이 연구는 세보플루란이 어린 쥐의 NMDAR/p-CREB/c-fos 경로를 통해 해마 뉴런에서 기억 유지를 손상시키고 p-CREB 및 c-fos 발현을 감소시키는 방법을 조사합니다. 결과는 세보플루란이 단기 기억 결핍을 유발하고 시냅스 가소성 마커를 하향 조절하며, 투여 빈도와 관계없이 3일 후에 효과를 되돌릴 수 있음을 보여줍니다.
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방법 논문
이 연구는 세보플루란이 어린 쥐의 NMDAR/p-CREB/c-fos 경로를 통해 해마 뉴런에서 기억 유지를 손상시키고 p-CREB 및 c-fos 발현을 감소시키는 방법을 조사합니다. 결과는 세보플루란이 단기 기억 결핍을 유발하고 시냅스 가소성 마커를 하향 조절하며, 투여 빈도와 관계없이 3일 후에 효과를 되돌릴 수 있음을 보여줍니다.
뇌 발달 중 인지 장애를 연구하는 것은 신경 발달의 역동적인 특성, 방법론적 제약 및 상황적 장벽으로 인해 어려움에 직면해 있습니다. 이 연구는 어린 쥐의 NMDAR/p-CREB/c-fos 신호 전달 경로를 통해 해마 뉴런의 기억과 p-CREB 및 c-fos 발현을 기반으로 세보플루란으로 인한 발달 중인 뇌의 인지 장애를 연구하기 위한 통합 방법론적 접근 방식을 조사했습니다. 64마리의 21일령 SD 수컷 쥐(체중 <80g)를 정상(n=8), 60%O2 (n=16), 가짜 훈련(n=8), 단일 용량 세보플루란(n=16) 및 다중 용량 세보플루란(n=16). 두 개의 세보플루란 그룹은 훈련 후 1일(그룹 sev1a 및 sev1b)과 30일(그룹 sev30a 및 sev30b)의 희생으로 하위 그룹화되었습니다(n=8/하위 그룹). 다른 모든 쥐는 훈련 후 1시간 후에 희생되었습니다. Y-미로 테스트는 학습 및 기억 유지를 평가하는 데 사용되었습니다. 면역조직화학을 사용하여 해마 표본에서 p-CREB- 및 c-fos 양성 뉴런의 수를 결정했습니다. 60%O2 그룹(기억 보유율 86.33% ± 17.52%)과 비교하여 sev1a 및 sev1b 그룹의 쥐의 기억력은 유의한 감소를 보였고(sev1a: 44.29% ± 11.26%; sev1b: 62.42% ± 7.27%, 모두 P<0.05), sev1b 및 sev30b 그룹은 유의한 차이를 보이지 않았습니다(sev30a: 84.41% ± 14.15%, sev30b: 85.21% ± 11.61%, 모두 P>0.05). 60%O2 그룹(c-fos: 92.83 ± 7.88; p-CREB: 72.22 ± 8.89)과 비교하여 해마 뉴런에서 p-CREB 및 c-fos의 발현은 sev1a군(c-fos: 23.13 ± 3.28; p-CREB: 22.88 ± 5.18) 및 sev30 그룹(c-fos: 23.22 ± 3.13; p-CREB: 25.58 ± 2.26)(모두 P<0.05)에서 감소한 반면, sev30a 및 sev30b 그룹은 유의한 차이를 나타내지 않았습니다(모두 P>0.05). Sevoflurane은 투여 빈도에 따른 영향 없이 어린 쥐의 기억 유지 능력에 단기적인 부정적인 자극 효과가 있습니다. Sevoflurane은 어린 쥐의 해마 뉴런에서 p-CREB 및 c-fos의 발현을 감소시킵니다.
