Межі у старінні нейронауки

Редаговано
П Хемачандра Редді

Техаський університет, Центр наук про здоров’я, США

Переглянуто
Лінда А. Бін

Університет Флориди, США

Лей Ю

Університет Томаса Джефферсона, США

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

захист

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

  • Школа геронтології Девіса, Університет Південної Каліфорнії, Лос-Анджелес, Каліфорнія, США

Вступ

Хвороба Альцгеймера (АД) - це прогресуючий нейродегенеративний розлад, який є найпоширенішою причиною деменції. Хоча старіння є найсильнішим фактором ризику захворювання, на розвиток БА впливають численні фактори ризику, що піддаються модифікації та не модифікуються (Hersi et al., 2017) Одним із важливих та найбільш поширених факторів ризику розвитку АД є ожиріння; люди, які страждають надмірною вагою або ожирінням середнього віку, мають значно підвищений ризик розвитку БА та пов’язаних з ними деменцій у пізньому віці (Alford et al., 2018). Стани, пов’язані з ожирінням, включаючи метаболічний синдром та діабет 2 типу, також незалежно пов’язані з підвищеним ризиком деменції (Misiak et al., 2012; Bangen et al., 2019). Оскільки не існує ефективних препаратів, що модифікують захворювання для АД, перспективним інтервенційним підходом є зменшення вразливості до АД шляхом пом'якшення наслідків змінних факторів ризику, включаючи ожиріння.

Матеріали і методи

Тварини

Фігура 1. Схема експериментального курсу часу. 16-тижневий експериментальний період включав початковий 8-тижневий етап (заповнений брусок), на якому мишей раннього (Ранній МА) та пізнього середнього віку (Пізній МА) рандомізували до груп, які підтримувались як на контролі, так і на ХФД. Після 8 тижня розпочався другий 8-тижневий етап (відкритий бар) з тваринами, які отримували або наповнену транспортним засобом, або естрадіолом капсулу Silastic, яку зберігали до кінця експерименту. Також вказується час вибору результатів. На 14 тижні тварин тестували на поведінку спонтанного чергування. На 15 тижні для оцінки метаболічної функції вводили тест на толерантність до глюкози (ГТТ). На 16 тижні тварин евтаназували та збирали тканини. Вік груп раннього МА та пізнього МА на кожному етапі вказується внизу діаграми.

Вимірювання глюкози

Глюкозу натще (16 годин протягом ночі швидко) вимірювали на 0, 8 та 15 тижнях експериментального періоду (рис. 1). П’ять мікролітрів крові відбирали на тест-смужці для глюкози та аналізували за допомогою монітора глюкози Precision Xtra (лабораторії Abbott). Тест на толерантність до глюкози проводили через 15 тижнів дієти (через 7 тижнів після початку Е2 або лікування носієм). Коротше кажучи, тваринам перорально давали 2 г/кг D-глюкози, а рівні глюкози в крові вимірювали через 0, 15, 30, 60 та 120 хв після цього.

Спонтанна поведінка чергування

На 14 тижні тварин оцінювали поведінку за допомогою тесту спонтанного чергування поведінки в Y-лабіринті (рисунок 1). Тест на спонтанне чергування залежить від гіпокампу та інших лімбічних структур (Lalonde, 2002) та оцінює просторову пам'ять та увагу до новизни (Hughes, 2004). Тваринам дозволяли пристосуватися до кімнати поведінки протягом 30 хв перед тестуванням. Далі тварин починали поміщати в довгий рукав лабіринта Y, що відвернений від інших рук, щоб розпочати тест. Введення руки (щонайменше дві лапи, поміщені в руку) реєстрували протягом 5 хв. Тварини, у яких менше 10 випадків потрапляння в руки, були виключені з аналізу. Відсоток спонтанного чергування обчислювали як кількість правильних три повторень, поділене на загальну кількість введень тричі.

Імуногістохімія

β-амілоїдне навантаження

Для оцінки навантаження на β визначали відсоток площі імунореактивності β, як описано раніше (Christensen and Pike, 2018). Коротше кажучи, зображення, що не перекриваються, великого збільшення були зібрані з субікулума (три поля/розділ) та підполя гіпокампа CA1 (три поля/розділ) через чотири ділянки тканини на мозок, загалом близько 24 зображень на мозок. Зображення були зроблені цифровим способом за допомогою мікроскопа Olympus BX50 та камери DP74 у парі з комп’ютером, на якому встановлено програмне забезпечення CellSens (Olympus). Зображення були перетворені в градації сірого та порогові за допомогою NIH ImageJ 1.50i, щоб отримати двійкові зображення, що розділяють позитивні та негативні імунозабарвлення. Навантаження β розраховували як відсоток від загальної кількості пікселів, які були позитивно імуномічені.

Кількісне визначення імуномечених клітин

Подвійні кортини- та тау-імунореактивні клітини підраховували з 4 секцій на мозок. Позитивне маркування визначали як клітини, темно забарвлені на більшості соми. Мічені подвійним кортином клітини підраховували по всій зубчастій звивині. Тау-позитивні клітини підраховували по всьому субікулюму та CA1 областях гіпокампу. Активація мікроглії базувалася на морфологічному аналізі імунореактивних клітин Iba-1, як описано раніше (Christensen and Pike, 2017, 2018). Щільність імунореактивних клітин Iba-1 в гіпокампі оцінювали за двовимірними підрахунками. Коротко кажучи, для об'єктивного відбору зразків використовували мікроскоп Olympus BX50, оснащений моторизованою сценою та програмним забезпеченням CASTGrid, керованим комп'ютером (Olympus). У чотирьох секціях на тварину відібрано ділянку, що містить субікулюм та субрегіони CA1 – CA3 гіпокампу (за винятком зубчастої звивини) при великому збільшенні. У кожному полі для аналізу використовували клітини в межах лічильної кадру (3000 мкм 2). Мікроглії класифікували як клітини 1 типу (багато тонких, розгалужених відростків), 2 типу (короткі, товсті відростки і паличкоподібне тіло клітини) або 3 типу (відсутні або мало коротких нерозгалужених відростків або багато філаподіальних відростків) . Вважалося, що клітини типу 2 та 3 мають активований морфологічний фенотип мікроглії.

ІФА

Концентрацію естрадіолу в плазмі вимірювали за допомогою естрадіолу ELISA (Calbiotech) відповідно до інструкцій виробника. Плазмовий лептин вимірювали за допомогою лептинового ІФА (Millipore), згідно з протоколом виробника.

Статистика

Усі дані подаються як середнє значення - стандартна помилка середнього значення. Дані аналізували за допомогою GraphPad Prism версії 8. Більшість даних статистично аналізували за допомогою двостороннього ANOVA, за яким слідував Tukey’s post hoc тести, коли це доречно. Триразовий повторний мір ANOVA, за яким слідує Тукі post hoc тести використовувались для аналізу даних, виміряних у часі (маса тіла, глюкоза натще, ГТТ) і для порівняння ефекту віку, дієти та гормонального лікування. Статистичний аналіз наведено в таблицях 1, 2.

Таблиця 1. Статистичний аналіз даних у вікових групах.