| Περίληψη |
Ο εγκέφαλος των ιχθύων καθώς και των άλλων σπονδυλωτών χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη φυλετικά δίμορφων περιοχών. Πολλές φυλετικές διαφορές στον εγκέφαλο είναι γενετικά καθορισμένες. Υπάρχουν ωστόσο, και διμορφισμοί οι οποίοι προκύπτουν ως αποτέλεσμα επίδρασης εξωτερικών ερεθισμάτων στον εγκέφαλο. Η ικανότητα του εγκεφάλου να ανταποκρίνεται και να προσαρμόζεται στο συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον του, καλείται πλαστικότητα. Ειδικοτερα, στους ιχθύς γνωρίζουμε πως η επίδραση κοινωνικών και περιβαλλοντικών παραγόντων στον εγκέφαλο οδηγεί στη μεταβολή του φυλετικού φαινοτύπου των ατόμων. Είναι γνωστό ότι διαδικασίες που σχετίζονται με την γέννηση, μετανάστευση, διαφοροποίηση των κυττάρων σε νευρικά ή νευρογλοιακά καθώς και με την απομάκρυνση τους μέσω κυτταρικού θανάτου με απόπτωση, αποτελούν μηχανισμούς πλαστικότητας που χρησιμοποιεί ο εγκέφαλος προκειμένου να οργανωθεί και να αναδιοργανωθεί όποτε αυτό χρειαστεί. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η συμμετοχή της κυτταρογένεσης, της μετανάστευσης, της κυτταρικής διαφοροποίησης και της απόπτωσης για την ανάδειξη ύπαρξης φυλετικών διαφοροποιήσεων στον ενήλικο εγκέφαλο του τελεόστεου ιχθύ Zebrafish (Danio rerio), ενός εδραιωμένου οργανισμού μοντέλου. Η μελέτη της γέννησης κυττάρων πραγματοποιήθηκε με την ανοσοϊστοχημική μέθοδο της BrdU, σε άτομα βραχείας επιβίωσης (24 ωρών) και μακράς επιβίωσης (21 ημερών). Για τη μελέτη των διαφοροποιήσεων των κυττάρων χρησιμοποιήθηκαν άτομα τα οποία αφέθηκαν σε μακρά επιβίωση μετά τη χορήγηση της BrdU. Στα άτομα αυτά ανιχνεύτηκε ο γλοιακός φαινότυπος με χρήση αντισωμάτων κατά της GFAP, δομικής πρωτεΐνης των κυττάρων της αστρογλοίας. Η σήμανση των νευρικών κυττάρων πραγματοποιήθηκε με αντισώματα κατά της παρβαλβουμίνης (parvalbumin), πρωτεΐνης δέσμευσης των ιόντων ασβεστίου, που χαρακτηρίζει τα GABAεργικά νευρικά κύτταρα. Η μελέτη της απόπτωσης στηρίχθηκε στην μεθοδολογίας της TUNEL. Η χαρτογράφηση της μιτωτικής δραστηριότητας στον ενήλικο εγκέφαλο έδειξε πως όλες οι κύριες εγκεφαλικές δομές είναι μιτωτικά ενεργές, με τις περιοχές τις παρεγκεφαλίδας να παράγουν τα περισσότερα νεογεννηθέντα κύτταρα. Τα μετα-μιτωτικά κύτταρα στον ενήλικο εγκέφαλο του zebrafish παρατηρήθηκε ότι δεν εκφράζουν την GFAP, οπότε δεν μετατρέπονται σε γλοιακά κύτταρα. Τα σημασμένα με BrdU κύτταρα ωστόσο, φάνηκε ότι χρησιμοποιούν ίνες αστρογλοίας σε περιοχές της παρεγκεφαλίδας προκειμένου να μεταναστεύσουν από την μοριακή στοιβάδα όπου παράγονται στην γειτνιάζουσα κοκκιώδη. Αντίθετα με την GFAP, η παρβαλβουμίνη εκφράζεται από αριθμό νεογεννηθέντων κυττάρων σε περιοχές του τελεγκεφάλου του διεγκεφάλου και του μεσεγκεφάλου μετά την πάροδο 21 ημερών. Η αποπτωτική δραστηριότητα στον ενήλικο εγκέφαλο του zebrafish διατηρείται σε υψηλά επίπεδα σε σχέση με τα θηλαστικά. Η χαρτογράφηση των περιοχών αποπτωτικής δραστηριότητας ανέδειξε την σχέση των περιοχών αυτών με τις θέσεις μιτωτικής δραστηριότητας ή με τις τελικές θέσεις των νεογεννηθέντων κυττάρων καθώς φάνηκε να συμπίπτουν. Ο αριθμός των νεογεννηθέντων κυττάρων σε άτομα βραχείας όσο και μακράς επιβίωσης καταμετρήθηκε. Η ποσοτικοποίηση και στατιστική επεξεργασία ανέδειξε την περιοχή της μέσης ζώνης του ραχιαίου τελεγκεφάλου, ομόλογη των αμυγδάλων των θηλαστικών, να εμφανίζει στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στα δύο φύλα. Η περιοχή αυτή διατήρησε τη διαφορά της και στα άτομα μακράς επιβίωσης. Στον διεγκέφαλο ο προκαλυπτριδικός πυρήνας PPv, ο θαλαμικός πυρήνας TPp, και ο υποθαλαμικός πυρήνας Hd, εμφάνισαν σημαντικές διαφοροποιήσεις ανάμεσα στα δύο φύλα στα άτομα βραχείας επιβίωσης. Τέλος, στην παρεργκεφαλίδα παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφοροποίηση στον αριθμό των νεογεννηθέντων κυττάρων στα αρσενικά και θηλυκά άτομα στις περιοχές της μοριακής στοιβάδας του παρεγκεφαλιδικού σώματος (CCe mol), καθώς και στην κοκκιώδη στοιβάδα του οπίσθιου λοβού της παρεγκεφαλίδας (LCa gr). Στις περιοχές αυτές στα αρσενικά άτομα παρατηρήθηκε μεγαλύτερος αριθμός BrdU σημασμένων κυττάρων. Mόνο περιοχή Lca gr διατήρησε τη διαφορά της και μετά από 21 ημέρες. Προτείνεται ότι Οι φυλετικοί διμορφισμοί πιθανότατα οφείλονται σε φυλοεξατρώμενες συμπεριφορές και δραστηριότητες των ενηλίκων ατόμων zebrafish.
|
Φυλετικός διμορφισμός στη γέννηση νευρικών κυττάρων στον ενήλικο εγκέφαλο: μελέτη στον οργανισμό μοντέλο zebrafish (Danio rerio)
