Trumpas sevoflurano įkvėpimas gali sumažinti glialinių randų susidarymą po naujagimių žiurkių hipoksinio išeminio smegenų pažeidimo 3 dalis

SPC padidina HIF{0}} išraišką hipokampe

Ankstesniame tyrime mes nustatėme, kad po kondicionavimo sevofluranu susilpnino astrogliozę ir glijos randų susidarymą hipokampe, o po HI pagerino mokymosi ir atminties sutrikimą.

Glijinis randas yra su nervų sistema susijusi liga. Liga dažnai siejama su atminties praradimu ir sukelia didelį skausmą pacientams. Tačiau turėtume suprasti, kad tarp gliuzinių randų ir atminties yra stiprus ryšys, tačiau tai nereiškia, kad atmintis neišvengiamai pablogės.

Gydant glialinius randus labai svarbus teigiamas požiūris ir teisingi gydymo metodai. Turime stengtis išlaikyti optimistinį požiūrį, skatinti pacientus tinkamai gydytis, suteikti jiems reikiamą pagalbą.

Be to, tinkama mityba ir mankšta yra svarbūs būdai, padedantys išvengti ir gydyti gliuzinius randus. Subalansuota ir turtinga mityba gali suteikti pakankamai maistinių medžiagų, kad kūnas atsigautų. Tinkama mankšta gali pagerinti kraujotaką ir medžiagų apykaitą bei sustiprinti organizmo imunitetą.

Apibendrinant galima pasakyti, kad nors glijos randai gali paveikti atmintį, teigiamas požiūris ir tinkamas gydymas gali padėti mums įveikti sunkumus ir išlaikyti sveiką kūną bei aštrų protą. Todėl pasitikime iššūkius pozityviai ir drąsiai eikime į priekį. Matyti, kad turime pagerinti atmintį, o Cistanche deserticola gali žymiai pagerinti atmintį, nes Cistanche deserticola taip pat gali reguliuoti neuromediatorių pusiausvyrą, pavyzdžiui, padidinti acetilcholino ir augimo faktorių kiekį. Šios medžiagos labai svarbios atminčiai ir mokymuisi. Be to, Cistanche deserticola taip pat gali pagerinti kraujotaką ir skatinti deguonies tiekimą, o tai gali užtikrinti, kad smegenys gautų pakankamai maistinių medžiagų ir energijos, taip pagerinant smegenų gyvybingumą ir ištvermę.

Norėdami pagerinti atmintį, spustelėkite žinokite papildus

Buvo patvirtinta, kad HIF{{0}} yra pagrindinis šio neuroprotekcinio mechanizmo veiksnys (Yang ir kt., 2019). Norėdami toliau tirti specifinį sevoflurano sukeltą reguliavimą, ištyrėme HIF-1 baltymo ekspresiją 12 hipokampe. , 24 ir 48 valandas po SPC. Mūsų rezultatai atskleidė dinamiškus HIF-1 raiškos pokyčius: praėjus 12 valandų po gydymo, HI ir HIS grupėse buvo pastebėta padidėjusi HIF-1 raiška, lyginant su netikra grupe (P < 0,0001), tačiau skirtumų tarp HI praktiškai nebuvo. ir HIS grupės (7A ir B pav.).

Praėjus 24 valandoms po SPC, HIF1 ekspresija sumažėjo HI grupėje, palyginti su HIS grupe (P < 0.001), bet vis tiek padidėjo, palyginti su fiktyviąja grupe (P < 0,001; 7C pav.) .

Praėjus keturiasdešimt aštuonioms valandoms po SPC, HIF-1 išraiška HI grupėje grįžo į labai žemą lygį ir nesiskyrė nuo fiktyvios grupės; tačiau HIF-1 raiška HIS grupėje vis dar išliko labai aukšta (P < 0.01; 7D pav.). Tada ištyrėme HIF-1 mRNR raišką ( palyginti su GAPDH) hipokampe praėjus 12, 24 ir 48 valandoms po SPC, atlikus realaus laiko PGR analizę.

