تظهر الفئران المشروطة بالضربة القاضية Carboxypeptidase E عجزًا في التعلم والذاكرة والتنكس العصبي الجزء 1

Carboxypeptidase E (CPE) هو بروتين متعدد الوظائف مع العديد من الوظائف غير الأنزيمية في الأنظمة المختلفة. أظهرت الدراسات السابقة التي أجريت باستخدام الفئران المعطلة لـ CPE أن CPE له تأثيرات وقائية عصبية ضد الإجهاد ويشارك في التعلم والذاكرة.

مقاومة الإجهاد والذاكرة هما جانبان لا ينفصلان. سواء كان الأمر يتعلق بالعمل أو الدراسة أو الحياة، فسوف نواجه جميع أنواع الضغوط. في بعض الأحيان، قد تجعلنا هذه الضغوطات نشعر بالاكتئاب والقلق والتعب، بل وتؤثر أيضًا على ذاكرتنا. في هذه الحالة، نحتاج إلى إيجاد بعض الطرق لتحسين مقاومتنا للضغط والذاكرة.

أولا، يمكن تحسين القدرة على تحمل التوتر من خلال ممارسة الرياضة. تظهر الأبحاث أن التمارين الرياضية يمكن أن تساعد الأشخاص على تقليل القلق والاكتئاب. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتمرين المناسب أيضًا تعزيز عملية التمثيل الغذائي وتحسين النوم وتعزيز اللياقة البدنية. كل هذا يساعد على تحسين قدرتنا على تحمل التوتر والذاكرة.

ثانيًا، يعد الاستشارة النفسية أيضًا وسيلة فعالة لتحسين مقاومة الإجهاد. عندما تواجه صعوبات ونكسات، تواصل مع العائلة أو الأصدقاء بشكل سريع للتخلص من مشاعرك السيئة الداخلية وتقليل العبء النفسي عليك، حتى تتمكن من مواجهة الضغوط والتحديات بشكل أفضل.

بالإضافة إلى ذلك، عادات النوم الجيدة ضرورية أيضًا لتحسين الذاكرة ومقاومة الإجهاد. قلة النوم يمكن أن تؤدي إلى التعب الجسدي والاكتئاب وفقدان الذاكرة. لذلك، يجب علينا تطوير عادات النوم الجيدة، والتأكد من وقت النوم الكافي كل ليلة، والتأكد من نوعية النوم.

وأخيرا، فإن الموقف الإيجابي أمر بالغ الأهمية أيضا. يجب عليك الحفاظ على سلوك جيد، ومواصلة التعلم وتحسين مهاراتك، ومواجهة التحديات بنشاط، والحفاظ على موقف متفائل عند مواجهة الصعوبات، والإيمان بقدرتك على التغلب على الضغوط وتحقيق النجاح.

باختصار، مقاومة الإجهاد والذاكرة هما جانبان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا. من خلال التمارين الرياضية والاستشارة النفسية وعادات النوم الجيدة والموقف الإيجابي، يمكننا تحسين قدرتنا بشكل فعال على تحمل التوتر والذاكرة، ومواجهة التحديات المختلفة في الحياة والعمل بشكل أفضل. يمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة، ويمكن لـ Cistanche deserticola أن يحسن الذاكرة بشكل كبير لأن Cistanche deserticola هي مادة طبية صينية تقليدية لها العديد من التأثيرات الفريدة، أحدها هو تحسين الذاكرة. تأتي فعالية اللحم المفروم من المكونات النشطة المختلفة التي يحتوي عليها، بما في ذلك الأحماض والسكريات والفلافونويد وغيرها. ويمكن لهذه المكونات تعزيز صحة الدماغ بطرق مختلفة.

انقر فوق تعرف على 10 طرق لتحسين الذاكرة

ومع ذلك، فإن وظائف CPE في الخلايا العصبية لا تزال غير معروفة إلى حد كبير. استخدمنا هنا نظام Camk2a-Cre لضرب الخلايا العصبية CPE بشكل مشروط. تم فطام الفئران من النوع البري، CPEflox/−، وCPEflox/flox، ووضع علامات على الأذن، وقص الذيل للتنميط الجيني عند عمر 3 أسابيع، وخضعت لاختبارات المجال المفتوح، والتعرف على الأشياء، والمتاهة Y، واختبارات تكييف الخوف عند 8 سنوات. أسابيع من العمر.

كان لدى الفئران CPEflox/flox وزن طبيعي وأيض الجلوكوز. أظهرت الاختبارات السلوكية أن الفئران CPEflox/flox تعاني من ضعف التعلم والذاكرة مقارنة بالفئران البرية وفئران CPEflox/-. من المثير للدهشة أن المنطقة الفرعية (Sub) لفئران CPEflox/flox قد تدهورت تمامًا، على عكس فئران الضربة القاضية الكاملة CPE، التي تظهر تنكسًا عصبيًا في منطقة CA3. بالإضافة إلى ذلك، اقترح الصبغ المناعي بالكورتين المزدوج أن تكوين الخلايا العصبية في التلفيف المسنن في الحصين انخفض بشكل ملحوظ في الفئران CPEflox/flox.

