Stuttur innöndun Sevoflurans getur dregið úr myndun gliumöra eftir blóðþurrðaráverka í heilaskaða hjá nýburarottum 1. hluti

Ágrip

Fyrri rannsóknir hafa sýnt fram á að sevoflurane postconditioning getur veitt taugavörn eftir súrefnisskorts- og blóðþurrðarskaða og bætt nám og minnisvirkni í þroska nagdýraheila.

Blóðþurrðar- og blóðþurrðaráverkar vísar til meinafræðilegs ástands af völdum blóðþurrðar í heila, súrefnisskorts, efnaskiptatruflana og taugafrumuskemmda vegna sjúkdóma í hjarta- og æðakerfi og heila- og æðakerfi. Með félagslegum framförum og lífsstílsbreytingum verða súrefnisskortur-blóðþurrðarskaðar sífellt algengari. Þetta ástand getur valdið mörgum skaða á heilsu manna, þar á meðal haft áhrif á greind og minni.

Þó súrefnisskortur og blóðþurrð geti valdið skertri heilastarfsemi, þýðir það ekki að minnið verði fyrir neikvæðum áhrifum. Þvert á móti getum við bætt minni og aukið skilvirkni heilans með réttum aðferðum. Hér eru nokkrar leiðir til að bæta minni þitt:

1. Heilbrigt mataræði: Áhrif mataræðis á minni eru mjög mikilvæg. Matvæli sem eru rík af próteini, vítamínum og steinefnum geta hjálpað til við að viðhalda heilbrigðu taugakerfi og hugsunarstarfsemi.

2. Æfðu meira: Líkamsrækt getur stuðlað að blóðrásinni, aukið súrefnisflæði, aukið ónæmi líkamans og dregið úr hættu á sjúkdómum. Með hreyfingu geturðu bætt minnisgetu þína.

3. Styrkja sjálfstraust: Sjálfstraust er mikilvægur þáttur í minni einstaklings. Ef þú trúir því að þú getir klárað ákveðið verkefni muntu auðveldlega ná þeim árangri sem þú vilt og þú getur líka bætt minni þitt á áhrifaríkan hátt.

Það má sjá að súrefnisskemmdir og blóðþurrðaráverkar eru ekki ástand sem mun óhjákvæmilega skaða minni mannsins. Svo lengi sem við náum tökum á réttum aðferðum og hugsum vel um heilann getum við tekið heilbrigða framtíð með jákvæðu hugarfari. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega því Cistanche deserticola er hefðbundið kínverskt lyfjaefni sem hefur mörg einstök áhrif, ein þeirra er að bæta minni. Virkni Cistanche deserticola kemur frá mörgum virku innihaldsefnum sem það inniheldur, þar á meðal tannínsýra, fjölsykrur, flavonoid glýkósíð osfrv. Þessi innihaldsefni geta stuðlað að heilaheilbrigði með ýmsum leiðum.

Smelltu á vita 10 leiðir til að bæta minni

Klassíska Rice-Vannucci líkanið var notað til að framkalla blóðþurrðarskemmdir og nýfæddar rottur (eftir fæðingu á 7. degi) voru meðhöndlaðar með 2,4% sevóflúrani í 30 mínútur eftir blóðþurrðaráverka með súrefnisskorti.

Niðurstöður okkar sýndu að sevoflurane postconditioning bætti marktækt nám og minnisvirkni rotta, minnkaði astrogliosis og glialscar myndun, jók fjölda dendritic hryggjar og verndaði vefjagerð hippocampus. Vélrænt séð minnkaði sevofluranepostconditioning tjáningu von Hippel-Lindau á súrefnisskortsframkallanlegum þætti-1 og jók tjáningu DJ-1.

Inndæling 1,52 ug af súrefnisskorti-framkallanlegum þáttum-1 hemlinum YC-1 (Lificiguat) í vinstri hliðarhvolf 30 mínútum áður en súrefnisskortur-blóðþurrðarskaði sneri við taugavörninni af völdum sevoflurans. Þessi niðurstaða bendir til þess að sevóflúran geti á áhrifaríkan hátt dregið úr astrogliosis í hippocampus og dregið úr náms- og minnisskerðingu af völdum glial örmyndunar eftir súrefnisskorts-blóðþurrðarskaða.

