Proteinexpression und Verteilung von Mikroglia im menschlichen Rückenmark

Abstract

Die Mikroglia ist die immunologische Haupteffektorzelle im ZNS und ist bei nahezu jedem pathologischen Vorgang innerhalb des ZNS beteiligt, unter anderem bei entzündlichen, neoplastischen, metabolischen, vaskulären, traumatischen und degenerativen Erkrankungen. Trotz dieser zentralen Rolle der Mikroglia ist ihre Verteilung und Proteinexpression im normalen menschlichen Rückenmark bisher kaum untersucht. Daher wurden in der vorliegenden Arbeit 10 Fälle mit neuropathologisch nicht verändertem Rückenmark untersucht, um eine Referenz für die Verteilung und Proteinexpression der Mikroglia in einer Normalpopulation zu erhalten. Diese Referenz wurde dann mit 15 Fällen mit den verschiedensten pathologischen Veränderungen verglichen. Zu diesem Zweck wurde jedes Rückenmark auf acht verschiedene Höhen in jeweils drei Gebieten der Weißen und zwei Gebieten der Grauen Substanz immunhistochemisch untersucht. Für die Untersuchung wurden Antikörper gegen Proteine gewählt, welche von Mikroglia konstitutiv (MHC-II, CD68, AIF, IL-16) oder fakultativ (MRP-8, MRP-14) exprimiert werden. Im Gegensatz zum Großhirn mit deutlichen regionalen Unterschieden, fand sich im Rückenmark eine homogene Verteilung der Mikroglia, welche bis zu 17% der Gesamtzellpopulation ausmachten. Diese Daten bildeten die Basis für die Etablierung eines Referenzbereichs und dem Vergleich des selbigen mit den 15 pathologisch veränderten Rückenmarksgeweben. Hier zeigten sich deutlich erhöhte Dichten mikroglialer Zellen, welche bis zu 45% der Gesamtzellpopulation ausmachten. Die in dieser Arbeit gewonnenen Informationen über die Verteilung und Proteinexpression der Mikroglia dienen als wichtige Referenz für eine zukünftige Untersuchung und Diagnostik pathologischer Vorgänge innerhalb des menschlichen Rückenmarks.

As the primary intrinsic immune effector cell of the CNS, microglia are involved in virtually all pathological processes of the brain and spinal cord including inflammatory, neurodegenerative, traumatic, neoplastic and vascular diseases. Despite its important role, there is a lack of data concerning microglia distribution and protein expression in the human spinal cord. In this study, we immunohistochemically investigated 10 normal human spinal cords to establish reference data and compared these results to 15 pathological human spinal cords deriving from distinct pathologies. Each spinal cord was evaluated at 8 different levels for 3 white and 2 gray matter areas for both constitutive (MHC-II, CD68, IL-16, AIF-1, LCA, CD4) and reactive (MRP-8, MRP-14) microglial antigens. Whereas previous studies revealed significant regional differences in microglial distribution and protein expression in human brain, normal spinal cord displayed a uniform expression pattern, reaching levels of up to 17% MHC-II positive cells of the total cell population. This data formed the basis for the further evaluation of microglia expression levels in pathological spinal cords, where levels of up to 45% positive cells were observed. Our results represent important reference values for future neuropathological diagnostic and therapeutical approaches in spinal cord pathologies.