Role of extracellular matrix in the regulation of cellular functions in nervous tissue

Abstract

Extracellular matrix rich in hyaluronan contributes to nervous tissue homeostasis, yet the tissue consequences of chronic pharmacological hyaluronan depletion in the healthy spinal cord remain insufficiently defined. This thesis examined whether eight weeks of oral 4-methylumbelliferone (4MU), an inhibitor of hyaluronan synthesis, induces a selective extracellular-matrix perturbation or a broader pattern of tissue adaptation in healthy adult male Wistar rats. Animals received 4MU in chow at an estimated dose of 4.057 ± 1.9 g/kg/day. Spinal cord tissue was analyzed by immunohistochemistry to assess the structure of the extracellular matrix, the state of the vascular system and myelin, and the behavior of microglia and astrocytes, including Sholl analysis of their morphology. Hematological and biochemical parameters were also evaluated. 4MU caused a marked reduction in hyaluronan-binding protein signal in spinal gray matter, confirming effective suppression of hyaluronan-rich matrix. CD44, a receptor for hyaluronan, showed increased labeling after treatment and chondroitin sulfate signal did not change significantly. After correction for multiple comparisons, no statistically significant differences were detected in microglial (IBA1) or astrocytic (GFAP) marker intensities, microglial or astrocytic...

Extracelulární matrix bohatá na hyaluronan se významně podílí na udržování homeostázy nervové tkáně, avšak tkáňové důsledky chronické farmakologické deplece hyaluronanu ve zdravé míše dosud nebyly dostatečně objasněny. Tato diplomová práce se zabývala otázkou, zda osm týdnů trvající perorální podávání 4-methylumbelliferonu (4MU), inhibitoru syntézy hyaluronanu, vyvolává ve zdravé míše dospělých samců potkana kmene Wistar selektivní narušení extracelulární matrix, nebo širší spektrum tkáňových adaptačních změn. Zvířatům byl 4MU podáván v krmivu v odhadované dávce 4,057 ± 1,9 g/kg/den. Tkáň míchy byla analyzována imunohistochemicky s cílem zhodnotit strukturu extracelulární matrix, stav cévního systému a myelinu a charakteristiku mikroglií a astrocytů, včetně Shollovy analýzy jejich morfologie. Současně byly hodnoceny hematologické a biochemické parametry. Podávání 4MU výrazně snížilo signál hyaluronan-vazebného proteinu v šedé hmotě míchy. Tento výsledek potvrzuje účinné potlačení extracelulární matrix bohaté na hyaluronan. Po léčbě bylo dále pozorováno zvýšení značení CD44, receptoru pro hyaluronan, zatímco signál chondroitinsulfátu se statisticky významně nezměnil. Po korekci na vícenásobná porovnání nebyly zjištěny statisticky významné rozdíly v intenzitě markerů mikroglií (IBA1) a astrocytů...