Undirliggjandi vélbúnaður gæti tengst uppstýrðri DJ-1 tjáningu, minni ubiquitination á súrefnisskortsframkallanlegum þáttum-1 og stöðugri tjáningu súrefnisvaldandi þáttar-1. Þessi rannsókn var samþykkt af rannsóknardýraverndarnefnd Kína læknaháskóla í Kína (samþykki nr. 2016PS337K) þann 9. nóvember 2016.

Lykilorð: heilaskaði; heili; miðtaugakerfi; in vivo; meiðsli; fyrirmynd; mýkt; rotta; bata; endurnýjun; viðgerðirKínverska bókasafnsflokkun nr. R453; R741; R614.2+1.

Kynning

Neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) er algengur fylgikvilli á nýburatímabilinu af völdum margra þátta, svo sem nýburaköfnun, kvíða í legi og hyalinehimnusjúkdóm (Douglas-Escobar og Weiss, 2015;Barkhuizen o.fl., 2017).

HIE er helsta orsök ungbarnadauða og aðal uppspretta taugakvilla (Edwards o.fl., 2010; Descloux o.fl., 2015). Níutíu prósent eftirlifenda HIE eru með langvarandi taugasjúkdóma, svo sem náms-, vitræna- og hreyfitruflanir, og flogaveiki (Doi o.fl., 2012; Davies o.fl., 2019). Núverandi meðferð HIE beinist aðallega að einkennameðferð, þar með talið vélrænni loftræstingu, leiðréttingu á lágþrýstingi, viðbót við glúkósa og takmarka vökvainntöku, eftir því sem við á.

Hins vegar er þörf á skilvirkri meðferð sem getur snúið við eða dregið úr langtíma heilaskaða (Stankowski og Gupta, 2011; Davidson o.fl., 2015). Sem mikilvægur þáttur í námi og viðurkenningu er hippocampus, þar með talið dentate gyrus (DG) , CA1 og CA3 svæði, taka þátt í að umbreyta og samþætta útlægar upplýsingar í taugamiðstöðvar (Morris o.fl., 2012; Jung o.fl., 2020).

Hippocampus er ofurviðkvæmt fyrir súrefnisskemmdum (HI) skemmdum, sem getur valdið frumudreptun hippocampaltaugafruma, örvað óhóflega viðbrögð gliosis og leitt til glialscar myndun (Hopkins og Haaland, 2004; Wang o.fl.,2012). Fjölgun stjarnfrumna skiptir sköpum til að þétta stað áfalls, endurgerð hippocampus uppbyggingu og tímabundin stjórn á staðbundnum ónæmissvörun á bráðastiginu (Rolls o.fl., 2009).

Hins vegar stuðlar ofvöxtur og myndun glium öra til afbrigðilegrar taugamyndunar, hindrar vöxt tannhryggjar og hindrar lögun taugamóta, sem skerða enn frekar náms- og þekkingaraðgerðir (Yiuand He, 2006; Wanner o.fl., 2008; Burda og Sofroniew, 2014; Pekny o.fl. , 2014; Shi o.fl., 2017).

Glial fibrillary acidicprotein (GFAP) og chondroitin sulfate proteoglycans, svo sem neurocan, eru meinafræðileg merki um astrogliosis og glialscarring þar sem hægt er að stjórna tjáningu þeirra með mjög virkum stjarnfrumur (Pekny og Nilsson, 2005; Choudhuryand Ding, 2016). Þannig getur hömlun á astrogliosis og glialscarring verið lækningalegt markmið fyrir HIE og langtíma taugafræðilegar afleiðingar þess.