Rezultatai atskleidė, kad HIF{{0}} mRNR ekspresija pasiekė aukščiausią tašką praėjus 24 valandoms po HI (P < 0,001; 7E pav.), o trijų tirtų laiko taškų skirtumo tarp HI ir HIS grupių nebuvo. Taigi, sevoflurano sukeltas dinaminis HIF-1 reguliavimas tikriausiai apėmė posttransliacinį reguliavimą, o tai atitinka mūsų hipotezę.

Norėdami toliau tirti mūsų hipotezę, kad SPC sumažina astrogliozę po HI sužalojimo naujagimių žiurkėms, padidindamas DJ-1 reguliavimą, kad slopintų HIF-1 visur esantį, ištyrėme VHL ir DJ-1 baltymų ekspresiją (8A pav.).

VHL baltymas fiziškai sąveikauja su DJ{{0}} (Parsanejad ir kt., 2014), kaip buvo analizuojama nešališkame masių spektrometrijos ekrane ir patvirtinta aPD modelyje. Mūsų išvados parodė, kad DJ-1 gali slopinti nuo VHL priklausomą visur ir stabilizuoti HIF-1 raišką. Be to, mūsų rezultatai parodė, kad VHL ekspresija sumažėjo, kai DJ-1 raiška buvo padidinta HIS grupėje, palyginti su HI grupė (P < 0,05; 8B ir C pav.).

HIF-1 inhibitorius YC-1 silpnina sevoflurano sukeltą mokymosi ir atminties pagerėjimą

Naujagimių HIE sukelia daug neigiamų ilgalaikių padarinių; vienas iš sunkiausių disfunkcijų yra mokymosi ir atminties sutrikimas. Daugybė įrodymų parodė, kad SPC gali apsaugoti nuo HI pažeidimų ir pagerinti mokymosi bei atminties funkciją (Wang ir kt., 2019a; Xue ir kt., 2019; Yanget al., 2019).

Suleidome YC{{0}}, HIF-1 inhibitorių, kad patikrintume, ar apsauginis sevoflurano mechanizmas yra susijęs su HIF-1. Morriso vandens labirintas buvo naudojamas mokymuisi ir atpažinimui įvertinti 29–34 dienomis po operacijos (9A pav.). HI ir HIS grupėse buvo akivaizdžių pabėgimo delsos skirtumų (P < 0.0001). Gydymas YC-1 žymiai padidino pabėgimo delsą po sevoflurano poveikio (P < 0,01; 9B pav.).

Erdvinio zondo teste HIS grupė veikė geriau nei HI (P < {0}}.01) ir HIS + YC-1 (P < 0,05; 9C pav.) grupėse. Tačiau YC-1 injekcijų grupė neparodė žymaus pagerėjimo, palyginti su HI grupe. Be to, pagal plaukimo greičio ar pakabos testo rezultatus motorinių sutrikimų nepastebėta (P > 0,05; 9D ir E paveikslai).

Atviro lauko testo rezultatai neatskleidė jokių centre praleisto laiko ar bendro nuvažiuoto atstumo skirtumų tarp grupių (P > 0.05; 9F–H pav.), o tai rodo, kad keturiose grupėse nebuvo judesio aktyvumo ar nerimo elgesio skirtumų.

Diskusija

Šiame tyrime buvo naudojamas klasikinis Rice-Vannucci modelis, siekiant įvertinti SPC poveikį HIE P7 žiurkėms (Jevtovic-Todorovicet al., 2003; Grandvuillemin ir kt., 2017). Mūsų rezultatai parodė, kad: (1) SPC pagerino ilgalaikį mokymąsi ir atmintį naujagimių HIE, sumažindamas pernelyg didelę hipokampo astrogliozę ir glijos randus; (2) sevofluranas gali sukelti stebimą neuroprotekciją stabilizuodamas HIF-1 ekspresiją, slopindamas jos visur esantį; ir (3) sevofluranas gali slopinti HIF-1 visur esantį poveikį padidinus DJ-1 reguliavimą, kuris, kaip įrodyta, yra neuroprotektyvus PD (Parsanejad ir kt., 2014) ir yra reguliuojamas SPC.