ومن المثير للاهتمام، أن TrkBphosphorylation في الحصين تم تنظيمه في الفئران CPEflox/flox، لكن مستويات عامل التغذية العصبية المشتقة من الدماغ لم تكن كذلك. في كل من الحصين وقشرة الفص الجبهي الإنسي الظهري، لاحظنا انخفاض تعبير MAP2 وGFAP في الفئران CPEflox/flox. مجتمعة، تظهر نتائج هذه الدراسة أن خروج الخلايا العصبية المحددة من CPE يؤدي إلى خلل وظيفي في الجهاز العصبي المركزي في الفئران، بما في ذلك العجز في التعلم والذاكرة، وتنكس الحصين الفرعي، وضعف تكوين الخلايا العصبية.

مقدمة

كاربوكسيببتيداز E (CPE)، المعروف أيضًا باسم عامل التغذية العصبية- 1، هو بروتين متعدد الوظائف مع العديد من الوظائف غير الأنزيمية الأساسية في الغدد الصماء والجهاز العصبي [1]. يتم إثراء CPE في الحويصلات الإفرازية الناضجة ويلعب دورًا حاسمًا في التخليق الحيوي لهرمونات الببتيد والببتيدات العصبية [2]. يعمل CPE أيضًا كمستقبل فرز للعديد من البروتينات، بما في ذلك البرونسولين، والبروكيفالين، والبرو-أوبيوميلانوكورتين، والعامل العصبي المشتق من الدماغ (pro-BDNF) [3].

تم تعيين طفرة الفأر ذات النمط الظاهري للسمنة والتي تحدث بشكل طبيعي، والتي تسمى "الدهون"، إلى جين CPE [4]. أشارت دراسة لاحقة إلى أن فئران CPE الدهنية/الدهون وفئران CPE-knockout (KO) أظهرت أنماطًا ظاهرية مماثلة، بما في ذلك العقم والسمنة عند البالغين [5]. لقد تم الإبلاغ عن أن جين CPE البشري لديه طفرات، بما في ذلك الطفرات الفارغة، والطفرات التي تنتج بروتينات مقطوعة، وتلك التي تحتوي على بقايا محفزة رئيسية تم التخلص منها [6].

الأفراد المتماثلون الذين لديهم طفرات حادة يعانون من السمنة المفرطة ويعانون من قصور الغدد التناسلية. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على تعدد الأشكال الخاطئ لـ CPE في مرضى السكري من النوع الثاني. تغير الطفرة نشاط إنزيم CPE، ويظهر المرضى بداية مبكرة لمرض السكري من النوع 2 [7]. علاوة على ذلك، يلعب CPE دورًا مهمًا في النقل الحويصلي، كما هو موضح في الخلايا العصبية والمشابك العصبية في الحصين [8].

وقد أظهرت الدراسات السابقة أن مستويات عالية من CPE يتم التعبير عنها في الحصين ولها دور تغذوي عصبي مستقل عن نشاطها الأنزيمي في الحماية من موت الخلايا العصبية الهرمية الناجم عن الإجهاد والضعف الإدراكي [9، 10]. الإجهاد يضعف بنية ووظيفة سلسلة من مناطق الدماغ [11] .

قشرة الفص الجبهي (PFC) هي الهدف العصبي الرئيسي للإجهاد، والذي يرتبط بالعديد من المناطق القشرية وتحت القشرية ويساهم في الوظائف المعرفية [12، 13]. يتضمن الـ PFC الوسطي الظهري (dmPFC) القشرة الحزامية الأمامية الأمامية والقشرة أمام الحوفية، وهي مناطق تشارك في تعديل الألم والعواطف والإدراك. لقد ثبت أن التعطيل الوظيفي لـ dmPFC يؤدي إلى مشاعر سلبية ويقلل من القدرة الإدراكية [14]. ينقل نشاط الخلايا العصبية dmPFC معلومات حول الاختيارات والنتائج السابقة، وإزالة dmPFC أو تعطيلها يضعف توجيه الإشارة [15].

بالإضافة إلى ذلك، يؤدي الإجهاد إلى ضعف الشبكات العصبية، والخلل المعرفي، وانحطاط الحصين، وانخفاض تكوين الخلايا العصبية [10]. تظهر الخلايا العصبية الهرمية في dmPFC والحصين ضمورًا تحت الضغط، ويؤدي الإجهاد النفسي الاجتماعي والضغط النفسي إلى ضمور خلال 3-4 أسابيع تقريبًا [11، 16]. تختلف التغيرات المورفولوجية حسب منطقة الدماغ. يؤدي الإجهاد المزمن إلى تراجع شجيري ويقلل من كثافة العمود الفقري في المنطقة الحوفية من dmPFC والحصين [17].