Sýnt hefur verið fram á að notkun sevoflurans dregur úr HI skaða hjá nagdýrum. Rannsóknir sem rannsaka mikilvægi sevoflurane postconditioning (SPC) til að draga úr HI skaða með því að hækka súrefnisskortsframkallanlegan þátt-1 (HIF-1) hjá fullorðnum nagdýrum og nýburarottum hafa bent á ýmsa möguleika (Wang o.fl., 2019b; Yanget al., 2019; Du o.fl., 2020;

Sem lykillífeðlisfræðilegur skynjari súrefnisskorts er HIF-1 umritunarþáttur með hundruðum niðurstreymis sameinda sem taka þátt í blóðþurrðarþolsaðferðum, eins og æðaþelsvöxtarþátt og rauðkornavaki (Na o.fl., 2015). Sannreynt hefur verið að súrefnisbundin eftirástand dregur úr virkjun stjarnfruma og örveru eftir HI í heila nýbura hjá rottum (Teo o.fl., 2015).

Þess vegna gerðum við þá tilgátu að HIF-1 gæti stuðlað að því að draga úr myndun glium öra og astrogliosis.HIF-1 getur verið til í taugafrumum, þar sem það eykst hratt í tjáningu og safnast fyrir við súrefnisskort. Hins vegar, þegar súrefni fer aftur í eðlilegt horf, er ekki hægt að viðhalda tjáningu HIF1 á nógu háu stigi til að hafa stöðugt taugaverndandi áhrif vegna súrefnisháðs niðurbrots af völdum prólýl-hýdroxýlasa próteina og síðari ubiquitylering með von Hippel-Lindau (VHL) próteinum (Berra o.fl., 2003; Zhang o.fl., 2018).

DJ-1 (kóðað af Park7) er að sögn taugaverndandi prótein, sérstaklega við oxunaraðstæður (Aleyasin o.fl., 2007, 2010). VHL prótein hefur líkamlega víxlverkun við DJ-1, eins og ákvarðað er af óhlutdrægri massagreiningarskjá og staðfest í líkani Parkinsons-sjúkdóms (PD). Að auki sýndu Parsanejad et al.(2014) fram á að DJ-1 hamlar VHL-háða ubiquitylation og kemur stöðugleika á HIF-1 tjáningu.

Þannig gerðum við tilgátuna um að sevóflúran myndi stöðugleika HIF-1 prótein í hippocampus með því að stýra DJ-1 til að hindra HIF-1 ubiquitylation, og bætir þar með langtíma nám og minnisvirkni.

Til að kanna hlutverk HIF-1 í sambandi milli sevoflurans og astrogliosis, notuðum við YC-1 (Lificiguat), óvalhæfan mótlyf HIF-1, til að hamla algjörlega HIF-1 tjáningu á stigið eftir umritun. Í þessari rannsókn var rannsökuð hlutverk HIF-1a í taugavernd hjá SPC-meðhöndluðum HIE nýburarottum.

Efni og aðferðir

Dýr
Dýrarannsóknir voru gerðar á synaptic stigi rottuþroska, sem hefst á 7. degi eftir fæðingu (P7), sem samsvarar vaxtarskeiði ungbarna manna frá seint meðgöngu til 3 ára eftir fæðingu (Jevtovic-Todorovic o.fl., 2003). Sjö daga gamlar Sprague-Dawley rottur sem vógu 12–16 g voru valdar úr 20 þunguðum rottum (keyptar frá rannsóknarstofu Shengjing sjúkrahússins, Kína læknaháskóla í Kína; hlutfall karl/kvenkyns, 1:1).

Allar rottur gátu fengið aðgang að vatni og mat að vild og haldið þeim við venjulegt rakastig og hitastig á rannsóknarstofunni, með 12-klukkutíma ljós/myrkri (8 am/8pm) lotum. Allar dýratilraunir voru gerðar samkvæmt leiðbeiningum National Institute of Health (Bethesda, MD, USA) um umönnun og notkun tilraunadýra.

Rannsóknardýraverndarnefnd Kína læknaháskóla samþykkti formlega lýstar tilraunir (Shenyang, Kína; samþykki nr. 2016PS337K) þann 9. nóvember 2016.

