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Articles by Munjal M. Acharya in JoVE

 JoVE Clinical and Translational Medicine

颅放疗引起的认知功能障碍恢复干细胞移植策略


JoVE 3107 10/18/2011

Department of Radiation Oncology, University of California Irvine

脑肿瘤患者定期接受颅放疗,而有益的,这种治疗方法往往衰弱的认知功能障碍的结果。这种严重的悬而未决的问题,目前,临床上无追索权,并推动我们努力制定基于干细胞疗法的辐射诱发的认知递减复苏。

Other articles by Munjal M. Acharya on PubMed

对大鼠肝溶酶体功能反复腹腔内暴露于化学的影响。

暴露的影响重复 (20 天) 化学 (PTX) 对大鼠肝脏溶酶体功能通过测量酸性磷酸酶、 组织蛋白酶 D、 核糖核酸酶 II (核糖核酸 II) 和 deoxyribonuclease 的免费和总活动评价 II (核糖核酸 II)。核酸酶 (核糖核酸 II 和核糖核酸 II) 的免费活动增加了 PTX 照射所致。核糖核酸 II 活动总量增加了 2.2-fold 而总酸性磷酸酶活性下降了 28%。因此,比率的总活动 / 免费活动是在暴露 PTX 群体中,这意味着膜完整性损失低。组织蛋白酶 D 活动是完全废除。调查结果显示反复的暴露于紫杉醇可以导致肝脏溶酶体功能障碍。

改进的微量的酪氨酸估计。

已修改和改进的微量酪氨酸测定。该方法是酪氨酸的敏感的、 经济的和适用酶催化反应和在组织中释放的估计。乔卡尔泰范围的福林-乌 (FC) 试剂用于优化发展蓝颜色的条件。因此在 1.5 毫升的检测系统,0.2 N 最后集中在适当稀释的 FC 试剂给与最大吸收的快速优化颜色发展了在 750 nm。颜色发展范围内的优化条件下描述的检测系统 2 到 16 microg 酪氨酸表明一种线性关系。因此,该方法是在其估计幅度方面比传统的方法 3-fold 更敏感。蓝色形成了稳定向上至 24 h。酪氨酸测定中的溶酶体组织蛋白酶 D 和组织方法的适用性被相比之下检到的常规过程。根据这两个系统微量所取得的成果是通过常规的方法获得的相同。一般的方法的数量上产生一种蓝色的颜色,快速和经济方面使用化学物品不仅是还具有常规生化分析中的应用。

化学诱导癫痫大鼠脑组织中线粒体膜的结构和功能变化。

线粒体的功能是既兴奋性的一个关键决定因素和神经元的生存能力。进行了本研究破解脑线粒体氧化能量代谢及膜功能慢性条件下的广义缉获诱导大鼠化学 (PTX)。紫杉醇诱导惊厥导致减少的呼吸率 (14 41%) 与谷氨酸、 丙酮酸 + 苹果酸、 琥珀酸作为衬底。ADP 磷酸化率大幅减少了 44-65%。相反趋势与抗坏血酸 + N、 N、 N',N'--四甲基 p-苯二胺 [更正] (TMPD) 作为衬底。一般情况下,线粒体电子传递的解耦有人指出紫杉醇治疗后。苹果酸脱氢酶 (mdh 合成) 和琥珀酸脱氢酶 (SDH) 活动被下跌 20-80%;还有大幅度减少细胞色素 b 内容紫杉醇治疗后虽然 F(o)F(1) ATPase (复杂 V) 活性增加在基底和 2,4-二硝基苯酚 (DNP)-刺激条件,指示增加的膜脆弱性。基板动力学分析结果表明 K(m) 和 V(max) 的 ATPase 的高亲和动力学组件大大的增加 1.2-到 1.4 倍在癫痫的条件。温度动力学分析显示,1.2-fold 增加能量的减少的转变温度与激活。发现总磷脂 (TPL) 和胆固醇 (CHL) 内容与降 diphosphatidylglycerol (二磷酸甘油酸)、 磷脂酰乙醇胺 (PE)、 磷脂酰肌醇 (PI)、 磷脂酰丝氨酸 (PS),大幅减少,同时 (lyso) 溶血磷脂、 鞘磷脂 (SPM) 和磷脂酰胆碱组件提升。脑细胞线粒体膜,某种程度上更是癫痫动物流化。线粒体呼吸链 (MRC) 功能障碍的可能后果进行讨论。总之,损害的 MRC 功能和结构改动表明慢性癫痫条件重要的新型病理生理机制。