뇌 발달 중 인지 장애를 연구하는 것은 신경 발달의 역동적인 특성, 방법론적 제약 및 상황적 장벽으로 인해 심각한 어려움에 직면해 있습니다. 뇌 발달은 빠르고 비선형적인 변화를 수반하므로 중요한 창 1,2 동안 장애 식별을 복잡하게 만듭니다. 자원이 부족한 환경에서는 간병인 문해력, 언어 다양성, 전문 도구(예: MRI)에 대한 제한된 접근과 같은 장벽이 조기 검진을 방해합니다1. 뇌 성숙의 개인차로 인해 병리학적 편차를 일반적인 발달과 구별하기가 어렵습니다 2,3. 다운 증후군과 같은 상태는 변화된 피질 발달을 나타내지만 작은 표본 크기와 부족한 조직학적 데이터로 인해 기계론적 통찰력이 제한됩니다4. 신경 발달 장애(예: ASD, ADHD)는 종종 불안이나 우울증과 동시에 발생하여 인지 평가를 혼란스럽게 합니다5. 일부 집단의 심각한 의사소통 결함으로 인해 표준화된 시험의 사용이 제한됩니다
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이 연구의 모든 프로토콜은 Shanghai Jiao Tong University School of Medicine의 Xinhua 병원 윤리 위원회(승인 번호. XHEC-C-2016-023-2)을 참조하십시오.
1. 동물 및 그룹화의 실험적 개요
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이 연구의 데이터를 예시적인 예로 사용하여 대표적인 면역염색 이미지와 다양한 그룹의 행동 및 분자 데이터를 포함하여 이 방법론적 프레임워크로 생성할 수 있는 결과 유형을 보여주었습니다. 생물학적 중요성에 대한 해석을 제공하기보다는 이 접근 방식에 의해 생성된 전형적이거나 예상되는 결과를 제시하는 데 중점을 둡니다.
쥐 그룹별 학습 및 기억력 테스트 결과
실험군은 60% O2 그룹과 비교되었습니다. 단일 용량 세보플루란 그룹(sev1a) 및 다중 용량 세보플루란 그룹(sev1b)에서 쥐의 기억, 즉 실험 후 1시간 동안 희생한 쥐는 유의한 감소를 보였고(모두 P < 0.05), 실험 후 3일 후에 희생한 쥐는 유의한 차이를 나타내지 않았습니다(모두 P > 0.05)(표 2).
쥐의 해마에서 .......
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이 연구는 세보플루란이 어린 쥐의 NMDAR/p-CREB/c-fos 신호 전달 경로를 통해 해마 뉴런에서 기억에 영향을 미치고 p-CREB 및 c-fos 발현을 조절하는 방법을 조사했습니다. 결과는 세보플루란이 투여 빈도(단일 용량 또는 7일 동안 7회 용량)에 따른 영향 없이 어린 쥐의 기억 유지 능력에 단기(훈련 후 3일 후가 아님) 부정적인 자극 효과를 가졌음을 시사합니다. Sevoflurane은 훈련 후 1시간 동안 어린 쥐의 해마 뉴런에서 p-CREB 및 c-fos의 발현을 유의하게 감소시켰습니다.
본 연구는 학습과 기억을 연구하기 위한 통합 방법론의 개념 증명으로 세보플루란과 학습 및 기억 유지의 관계를 조사하였다. Ca2+는 NMDA 수용체(NMDAR) 또는 전압 의존성 칼슘 채널을 통해 세포에 들어갈 수 있으며, 이후 여러 신호 전달 경로를 통해 c-fos 및 p-CREB와 같은 다양한.......
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저자들은 선언할 경쟁 이해관계가 없다고 보고합니다.
