az egér prefrontális kéregének szerkezeti megszervezése

a kiterjedt tanulmány ellenére sok zavart okoz a PFC. ez a zavart annak a ténynek köszönhető, hogy a PFC hatalmas eltéréseket mutat a fajok között. Ez a variáció megnehezíti a standard anatómiai kritériumok, például a citoarchitektúra és az összekapcsolhatóság-különösen a szemcsés zóna jelenléte vagy hiánya-használatát a PFC elsődleges összetevőinek meghatározásához. Az egér PFC citoarchitektonikus leírását először Rose dokumentálta (Rose, 1929). Rose felosztotta a cortex dorsalis és rostral-t a corpus callosum fő csipeszeire szemcsés és agranularis prekentrális kéregre (regio precentralis granularis és agranularis). A mediális falat két limbikus területre osztották: az infraradiata intermedia ventralis anterior és az infradadialis dorsalis anterior területre. A frontális kéreg ventrolaterális aspektusát a rhinalis repedés felett agranularis insularis kéregként azonosították. Az albínó patkányban Krieg (1947) hat régiót azonosított a frontális kéregben, figyelembe véve Rose néhány körvonalát (Krieg, 1947). Azt állította, hogy voltak olyan citoarchitektonikus különbségek, amelyek lehetővé tették a premotor és a frontális poláris régió megkülönböztetését Rose regio precentralis-Ján belül. Az agykéreg hátsó részét a rhinalis hasadékra két régióra osztotta. Sok évvel később, Caviness (1975) újra megvizsgálta az egeret neocortex és elutasította néhány Krieg felosztás. Caviness tartalmazza a legtöbb a frontális kéreg egyetlen régió, amely felhívta a mező 6 azon az alapon, hogy az eloszlás a sejteket, illetve a szálak meglehetősen homogén az egész egér PFC. Belül a frontális régióban kitüntette egy keskeny kéreg a hátsó széle a interhemispheric hasadék (mező 8), egy keskeny csík a frontális kéreg, valamint a motoros kéreg (mező 4), két oldalsó területeken a kéreg felett a rhinal hasadék amit az úgynevezett mezők 10, 11 (Caviness, 1975). Az ilyen ellentmondások neuroanatomisták között a frontális régió körülhatárolásáról, egerekben és más fajokban az Általános egyetértéshez vezettek, hogy a frontális kéreg parcellázása pusztán citoarchitekturális leírásokon alapult, megbízhatatlan volt. Az emberek pedig főemlősök, retrográd sejt degeneráció vizsgálatok során kiderült, topográfia között cytoarchitectonically különböző részeit a prímás mediodorsal (MD) magja a thalamus, korlátozott részei a frontális szemcsés cortex (Akert pedig Hartmann-von Monakow, 1980). Hamarosan nyilvánvalóvá vált, hogy az MD thalamikus magjainak az egérben és más rágcsálókban lévő PFC régióinak elkülönítésére vonatkozó fő vetületei megbízható módon azonosítják a prefrontális kortikális zónákat (Akert and Hartmann-von Monakow, 1980; Fuster, 2009; Krettek and Price, 1977; Leonard, 1969).

önmagában a Nissl-készítmények alapján az egérben lévő MD talamikus magok határait nem könnyű megkülönböztetni, homogén citoarchitektúrájuk miatt-bár néhány kísérlet történt – Slotnick and Leonard, 1975; Caviness, Jr.and Frost, 1980). Azonban segítségével anterográd nyomkövetési módszerek a patkány, Leonard (1969) megállapította, hogy a központi, mind a perifériás régiók a mediodorsal thalamic atommag (MD) lehet jól kivehető alapján az idegi előrejelzések különböző régióiban a PFC. Így, a patkány, a mediális része az MD projektek a mediális falon a PFC, amely magában foglalja a prelimbic (PrL), infralimbic (IL), valamint rostral mediális orbitális (MO) kéreg. Az MD thalamus központi felosztása a ventrális agranularis insular (AIV) cortex dorsalis-ra vetül a rhinális hasadékra. Az MD thalamus oldalirányú része rostokat küld az elülső cingulate kéregbe (Cg1–Cg2), valamint az orbitális kéreg oldalsó és ventrális megosztottságába (Groenewegen, 1988; Krettek and Price, 1977; Leonard, 1969). Bár az MD prognózisait az egérben nem térképezték fel annyira részletesen, mint a patkányban, ugyanaz az általános szervezet tűnik jelen (lásd Guldin et al., 1981). Fontos, hogy az egér prefrontális kortikális mezőit nem kizárólag az MD talamikus rostjai biztosítják, hanem a talamikus magok anteromediális (AM) csoportjából (Guldin et al., 1981) mint a patkány esetében (Divac et al., 1978; Matsuda et al., 2001).