化学诱导惊厥改变大鼠脑微粒膜结构特性。

脑微粒膜性能进行了评估慢性条件下的广义扣押诱导大鼠化学 (PTX)。紫杉醇诱导癫痫导致增加的溶血甘油、 磷脂酰胆碱和磷脂酸成分,而磷脂酰乙醇胺、 磷脂酰丝氨酸、 磷脂酰肌醇大大减少 19 73%。胆固醇 (CHL) 内容大大增加了 25%,而总磷脂含量的改动。微粒膜更被流在癫痫的条件。在放松管制的 Ca2 + 稳态讨论微粒膜改建的可能后果。最后,微粒膜性能的变化可能对脑功能的重大影响慢性癫痫状况。

防止癫痫的神经保护策略的进展。

神经保护越来越多地被认为是有希望的预防和治疗颞叶癫痫 (TLE) 治疗。慢性 TLE,亦称为痫,发展是一个动态的过程。如癫痫持续状态 (SE) 初步沉淀损伤 (IPI) 会导致神经变性,大脑线路异常重组和功能抑制的重大损失。所有的这些变化可能对慢性癫痫,经常自发电机缉获量 (火箭) 的特点及学习和记忆的发展作出贡献。这次审查的目的是,讨论有关的神经保护作用在癫痫条件下,知识的当前状态,并突出预防或治疗慢性 TLE 的不同神经保护策略的效果。虽然某些抗癫痫药物如是有效的主神经保护作用的常规和新一代管理减少急性发作或 SE 后神经变性,其权限为防止慢性癫痫 IPI 后的发展是未知或未许乐观。另一方面,生酮饮食治疗、 管理的不同神经营养因子、 激素或抗氧化剂等替代战略似乎对于预防和治疗慢性 TLE 有用。然而,缺乏长期研究 SE 或 IPI 后在不同的时间点介绍了这些方法的疗效。此外,在早期的时间点后 IPI 大有前途的防止 TLE,胎儿海马细胞移植虽然有关捐赠者的细胞、 伦理问题的关注、 嫁接后 SE,计时的可用性问题和耐久性的移植介导扣押制止需要进一步取得进展,这种方法解决。总体而言,从迄今为止进行的研究,有需要尽可能快地受雇的 SE 或 IPI 的相当大的有利影响发病后神经保护战略的共识。然而,理想的战略能够促进 IPI 后的修复和功能恢复和防止 IPI 演变成慢性癫痫是大脑的仍难弄清楚。

辐射诱导颅骨的人类胚胎干细胞移植通过认知功能损害的救护工作。

脑照射仍然前线治疗控制肿瘤生长,往往未亡这种治疗方法的个人表现不同程度的认知功能障碍。在大脑中,特别是那些居住在海马体的神经源性地区干/前体细胞池辐射诱导枯竭相信,部分,要负责这些往往不可避免的认知功能障碍。探讨改善辐射引起的认知功能损害的可能性,遭受头部只有照射 (10 Gy) 实验裸大鼠海马结构成了移植 2 天以后与人类胚胎干细胞 (hESC) 并对干细胞存活、 分化、 和认知功能进行了分析。接收 hESC 移植的动物表现出优越的性能,对海马依赖认知任务 4 个月 postirradiation,他们没有收到 hESCs 的辐照外科同行相比。重大干细胞生存被发现在 1 和 4 个月 postirradiation 和移植显示强劲迁移到颗粒在海马齿状回,表现出的这种神经源性的利基内神经元形态迹象整个区域的单元格。这些结果表明改善使用 hESCs,辐射诱导正常组织损伤的能力和建议这种战略可能提供有用的干预措施,减少照射对认知的不利影响。

