Mitokondriell dysfunktion är ett kännetecken för cellulärt åldrande. Denna uppsats använder icke-invasiv nära infraröd (NIR) behandling för att förbättra mitokondriefunktion i den åldrande musen vestibulära sensoriska epitel.
Strategier för att dämpa nedgången i balans funktion med stigande ålder är övervägande fokuserade på fysiska behandlingar inklusive balans uppgifter och motion. Men dessa metoder inte ta itu med de bakomliggande orsakerna till balans nedgång. Använda möss, var effekten av nära infrarött ljus (NIR) på metabolismen av celler i det vestibulära sensoriska epitelet bedömas. Data som samlats in visar att denna enkla och säkra ingripande kan skydda dessa utsatta celler från de skadliga effekterna av naturligt åldrande. mRNA extraherades från den isolerade perifera vestibulära sensoriska epitelet (Crista ampullaris och utrikulära makula) och därefter transkriberas till ett cDNA-bibliotek. Detta bibliotek sonderades sedan för uttryck av allestädes närvarande antioxidant (SOD-1). Antioxidant genexpression användes sedan för att kvantifiera cellulär metabolism. Använda transkraniell leverans av NIR i unga (4 veckor) och äldre (8-9 månader) möss, och en kort behandlingsregim (90 sek / dag för 5 days) tyder detta arbete Nir ensam kan vara tillräcklig för att förbättra mitokondriell funktion i det vestibulära sensoriska epitelet. Eftersom det för närvarande inga tillgängliga, prisvärda, icke-invasiva metoder för terapi för att förbättra vestibulära hår cellfunktion, ger tillämpningen av externa NIR-strålning en potentiell strategi för att motverka effekterna av åldrande på cellulär metabolism inthe vestibulära sensoriska epitel.
Degressiv prestanda och efterföljande faller är vanliga, och tyvärr ofta definierar funktioner i naturliga åldrandet 1. Effekterna av denna nedgång kan vara både fysiskt och socialt, och minskar livskvaliteten för äldre människor. Som svar har fysiska behandlingar och rehabilitering varit i fokus för forskning om fallen men har inte förknippats med en jämn reduktion av förekomsten av upprepade fall. Samtidigt, arbete undersöker förändringar i perifera eller centrala vestibulära systemet (systemet som ansvarar för att upprätthålla balansen) är knapp, och potentiella terapeutiska strategier inriktade dessa system och de bakomliggande orsakerna till obalansen begränsad.
Senaste arbete på åldersassocierade neurodegenerativa sjukdomar inklusive åldersrelaterad makuladegeneration 2-4, Alzheimers sjukdom modellerna 5-8, och Parkinsons sjukdom 9-12 har visat nervskyddande effekter av simple icke-invasiv applikation av nära infraröd (NIR) ljus. Vidare, i vestibulära systemet, NIR har använts för att öka aktiviteten av vestibulära primära afferenta neuron in vitro 13. Medan mekanismen för NIR ljus inte väl förstådd, har de flesta studier med NIR föreslog att Nir stimulerar mitokondrier komplex IV (cytokrom c oxidas) 14-17 för att underlätta cellulär metabolism. I vestibulära sensoriska epitelet den subkutikulär tallrik typ I hårceller är tät i mitokondrierna 18 och som sådan kan representera ett verkningsställe för terapeutisk NIR behandling.
Här, en kort, icke-invasiv behandling regim transcranially tillämpas Nir som kan användas för att mäta cellulär metabolism (och underförstått, mitokondriefunktion) i musen vestibulära sensoriska epitel beskrivs. Också diskuteras är ett preparat i vestibulära sensoriska epitel och det visas att Nir ökar uttrycket av en ubiquitooss antioxidant (superoxiddismutas 1) i sensoriska epitel – tidigare visat sig vara viktiga för cochlea hår cellöverlevnad 19.
De representativa resultat som beskrivs här visar att korta transkraniell leverans av NIR ljus (90 sek / dag i 5 dagar) är tillräcklig för att höja nivåerna av antioxidant uttryck i äldre möss jämfört med skenbehandlade möss. Medan avges värmen kan utgöra en källa till mitokondrie och / eller neuronal aktivering, som rapporterats för råtta vestibulära afferenter 24 – vår mätning av värme som avges av NIR LED-enheten var <0,2 ° C under 90 sekunder, och som sådan är osannolikt att orsa…
The authors have nothing to disclose.
Författarna vill erkänna Dr Paul Witting och Ms Genevieve Fong för deras hjälp med mRNA extraktion och PCR, och Garnett Passe och Rodney Williams Minnesfond för support.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Quantum WARP 10 | Quantum Devices | 2070N030-A | |
Screw top microtubules | Quality Scientific Plastics | 520-GRD-Q | |
Ketamine | Parnell, Alexandria Australia | ||
Standard Pattern Scissors | FST | 14001-12 | |
Carbon steel Surgical Blades #22 | Livingstone | SBLDCL 22 | |
Friedman-Pearson Rongeurs | FST | 16221-14 | |
Stereo microscope | Leica Microsystems | A60S | |
Dumont #5 SF Forceps | FST | 11252-00 | |
Isolate II RNA Micro Kit | Bioline | BIO-52075 |