a legújabb vizsgálatok az immunocitokémiai megközelítésekre összpontosítottak, különféle antitesteket alkalmazva a PFC különálló kortikális rétegeiben eltérő mértékben expresszált fehérjék azonosítására. Például a piramissejtek bizonyos populációit egy monoklonális antitest SMI-32 segítségével lehet azonosítani, amely felismeri a neurofilament h alegységet nem foszforilált állapotában. A neurofilament expresszió mintája a kortikális rétegek között változik, ami az SMI-32-t értékes jelölővé teszi az elülső kéreg kortikális területeinek meghatározására. Az SMI-32 kifejezést sikeresen alkalmazták főemlősökben (Preuss et al., 1997), patkányok (Van de Werd et al., 2008) és a közelmúltban saját laboratóriumunkban egerekkel.

30. ábra.Az 1.ábra az egér elülső kéregének a Nissl-anyagra és az SMI-32-re festett szakaszokon elhelyezett körvonalait mutatja. Az agranularis insularis területek és az AIV gyenge foltot mutatnak az SMI-32 esetében. Az oldalsó orbitális terület (LO) nagyon sűrűn foltos az SMI-32 esetében az egér II., V. és VI. rétegében, mint a patkányban

30.1. ábra. Az egyik agyfélteke koronális szakaszain elhelyezkedő prefrontális kéreg körvonalai Nissl-re (A és C) vagy SMI-32-re (B és D) festettek. (A–B) and (C–D) are located approximately 2.3 mm and 1.94 mm anterior to bregma respectively.

Abbreviations: AcbSh, nucleus accumbens shell; AID, dorsal agranular insular cortex; AIV, ventral agranular insular cortex; Cg1, dorsal cingulate cortex; DI, dysgranular insular cortex; fmi, forceps major of the corpus callosum; Fr3, frontal area 3; IL, infralimbic cortex; LO, lateral orbital cortex; M1, primary motor cortex; M2, secondary motor cortex; MO, medial orbital cortex; Pir, piriform cortex; PrL, prelimbic cortex; S1, primary somatosensory cortex; VO, ventral orbital cortex.

30.2. A prefrontális kéreg körvonalai az egér agyának a Nissl (C és D) és az acetilkolinészteráz (A és B) számára festett vízszintes szakaszain helyezkednek el. Jelmagyarázat, mint a 30.1. (A–C) és (B-D) körülbelül 2,36 mm, illetve 2,0 mm ventrális és bregma közötti távolság.

(Van de Werd et al., 2008). A VO és LO közötti határ nagyon világos az SMI-32 foltos szakaszon; a III.rétegű festés vo-ban eltűnik, a mély rétegek kevésbé sűrűn festettek, mint LO-ban. Ismét az egér nagyon hasonlít a patkányra ebben a tekintetben. A patkányban egyes kutatók a VO területét egy ventrolaterális orbitális régióra (VLO) osztják, amely különbözik a lo régiótól (Van de Werd et al., 2008; Reep et al., 1984). Ez a megkülönböztetés nem nyilvánvaló az egér agyának Nissl – vagy SMI-32 – foltos szakaszaiban. A Nissl-foltos szakaszokban a sötét fürtözött II. réteg jól megkülönböztethető a III. rétegtől a VO oldalsó részén, és kevésbé válik megkülönböztethetővé. Az átmenet azonban fokozatos, és a VLO és LO között nincs egyértelmű határ. A patkányban szintén nincs egyértelmű határ a különböző neurokémiai markerek (Paxinos et al., 1996).

