Carboxypeptidase E Skilyrt Knockout Mýs sýna náms- og minnisbrest og taugahrörnun Part 1

Karboxýpeptíðasi E (CPE) er fjölvirkt prótein með margar óensímfræðilegar aðgerðir í ýmsum kerfum. Fyrri rannsóknir þar sem notaðar eru CPE útsláttar mýs hafa sýnt að CPE hefur taugaverndandi áhrif gegn streitu og tekur þátt í námi og minni.

Streituþol og minni eru tveir óaðskiljanlegir þættir. Hvort sem það er vinna, nám eða lífið, munum við mæta alls kyns pressu. Stundum getur þessi streita valdið þunglyndi, kvíða, þreytu og jafnvel haft áhrif á minni okkar. Í þessu tilfelli þurfum við að finna nokkrar leiðir til að bæta streituþol okkar og minni.

Í fyrsta lagi er hægt að bæta streituþol með hreyfingu. Rannsóknir sýna að hreyfing getur hjálpað fólki að draga úr kvíða og þunglyndi. Að auki getur viðeigandi hreyfing einnig stuðlað að efnaskiptum, bætt svefn og aukið líkamsrækt. Allt þetta hjálpar til við að bæta streituþol okkar og minni.

Í öðru lagi er sálfræðiráðgjöf einnig áhrifarík leið til að bæta streituþol. Þegar þú lendir í erfiðleikum og áföllum skaltu hafa samskipti við fjölskyldu eða vini tafarlaust til að losa um innri slæmar tilfinningar þínar og draga úr sálfræðilegri byrði þinni, svo þú getir betur tekist á við þrýsting og áskoranir.

Að auki eru góðar svefnvenjur einnig nauðsynlegar til að bæta minni og streituþol. Lélegur svefn getur leitt til líkamlegrar þreytu, þunglyndis og minnistaps. Þess vegna verðum við að þróa góða svefnvenjur, tryggja nægan svefntíma á hverri nóttu og tryggja gæði svefnsins.

Að lokum skiptir jákvætt viðhorf einnig sköpum. Þú verður að viðhalda góðu viðhorfi, halda áfram að læra og bæta færni þína, taka virkan þátt í áskorunum, viðhalda bjartsýni þegar þú lendir í erfiðleikum og trúa því að þú getir sigrast á álagi og náð árangri.

Í stuttu máli eru streituþol og minni tveir náskyldir þættir. Með hreyfingu, sálfræðiráðgjöf, góðum svefnvenjum og jákvæðu viðhorfi getum við á áhrifaríkan hátt bætt hæfni okkar til að standast streitu og minni og tekist betur á við ýmsar áskoranir í lífi og starfi. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega því Cistanche deserticola er hefðbundið kínverskt lækningaefni sem hefur mörg einstök áhrif, ein þeirra er að bæta minni. Virkni hakkaðs kjöts kemur frá hinum ýmsu virku innihaldsefnum sem það inniheldur, þar á meðal sýru, fjölsykrur, flavonoids o.fl. Þessi innihaldsefni geta stuðlað að heilsu heilans á ýmsan hátt.

Smelltu á vita 10 leiðir til að bæta minni

Hins vegar eru virkni CPE í taugafrumum enn að mestu óþekkt. Hér notuðum við Camk2a-Cre kerfi til að slá út CPE innerjur með skilyrðum. Villigerðin, CPEflox/− og CPEflox/flox mýsnar voru vannar af, eyrnamerktar og halaklipptar til arfgerðargreiningar 3 vikna gamlar, og þær gengust undir opið svið, hlutgreiningu, Y-völundarhús og hræðsluskilyrðingarpróf 8. vikna gömul.

CPEflox/flox mýsnar voru með eðlilega líkamsþyngd og glúkósaefnaskipti. Atferlisprófin sýndu að CPEflox/flox mýs höfðu skert nám og minni samanborið við villigerð og CPEflox/- mýs. Það kemur á óvart að subiculum (Sub) svæði CPEflox/flox músa var algjörlega úrkynjað, ólíkt CPE full knockout músunum, sem sýna CA3 svæði taugahrörnun. Að auki benti tvíkortín ónæmislitun til þess að taugamyndun í gyrus gyrus í hippocampus minnkaði verulega hjá CPEflox/flox músum.

Athyglisvert var að TrkBfosfórýlering í hippocampus var niðurstýrð í CPEflox/flox músum, en styrkur taugakerfisþátta frá heila var það ekki. Í bæði hippocampus og dorsal mediaal prefrontal heilaberki sáum við minnkaða MAP2 og GFAP tjáningu í CPEflox/flox músum. Samanlagt sýna niðurstöður þessarar rannsóknar að sérstakur CPE útsláttur í taugafrumum leiðir til truflunar á starfsemi miðtaugakerfisins, þar með talið náms- og minnisbrest, undirhrörnun hippocampus og skertrar taugamyndunar.

