Laura Alfei

PCNA positivity in the mesencephalic matrix areas in the adult of a Teleost, Carassius carassius L.

In normal adult Teleostei, classical histology and autoradiographic techniques have been used to identify the telencephalic hemispheres on the dorso-lateral (zona germinativa dorsalis) and medial (zona germinativa ventralis) surfaces in the ependymal and/or peri-ependymal zone as elements capable of proliferating. In inequivocally adultCarassius carassius specimens we revisited these «matrix areas» using a recent proliferative marker that detects the expression of the Proliferating Cellular Nuclear Antigen (PCNA), a reliable immunocytochemical test of the essential role played by PCNA in the cell cycle, its ubiquity and the theoretical bases on which this method rested. It was found that in the telencephalon the distribution of the DNA synthesis activity is not continuous and uniform in an antero-posterior direction. A non negligible PCNA positivity is actually detectable at the anterior pole of the hemispheres and above all posteriorly, at the level of thezona germinativa ventralis while undifferentiated elements are visible in thezona germinativa dorsalis, in very small numbers in the lateral portion and sporadically in the upper section. Overall it would seem that in theCarassius telencephalon spontaneous neurogenic potential has now become residual. These findings are discussed in the light of literature data and above all of the age of our specimens.RiassuntoNei Teleostei adulti normali, l’istologia classica e le tecniche autoradiografiche, avevano identificato negli emisferi telencefalici sulle superfici dorso-laterale (zona germinativa dorsalis) e mediale (zona germinativa ventralis), in sede ependimale e/o peri-ependimale, elementi in grado di proliferare. InCarassius carassius inequivocabilmente adulti abbiamo rivisitato tali «aree matrici», utilizzando un recentemarker proliferativo che rivela l’espressione dellaProliferating Cellular Nuclear Antigen (PCNA), test immunocitochimico affidabile per il ruolo essenziale svolto dalla PCNA nel ciclo cellulare, la sua ubiquitarietà e le basi teoriche su cui poggia tale metodica. Si è rilevato che nel telencefalo la distribuzione dell’attività di sintesi del DNA non è, in senso antero-posteriore, continua ed uniforme. Infatti, una non trascurabile PCNA positività è evidenziabile al polo anteriore degli emisferi, specie posteriormente a livello dellazona germinativa ventralis, mentre elementi indifferenziati si osservano nellazona germinativa dorsalis con molta parsimonia nella porzione laterale ed episodicamente nel tratto superiore. In una visione d’insieme sembrerebbe che nel telencefalo delCarassius le potenzialità neurogeniche spontanee siano ormai residuali. Tali rilevanze vengono discusse alla luce dei dati forniti dalla bibliografia e soprattutto dell’età dei nostri esemplari.

PCNA positivity in the telencephalic matrix areas in the adult of a frog,Rana esculenta

Using a recent immunocytochemical protein-type marker having an auxiliary function of DNA polymerase delta which is expressed during the DNA synthesis phase of the cell cycle, namely theProliferating Cellular Nuclear Antigen (PCNA), we ascertained that the anti-PCNA labelling locations allow several regions of the telencephalon ofRana esculenta normal adults to be identified. The immunocytochemical aspects are the same as those previously found in the telencephalon of adult Anurans, either normal or subjected to a wide range of experimental situations, using both classical histology and autoradiographic methods. The survival in the adult of undifferentiated elements observed by us in thezona germinativa dorsalis and in thezona germinativa ventralis is examined in the light of literature evidence. The extent and possible role of these elements as the expression of continual spontaneous neurogenic episodes, as well as more substantial and widespread neurogenic events due to natural or experimental causes are discussed.RiassuntoAvvalendoci di un recentemarker, di tipo immunocitochimico, di natura proteica e con funzione ausiliaria della DNA polimerasi delta, il quale è espresso, nel ciclo cellulare, durante la fase di sintesi del DNA, laProliferating Cellular Nuclear Antigen (PCNA), abbiamo evidenziato che la dislocazione delle marcature anti-PCNA permette di identificare nel telencefalo di adulti normali diRana esculenta alcune regioni. Gli aspetti immunocitochimici sono sovrapponibili a quanto già evidenziato nel telencefalo di Anuri adulti, sia normali che sottoposti a svariate situazioni sperimentali, mediante l’istologia classica e le metodiche autoradiografiche. Alla luce dei dati forniti dalla letteratura, sulla sopravvivenza nell’adulto di elementi indifferenziati da noi osservati nellazona germinativa dorsalis e nellazona germinativa ventralis, viene discussa l’entità ed il loro eventuale ruolo quale espressione di continui episodi neurogenici spontanei, come pure di eventi neurogenici più consistenti e diffusi, indotti da cause naturali o sperimentali.

