 2016. No. 6. P. 37130. doi: 10.1038/srep37130.

17. Muntané G., Ferrer I., Martinez-Vicente M. α-synuclein phosphorylation and truncation are normal events in the adult human brain // Neuroscience. 2012. No. 200. Pp. 106-119.

18. Nam M.K., Han J.H., Jang J.Y., Yun S.E., Kim G.Y., Kang S., Rhim H. A novel link between the conformations, exposure of specific epitopes, and subcellular localization of alpha-synuclein // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects. 2015. No. 12(1850). Pp. 2497-2505.

19. Oueslati A. Implication of Alpha-Synuclein Phosphorylation at S129 in Synucleinopathies: What Have We Learned in the Last Decade? // J. Parkinsons Dis. 2016. No. 6(1). Pp. 39-51.

20. Papachroni K., Ninkina N., Wanless J., Kalofoutis A.T., Gnuchev N.V., Buchman V.L. Peripheral sensory neurons survive in the absence of alpha- and gamma-synucleins // J. Mol. Neurosci. 2005. No. 25(2). Pp. 157-64.

21. Surguchov A. Intracellular Dynamics of Synucleins: "Here, There and Everywhere" // Int. Rev. Cell Mol. Biol. 2015. No. 320. Pp. 103-169.

22. Taguchi K., Watanabe Y., Tsujimura A., Tanaka M. Brain region-dependent differential expression of alpha-synuclein // J. Comp. Neurol. 2016. No. 524(6). Pp. 1236-58.

23. Tiunova A.A., Anokhin K.V., Saha A.R., Schmidt O., Hanger D.P., Anderton B.H., Davies A.M., Ninkina N.N., Buchman V.L. Chicken synucleins: cloning and expression in the developing embryo // Mech. Dev. 2000. No. 99(1-2). Pp. 195-198.

24. Vivacqua G., Casini A., Vaccaro R., Fornai F., Yu S., D'Este L. Different sub-cellular localization of alpha-synuclein in the C57BL6J mouse's central nervous system by two novel monoclonal antibodies // J. Chem. Neuroanat. 2011. No. 41(2). Pp. 97-110.

25. Pchelina S.N. Alfa-sinuklein kak biomarker bolezni Parkinsona [Alpha-synuclein as biomarker of Parkinson's disease]. Annaly klinicheskoj i ehksperimental'noj nevrologii [Annals of clinical and experimental neurology]. 2011. T. 5. No. 4. Pp. 46-51. (In Russian).

26. Sobolev V.B., Khudoerkov R.M. Immunogistohimicheskoe vyavlenie a-sinukleina v slyunnoj zheleze kak biomarker bolezni Parkinsona [Immunohistochemical detection of alpha-synuclein in salivary gland as biomarker of Parkinson disease]. Byulleten' Nacionalnogo obshchestva po izucheniyu bolezni Parkinsona i rasstrojstv dvizhenij [Bulletin of the National Society for the Study of Parkinson's Disease and Movement Disorders]. 2017. No. 2. Pp. 16-23. (In Russian).

27. Anwar S., Peters O., Millership S., Ninkina N., Doig N., Connor-Robson N., Threlfell S., Kooner G., Deacon R.M., Bannerman D.M., Bolam J.P., Chandra S.S., Cragg S.J., Wade-Martins R., Buchman V.L. Functional alterations to the nigrostriatal system in mice lacking all three members of the synuclein family. J. of Neurosci. 2011. No. 31(20). Pp. 7264-7274.

28. Arawaka S., Sato H., Sasaki A., Koyama S., Kato T. Mechanisms underlying extensive Ser129-phosphorylation in alpha-synuclein aggregates. Acta Neuropathologica Communications. 2017. No. 1(5). P. 48.

29. Braak H., Del Tredici K., Rüb U., de Vos R.A., Jansen Steur E.N., Braak E. Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson's disease. Neurobiol. Aging. 2003. No. 24(2). Pp. 197-211.

30. Braak H., Sastre M., Bohl J.R., de Vos R.A., Del Tredici K. Parkinson's disease: lesions in dorsal horn layer I, involvement of parasympathetic and sympathetic pre- and postganglionic neurons. Acta Neuropathol. 2007. No. 113(4). Pp. 421-429.

31. Braz J.M., Nassar M.A., Wood J.N., Basbaum A.I. Parallel "pain" pathways arise from subpopulations of primary afferent nociceptor. Neuron. 2005. Vol. 47(6). Pp. 787-793.