Úr 25 þunguðum rottum voru 249 P7 rottur valdar og þeim var skipt af handahófi í hópa á grundvelli slembitölutöflu (Wang o.fl., 2019a). Lokagreiningin okkar náði til alls 201 nýbura; dánartíðni eftir HI meðferð var 19%.

Þessum 201nýfæddu rottum var skipt af handahófi í fjóra hópa: sham(n=54), HI (n=54), HI + sevóflúran (HIS) (n=54) og HIS+ YC{{ 6}} (n=39) hópar. Í hverjum hópi voru 24 rottur notaðar fyrir western blot próf, 5 voru notaðar fyrir ónæmisvefjaefnafræði og Golgi litun og 10 voru notaðar til hegðunarprófa. Hinar 45 rottur í sýndar-, HI- og HIS hópum voru notaðar fyrir öfug umritunarpólýmerasa keðjuverkun (RT- PCR).

Tilraunahönnun og útsetning fyrir deyfilyfjum

Notaða HIE líkaninu var áður lýst (Zhao o.fl., 2007; Grandvuillemin o.fl., 2017). Byggt á fjarlægðinni milli endaþarmsops og æxlunarfæra var kyngreiningu á rottum eftir fæðingu lokið. Til að koma á HIE líkaninu var höfuð hverrar P7 rottu settur í gegnsætt plaströr, sem var lokað með bómull áður en sevoflurane var sleppt (Wang o.fl., 2019a; Xue o.fl., 2019).

Vinstri sameiginlega hálsslagæð hverrar rottu var varanlega bundin og á milli bindinganna tveggja var slagæðin skorin; hverri skurðaðgerð var lokið innan 5 mínútna. Í kjölfarið vöknuðu rotturnar óáreittar af svæfingu og voru settar aftur í búr mæðra sinna í 2 klukkustundir. Til að gefa SPC voru rotturnar settar í gagnsætt hólfi (Lingzhi Company, Hangzhou, Kína) tengt asevoflurane vaporizer; önnur rásin aðstoðaði við loftræstingu, en hin flutti gassýnið út úr hólfinu til skjásins.

Hólfið var loftræst með 30% O2 og 70% N2 í 2 klukkustundir fyrir sýndarhópinn, en 8% O2 og 92% N2 voru gefin í 2 klukkustundir til HI hópsins. SPC var sett út strax eftir HI: 2,4% sevóflúran (1 lágmarksþéttni lungnablöðru) var andað að sér af rottum í hólfinu með andrúmslofti 30% O2 og 70% N2 og loftflæðishraða 2 L/mín í 30 mínútur. Hitalaugin kom jafnvægi á hitastigið inni í hólfinu við 37 gráður.

Lyfjagjöf

Nákvæmlega 30 mínútum fyrir HI var 1,52 ug af HIF-1 hemli (YC1; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, Bandaríkjunum) sprautað í vinstri hliðarhólf (Paxinos og Franklin, 2013) með 5-μLHamilton sprautu (Yingweida Technology, Peking, Kína). Eins og áður hefur verið lýst var YC-1 leyst upp í gervi heila- og mænuvökva í styrkleikanum 0,304 ug/μL (Shen o.fl., 2012; Na o.fl., 2015).

Western blot greining

P7 rottur voru svæfðar með 2% sevoflurani, og hippocampus vefur var dreginn úr ungum 12, 24 og 48 klst. og 28 dögum eftir aðgerð. Eftir útdrátt var vefjum strax sett á ís.

Heildarfrumvökvi prótein var einangrað með því að bæta við geislaónæmisútfellingarprófunarefni (Beyotime, Haimen, Kína). Próteinstyrkur var ákvarðaður með One BCA Kit (Beyotime).