Expression of MAP1B protein and its phosphorylated form MAP1B-P in the CNS of a continuously growing fish, the rainbow trout

Microtubule-associated protein-1B (MAP1B), and particularly its phosphorylated isoform MAP1B-P, play an important role in axonal outgrowth during development of the mammalian nervous system and have also been shown to be associated with axonal plasticity in the adult. Here, we used antibodies and mRNA probes directed against mammalian MAP1B to extend our analysis to fish species, trout (Oncorhynchus mykiss), at different stages of development. The specificity of the cross-reaction of our anti-total-MAP1B/MAP1B-P antibodies was confirmed by Western blotting. Trout MAP1B-like proteins exhibited about the same apparent molecular weight (320 kDa) as rat-MAP1B. Immunohistochemistry and in situ hybridization analysis performed on hindbrain and spinal cord revealed the presence of MAP1B in neurons and some glial subpopulations. Primary sensory neurons and motoneurons maintain high levels of MAP1B expression from early stages throughout adulthood, as has been shown for mammals. Unlike mammals, however, MAP1B and axon-specific MAP1B-P continue to be strongly expressed by hindbrain neurons projecting into spinal cord, with the important exception of Mauthner cells. MAP1B/MAP1B-P immunostaining were also detected elsewhere within the brain, including axons of the retino-tectal projection. This obvious difference between adult fish and mammals is likely to reflect the capacity of fish for continued growth and regeneration. Our results suggest that MAP1B/MAP1B-P expression is generally maintained in neurons known to regenerate after axotomy. The regenerative potential of the adult nervous system may in fact depend on continued expression of neuron-intrinsic growth related proteins, a feature of MAP1B that appears phylogenetically conserved.

PCNA-positive cerebellar cells in an adult Teleost,carassius carassius L.

