Клетъчна неврофизиология

високо

  • Изтеглете статия
    • Изтеглете PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Допълнителни
      Материал
  • Цитат за износ
    • EndNote
    • Референтен мениджър
    • Прост ТЕКСТ файл
    • BibTex
СПОДЕЛИ НА

Оригинални изследвания СТАТИЯ

  • 1 Център за митохондриална биология и медицина, Ключовата лаборатория по биомедицинско информационно инженерство на Министерството на образованието, Училището за наука и технологии за живот и Граничен институт за наука и технологии, Университет Сиан Джаотонг, Сиан, Китай
  • 2 Транслационен център за функционални храни Shaanxi, Xi’an, Китай

Въведение

Болестта на Алцхаймер (AD), най-често срещаният тип деменция, се определя като „болестта или нараняването, които са инициирали поредицата от събития, водещи директно до смърт“ от Световната здравна организация (Alzheimer’s Association, 2014). Нарастващата честота на AD в световен мащаб води до появата на проблеми с нейните усложнения, като остеопороза (Bredesen и John, 2013). Някои проучвания показват, че ниската костна минерална плътност (КМП) или повишената скорост на загуба на КМП са свързани с по-висок риск от АД (Tan et al., 2005; Zhou et al., 2011). Епидемиологичните проучвания също показват, че самата AD е независим рисков фактор за костно увреждане (Sato et al., 1998; Weller and Schatzker, 2004; Loskutova et al., 2009), особено при жени в постменопауза (Andersen et al., 1999; Yoshimura и др., 2005). По-важното е, че при пациенти с AD прогресията на остеопорозата е свързана с патогенезата на AD (Lee et al., 2012).

Доказано е, че индексът на ниска телесна маса (ИТМ) е свързан с остеопороза (Felson et al., 1993; Tremollieres et al., 1993; Ravn et al., 1999; De Laet et al., 2005), докато затлъстелите индивиди обикновено показват висока BMD и здравина на костите (Reid et al., 1992; Khosla et al., 1996; Reid, 2002; Andersen et al., 2014; Johansson et al., 2014). Пациентите с АД показват значителна загуба на тегло в сравнение с нормалните контроли, съответстващи на възрастта (White et al., 1996, 1998; Cronin-Stubbs et al., 1997; Stewart et al., 2005). Няма спор, че тежкото затлъстяване (ИТМ> 40) увеличава риска от много заболявания и дори увеличава смъртността. Въпреки това, умереното наднормено тегло (25 J = B H 3 - b h 3 64 π σ φ = F p - H × L 8 × J E = F p - L 3 48 × d p × J

където Fp е разликата между най-голямото и най-ниското натоварване на еластичната част на кривата натоварване-изместване; дp е разликата между максималното и минималното преместване на еластичната част на кривата натоварване-изместване; L е дължината на разстоянието между две опорни точки (10 mm); и Н, ч, Б, и б са съответно максималният външен диаметър, минималният външен диаметър, максималният вътрешен диаметър и минималният вътрешен диаметър на секцията на счупването.

Micro-CT сканиране

За да се определи BMD и микроархитектурата, дясната бедрена кост е сканирана с помощта на микро-CT скенер (GE eXplore Locus SP Micro-CT, GE Healthcare, Barrington, IL, USA). Всички сканирания бяха извършени с 80 kV напрежение на тръбата и 80 μA ток на тръбата и време на експозиция от 3000 ms. Размерът на вокселите е 8.0 μm × 8.0 μm × 8.0 μm за анализа на трабекулата и ъгълът на нарастването е зададен на 0.5 °. Използва се фиксиран праг за извличане на минерализираната костна фаза чрез осредняване на критичната стойност на сивата скала. Областта на интерес (ROI) беше целият обем в главата на бедрената кост. Трабекуларната обемна КМП (vBMD), представляваща видимата КМП на трабекулата на ниво орган, се изчислява от всички воксели в ROI. КМП на трабекуларна тъкан (tBMD), представляваща КМП на тъканно ниво, се определя като съдържание на минерали в тъканите, разделено на обема на фиксираните прагови воксели.

Други данни също са изчислени от ROI, включително обемна фракция на костите (BV/TV), трабекуларен номер (Tb.N), дебелина на трабекулата (Tb.Th) и трабекуларно разделяне (Tb.Sp). За кортикалната кост данните са взети от 2 mm дълга кръгла област на средната диафиза на бедрената кост и включват средната дебелина (Ct.Th), костното минерално съдържание (BMC) и плътността (BMD), обща площ ( Tt.Ar), кортикална област (Ct.Ar), костен мозък (Ma.Ar) и фракция на кортикална област (Ct.Ar/Tt.Ar) (Bouxsein et al., 2010).

Всички данни за микро-КТ са изчислени с помощта на софтуера MicroView v2.1.1 и приложението Advanced Bone Analysis (GE Healthcare, Barrington, IL, USA).

Биохимични анализи на серумни маркери

Кръвните проби се оставят да се съсирят необезпокоявани за 30 минути при стайна температура. Серумите се отделят от кръвните проби чрез центрофугиране при 1500 об/мин за 15 минути. Общият серумен холестерол (mmol/L), триглицеридите (mmol/L), алкалната фосфатаза (ALP, IU/L), калция (Ca 2+, mmol/L) и фосфора (P, mmol/L) бяха измерени с помощта на автоматизиран клиничен анализатор HITACHI 7600 (HITACHI, Ltd., Токио, Япония).