Glialscars veikia neuronų derinimą ir sinapsių susidarymą besivystančiose smegenyse. Čia mes nustatėme, kad sevofluranas padidina smegenis apsaugančio baltymo DJ-1 reguliavimą, sumažina HIF-1 ubikvitinacijos lygį, pagerina glijos randus ir turi įtakos ilgalaikio mokymosi bei atminties funkcijoms, kad apsaugotų smegenis. Dauguma gyvų kūdikių išgyvenę HIE kenčia nuo sunkių neurologinių sutrikimų, tokių kaip cerebrinis paralyžius, epilepsija ir ypač ilgalaikis mokymosi ir atminties sutrikimas (Edwards ir kt., 2010; Descloux ir kt., 2015).

Tačiau dabartinis HIE gydymas daugiausia orientuotas į simptominį gydymą (Yuan, 2009). Tik keli gydymo būdai, tokie kaip vidutinio sunkumo viso kūno hipotermija, gali užtikrinti neurologinę apsaugą ir pagerinti ilgalaikius rezultatus.

Inhaliacinio anestezijos sevoflurano taikymas po naujagimių HIE užtikrina neuroprotekciją, kuri gali panaikinti HI sukeltą žalą, kaip patvirtinta tyrimais su gyvūnais (Lai ir kt., 2016; Kim ir kt., 2017). Anestetikų įtaka nervų sistemos vystymuisi taip pat daugelį metų buvo aktuali tyrimų tema (Archer ir kt., 2017).

Inhaliuojamųjų anestetikų poveikis smegenims priklauso nuo koncentracijos. Mažos koncentracijos ir trumpalaikis gydymas turi apsauginį poveikį pažeistoms smegenims, o didelės koncentracijos ir ilgalaikis gydymas gali pažeisti smegenų audinius. Tačiau mechanizmas, kuriuo grindžiama apsauga nuo smegenų pažeidimo, dar nebuvo išaiškintas.

Todėl mes ištyrėme galimus sevoflurano mechanizmus, padedančius pagerinti mokymosi ir atminties funkciją. Astrocitai yra pagrindiniai centrinės nervų sistemos komponentai reaguojant į sužalojimą, įskaitant naujagimių asfiksiją (Zhao ir Rempe, 2010). Ūminėje fazėje po HI pažeidimo šios glijos ląstelės suaktyvėja ir pradeda daugintis.

Gliujinių ląstelių dauginimasis yra labai svarbus norint užsandarinti pažeidimo vietą, pertvarkyti hipokampo audinio struktūrą ir laikinai bei erdvėje kontroliuoti vietinį imuninį atsaką; tačiau šis atsakas tampa žalingas lėtinėje fazėje (Peknyand Nilsson, 2005; Pekny ir kt., 2014). Iš tiesų, ši pernelyg didelė astrocitų hipertrofija pažeidžia hipokampo anatomines struktūras.

Tiksliau, mūsų imunofluorescencijos rezultatai parodė, kad astrocitai aplink CA1 ir CA3 piramidės sluoksnį, taip pat DG regione (ypač riboje tarp granulių ląstelių sluoksnio ir kaklo) smarkiai sunaikino normalią audinių struktūrą. Glijos pastolių procesai išaugo į įprastą neuronų masyvą.

Morfologiniai rezultatai iliustruoja, kad šios perteklinės GFAP išreiškiančios radialinės gliarijos nukreipia savo procesus į tankų tinklelį, kuris suformavo į sieną panašią struktūrą, kuri trukdė sinapsių vystymuisi ir tiesiogiai sutrikdė nuo erdvės priklausomą mokymąsi bei atmintį (Wanner ir kt., 2008). Morriso vandens labirinto testas, klasikinis elgesio testas, naudojamas su hipokampu susijusiam mokymuisi ir atminčiai nustatyti (Wu ir kt., 2018), šiame tyrime buvo sujungtas su imunofluorescencinio dažymo rezultatais, siekiant gauti naujų įrodymų, kad sevofluranas gali pagerinti mokymąsi ir atmintį, sumažindamas pernelyg didelę astrogliozę ir glijos randus.

