Immunohistochemical distribution of calcium binding proteins in the cochlear nuclear complex of circling mice / Distribución inmunohistoquímica de proteínas de unión a calcio en el complejo nuclear coclear de ratones circulantes

SUMMARY: The term "circling mouse" refers to an animal model of deafness, in which the mouse exhibits circling, head tossing, and hyperactivity, with pathological features including degenerated spiral ganglion cells in the cochlea, and the loss of the organ of Corti. The cochlear nuclear (CN) complex, a part of the auditory brain circuit, is essential to process both ascending and descending auditory information. Considering calcium's (Ca2+) importance in homeostasis of numerous biological processes, hearing loss by cochlear damage, either by ablation or genetic defect, could cause changes in the Ca2+ concentration that might trigger functional and structural alterations in the auditory circuit. However, little is known about the correlation of the central nervous system (CNS) pathology in circling mice, especially of the auditory pathway circuit and Ca2+ changes. This present study investigates the distribution of Ca2+- binding proteins (CaBPs), calbindin D-28k (CB), parvalbumin (PV), and calretinin (CR) by using a free floating immunohistochemical method inthe CN of the wild-type mouse (+/+), the heterozygous mouse (+/cir), and the homozygous (cir/cir) mouse. CaBPs are well known to be an important factor that regulates Ca2+ concentrations. Compared with the dorsal and ventral cochlear nuclei of +/+ and +/ cirmice, prominent decreases of CaBPs' immunoreactivity (IR) in cir/cirmice were observed in the somas, as well as in the neuropil. The present study reportson the overall distribution and changes in the immunoreactivity of CaBPs in the CN of cir/cirmice because ofa hearing defect. This data might be helpful to morphologically elucidate CNS disorders and their relation to CaBPs immunoreactivity related to hearing defects.

RESUMEN: El término "ratón circulante" se refiere a un modelo animal con sordera, en el que el ratón exhibe hiperactividad, movimientos circulares y movimientos de la cabeza, con características patológicas que incluyen células ganglionares espirales degeneradas en la cóclea, un canal de Rosenthal vacío y la pérdida del órgano de Corti. El complejo nuclear coclear (CN), una parte del circuito cerebral auditivo, es esencial para procesar la información auditiva tanto ascendente como descendente. Considerando la importancia del calcio (Ca2+) en la homeostasis de numerosos procesos biológicos, la hipoacusia por daño coclear, por ablación o por defecto genético, podría provocar cambios en la concentración de Ca2+que pueden desencadenar alteraciones funcionales y estructurales en el circuitoauditivo. Sin embargo, existe poca información de la correlación de la patología del sistema nervioso central (SNC) en ratones circulantes, especialmente del circuito de la víaauditiva y los cambios de Ca2+. Este estudio nvestiga la distribución de proteínas de unión a Ca2+ (CaBP), calbindina D-28k (CB), parvalbúmina (PV) y calretinina (CR) mediante el uso de un método inmunohistoquímico de flotaciónlibre en el CN del ratón de tiposalvaje (+/+), el ratón heterocigoto (+/cir) y el ratón homocigoto (cir/cir). Se sabe que los CaBP son un factor importante que regula las concentraciones de Ca2+. En comparación con los núcleos cocleares dorsal y ventral de los ratones +/+ y +/ cir, se observaron disminuciones prominentes de la inmunorreactividad (IR) de CaBPs en los ratonescir/cir en los somas, asícomo en el neuropilo. El presente estudio informa sobre la distribución general y los cambios en la inmunorreactividad de CaBP en el CN de ratones cir/cir debido a un defecto auditivo. Estos datos podrían ser útiles para dilucidar morfológicamente los trastornos del SNC y su relación con la inmunorreactividad de CaBP relacionada con los defectosauditivos.

Entry of rabies virus in the olfactory bulb of mice and effect of infection on cell markers of neurons and astrocytes / Ingreso del virus de la rabia en el bulbo olfatorio de ratones y efecto de la infección en marcadores celulares de neuronas y astrocitos

There are few studies of infection by rabies virus in the olfactory bulb (OB). This work was carried out with the purpose of establishing the time required to detect rabies antigens in the OB of mouse, after the intramuscular inoculation of the virus and to evaluate the effect of the infection on the expression of three proteins: calbindin (CB), parvalbumin (PV) and the glial fibrillary acidic protein (GFAP). Mice were inoculated with rabies virus intramuscularly in the hind limbs. Every 8 hours, after 72 hours postinoculation (p.i.), animals were sacrificed by perfusion with paraformaldehyde and coronal sections of OB were obtained for immunohistochemical study. These cuts were used to reveal the entry and spread of viral antigens. Tissue sections obtained in the terminal phase of the disease (144 hours p.i.), and controls of the same age were also processed for immunohistochemistry of CB, PV and GFAP. Rabies virus antigens were initially detected at 80 hours p.i. in a few mitral cells. At 88 hours p.i. the antigens had spread through most of these neurons but until the terminal phase of the disease there was little dispersion of the virus towards other cellular layers of the OB. The CB protein was expressed in cells of the glomerular stratum, the PV in cells of the outer plexiform layer and the GFAP was expressed in all the layers of the OB. Viral infection generated loss of CB expression and increase of PV expression. Immunoreactivity to GFAP was increased in the outer plexiform layer of the OB as a response to infection.