电离辐射诱导人神经干细胞的损害后果。

脑照射仍然是前线治疗脑肿瘤,但也会导致正常组织的损害。虽然低剂量照射 (≤ 10 Gy) 使最小的组织病理改变,但它可以引起不同程度的认知功能障碍与神经干细胞的消耗相关联的。要解密的基本辐射诱导干细胞功能障碍的机制,人类神经干细胞 (hNSCs) 受到临床相关照射 (0-5 Gy) 分析了为生存参数、 细胞周期改变、 DNA 损伤和修复和氧化应激。hNSCs 显示标记的灵敏度低剂量辐照,部分是由于提升细胞凋亡和细胞周期进程,表现为 G2/M 检查点延迟的抑制作用。DNA 双链断裂的高效去除表示的 γ-H2AX 核病灶消失。A 剂量反应和持续增加氧化和 nitrosative 应力被发现在辐照 hNSCs,可能幸存细胞的分数较高的代谢活动的结果。这些数据突出显示标记的灵敏度的低剂量照射到 hNSCs,并建议由于辐射诱导的氧化应激的 CNS 微环境中的长期扰动可以妥协的神经干细胞的功能。

人类神经干细胞移植改善辐射引起的认知功能障碍。

颅放疗诱导逐步和使人虚弱的跌幅可能,部分由神经干细胞耗尽引起的认知。利用干细胞置换所打击辐射诱发的认知能力衰退的战略涉及的辐照实验裸大鼠的潜力后来 2 天由海马移植人类神经干细胞 (hNSC)。在照射后的 1 至 4 个月评估措施的认知表现、 hNSC 生存和表型的命运了。辐照的动物同种异体与 hNSCs 显示明显少于下降认知功能比辐照,深水同种异体动物和行事纠集来自未受辐照的控件。不带偏见的体视显示 23%和 12%的移植细胞的存活 1 和 4 个月后移植,分别。移植的细胞广泛迁移、 分化沿胶质细胞和神经元的谱系,并表示活动调节细胞骨架相关蛋白 (Arc),暗示其功能将纳入海马的能力。这些数据显示 hNSCs 起一个大有可为的战略功能恢复中辐照动物的认知。

认知功能障碍和癌症化疗后海马神经发生。

目的: 乳腺癌癌症幸存者有很大一部分报告重要的、 长期障碍中认知功能,通常被称为"chemobrain"。检测和治疗进展意味着更多的病人生存长期以下诊断乳腺浸润性癌。因此,它是重要的是要定义的类型、 程度和持续存在的认知功能缺陷后癌症细胞毒药物治疗。实验设计: 我们审查与常用的乳腺癌患者,环磷酰胺、 多柔比星 (阿霉素) 的两个代理了慢性病治疗的疗效。实验裸大鼠得到 50 毫克/公斤环磷酰胺、 多柔比星 2 mg/kg 或生理盐水注射一次每周 4 个星期。新型地方识别任务和上下文和标记的恐惧空调受聘来形容学习和记忆能力。免疫荧光染色的成熟与非成熟神经元和激活小胶质细胞被用来评估神经发生和 neuroinflammation 的变化。结果: 环磷酰胺、 阿霉素治疗大鼠表现显著受损的新型地方识别任务和空调相比,未经处理控件的任务的上下文恐惧,暗示打乱了基于海马的记忆功能。化疗治疗动物神经 (BrdU 标记表示神经元核心抗原的细胞下降 80 到 90%) 发生在大的跌幅。环磷酰胺,但不是阿霉素治疗后发现被激活小胶质细胞 (ed1 手册阳性)。结论: 我们的研究结果表明要么两个常用的化疗药物治疗慢性损害的认知能力,并表明战略,以防止或修复中断海马神经发生可能有效地改善癌症幸存者在此严重副作用。

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