Po SPC sumažėjo ne tik neurokanų ir GFAPin hipertrofinių astrocitų imunofluorescencijos intensyvumas, bet ir baltymų ekspresijos lygis. Tuo tarpu Nissl dažymas atskleidė tankesnę, taisyklingesnę hipokampo architektūrą, hiperchromatinę citoplazmą, labai nedidelį neuronų praradimą ir ryškią ląstelių atrofiją po SPC.

Golgi dažymas taip pat pateikė įrodymų, kad SPC gali padidinti dendritinių spyglių skaičių. Kitas naujas šio tyrimo atradimas yra tas, kad SPC padidino sinaptinių žymenų PSD95 ir GAP43 ekspresiją hipokampe, palyginti su HI grupe.

Šis reiškinys rodo, kad sevofluranas ne tik silpnina glijos randus, bet ir gali palengvinti hipokampo sinapsių susidarymą, o tai tiesiogiai pagerina mokymosi ir atminties funkcijas (Zhanget al., 2015; Lu ir kt., 2017).

SPC susilpnino glijos randus ir pernelyg didelį astrocitų proliferaciją naujagimio HIE vystymosi metu. Dendritespinų skaičius gali padidėti po SPC, taigi yra įrodymų, kad sevofluranas gali sukelti sinapsių susidarymą po HI (Roberts ir kt., 2010). YC-1, HIF1 inhibitoriaus, panaudojimas pakeitė SPC sukeltą terapinį poveikį, o tai rodo, kad sinapsių susidarymo apsauga yra labai susijusi su HIF-1.

Kaip esminį transkripcijos faktorių, HIF-1 turi įvairių tikslinių genų, kurie atlieka skirtingas funkcijas, pvz., procesus, susijusius su ląstelių išlikimu, gliukozės transportavimu ir metabolizmu bei angiogeneze po išemijos (Ostrowski ir Zhang, 2020). Be to, HIF{{ 2}} išraiška yra griežtai reguliuojama įvairių mechanizmų. Ankstesni tyrimai parodė, kad HIF-1 negali nuosekliai egzistuoti smegenų audinyje aukštu ir veiksmingu lygiu dėl nuo deguonies priklausančio ubikvitilinimo skilimo kelio (Hirayama ir Koizumi, 2017).

Todėl, ieškant būdo palaikyti HIF ekspresijos lygius, gali padidėti jo apsauginis poveikis po HI. Neseniai buvo pasiūlytas naujas gydymo būdas, pagal kurį po HI traumos periodo taikomas lengvas hipoksinis kondicionavimas, siekiant sumažinti smegenų pažeidimą (Zhan ir kt., 2012). .Patikrinta, kad hipoksinis kondicionavimas sumažina glialinę aktyvaciją, įskaitant astrocitus ir mikroglijas.

Be to, po hipoksinio kondicionavimo buvo pastebėtas uždegiminių žymenų sumažėjimas (Teo ir kt., 2015). Įrodyta, kad galimas mechanizmas, kuriuo grindžiama ši apsauga, yra glaudžiai susijęs su HIF-1 raiškos palaikymu (Zhu ir kt., 2014). Šiuo metu klinikinėje praktikoje beveik neįmanoma pritaikyti hipoksijos gydymo kaip įprasto žalingo gydymo ir gydymo. turi daug galimų pavojų. Be to, dėl individualių hipoksijos tolerancijos skirtumų sunku standartizuoti hipoksijos dozės kontrolę po kondicionavimo (Zhan ir kt., 2012).

Naujagimių HIE atveju labai tikėtina, kad netikslus hipoksijos gydymas gali sukelti antrinį sužalojimą. Priešingai, sevofluranas yra saugesnis, švelnesnis ir lengviau kontroliuojamas klinikinėje praktikoje ir, kaip parodė mūsų tyrimai, taip pat gali reguliuoti HIF-1 raišką.

Atrodo, kad DJ-1, kaip ir neuroprotekcinis vaidmuo sergant PD, mūsų tyrimuose atlieka esminį SPC vaidmenį. Geriausiai apibrėžtas VHL, plačiai žinomo E3 ubikvitino ligazės komplekso, substratas yra HIF-1 (Zhang ir kt., 2018). Įrodyta, kad DJ-1 sąveikauja su VHL ir gali veiksmingai sumažinti VHL išraišką, o tai skatina HIF-1 stabilizavimą (Parsanejad ir kt., 2014).

