anatomyЖурнал анатомии и гистопатологииJournal of Anatomy and Histopathology2225-7357N.N. Burdenko Voronezh State Medical University10.18499/2225-7357-2020-9-3-42-48anatomy-1156Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL PAPERSМорфологическое исследование сетчатки крыс линии WAG/Rij с пигментной дегенерацией в постнатальном онтогенезеMorphological study of the retina of WAG/Rij rats with pigmentary degeneration in postnatal ontogenesisМусинаЛ. А.MusinaL. A.

Уфа

Ufa

БайгильдинС. С.Baigil'dinS. S.

94, Уфа, Республика Башкортостан, 450106, Российская Федерация

ul. Stepana Kuvyshkina, 94, Ufa, Republic of Bashkortostan, 460000, Russian Federation

baigildin.samat@yandex.ruХисматуллинаЗ. Р.KhismatullinaZ. R.

Уфа

Ufa

ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» Минздрава РоссииРоссияRussian Eye and Plastic Surgery CenterRussian FederationФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека»; ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»РоссияUfa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology; Bashkir State UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»РоссияBashkir State UniversityRussian Federation202009102020934248Copyright © Мусина Л.А., Байгильдин С.С., Хисматуллина З.Р., 20202020Мусина Л.А., Байгильдин С.С., Хисматуллина З.Р.Musina L.A., Baigil'din S.S., Khismatullina Z.R.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://anatomy.elpub.ru/jour/article/view/1156

Цель работы – выявить особенности морфофункциональной организации сетчатки крыс линии WAG/Rij в процессе постнатального развития от 1-х суток до 360-х суток после рождения.

Материал и методы

Материал и методы. Для исследований использована сетчатка крыс инбредной линии WAG/Rij (всего 60 глазных яблок от 30 крыс) с 1-го дня рождения до 360-х суток жизни. На парафиновых срезах, окрашенных гематоксилин и эозином, проводились стандартные гистологические исследования. Иммуногистохимическим методом определяли в сетчатке крыс экспрессию кислого глиального фибриллярного белка GFAP. Использовали мышиные моноклональные антитела (Sаnta Cruz Biotechnology) и универсальную систему вторичной детекции для визуализации (NovocastraTM). Сравнивали степень экспрессии белка в сетчатке крыс линии WAG/Rij в разных возрастных группах.

Результаты

Результаты. Установлено, что после рождения сетчатка модельных крыс линии WAG/Rij формируется по схеме развития сетчатки крыс других линий и обретает дефинитивное строение только к концу второй недели (совпадает с открытием глаз). На 20-е сутки в сетчатке крыс WAG/Rij появляются первые признаки дистрофических и деструктивных процессов, которые по мере взросления прогрессируют и приводят к глиозу сетчатки. Увеличение экспрессии кислого глиального фибриллярного белка GFAP начинается с 30-х суток и усиливается с возрастом по мере нарастания деструктивных процессов в сетчатке.

Заключение

Заключение. Раннее постнатальное развитие сетчатки крыс линии WAG/Rij, совпадающее по характеру с таковым крыс других линий, прерывается запуском деструктивных процессов в сетчатке вскоре после ее полной дифференциации. Усиливающийся в дальнейшем каскад дегенерации со временем приводит к гибели нейронов сетчатки и замещению их глиальными клетками.

The aim of the study was to detect morphofunctional features of the retina of WAG/Rij rats during postnatal development from the 1st to the 360th day after birth.

Material and methods

Material and methods. The study included retina of the inbred WAG/Rij rats (60 eyeballs from 30 rats totally) from the 1st to the 360th day of life. Standard histological studies were performed on paraffin sections stained with hematoxylin and eosin. Immunohistochemical method was used to determine the expression of acidic glial fibrillar protein GFAP in the rat retina. Mouse monoclonal antibodies (Santa Cruz Biotechnology) and a universal secondary detection system (NovocastraTM) were used for imaging. The degree of protein expression in the retina of WAG/Rij rats was compared in different age groups.

Results

Results. It was found that after birth, the retina of rat models of the WAG/Rij line is formed in the same way as the retina of rats of other strains and acquires a definitive structure only by the end of the second week (correlates with the opening of the eyes). On the 20th day, the first signs of dystrophic and destructive processes appear in the retina of WAG / Rij rats progressing as they grow older and leading to retinal gliosis. The increase in the expression of acidic glial fibrillar protein GFAP begins from the 30th day and increases with age as destructive processes in the retina increase.

Conclusion

Conclusion. The early postnatal development of the retina of the WAG/Rij rats, which correlates in character with the postnatal retina development of rats of other strains, is interrupted by the launch of destructive processes in the retina soon after its complete differentiation. The further intensifying cascade of degeneration over time leads to the death of retinal neurons and their replacement by glial cells.