Among heterothermic Vertebrates, only Teleosts have a cerebellum with elements that conserve embryonic characters into adulthood; such cells are present in other encephalic regions but are more abundant in the cerebellum. This is due to the presence in Teleosts of generalized tissue proliferation that does not cease when the organism reaches full body size, a phenomenon reflected in proliferation and/or maturation events that influence the plasticity of the nervous tissue and thus the brain. Kirsche (1967) reported the persistence in the adult Teleost cerebellum of cells with characteristics similar to those of neuroblasts. In subsequent decades, the expression of spontaneous proliferation was studied in juvenile and/or adult Teleosts, first with histological methods (especially autoradiography after inoculation with3H-thymidine) and then with immunocytochemical methods. Recently, we employed a current immunocytochemical test based on Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA), a reliable marker for thein situ detection of cells in the S phase, to investigate normal proliferation first in the telencephalon and then in the mesencephalon in adults ofCarassius carassius. In the present study, the immunocytochemical expression of PCNA, indicating spontaneous mitotic activity, was detected in different degrees in the main cerebellar components (valvula cerebelli, corpus cerebelli, eminentiae granulares). Cells showing DNA synthesis were distributed in both the molecular and granular layers. As found previously for the telencephalon and mesencephalon, our results are virtually identical to those reported in the literature; the smaller amount of PCNA immunoreactivity can perhaps be attributed to the age of our specimens.RiassuntoTra i Vertebrati eterotermi, solamente nei Teleostei il cervelletto, similmente agli altri distretti encefalici, ma più riccamente che in taluni fra essi, è provvisto nell’arco della vita adulta di elementi che conservano caratteristiche embrionali. Ciò è riconducibile alla presenza nei Teleostei di una attività proliferativa tessutale generalizzata, che non si conclude allorché l’organismo raggiunge la propria taglia somatica, cosa che si riflette anche sugli eventi proliferativi e/o maturativi che influenzano la plasticità del tessuto nervoso e quindi di quello cerebrale. Kirsche (1967) segnalò nei Teleostei adulti la persistenza nel cervelletto di elementi con caratteristiche simili a quelle dei neuroblasti. In seguito a ciò, per decenni sulle manifestazioni proliferative spontanee in Teleostei in età giovanile e/o adulta, si sono susseguite delle ricerche dapprima istologiche, basate soprattutto sulla tecnica autoradiografica dopo inoculazione con3H-timidina e poi, con rinnovato interesse, specie facendo uso di metodiche immunocitochimiche. Assai di recente, in indagini incentrate sull’uso di un attualetest immunocitochimico, laProliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA), attendibilemarker che evidenziain situ le cellule in fase S, in adulti diCarassius carassius, abbiamo rivolto l’attenzione dapprima alla proliferazione fisiologica del telencefalo, poi del mesencefalo. L’espressione immunocitochimica della PCNA, che in tali nostre indagini è indicativa di attività mitotiche spontanee, viene ad interessare nell’attuale ricerca, con diversa entità, le principali componenti cerebellari (valvula cerebelli, corpus cerebelli, eminentiae granulares), nella cui citoarchitettonica gli elementi sintetizzanti il DNA sono disseminati sia tra le cellule molecolari che tra quelle granulari. Rispetto a quanto noto dalla letteratura, come era avvenuto per il telencefalo e per il mesencefalo, anche ora si sono osservati dei quadri sostanzialmente sovrapponibili, pur in presenza, anche in questa circostanza, di una qualche minore entità della PCNA immunoreattività, forse nuovamente addebitabile all’età dei nostri esemplari.

Patterns of spontaneous motility in trout embryo (Salmo trutta fario)

Abstract The spontaneous motor activity in the trout embryo was investigated by electrophysiological methods. Two aspects were examined: the temporal and the developmental pattern. As for the temporal pattern, with the present investigation it was possible to demonstrate the presence of cycles whose length varied from 5 to 17 min. depending on the stage examined. Concerning the developmental pattern, it was possible to demonstrate that starting from embryonic stage 21, the motor activity has a decline with predominant quiet periods. The possible involvement of the Mauthner neuron in determining this pattern of motor activity is discussed.

Neurofilament polypeptide subunits in the Mauthner andfasciculus longitudinalis medialis axons of adult fish

Neurofilaments are known to be the main cytoskeletal components of large axons. In order to immunocytochemically determine the MA andfasciculus longitudinalis medialis axons NFs composition, monoclonal antibodies against NF-L, NF-M, NF-H photosphorylated (P) and nonphosphorylated (nP) subunits were used on cryostat spinal cord cross sections of adultBrachidanio rerio, Cyprinus carpio andOncorhynchus my kiss. The results show that P and nP NF-H subunits are extensively co-distributed in MAs. In contrast, staining intensity for nP NF-H epitopes is less in the smaller f.l.m. axons. The significance of this finding is discussed on the basis of current literature.RiassuntoIl citoscheletro degli assoni di grande calibro è costituito essenzialmente di neurofilamenti. Per determinare qualitativamente i neurofilamenti dell’assone di Mauthner e degli assoni delfascicolo longitudinale mediale, con metodica tmmunocitochimica, sono stati utilizzati anticorpi monoclonal» in grado di riconoscere le subunità NF-L, NF-M, NF-H fosforilate (P) e non fosforilate (nP) su sezioni criostatiche di midollo spinale diBrachidanio rerio, Cyprinus carpio eOncorhynchus mykiss adulti. I risukati hanno dimostrato che subunità NF-H P e non P sono contemporaneamente presenti negli assoni di Mauthner mencre la colorazione per NF-H non fosforilati è di minore intensità negli assoni f.l.m. di calibro inferiore. Il possibile significato di tali risultati viene discusso alia luce dei dati correnti della letteratura.