Því næst voru sýni aðskilin á 12,5% natríumdódesýlsúlfat-pólýakrýlamíðgelum og flutt yfir á nítrósellulósahimnur. Eftir blokkun með 5% nautgripasermi albúmíni (Sigma-Aldrich) við 4 gráður, var himnan ræktuð með viðeigandi aðal mótefnum, þar á meðal and-glýseraldehýð 3-fosfat dehýdrógenasa (GAPDH; 1:2000; Cat# 5174S; CellSignaling Technology , Danvers, MA, Bandaríkjunum), and-DJ-1 (1:1000;Cat# ab18257; Abcam, Cambridge, UK), and-VHL (1:5000;polyclonal; Cat# ab77262; Abcam), andstæðingur-VHL -HIF-1 (1:900;polyclonal; Cat# ab2185; Abcam), and-neurocan (1:200;monoclonal; Cat# sc-33663; Santa Cruz Biotechnology, Dallas,TX, USA) , and-postsynaptic density prótein 95 (PSD95; 1:1000; einstofna; Cat. No 3409S; Cell Signaling Technology), andvaxtastengt prótein 43 (GAP43; 1:2000; polyclonal; Cat# 16971-1-AP; Proteintech Biotechnology , Chicago, IL, Bandaríkjunum), og and-GFAP (1:5000, fjölstofna, Cat# ab53554;Abcam).

Eftir það voru blettir ræktaðir með anti-kanínu IgG(1:5000; Cat# ZB-2301; Zhongshanjinqiao, Peking, Kína) eða anti-mús IgG (1:5000; Cat# ZB-2301; Zhongshanjinqiao) í 2 klukkustundir við stofuhita.

Próteinblettur voru sýndar með auknum efnaljómunargreiningarefnum (SuperSignal West Pico; Pierce, Rockford, IL, Bandaríkjunum). Próteinbönd voru magngreind með ImageJ hugbúnaði (National Institute ofHealth). Til að greina Western blots voru gögn staðlað í GAPDH.

Ónæmisvefjaefnafræði

Tuttugu og átta dögum eftir aðgerð var rottum gefið svæfingarlyf með aðferðinni sem lýst er hér að ofan, gegnsætt með 4% formalíni og heili þeirra fjarlægður vegna ónæmisflúrljómunarlitunar.

Heilum var sökkt í 4% paraformaldehýð við 4 gráður í 48 klukkustundir, í kjölfarið þurrkaðir í flokkuð etanól röð, og að lokum sett í paraffín. Næst voru paraffín-innfelldir vefir skornir í 2.5-μm þykka hluta með titringi, og hlutirnir sem fengust voru geymdir við stofuhita.

Hver heili var skorinn samfellt í sneiðar og þrír ósamfelldir heilaskurðir voru valdir fyrir NeuN (taugamerki), GFAP (astrocytamerki) og neurocan (glial örmerki). GFAP(1:250; polyclonal; Cat# ab53554; Abcam), kanínumótefnavaka (1:100; Cat# 12943; Cell Signaling Technology) og/eða músa and-taugakrabbamein (1:200; einstofna; Cat# sc{{ 10}};Santa Cruz líftækni) við 4 gráður yfir nótt í rakaklefa.

Í kjölfarið voru hlutar skolaðir með 0.1 mfosfat-bufferðu saltvatni og ræktaðir í 2 klukkustundir við stofuhita með viðeigandi aukamótefnum, þar með talið anti-kanínu IgG tengt við Alexa Fluor-594 (1:200;Life) Technologies, Grand Island, NY, Bandaríkjunum), IgG gegn músum tengt við Alexa Fluor-594 (1:200; Life Technologies), og IgG gegn geitum tengt við flúorljómun ísóþíósýanati (1:200; Life Technologies).

Mótlitun frumukjarna var útfærð með 4′,6-diamidínó-2-fenýlindóli (Beyotime) í 5 mínútur.

Olympus BX51 smásjá (OlympusCorporation, Tokyo, Japan) var notuð til að athuga litaða hluta. Þrjú sjónsvið af vinstri hippocampus voru valin af handahófi úr hverri sneið fyrir ljósmyndun.ImageJ hugbúnaður var notaður til að áætla magnbundin staðsetningar og þar af leiðandi reikna út skörunarstuðull Manders.

For more information:1950477648nn@gmail.com