Macrophages, Nitric oxide synthases and Heme oxygenases: possible roles during peripheral nerve regeneration
Abstract: Popular Abstract in Swedish Syftet med den här studien var att undersöka det strukturella underlaget för förslagen att makrofager och gaserna kvävemonooxid (NO) och kolmonoxid (CO), som bildas av kvävemonooxidsyntaser (NOS) respektive hemeoxygenaser (HO), är viktiga för att en perifer nerv ska regenerera. Det finns stöd för dessa hypoteser eftersom andra har visat att förhållanden som stör den invasion av makrofager (inflammatoriska celler) som sker vid nervskador också påverkar utväxten av nervtrådar. Det är dessutom så att produktionen av de enzymer som bildar NO, speciellt den neuronala formen av NOS (nNOS) ökar efter nervskada. En annan isoform , det inducerbara NOS (iNOS) finns i aktiverade makrofager. När jag började mina undersökningar fanns det nästan ingen information om andra isoformer av NOS än nNOS i regenererande nervceller och ännu mindre informationom om HO. NO och CO stimulerar ett enzym (guanylyl cycklas) som genererar cGMP, en viktig intracellulär budbärare. När HO bryter ned hemgrupper bildas CO men också biliverdin (en pro-antioxidant). Biliverdin omvandlas i sin tur till bilirubin som är en viktig antioxidant. Det var därför naturligt att inkludera cGMP och biliverdin reduktas (BVR) i mina studier av de system som producerar CO och NO. Jag har främst utnyttjat immuncytokemiska samt histokemiska metoder, men också in situ hybridisering, för att studera makrofager och olika isoformer av NOS, HO, c-GMP och BVR . Studierna utfördes på olika perifera ganglier från råtta, dels sensoriska (DRG och nodos gangliet) och dels på ganglier från det autonoma nervsystemet (övre cervikal gangliet (SCG), otic gangliet och sphenopalatin gangliet). Regenerativa förändringar inducerades antingen genom krosskada eller avskärning av nerver i råttan (in vivo), eller genom att dissekera ut ganglierna och odla dem (in vitro). Resultaten visade att efter en nervskada in vivo sker en snabb aktivering av residenta makrofager och en massiv rekrytering av invaderande makrofager till nerven och dess ganglier. Aktiveringen och invasionen sker tidsmässigt före många andra viktiga regenerationsrelaterade förändringar i nervcellerna. Tanken att makrofager eller ämnen som frisätts från sådana celler t.ex. interleukiner, kan inducera eller stimulera regenerations-processen i nervcellerna ligger därför nära till hands. Däremot visade mina resultat att invaderande makrofager inte var nödvändiga för själva igångsättandet av utväxt av nervcellsutskott, eftersom sådan utväxt kan ske även då invaderande makrofager saknas. Utväxten/regenerationen är emellertid långsammare under sådana förhållanden. Den inducerbara formen av NOS (iNOS) hittade jag i regenererande sensoriska och SCG nervceller samt hos aktiverade makrofager i SCG. Jag fann också att den neuronala formen av NOS (nNOS) uttrycktes i nervceller hos normala och odlade sensoriska ganglier, men inte i SCG. I odlade sensoriska och autonoma ganglier, ökade den inducerbara formen av HO (HO-1) kraftigt i de celler som omger nervcellerna (satellitceller). Även halten av cGMP ökade i satellitceller i de odlade sensoriska ganglierna. Sammantaget visar resultaten att NO och CO utnyttjas i signaleringen mellan nervceller och dess satellitceller, och att signaleringen ökar i samband med en nervskada. Den funktionella betydelsen av denna ökade aktivitet är okänd. Det finns emellertid undersökningar som antyder att NO och CO via cGMP kan förbättra överlevnaden av nervceller vars utskott blivit skadade. Jag kunde också visa att BVR, enzymet som reglerar produktionen av antioxidanten bilirubin, inducerades i nervceller och fanns i deras kärnor efter en nervskada. Detta antyder att de regenererande nervcellerna behöver skydda sig mot oxidativa skador. Jag har alltså främst med immunhistokemiska metoder kunnat visa att de enzymer som genererar NO och CO ökar i regenererande perifera ganglier, och att denna ökning sker i olika typer av celler (makrofager, nervceller och satellitceller) i olika ganglier. Resultaten ger stöd åt förslagen att makrofager, men också signalmolekylerna NO och CO är viktiga för regenerationsprocessen.
This dissertation MIGHT be available in PDF-format. Check this page to see if it is available for download.