KYNNING

Carboxypeptidase E (CPE), einnig þekktur sem neurotrophic factor- 1, er fjölvirkt prótein með marga nauðsynlega óensímvirkni í innkirtla- og taugakerfi [1]. CPE er auðgað í þroskuðum seytingarblöðrum og gegnir mikilvægu hlutverki í nýmyndun peptíðhormóna og taugapeptíða [2]. CPE virkar einnig sem flokkunarviðtakar margra própróteina, þar á meðal próinsúlíns, próenkefalíns, pro-ópíómelanókortíns og heila-afleiddra taugakerfisþáttar (pro-BDNF) [3].

Náttúruleg offitusvipgerð músastökkbreyting, kölluð „fita“, hefur verið kortlögð á CPE genið [4]. Síðari rannsókn gaf til kynna að CPEfat/fat og CPE-knockout (KO) mýs sýndu svipaðar svipgerðir, þar á meðal ófrjósemi og offitu fullorðinna [5]. Greint hefur verið frá því að CPE genið í mönnum hafi stökkbreytingar, þar á meðal núllstökkbreytingar, stökkbreytingar sem gefa af sér stytt prótein og þær sem eru með helstu hvarfaleifar fjarlægðar [6].

Arfhreinir einstaklingar með alvarlegar stökkbreytingar eru sjúklega of feitir og hafa kynkirtlaskort. Að auki hefur CPE missense polymorphism fundist hjá sjúklingum með sykursýki af tegund 2. Stökkbreytingin breytir CPE ensímvirkni og sjúklingar sýna snemma sykursýki af tegund 2 [7]. Ennfremur gegnir CPE mikilvægu hlutverki í blöðruflutningum, eins og sýnt er í taugafrumum og taugamótum í hippocampus [8].

Fyrri rannsóknir hafa sýnt að mikið magn af CPE er tjáð í hippocampus og hefur taugatruflun hlutverk óháð ensímvirkni þess til að vernda gegn streitu-völdum pýramída taugafrumudauða og vitrænni skerðingu [9, 10]. Streita skerðir uppbyggingu og virkni röð heilasvæði [11].

Prefrontal cortex (PFC) er helsta taugameinafræðilega markmið streitu, sem tengist fjölmörgum heilaberki og undirberkissvæðum og stuðlar að vitrænni starfsemi [12, 13]. Dorsal mediaal PFC (dmPFC) inniheldur rostralanterior cingulate cortex og prelimbic cortex, sem eru svæðin sem taka þátt í mótun sársauka, tilfinninga og vitsmuna. Sýnt hefur verið fram á að virkni óvirkjun dmPFC veldur neikvæðum tilfinningum og dregur úr vitrænni getu [14]. Virkni dmPFC taugafrumna miðlar upplýsingum um fyrri val og niðurstöður og dmPFC fjarlæging eða óvirkjun skerðir leiðbeiningar um leiðsögn [15].

Að auki leiðir streita til skerðingar á taugakerfi, vitræna truflun, hrörnun hippocampus og minni taugamyndun [10]. Pýramída taugafrumur í dmPFC og hippocampus sýna rýrnun undir streitu og sálfélagsleg og taumhaldsstreita framkallar rýrnun innan um það bil 3-4 vikna [11, 16]. Formfræðilegar breytingar eru mismunandi eftir heilasvæðum. Langvarandi aðhaldsstreita leiðir til samdráttar í tönnum og dregur úr mænuþéttni á forlimbíska svæði dmPFC og hippocampus [17].

Streituvöldum minnkun á apical dendritecomplexity í hippocampus er í samræmi við skerta starfsemi hippocampus, svo sem nám og minni [18]. Að auki leiða taugafrumuskemmdir og apoptosis á CA3 svæðinu til staðbundinnar minnisskorts [19]. Hegðunarlega séð hefur komið í ljós að streita skerðir ýmsar starfsemi sem er háð hippocampus, svo sem minni [20].

CPE er mótað undir mismunandi tegundum streitu og er mikilvægt til að vernda taugafrumur. Taugafrumur í hippocampus og heilaberki stjórna CPE tjáningu eftir blóðþurrðarstreitu, sem tengist lifun taugafrumna [21].

Þar að auki, eftir að CPEknockout (KO) mýs fengu streitumynd þegar þær voru vannar við 3 vikna aldur, sýndu þær hrörnun á CA3 svæði og minnkað taugamyndun í dentate gyrus (DG) [1, 22].

Í þessari rannsókn notuðum við algengt taugafrumusértækt Camk2aCre kerfi til að eyða taugafrumu CPE. Við bjuggum til CPE skilyrt KO (cKO) músarlíkan til að rannsaka svipgerð CPE sem tapar virkni í taugafrumum heilans. Við metum áhrif streitumyndbandsins (afvanin, eyrnamerkt og halaklippt) við 3 vikna aldur CPE-cKO músa. Við notuðum hlutgreiningu, Y völundarhús og hræðsluskilyrði próf við 8–10 vikna aldur til að meta vitræna frammistöðu. Að auki greindum við svipgerðir taugafrumna og stjarnfruma, sem og taugamyndun í hippocampus.

