Sıçan hipokampusunda yaşa bağlı olarak bazik fibroblast büyüme faktörü immünoreaktivitesindeki değişiklikler

Abstract

Sinir sisteminde, nöronlar, yapılarını ve fonksiyonlarını etkileyen birçok çevresel uyarıya maruz kalır. Bu uyanlar içinde en belirgin olanları büyüme faktörleri ve nörotransmitterlerin yaptığı uyanlardır. Heparine bağlanan, polipeptid büyüme faktörleri ailesinden olan fibroblast büyüme faktörleri, başlangıçta kültür ortamındaki fibroblast bölünmesinde öncü (promoter) etki yapan protein mitojenleridir. Bu ailenin üyelerinden biri olan bazik fibroblast büyüme faktörü (bFBF) mezenkimal ve nöroektodermal hücrelerde, mitogenez stimülasyonu, proliferasyonda indüksiyon ve artış, yaşam devamlılığı, apoptotik hücre ölümü inhibisyonu, morfolojik değişiklikler, gelişim, farklılaşma, yaşlanmanın gecikmesi, anjiogenez, neovaskülarizasyon, doku farklılaşması, dokuya özgü fonksiyonlann düzenlenmesi ve yara iyileşmesinde rol oynar. Yaşlanma, öğrenme ve hafiza gibi kognitif fonksiyonlarda azalmayla beraber nörobiyolojik değişikliklere sebep olur. Uzaysal hafızada kritik bir rol oynayan hipokampus, yaşlanma sürecine son derece duyarlıdır ve yaşın ilerlemesiyle yapısal ve fizyolojik değişiklikler gösteren bölgelerden biridir. Genel olarak, yaşa bağlı kognitif değişiklikler, hipokampus plastisitesinde azalmayla birlikte büyüme faktörü ekspresyonunda değişikliklere bağlı olabilir. Bu çalışmanın amacı, sıçan hipokampüsünde, yaşa bağlı olarak oluşan bFBF immünoreaktivitesindeki değişiklikleri incelemektir. Bu çalışmada 2 aylık ve 4 aylık, 1 yaşında ve 2 yaşında Wistar albino erkek sıçanlar kullanılmıştır. Dorsal hipokampusdaki bFBF immünoreaktivitesindeki değişiklikler fare monoklonal anti- bFBF antikoru kullanılarak immünohistokimyasal ve preembedding immünoelektron mikroskop teknikleri ile incelenmiştir. Bulgular, farklı yaş gruplarındaki sıçanların dorsal hipokampuslarında bFBF immünoreaktif (bFBF-ir) astrositlerin heterojen bir dağılım gösterdiğini ve CA2 alanında bFBF-ir piramidal nöronların varlığını ortaya koymuştur. CA2 alanında bFBF-ir olmayan piramidal nöronlarla karşılaştırıldığında bFBF-ir piramidal nöronlarının daha küçük ve düzensiz-şekilli çekirdeklerinin olduğu gözlenmiştir. Hem astrositlerin hem de CA2 piramidal nöronlarının çekirdekleri yoğun ve sitoplazmaları bölgesel olarak bFBF-ir olarak bulunmuştur. 4 aylık sıçanlar ile diğer yaş grupları karşılaştırıldığında dorsal hipokampusun dentat girus bölgesinin hilus, interfaz, granüler hücre tabakasında; CA3 bölgesinin stratum radiatum; moleküler alanın stratum lakunozum ve moleküler tabakasında; CAİ bölgesinin piramidal tabakasında bFBF-ir astrositlerin; ve 4 aylık sıçanlar ile 1 yaş ve 2 yaş gruplan karşılaştıldığında CA2 alanında bBFB-ir piramidal nöronların yoğunluğundaki artış istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. 4 aylık sıçan grubunu diğer gruplarla karşılaştırdığımızda, bFBF-ir astrosit yoğunluğunu farklı bulmamız, aksonal ve dendritik uzantıların gelişiminde ve sinaps alanlarının kontrolünde astrositlerin rolünün daha gelişmiş olduğunu düşündürmektedir. Genç sıçanlarla yaşlı sıçanlar karşılaştırıldığında CA2 alanındaki bFBF-ir piramidal nöronların yoğunluğundaki artışın istatistiksel olarak anlamlı olması, CA2 nöronlarının bağlantı ve fonksiyon mekanizmalarının değişmiş olabileceğini düşündürmektedir. Sonuç olarak elde ettiğimiz bu veriler yaşlanmayla ile dorsal hipokampusdaki bFBF-ir astrositlerin ve CA2 alanındaki bFBF-ir pozitif piramidal nöronların yoğunluğunun değiştiğini ortaya koyması açısından önemlidir.

Within the nervous system,individual neurons are exposed to many environmental signals which influence their form and function. Prominent among these signals are growth factors and neurotransmitters. Fibroblast growth factors (FGFs), members of the family of heparin-binding polypeptide growth factors are protein mitogens originally identified as promotors of fibroblast mitotic division in culture. Basic fibroblast growth factor (bFGF), one of the members of this family, have a role in stimulation of mitogenesis, induction and increase of proliferation, survival, inhibiton of apoptotic cell death, morphological changes, growth, differentiation, delayed senescence, angiogenesis, neovascularization, tissue differentiation, regulation of tissue specific function and wound healing in mesencyhmal and neuroectodermal cells. Aging is accompanied by a decline in cognitive functions such as learning and memory, along with a variety of neurobiological changes. The hippocampal formation, which plays a critical role in spatial memory, extremely sensitive to the aging process and appears to be one of the brain region to show structural and physiological changes with advancing age. More generally, age-dependent cognitive impairments have been related to a decline in hippocampal plasticity, which in turn, may depend on alterations in growth factor expression. The aim of this study is to evaluate age-dependent alterations of bFGF immunoreactivity in rat hippocampus. In this study, 2 months, 4 months, 1 year and 2 years old Wistar albino male rats were used. The alterations of bFGF-immunoreactivity were evaluated by using mouse monoclonal anti-bFGF antibody with immunohistochemical and preembedding immunoelectron microscopic techniques. Our results showed the heterogeous distribution of the bFGF immunoreactive (bFGF-ir) astrocytes and bFGF-ir pyramidal neurons in CA2 region in the rat dorsal hippocampus of the different age groups. The nuclei of the bGF-ir pyramidal neurons were smaller and more irregular in shape than the unstained pyramidal neurons in CA2. In both astrocytes and CA2 pyramidal neurons bFGF immunoreactivity was primarily in the nudeus and to a lesser extent in the cytoplasm. When comparing 4 month old rats with the other age groups, the bFGF-ir astrocytes density in dorsal hippocampus of hilus, interface, granuler cell layer of dentate gyrus; stratum radiatum of CA3; stratum lacunosum and the molecular layer of molecular region; the pyramidal layer of CA1; and 4 months old rats with 1 year and 2 years age groups, bFGF-ir pyramidal neurons density in CA2 showed statistically significant increase. When comparing 4 month old rats with the other age groups, the finding of increase of bFGF- ir astrocytes density is thought to be the result of the improved role of astrocytes in the axonal and dendritic extensions and in the control of synaptic regions. When comparing young rats with old rat group, statistically significant increase of the bFGF-ir pyramidal neuron density, it might be thought that projection and functional mechanisms of CA2 neurons is altered. In conclusion, this study is important with the respect of changes of density of bFGF-ir astrocytes and CA2 bFGF-ir pyramidal neurons in dorsal hippocampus with aging.