Son escasos los estudios de la infección por virus de la rabia en el bulbo olfatorio (OB). Este trabajo se realizó con el objetivo de establecer el tiempo requerido para detectar antígenos de rabia en el OB del ratón, luego de la inoculación intramuscular del virus y evaluar el efecto de la infección en la expresión de tres proteínas: calbindina (CB), parvoalbúmina (PV) y la proteína ácida fibrilar glial (GFAP). Los ratones fueron inoculados con virus de la rabia por vía intramuscular en las extremidades posteriores. Cada 8 horas, después de 72 horas de inoculación (p.i.), los animales se sacrificaron por perfusión con paraformaldehído y se obtuvieron secciones coronales de OB para el estudio inmunohistoquímico. Estos cortes se usaron para revelar la entrada y propagación de antígenos virales. Las secciones de tejido obtenidas en la fase terminal de la enfermedad (144 horas p.i.), y los controles de la misma edad también se procesaron para inmunohistoquímica de CB, PV y GFAP. Los antígenos del virus de la rabia se detectaron inicialmente a las 80 horas p.i. en unas pocas células mitrales. A las 88 horas p.i. los antígenos se habían diseminado a través de la mayoría de estas neuronas, pero hasta la fase terminal de la enfermedad había poca dispersión del virus hacia otras capas celulares del OB. La proteína CB se expresó en las células del estrato glomerular, la PV en células de la capa plexiforme externa y la GFAP se expresó en todas las capas del OB. La infección viral generó pérdida de expresión de CB y aumento en la expresión de PV. La inmunorreactividad a GFAP aumentó en la capa plexiforme externa del OB como respuesta a la infección.

Human prefrontal layer II interneurons in areas 46, 10 and 24 / Interneuronas de la lámina II en las áreas prefrontales 46, 10 y 24 del humano

Background: Prefrontal cortex (PFC) represents the highest level of integration and control of psychic and behavioral states. Several dysfunctions such as autism, hyperactivity disorders, depression, and schizophrenia have been related with alterations in the prefrontal cortex (PFC). Among the cortical layers of the PFC, layer II shows a particular vertical pattern of organization, the highest cell density and the biggest non-pyramidal/pyramidal neuronal ratio. We currently characterized the layer II cytoarchitecture in human areas 10, 24, and 46. Objective: We focused particularly on the inhibitory neurons taking into account that these cells are involved in sustained firing (SF) after stimuli disappearance. Methods: Postmortem samples from five subjects who died by causes different to central nervous system diseases were studied. Immunohistochemistry for the neuronal markers, NeuN, parvalbumin (PV), calbindin (CB), and calretinin (CR) were used. NeuN targeted the total neuronal population while the rest of the markers specifically the interneurons. Results: Cell density and soma size were statically different between areas 10, 46, 24 when using NeuN. Layer II of area 46 showed the highest cell density. Regarding interneurons, PV+-cells of area 46 showed the highest density and size, in accordance to the proposal of a dual origin of the cerebral cortex. Interhemispheric asymmetries were not identified between homologue areas. Conclusion: First, our findings suggest that layer II of area 46 exhibits the most powerful inhibitory system compared to the other prefrontal areas analyzed. This feature is not only characteristic of the PFC but also supports a particular role of layer II of area 46 in SF. Additionally, known functional asymmetries between hemispheres might not be supported by morphological asymmetries.

Antecedentes: La corteza prefrontal (CPF) representa el nivel más alto de integración y control de funciones psíquicas y comportamentales. Varias patologías como autismo, desórdenes de hiperactividad, depresión y esquizofrenia se han relacionado con alteraciones de la CPF. La lámina II de las áreas que constituyen la CPF posee un patrón de organización vertical, una alta densidad celular y la mayor proporción de neuronas no-piramidal/piramidal. Sin embargo, la distribución del componente inhibitorio en estas regiones no se ha descrito. Objetivo: En el presente estudio nos propusimos caracterizar la lámina II de las áreas 10, 24 y 46 del humano, particularmente su componente inhibitorio teniendo en mente su participación en procesos de actividad sostenida relevantes cuando desaparece el estímulo. Métodos: Se utilizaron muestras de cinco sujetos que fallecieron por causas diferentes a enfermedades del sistema nervioso. Se tomaron secciones de las áreas 10, 24 y 46 de Brodmann y se procesaron con los anticuerpos contra NeuN para determinar la población neuronal total y contra Parvalbumina (PV), Calbindina (CB) y Calretinina (CR) para analizar la población de interneuronas. Resultados: Los resultados no mostraron diferencias interhemisféricas entre las áreas. Sin embargo, las tres áreas seleccionadas son significativamente diferentes entre sí en todos los parámetros analizados. El área 46 posee la mayor densidad y tamaño de interneuronas positivas para PV. Conclusiones: La ausencia de asimetrías morfológicas no permite explicar las asimetrías funcionales. La lámina II del área 46 posee el sistema inhibitorio más poderoso. Teniendo en cuenta la arquitectura modular de las capas supragranulares, este sistema inhibitorio subyace a la actividad sostenida, eje fundamental de la memoria operativa.