AÐFERÐIR

Dýr

Camk2a-Cre mýs og CPEflox/flox mýs voru fengnar frá CyagenBiosciences (Suzhou, Kína). Öll dýrin voru hýst við umhverfishita (22 gráður ± 2 gráður) með náttúrulegu ljósi/myrkri hringrás og leyft að hafa frjálsan aðgang að hreinu vatni og venjulegu nagdýrafæði. Camk2a-Cre og CPEflox/floxmýs eru nefndar CPE-cKO mýs. Við 3 vikna aldur var mýs venjað af, eyrnamerkt og skott klippt fyrir arfgerð, sem olli tilfinningalegri og líkamlegri streitu. Við vísum til Camk2a-Cre; CPEflox/flox mýs sem CPEcKO, Camk2a-Cre; CPEflox/- mýs sem arfblendnar (HE) og CPE-/- mýs eins og villt gerð (WT). Allar tilraunaaðferðir fyrir dýrin voru samþykktar af siðanefnd tilraunadýra við Minzu háskólann í Kína.

Pólýmerasa keðjuverkun (PCR)

Klipptum hala var safnað til að einangra DNA fyrir PCR til að bera kennsl á arfgerðina. Grunnröðin eru sem hér segir:

Líkamsþyngd

WT, CPEflox/− og CPEflox/flox mýs (1–20 vikna að aldri; n=10 fyrir hverja arfgerð) voru vigtaðar í hverri viku, sem var notað til að ákvarða þyngdarbreytingar. Meðalþyngd hverrar músar var meðaltal fyrir hvern hóp.

Plasma glúkósa

Bláæðablóði úr músarskottum var safnað og greint með blóðsykurseftirlitskerfinu (Yuwell, Kína) eftir 12 klst. Næst var hver mús sprautuð í kviðarhol með 1 g/kg glúkósalausn. Síðan ákváðum við plasma glúkósa í 15, 30, 60, 90 og 120 mínútur til að mæla blóðsykursgildi.

Hegðunarpróf

Til að meta hegðun WT, CPEflox/− og CPEflox/flox músa fóru 8–10-vikna gömul dýr í próf á opnu sviði, hlutgreiningu, Y völundarhús og hræðsluskilyrði.

Opinn reitur

Könnunarhegðun var mæld með opnu sviði (50 × 50 × 40 cm). Hvert dýr var komið fyrir í einu horni tækisins og mælt í 7 mín. Ekin vegalengd var skráð síðustu 5 mínúturnar með myndbandsmyndakerfi (Taimeng, Chengdu, Kína).

Hlutaþekking

Hlutaþekkingarprófið var notað til að prófa nám og minni hjá músum. Á þjálfunardeginum voru tveir eins hlutir settir á ská tækisins (50 × 50 × 40 cm). Dýrin fengu að skoða að vild í 7 mín. Fyrir prófunarferlið var einum hlut skipt út fyrir nýjan hlut á sömu ská og þjálfunardagurinn. Dýrin fengu að skoða að vild í 7 mín. Könnunartíminn í 2–3 cm í kringum nýja hlutinn var skráður síðustu 5 mín.

Y völundarhús

Könnunarvirkni og vinnsluminni voru mæld með Y-völundartæki (armlengd: 30 cm, handleggsbreidd: 6 cm, hæð veggsins: 15 cm). Hvert dýr var komið fyrir á miðsvæðinu. Fjöldi og breytingar á færslum í handleggina voru skráðar í 7 mínútur með myndbandsmyndakerfi (Taimeng, Chengdu, Kína). Niðurstaðan var reiknuð út sem leiðréttingarnúmer/heildararmfærslunúmer.

Hræðsluskilyrðing

Hræðsluskilyrðingin samanstóð af tveimur hólfum og frystiskjárinn (23 × 23 × 30 cm) var settur í stærra hljóðeinangrað herbergi (30 × 30 × 37 cm). Frosteftirlitsboxið innihélt málmgrind fyrir fótstuð og lóðréttar og láréttar hreyfingar dýranna voru skráðar. Fyrsta daginn var skilyrt viðbragðsþjálfun. Aðferðin var sem hér segir: aðgerðaleysi í 60 s og síðan örvun 12 sinnum.

Innihald örvunar innihélt skilyrt áreiti upp á 30 sekúndur (75 dB), fylgt eftir með rekjabili (30 sekúndum), og endaði með 2 sekúndum fótsjokki (30 mA) og 15 sekúndum af aðgerðarleysi. Sex tímum síðar var skammtímaminnisprófið framkvæmt og áreitunum fækkað í 6. Á meðan á örvunarferlinu stóð, samanstóð hver rannsókn af skilyrtu áreiti sem fylgt var eftir af rekjabili (30 sekúndur) og lauk án þess að fótlostið væri gefið.

Langtímaminnisprófið var framkvæmt daginn eftir með eins dags millibili. Aðferðin var sú sama og skammtímaminni til að mæla gæði langtímaminnis.

For more information:1950477648nn@gmail.com