Iškėlėme hipotezę, kad sevofluranas apsaugo smegenis nuo hipoksinio pažeidimo padidindamas DJ-1 reguliavimą ir slopindamas VHL visur esantį aktyvumą. Mūsų nauji atradimai, gauti iš realiojo laiko PGR ir Western blot analizės, patvirtina šią hipotezę. Pirma, HIF-1 skirtumas tarp SPC ir HIgroups atsirado ne dėl transkripcijos pokyčių.

Antra, VHL išraiška sumažėjo, o DJ-1 išraiška padidėjo SPC grupėje. Trečia, HIF-1 apsaugotos sinapseformacijos ir mokymosi bei atminties funkcijos stabilizavimas ir atvirkštinė astrogliozė bei glijos randai. Taigi sevofluranas greičiausiai reguliuoja HIF-1, nes slopina VHL visur vykstantį DJ-1 sąveiką. Ankstesnis tyrimas parodė, kad HIF-1 atlieka esminį vaidmenį reguliuojant nervinių kamieninių ląstelių pirmtakus ir skatinant atsakus. iki hipoksijos (Cunningham ir kt., 2012).

HIF-1 yra vidinis nervinių kamieninių pirmtakinių ląstelių multipotencijos ir vystymosi rezultatų diferenciacijos metu reguliatorius. Tolesnis tyrimas parodė, kad HIF-1 skatino nervinių kamieninių ląstelių diferenciaciją į neuronus ir slopino jų diferenciaciją į glialines ląsteles, reguliuodamas Notch ir Wnt signalizacijos kelius subventrikulinėje zonoje (Lie ir kt., 2005; Morris ir kt., 2007; Kuwabara ir kt., 2009; Mazumdaret al., 2010).

Naujagimių žiurkių hipokampe HIF-1 taip pat gali užtikrinti neuroprotekcinę funkciją, moduliuodamas nervinių pirmtakų ląstelių diferenciacijos rezultatus, kad susilpnintų pernelyg didelę astrogliozę. Tačiau konkretus mechanizmas dar turi būti išaiškintas ir reikalauja tolesnių tyrimų. Dabartinis tyrimas turėjo keletą apribojimų. Pirma, astrocitų aktyvacijos dinaminiai pokyčiai nebuvo pastebėti arba užregistruoti.

Antra, galutinis mechanizmas, kuriuo HIF1 sumažina astrogliozę, nebuvo ištirtas. Trečia, nors astrocitų ir mikroglijų aktyvacija buvo pastebėta vienu metu, mūsų tyrimas buvo sutelktas į astrocitus, o ne į mikroglijos aktyvavimą arba vėlesnę uždegiminę reakciją, kurią būtų labai vertinga ištirti.

Antra, žiurkių patelių elgesio testo rezultatai buvo šiek tiek geresni nei žiurkių patinų, o žiurkių patelių glialinių ląstelių padidėjimas taip pat buvo šiek tiek mažesnis nei maleratų.

Tačiau abiejų lyčių elgesio testų rezultatai neparodė statistinių skirtumų po kondicionavimo sevofluranu. Specifinis mechanizmas, kuriuo grindžiamas specifinis lyties poveikis vystymuisi po HI, bus tiriamas mūsų būsimuose tyrimuose. Be to, genetiniai metodai, tokie kaip DJ-1 koduojančio geno išmušimas, būtų naudingi norint parodyti, ar SPC gydymo neuroprotekcinis poveikis atsiranda dėl HIF-1 ubikvitiliacijos slopinimo.

Nepaisant to, mūsų išvados rodo, kad sevofluranas palengvina astrogliozę ir glijos randų susidarymą žiurkės hipokampe ir sumažina mokymosi bei atminties sutrikimą po HI traumos, stabilizuodamas HIF-1 ekspresiją. Šis mechanizmas gali būti susijęs su sevoflurano sukeltu europrotekcinio baltymo DJ-1 reguliavimu, taip sumažinant VHL, HIF-1 ubikvitinligazę. Šie atradimai suteikia naujų tikslų naujagimių išeminei hipoksinei encefalopatijai gydyti.