a belső fal, a mediális orbitális terület (MO) hasonló VO, hogy rosszul festett az SMI-32, de mint a patkány (Uylings, valamint van Éden, 1990), Nissl-festett sejtek MO layer II tiszta határ layer III, mivel a VO a két réteg nem szimpatikus. A prelimbikus terület (PrL) a háton a Mo rostrálisan, a háton pedig az infralimbikus (IL) caudálisan helyezkedik el. A PrL II. rétege keskenyebb és elkülönültebb, mint MO-ban, és a Nissl sötét foltjai. A patkányokhoz hasonlóan az egér PRL-ben lévő III. rétegű sejtjei jól elkülönülnek egymástól, és a III. réteg könnyebb megjelenése jelzi a MO és a PrL közötti határt. A cingulate cortex (Cg1) leginkább rostrális része dorzális a PrL-hez. Mély rétegei több SMI-32 festést mutatnak, mint a PrL. A Nissl-foltos szakaszokban a II. réteg jelöli, amely majdnem egy sor sötéten festett sejtre szűkül.

az acetilkolinészteráz (AChE) festést az elülső kortikális régiók megkülönböztetésére használták. Az egér agyának PrL területe nagyon nyilvánvaló a fájdalommal festett szakaszokban, ahol kiemelkedik a környező neuropilból. A PrL régió nagy része sötétebb foltokkal rendelkezik, mint a környező területek, különösen a III. rétegben. ezenkívül a II. rétegben a Fájdalomfestés külön hiányzik, amely dorsálisan folytatódik a cingulate kéregben. A CG1, réteg VI foltok mérsékelten sötét fájdalom, de a fokozatok a rétegek között nem jól meghatározott. Nissl folt esetén a Cg1 II rétege keskenyebb, mint a PrL-ben. Ezenkívül a CG1 III réteg sejtjei kisebbek, mint a PrL-ben. Caudal a PrL-hez, MO ventrálisan összezsugorodik, IL pedig megjelenik rajta. MO és LO nem különböztethető meg a fájdalom, mint mindkét folt nagyon gyenge a fájdalom. A VO sötétebb, különösen a mély rétegekben. Az agranularis insularis cortexet a III.és a mélyebb réteg közepesen sűrű festése jellemzi. Az 1.és 2. réteg csak enyhén festett.

az újszülött egér frontális kéregében a génexpresszió markerei olyan mintákat is feltárnak, amelyek korrelálnak a frontális kéreg felosztásával a citoarchitektúra és a neurokémiai markerek alapján felnőtt egerekben. Bár az egyes régiókra jellemző markereket nem figyelték meg közvetlenül, a markerek különböző kombinációi sikeresen meghatározhatják az elülső kéreg felosztását. Például a neurogenin 2 (Ngn2) gén erősen expresszálódik a MO régióban, de gyakorlatilag nem fejeződik ki az IL, PrL és Cg1 területen, valamint az orbitális kéreg alapja mentén a lo oldalirányú határáig. Ezzel szemben a retinoid Z receptor (Rzrß) marker oldalirányban fejeződik ki a Mo/VO határon egészen a kéreg körül, amíg el nem tűnik az 1.motorterületen (M1). Az Rzrß azonban nem fejezi ki a DLO-nak megfelelő régióban, amely megmutatja ezeknek a markereknek a szelektivitását a határoláshoz vezető útmutatóként (Cholfin et al., 2007). A Cholfin és munkatársai összesen 8 markerrel bizonyították, hogy a fibroblaszt növekedési faktor, az Fgf17 szerepet játszik az elülső kéreg fejlődésének szabályozásában. Így az fgf17-null egerekben a PrL, a Cg, az M1 és az M2 mérete jelentősen csökken, míg a parietális régiók rostrálisan bővülnek. Ezzel szemben a VO régiók normálisan fejlődnek (Cholfin et al., 2007). Ez az elegáns tanulmány megmutatja,hogy az egér molekuláris biológiai információja hogyan használható fel az egér agyának fejlődésének megértésére.