32. Burre J., Sharma M., Sudhof T.C. Cell Biology and Pathophysiology of alpha-Synuclein. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2017. pii: a024091. doi: 10.1101/cshperspect.a024091.

33. Del Tredici K., Braak H. Spinal cord lesions in sporadic Parkinson's disease. Acta Neuropathol. 2012. No. 124(5). Pp. 643-64.

34. Djelloul M., Holmqvist S., Boza-Serrano A., Azevedo C., Yeung M.S., Goldwurm S., Frisén J., Deierborg T., Roybon L. Alpha-Synuclein Expression in the Oligodendrocyte Lineage: an In Vitro and In Vivo Study Using Rodent and Human Models. Stem Cell Reports. 2015. No. 5(2). Pp. 174-84.

35. Donadio V., Incensi A., Rizzo G., Scaglione C., Capellari S., Fileccia E., Avoni P., Liguori R. Spine Topographical Distribution of Skin a-Synuclein Deposits in Idiopathic Parkinson Disease. J. of Neuropathology & Experimental Neurology. 2017. No. 5(76). Pp. 384-389.

36. Doppler K., Ebert S., Üçeyler N., Trenkwalder C., Ebentheuer J., Volkmann J., Sommer C. Cutaneous neuropathy in Parkinson’s disease: a window into brain pathology. Acta Neuropathol. 2014. No. 128(1). Pp. 99-109.

37. Giasson B.I., Duda J.E., Forman M.S., Lee V.M., Trojanowski J.Q. Prominent perikaryal expression of alpha- and beta-synuclein in neurons of dorsal root ganglion and in medullary neurons. Exp. Neurol. 2001. No. 172(2). Pp. 354-362.

38. Huang Z., Xu Z., Wu Y., Zhou Y. Determining nuclear localization of alpha-synuclein in mouse brains. Neuroscience. 2011. No. 199. Pp. 318-32.

39. Lin C.H., Chao C.C., Wu S.W., Hsieh P.C., Feng F.P., Lin Y.H., Chen Y.M., Wu R.M., Hsieh S.T. Pathophysiology of Small-Fiber Sensory System in Parkinson's Disease: Skin Innervation and Contact Heat Evoked Potential. Medicine (Baltimore). 2016. No. 95(10). E3058. doi: 10.1097/MD.0000000000003058.

40. Ma M.R., Hu Z.W., Zhao Y.F., Chen Y.X., Li Y.M. Phosphorylation induces distinct alpha-synuclein strain formation. Scientific Reports. 2016. No. 6. P. 37130. doi: 10.1038/srep37130.

41. Muntané G., Ferrer I., Martinez-Vicente M. α-synuclein phosphorylation and truncation are normal events in the adult human brain. Neuroscience. 2012. No. 200. Pp. 106-119.

42. Nam M.K., Han J.H., Jang J.Y., Yun S.E., Kim G.Y., Kang S., Rhim H. A novel link between the conformations, exposure of specific epitopes, and subcellular localization of alpha-synuclein. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects. 2015. No. 12(1850). Pp. 2497-2505.

43. Oueslati A. Implication of Alpha-Synuclein Phosphorylation at S129 in Synucleinopathies: What Have We Learned in the Last Decade? J. Parkinsons Dis. 2016. No. 6(1). Pp. 39-51.

44. Papachroni K., Ninkina N., Wanless J., Kalofoutis A.T., Gnuchev N.V., Buchman V.L. Peripheral sensory neurons survive in the absence of alpha- and gamma-synucleins. J. Mol. Neurosci. 2005. No. 25(2). Pp. 157-64.

45. Surguchov A. Intracellular Dynamics of Synucleins: "Here, There and Everywhere". Int. Rev. Cell Mol. Biol. 2015. No. 320. Pp. 103-169.

46. Taguchi K., Watanabe Y., Tsujimura A., Tanaka M. Brain region-dependent differential expression of alpha-synuclein. J. Comp. Neurol. 2016. No. 524(6). Pp. 1236-58.

47. Tiunova A.A., Anokhin K.V., Saha A.R., Schmidt O., Hanger D.P., Anderton B.H., Davies A.M., Ninkina N.N., Buchman V.L. Chicken synucleins: cloning and expression in the developing embryo. Mech. Dev. 2000. No. 99(1-2). Pp. 195-198.

48. Vivacqua G., Casini A., Vaccaro R., Fornai F., Yu S., D'Este L. Different sub-cellular localization of alpha-synuclein in the C57BL6J mouse's central nervous system by two novel monoclonal antibodies. J. Chem. Neuroanat. 2011. No. 41(2). Pp. 97-110.