Autoriaus indėlis: Studijų koncepcija ir dizainas: PZ ir QSG; eksperimentinis įgyvendinimas: QSG, YHZ ir ZYW; duomenų analizė: QSG;reagentų/medžiagų/analizės priemonių tiekimas: HX, CL; rašymas popieriuje: QSG; statistinė ekspertizė, finansavimo gavimas, administracinė, techninė ar materialinė pagalba ir priežiūra: PZ. Visi autoriai patvirtino galutinę darbo versiją.

Interesų konfliktai: autoriai pareiškia, kad jie neturi interesų konflikto. Finansinė parama: Šį tyrimą parėmė Nacionalinis Kinijos gamtos mokslų fondas, Nr. 81671311, 81870838; Kinijos Liaoningo provincijos pagrindinių tyrimų ir plėtros programa, Nr. 2018225004; ir išskirtinis Kinijos Shengjing ligoninės mokslinis fondas, Nr. 201708 (visi PZ). Finansavimo šaltiniai neturėjo jokio vaidmens kuriant studijų koncepciją ir dizainą, analizuojant ar interpretuojant duomenis, rašant referatą, priimant sprendimą pateikti šį straipsnį publikavimui.

Autorių teisių licencijos sutartis: autorių teisių licencijos sutartį pasirašė visi autoriai prieš paskelbimą.Pareiškimas apie dalijimąsi duomenimis: duomenų rinkinius, analizuotus per dabartinę tyrimo sritį, gali gauti atitinkamas autorius, gavęs pagrįstą prašymą.Plagiato patikrinimas: du kartus patikrino iThenticate.Tarpinė peržiūra: Išoriškai recenzuota .

Atviros prieigos pareiškimas: tai atviros prieigos žurnalas, o straipsniai platinami pagal Creative Commons AttributionNonCommercial-ShareAlike 4 sąlygas.0 Licencija, leidžianti kitiems ne komerciniais tikslais perdaryti, koreguoti ir remtis kūriniu, tol, kol suteikiamas atitinkamas kreditas ir nauji kūriniai licencijuojami pagal identiškas sąlygas.

Nuorodos

1. Aleyasin H, Rousseaux MW, Phillips M, Kim RH, Bland RJ, Callaghan S, SlackRS, Per MJ, Mak TW, Park DS (2007) Parkinsono ligos genas DJ-1taip pat yra pagrindinis insulto reguliatorius - sukelta žala. Proc Natl Acad Sci US A104:18748-18753.

2. Aleyasin H, Rousseaux MW, Marcogliese PC, Hewitt SJ, Irrcher I, Joselin AP, Parsanejad M, Kim RH, Rizzu P, Callaghan SM, Slack RS, Mak TW, Park DS(2010) DJ-1 apsaugo nigrostrialinę ašį nuo neurotoksino MPTP moduliuojant AKT kelią. Proc Natl Acad Sci USA 107:3186-3191.

3. Archer DP, Walker AM, McCann SK, Moser JJ, Appireddy RM (2017) Anestezijos neuroprotekcija eksperimentinio insulto metu graužikams: sisteminė apžvalga ir metaanalizė. Anesteziologija 126:653-665.

4. Barkhuizen M, van den Hove DL, Vles JS, Steinbusch HW, Kramer BW, Gavilanes AW (2017) 25 metų pasaulinės asfiksijos nesubrendusių žiurkių smegenyse tyrimai. Neurosci Biobehav Rev 75:166-182.

5. Berra E, Benizri E, Ginouvès A, Volmat V, Roux D, Pouysségur J (2003) HIFprolil-hidroksilazė 2 yra pagrindinis deguonies jutiklis, nustatantis žemą pastovų HIF-1alfa lygį esant normoksijai. EMBO J 22:4082-4090.

6. Burda JE, Sofroniew MV (2014) Reaktyvi gliozė ir daugialąstelinis atsakas į CNS pažeidimus ir ligas. Neuronas 81:229-248.

7. Choudhury GR, Ding S (2016) Reaktyvūs astrocitai ir terapinis potencialus informacinis išeminis insultas. Neurobiol Dis 85:234-244.

For more information:1950477648nn@gmail.com