Серумните нива на естрадиол са измервани с помощта на миши естрадиол (E2) ELISA Assay Kit съгласно ръководството (Институт по биоинженерство в Нанкин Jiancheng, Нанкин, Китай). Накратко, 40 μl проби, 10 μl белязани с биотин миши E2 антитела и 50 μl HRP-конюгиран стрептавидин се комбинират в този ред в ямките на пробната плоча, които са предварително покрити с миши E2 моноклонални антитела. След инкубация в продължение на 60 минути при 37 ° С, плаката се измива пет пъти, за да се отстрани некомбинираният ензим, и субстратните компоненти А (50 μl) и B (50 μl) се добавят към ямката. След приблизително 15 минути реакционно време, реакцията се спира чрез добавяне на 50 μl от стоп разтвора. OD при 450 nm беше измерен с помощта на четец за микроплаки FlexStation 3.

Нивата на серумния лептин бяха измерени с помощта на комплект за лептинов миши ELISA (Crystal Chem, Downers Grove, IL, USA), съгласно инструкциите на производителя. Накратко, 45 μl от разредителя на пробата, 50 μl антимиши лептинов серум и 5 μl проба бяха добавени в този ред към кладенчетата на пробната плоча, които бяха предварително покрити с миши лептинов антитяло. След инкубация в продължение на една нощ при 4 ° С, плаката се измива пет пъти, за да се отстрани некомбинираният ензим и към всяка ямка се добавя 100 μl субстрат. След приблизително 30 минути при стайна температура, реакцията се спира чрез добавяне на 100 μl стоп разтвор. ODs при 450 и 630 nm бяха измерени с помощта на четец за микроплаки FlexStation 3.

Статистически анализ

Десет мишки C57BL/6, 12 APP/PS1 мишки и 11 APP/PS1 + HFD мишки бяха хранени на възраст от 3 месеца. По този начин, за измерванията на телесно тегло, пространствено обучение и памет и механични свойства, размерът на пробата беше 10 за мишки C57BL/6, 12 за мишки APP/PS1 и 11 за мишки APP/PS1 + HFD. Когато мишките бяха умъртвени, 3 мишки от всяка група бяха произволно избрани за перфузия на параформалдехид за имунохистохимични експерименти (данните не са показани в текста). За ELISA и Western blot, размерът на пробата е 7 за мишки C57BL/6, 9 за мишки APP/PS1 и осем за мишки APP/PS1 + HFD. Поради факта, че бедрена кост в група APP/PS1 е била повредена и изключена от пробите, 7 за мишки C57BL/6, 8 от мишки APP/PS1 и 8 от APP/PS1 + HFD мишки са използвани за микро-КТ сканиране.

Всички данни са изразени като средни стойности ± SEM. Еднопосочен дисперсионен анализ (ANOVA) с Newman – Keuls post hoc тест или двупосочен ANOVA с Bonferroni’s post hoc тест беше използван за определяне на разликите между групите. Значимостта е определена на ниво 0,05.

Резултати

Телесно тегло, периметрично тегло на мазнините и нива на серумен холестерол и триглицериди

По време на периода на хранене първоначалните телесни тегла на мишките бяха 21,66 ± 1,29 g, а крайните телесни тегла на APP/PS1 + HFD мишки (46,00 ± 9,72 g) бяха приблизително 77,2 и 68,8% по-големи от тези на C57BL/6 ( 25,96 ± 1,29 g) и APP/PS1 мишки (съответно 27,25 ± 1,45 g), докато не е открита разлика между телесното тегло на мишките C57BL/6 и APP/PS1 (Фигура 1А). Съотношението на теглото на периметричната мастна подложка към телесното тегло е 1,7 и 1,0 пъти по-високо при APP/PS1 + HFD мишки, отколкото при мишките C57BL/6 и APP/PS1, съответно (Фигура 1В). По-високо ниво на серумен холестерол се наблюдава при трансгенните мишки, които са били хранени с HFD, докато нивата на серумните триглицериди не са различни при всички групи (Фигури 1С, D).

Фигура 7. Биохимични характеристики на серума. Нивото на ALP е по-високо при APP/PS1 мишки от това при мишки C57BL/6 и е обърнато след HFD хранене (А). Серумните нива на Ca 2+ при APP/PS1 мишки не се различават от тези на C57BL/6 или APP/PS1 + HFD мишки; обаче той е бил по-висок при APP/PS1 + HFD мишки, отколкото при мишки C57BL/6 (Б). Нивото на серумния фосфор е било по-високо при APP/PS1 мишки, отколкото при мишки C57BL/6, което не е било отменено при HFD хранене (° С). APP/PS1 мишките са имали по-ниско ниво на естроген от мишките C57BL/6, което също не е било отменено при HFD хранене (Д). Нивото на серумния лептин е по-ниско при APP/PS1 мишки в сравнение с мишки C57BL/6 (стр = 0,07) и беше значително индуциран след HFD хранене (E). Данните бяха средни ± SEM. н = 7 за мишки C57BL/6, н = 9 за APP/PS1 мишки и н = 8 за APP/PS1 + HFD мишки. Резултатите бяха анализирани с еднопосочна ANOVA, последвана от Newman – Keuls post hoc тест. *стр Ключови думи: болест на Алцхаймер, остеопороза, наддаване на тегло, костна минерална плътност, лептин

Цитиране: Peng Y, Liu J, Tang Y, Liu J, Han T, Han S, Li H, Hou C, Liu J и Long J (2014) Индуцираното с диета повишено съдържание на мазнини подобрява загубата на кост, без да влошава обработването на AβPP и познание при женски APP/PS1 мишки. Отпред. Клетка. Невроски. 8: 225. doi: 10.3389/fncel.2014.00225

Получено: 22 април 2014 г .; Приет: 22 юли 2014 г .;
Публикувано онлайн: 08 август 2014 г.

Рена Ли, Институт Роскамп, САЩ

Николас Блондо, Национален център за научни изследвания, Франция
Jie Cui, Институт Роскамп, САЩ