онтогенез сетчаткидегенерация сетчаткимодель пигментного ретинитакрысы линии WAG/Rijretinal ontogenesisretinal degenerationmodel of retinitis pigmentosaWAG/Rij ratsReferencesБалхиева Л.Х., Хисматуллина З.Р., Мусина Л.А. Морфология сетчатки крыс линии WAG/Rij с различиями генотипа по локусу Taq 1ADRD2. Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2013;(1):47–9Balkhieva L, Khismatullina Z, Musina L. The retinal morphology of WAG/Rij rats with differences of genotype as per Taq 1A DRD2 locus. Vestnik Bashkir State Agrarian University. 2013;(1):47–9 (in Russian).Леушкина Н.Ф., Ахмадеев А.В. Особенности двигательной активности и исследовательской деятельности крыс, имеющих различия в экспрессии изоформ Д2-рецептора. Фундаментальные исследования. 2014; (9-11):2465–8Leushkina NF, Akhmadeev AV. Peculiarities of locomotor activity and research action in rats with differences in the expression of isoforms of receptor D2. Fundamental research. 2014;(9-11): 2465–8 (in Russian).Саркисов Д.С., Перов Ю.Л. Руководство по гистологической технике. М.: Медицина. 1996. 242Sarkisov DS, Perov YuL. Rukovodstvo po gistologicheskoi tekhnike. Moscow: Meditsina. 1996. 242 (in Russian).Berner AK, Brouwers O, Pringle R, Klaassen I, et al. Protection against methylglyoxal-derived AGEs by regulation of glyoxalase 1 prevents retinal neuroglial and vasodegenerative pathology. Diabetologia. 2012;55(3):845–54. doi: 10.1007/s00125-011-2393-0Berner AK, Brouwers O, Pringle R, Klaassen I, et al. Protection against methylglyoxal-derived AGEs by regulation of glyoxalase 1 prevents retinal neuroglial and vasodegenerative pathology. Diabetologia. 2012;55(3):845–54. doi: 10.1007/s00125-011-2393-0Besharse JC, McMahon DG. The Retina and Other Light-sensitive Ocular Clocks. Journal of Biological Rhythms. 2016 Apr 19;31(3):223–43. doi: 10.1177/0748730416642657Besharse JC, McMahon DG. The Retina and Other Light-sensitive Ocular Clocks. Journal of Biological Rhythms. 2016 Apr 19;31(3):223–43. doi: 10.1177/0748730416642657Biedermann B, Fröhlich E, Grosche J, Wagner HJ, Reichenbach A. Mammalian Müller (glial) cells express functional D2 dopamine receptors. NeuroReport. 1995 Mar;6(4):609–12. doi: 10.1097/00001756-199503000-00006Biedermann B, Fröhlich E, Grosche J, Wagner HJ, Reichenbach A. Mammalian Müller (glial) cells express functional D2 dopamine receptors. NeuroReport. 1995 Mar;6(4):609–12. doi: 10.1097/00001756-199503000-00006Chiou GCY., Li BHP. Effects of Dopamine Antagonists on Retinal B-Wave Recovery After Retinal Ischemia. Journal of Ocular Pharmacology and Therapeutics. 1993 Jan;9(2):179–85. doi: 10.1089/jop.1993.9.179Chiou GCY., Li BHP. Effects of Dopamine Antagonists on Retinal B-Wave Recovery After Retinal Ischemia. Journal of Ocular Pharmacology and Therapeutics. 1993 Jan;9(2):179–85. doi: 10.1089/jop.1993.9.179Chrobok L, Palus K, Jeczmien-Lazur JS, Chrzanowska A, Kepczynski M, Lewandowski MH. Disinhibition of the intergeniculate leaflet network in the WAG/Rij rat model of absence epilepsy. Experimental Neurology. 2017 Mar;289:103–16. doi: 10.1016/j.expneurol.2016.12.014Chrobok L, Palus K, Jeczmien-Lazur JS, Chrzanowska A, Kepczynski M, Lewandowski MH. Disinhibition of the intergeniculate leaflet network in the WAG/Rij rat model of absence epilepsy. Experimental Neurology. 2017 Mar;289:103–16. doi: 10.1016/j.expneurol.2016.12.014Chrobok L, Palus-Chramiec K, JeczmienLazur JS, Lewandowski MH. Altered oscillation frequencies in the lateral geniculate complex in the rat model of absence epilepsy. Epilepsy Research. 2019 Nov;157:106212. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2019.106212Chrobok L, Palus-Chramiec K, JeczmienLazur JS, Lewandowski MH. Altered oscillation frequencies in the lateral geniculate complex in the rat model of absence epilepsy. Epilepsy Research. 2019 Nov;157:106212. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2019.106212Devoldere J, Peynshaert K, De Smedt SC, Remaut K. Müller cells as a target for retinal therapy. Drug Discovery Today. 