Immunohistochemical labelling of components of the endoneurial extracellular matrix of intact and rhizotomized dorsal and ventral spinal roots of the rat - a quantitative evaluation using image analysis

JANČÁLEK, Radim and Petr DUBOVÝ. Immunohistochemical labelling of components of the endoneurial extracellular matrix of intact and rhizotomized dorsal and ventral spinal roots of the rat - a quantitative evaluation using image analysis. Acta histochemica. Germany: Fischer Verlag, 2006, vol. 107, No 6, p. 453-462. ISSN 0065-1281.

Basic information

• Original name: Immunohistochemical labelling of components of the endoneurial extracellular matrix of intact and rhizotomized dorsal and ventral spinal roots of the rat - a quantitative evaluation using image analysis
• Name in Czech: Imunohistochemické značení komponent endoneuriální extracelulární matrix intaktních a rizotomovaných dorzálních a ventrálních spinálních kořenů u laboratorního potkana - kvantitativní vyhodnocení analýzou obrazu
• Authors: JANČÁLEK, Radim (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution) and Petr DUBOVÝ (203 Czech Republic, belonging to the institution).
• Edition: Acta histochemica, Germany, Fischer Verlag, 2006, 0065-1281.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 30000 3. Medical and Health Sciences
• Country of publisher: Germany
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• Impact factor: Impact factor: 1.167
• RIV identification code: RIV/00216224:14110/06:00019984
• Organization unit: Faculty of Medicine
• UT WoS: 000235733600005
• Keywords in English: Proteoglycans; Fibronectin; Tenascin-C; Thrombospondin; Axon regrowth
• Tags: Axon regrowth, fibronectin, Proteoglycans, Tenascin-C, Thrombospondin
• Tags: International impact, Reviewed

Abstract

The endoneurial extracellular matrix (ECM) molecules are involved in cell signalling during nervous system development and regeneration. Quantitative differences of immunofluorescence labelling for chondroitin sulfate proteoglycan (CSPG), fibronectin (FN), tenascin-C (TN-C), and thrombospondin (TSP) were evaluated in intact rat dorsal and ventral roots and dorsal and ventral roots 2 and 4 weeks after rhizotomy using image analysis. The distal stumps of spinal roots displayed increased immunolabelling for the molecules with higher immunofluorescence in dorsal than in ventral roots up to 2 weeks from transection. Four weeks after rhizotomy, the immunoreactivity for CSPG, TN-C and TSP decreased in dorsal and increased in ventral root stumps, although a higher level of immunofluorescence for FN remained in both dorsal and ventral root stumps 4 weeks after injury in comparison to 2 weeks after injury. We suggest that the amount of some ECM molecules changed differentially 2 and 4 weeks after rhizotomy to create an appropriate environment in the endoneurium for early and later regrowth of sensory and motor axons. The results presented here are the first report of differences between the endoneurial ECM content of damaged afferent and motor nerve fibers. In addition, the immunohistochemical detection of individual ECM molecules indicated that final extrinsic conditions stimulating the regrowth of regenerating axons probably arise from a balance of both growth-promoting and -inhibiting molecules in the endoneurium.

Abstract (in Czech)

Molekuly endoneuriální extracelulární matrix se účastní mezibuněčných interakci při vývoji nervového systému a regeneraci. Za využití analýzy obrazu byly zjišťovány kvantitativní rozdíly v imunofluorescenčním značení chondroitin sulfátu (CHSPG), fibronektinu (FN), tenascinu-C (TN-C) a trombospondinu (TSP) u intaktních dorzálních a ventrálních spinálních kořenů laboratorních potkanů a u dorzálních a ventrálních kořenů 2 a 4 týdny po rizotomii. Distální pahýly spinálních kořenů se vyznačovaly zvýšenou imunoreaktivitou zmíněných molekul s vyšší imunofluorescencí v dorzálních než ve ventrálních kořenech po 2 týdny od transekce. Srovnáme-li poškození kořenů 2 a 4 týdny, nacházíme snížení imunoreaktivity pro CSPG, TN-C, a TSP v zadních a zvýšení v pahýlech předních kořenů, ačkoliv vyšší úroveň imunofluorescence pro FN zůstávala jak v dorzálních tak ve ventrálních kořenech. Prokázali jsme, že množství některých extracelulárních molekul se mění rozdílně po 2 a 4 týdnech od rizotomie, což vytváří v endoneuriu vhodné prostření pro brzký i pozdní růst senzitivních a motorických axonů. Tyto prezentované výsledky jsou prvním údajem o rozdílech mezi endoneuriální extracelulární matrix poškozených aferentích a motorických vláken. Navíc, imunohistochemická detekce jednotlivých molekul naznačuje, že výsledné podmínky pro stimulaci růstu a regenerace axonů pravděpodobně závisí na poměru růst podporujících a růst inhibujících molekul v endoneuriu.

Links

• GA309/00/0407, research and development project: Name: Celulární a extracelulární prostředí pro regeneraci axonů při kořenových a distálních lezích periferních nervů

Investor: Czech Science Foundation, Cellular and extracellular environment for the axon regenaration following injury of the spinal roots and peripheral nerves

• MSM0021622404, plan (intention): Name: Vnitřní organizace a neurobiologické mechanismy funkčních systémů CNS

Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, The internal organisation and neurobiological mechanisms of functional CNS systems under normal and pathological conditions.