Ye Jiang과 Guohui Li가 연구를 설계했습니다. Ye Jiang과 Lai Jiang은 데이터를 수집 및 분석하고 원고 초안을 작성했습니다. Ye Jiang과 Guohui Li는 원고를 수정했습니다. 모든 저자는 제출을 위해 원고의 최종 버전을 검토하고 승인했습니다. 이 작업은 Shanghai Pujiang Programme(보조금 번호 23PJD057)의 Guohui Li에 대한 보조금으로 지원됩니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 실험 동물 | |||
| Sprague-Dawley (SD) 쥐 | Charles River Laboratories (중국 베이징) | 해당 사항 없음 | 생후 21일, 수컷 |
| 스탠다드 쥐 차우 | Keao Xieli Feed(중국 베이징) | 해당 사항 없음 | 표준 실험 동물 사료 |
| <강함>화학 물질 및 시약 | |||
| 클로랄 하이드레이트 | Sinopharm 화학 시약(중국 상하이) | 80113818 | 말단 관류용 마취제 |
| 구연산염 완충액(10x) | ZSGB-BIO (중국 베이징) | ZLI-9064 | 항원 회수 용액, pH 6.0 |
| 에탄올(100%) | Sinopharm 화학 시약(중국 상하이) | 100092683 | 조직학용 탈수제 |
| 헤마톡실린 염색액 | Baso Diagnostics Inc.(중국 주하이) | BA-4041 시리즈 | IHC용 대조염색 |
| 과산화수소(H2O2) | Sinopharm 화학 시약(중국 상하이) | 10011218 | 내인성 과산화효소 차단을 위한 3% 용액 |
| 뉴트럴 발삼 | Solarbio(중국 베이징) | 지8590 | 슬라이드용 마운팅 매체 |
| 질소(N2) | Shanghai Medical Gas Co.(중국 상하이) | 해당 사항 없음 | 고순도, 가스 혼합용 |
| 산소(O2) | Shanghai Medical Gas Co.(중국 상하이) | 해당 사항 없음 | 의료용 등급, 가스 혼합물용 |
| 파라핀 | 라이카 바이오시스템즈(독일 누슬로흐) | 39601006 | 조직 포매 배지 |
| 파라포름알데히드(PFA) | Sigma-Aldrich(미국 미주리주 세인트루이스) | 158127 | 조직 관류 및 고정을 위한 고정제 |
| 인산염 완충 식염수(PBS) | Gibco(미국 매사추세츠주 월섬) | 70011044 | 10x 원액, pH 7.4 |
| 세보플루란 | AbbVie Inc.(미국 일리노이주 노스 시카고) | 해당 사항 없음 | 흡입마취제 |
| 소다 라임 | W. R. Grace and Co.(미국 메릴랜드주 컬럼비아) | 22-01-0010 | 흡입실용 CO2 흡수제 |
| 수산화나트륨(NaOH) | Sinopharm 화학 시약(중국 상하이) | 10019818 | PFA 용액의 pH 조절에 사용 |
| 자당 | Sangon Biotech (중국 상하이) | A502693 | 뇌 조직의 냉동 보호에 사용 |
| 자일렌 | Sinopharm 화학 시약(중국 상하이) | 10023418 | 조직학용 투명제 |
| 항체 및 키트 | |||
| c-Fos 항체 | Abcam(영국 케임브리지) | AB190289 | 토끼 항마우스, 1차 항체 |
| DAB 발색제 키트 | ZSGB-BIO (중국 베이징) | ZLI-9018 | HRP 발색용 기판 |
| p-CREB (Ser133) 항체 | 세포 신호 전달 기술 (Danvers, MA, USA) | 9198 | 토끼 항마우스, 1차 항체 |
| 폴리머 HRP 검출 키트 | ZSGB-BIO (중국 베이징) | PV-9000 시리즈 | IHC용 2차 항체 및 검출 시스템 |
| 장비 | |||
| 마취기 | RWD 생명과학(중국 선전) | 500 원이 | 제어된 가스 혼합물 전달용 |
| 자동 티슈 프로세서 | 라이카 바이오시스템즈(독일 누슬로흐) | ASP6025 | 자동 탈수 및 청소용 |
| Cryostat/Microtome | 라이카 바이오시스템즈(독일 누슬로흐) | CM1950 | 동결/포매 뇌 조직의 절편용 |
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