2019 Aug;24(8):1483–98. doi: 10.1016/j.drudis.2019.01.023Devoldere J, Peynshaert K, De Smedt SC, Remaut K. Müller cells as a target for retinal therapy. Drug Discovery Today. 2019 Aug;24(8):1483–98. doi: 10.1016/j.drudis.2019.01.023Fernández-Sánchez L, Lax P, Campello L, Pinilla I, Cuenca N. Astrocytes and Müller Cell Alterations During Retinal Degeneration in a Transgenic Rat Model of Retinitis Pigmentosa. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2015 Dec 22;9:484. doi: 10.3389/fncel.2015.00484Fernández-Sánchez L, Lax P, Campello L, Pinilla I, Cuenca N. Astrocytes and Müller Cell Alterations During Retinal Degeneration in a Transgenic Rat Model of Retinitis Pigmentosa. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2015 Dec 22;9:484. doi: 10.3389/fncel.2015.00484Lai VL, Rana MW. Folding of photoreceptor cell layer: a new form of retinal lesion in rat. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1985;26(5):771–4.Lai VL, Rana MW. Folding of photoreceptor cell layer: a new form of retinal lesion in rat. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1985;26(5):771–4.Lai YL, Jacoby RO, Jones AM., Papermaster D.S. A new form of hereditary retinal degeneration in Wag/Rij rats. Invest Ophthalmol. 1975;14(1):62–7.Lai YL, Jacoby RO, Jones AM., Papermaster D.S. A new form of hereditary retinal degeneration in Wag/Rij rats. Invest Ophthalmol. 1975;14(1):62–7.LaVail MM, Nishikawa S, Steinberg RH, Naash M, et al. Phenotypic characterization of P23H and S334ter rhodopsin transgenic rat models of inherited retinal degeneration. Exp Eye Res. 2018;167:56–90. doi: 10.1016/j.exer.2017.10.023LaVail MM, Nishikawa S, Steinberg RH, Naash M, et al. Phenotypic characterization of P23H and S334ter rhodopsin transgenic rat models of inherited retinal degeneration. Exp Eye Res. 2018;167:56–90. doi: 10.1016/j.exer.2017.10.023Lev N, Ickowicz D, Barhum Y, Lev S, Melamed E, Offen D. DJ-1 protects against dopamine toxicity. J Neural Transm (Vienna). 2009;116(2):151–60. doi: 10.1007/s00702-008-0134-4Lev N, Ickowicz D, Barhum Y, Lev S, Melamed E, Offen D. DJ-1 protects against dopamine toxicity. J Neural Transm (Vienna). 2009;116(2):151–60. doi: 10.1007/s00702-008-0134-4Nakazawa M, Hara A, Ishiguro S. Optical coherence tomography of animal models of retinitis pigmentosa: From animal studies to clinical applications. Biomed Res Int. 2019; 2019: 8276140. doi: 10.1155/2019/8276140Nakazawa M, Hara A, Ishiguro S. Optical coherence tomography of animal models of retinitis pigmentosa: From animal studies to clinical applications. Biomed Res Int. 2019; 2019: 8276140. doi: 10.1155/2019/8276140O'steen WK, Donnelly JE. Chronologic analysis of variations in retinal damage in two strains of rats after short-term illumination. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1982;22(2):252–5.O'steen WK, Donnelly JE. Chronologic analysis of variations in retinal damage in two strains of rats after short-term illumination. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1982;22(2):252–5.Yoshizawa K, Emoto Y, Tsubura A. N-methyl-Nnitrosourea-induced retinal degeneration in rats: a reliable animal model of retinitis pigmentosa for the development of new therapeutic strategies. In: A Hogarth (ed). Recent Advances in Eye Research. New York: Nova Science Publishers; 2015.Yoshizawa K, Emoto Y, Tsubura A. N-methyl-Nnitrosourea-induced retinal degeneration in rats: a reliable animal model of retinitis pigmentosa for the development of new therapeutic strategies. In: A Hogarth (ed). Recent Advances in Eye Research. New York: Nova Science Publishers; 2015.Witkovsky P. Dopamine and retinal function. Documenta Ophthalmologica. 2004;108(1):17–39. doi: 10.1023/b:doop.0000019487.88486.0aWitkovsky P. Dopamine and retinal function. Documenta Ophthalmologica. 2004;108(1):17–39. doi: 10.1023/b:doop.0000019487.88486.0a

The authors declare that there are no conflicts of interest present.