يتوافق الانخفاض الناجم عن الإجهاد في تعقيد التشعبات القمية الحصين مع ضعف وظائف الحصين، مثل التعلم والذاكرة [18]. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي إصابة الخلايا العصبية وموت الخلايا المبرمج في منطقة CA3 إلى عجز في الذاكرة المكانية [19]. ومن الناحية السلوكية، وجد أن الإجهاد يضعف الوظائف المختلفة المعتمدة على الحُصين، مثل الذاكرة [20].

يتم تعديل CPE تحت أنواع مختلفة من الضغط وهو مهم في حماية الخلايا العصبية. تقوم الخلايا العصبية الموجودة في الحصين والقشرة بتنظيم تعبير CPE بعد الإجهاد الإقفاري، والذي يرتبط ببقاء الخلايا العصبية [21].

بالإضافة إلى ذلك، بعد أن تلقت الفئران CPEknockout (KO) نموذجًا للإجهاد عندما تم فطامها في عمر 3 أسابيع، أظهرت تنكس منطقة CA3 وتناقص تكوين الخلايا العصبية في التلفيف المسنن (DG) [1، 22].

في هذه الدراسة، استخدمنا نظام Camk2aCre المشترك الخاص بالخلايا العصبية لحذف الخلايا العصبية CPE. لقد أنشأنا نموذج فأر CPE الشرطي KO (cKO) لدراسة النمط الظاهري لفقدان الوظيفة لـ CPE في الخلايا العصبية في الدماغ. قمنا بتقييم تأثير نموذج الإجهاد (الفطام، الأذن، وقص الذيل) في 3 أسابيع من الفئران ageon CPE-cKO. استخدمنا اختبارات التعرف على الأشياء، والمتاهة Y، واختبارات تكييف الخوف في عمر 8-10 أسابيع لتقييم الأداء المعرفي. وبالإضافة إلى ذلك، قمنا بتحليل الأنماط الظاهرية للخلايا العصبية والخلايا النجمية، وكذلك تكوين الخلايا العصبية في الحصين.

طُرق

الحيوانات

تم الحصول على الفئران Camk2a-Cre وفئران CPEflox / flox من CyagenBiosciences (سوتشو، الصين). تم إيواء جميع الحيوانات تحت درجة الحرارة المحيطة (22 درجة ± 2 درجة) مع دورة الضوء / الظلام الطبيعي وسمح لها بالوصول المجاني إلى المياه النظيفة وطعام القوارض القياسي. يشار إلى الفئران Camk2a-Cre وCPEflox/floxm بالفئران CPE-cKO. في عمر 3 أسابيع، تم فطام الفئران ووضع علامات على الأذن وقص ذيولها من أجل التنميط الجيني، مما تسبب في نموذج الإجهاد العاطفي والجسدي. نشير إلى Camk2a-Cre؛ الفئران CPEflox/flox مثل CPEcKO، Camk2a-Cre؛ CPEflox / - الفئران مثل الفئران غير المتجانسة (HE) و CPE - / - الفئران من النوع البري (WT). تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية للحيوانات من قبل لجنة أخلاقيات الحيوان التجريبية بجامعة مينزو الصينية.

تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR)

تم جمع الذيول المقطوعة لعزل DNA من أجل PCR للتعرف على النمط الوراثي. تسلسلات التمهيدي هي كما يلي:

وزن الجسم

تم وزن الفئران WT وCPEflox/− وCPEflox/flox (من عمر 1 إلى 20 أسبوعًا؛ n=10 لكل نمط جيني) كل أسبوع، والذي تم استخدامه لتحديد تغيرات الوزن. تم حساب متوسط ​​وزن كل فأر لكل مجموعة.

الجلوكوز في البلازما

تم جمع الدم الوريدي من ذيول الفأر واكتشافه بواسطة نظام مراقبة نسبة الجلوكوز في الدم (Yuwell، الصين) بعد الصيام لمدة 12 ساعة. تم سحب عينات الدم من الوريد الذيلي عند 0 دقيقة لجلوكوز البلازما الصائم. بعد ذلك، تم حقن كل فأر داخل الصفاق بمحلول الجلوكوز 1 جم/كجم. ثم قمنا بتحديد نسبة الجلوكوز في البلازما لمدة 15،30، 60، 90، و 120 دقيقة لقياس مستويات السكر في الدم.

الاختبارات السلوكية

لتقييم سلوك الفئران WT وCPEflox/− وCPEflox/flox، خضعت الحيوانات البالغة من العمر 8 إلى 10- أسبوعًا لاختبارات المجال المفتوح والتعرف على الكائنات والمتاهة Y واختبارات تكييف الخوف.

حقل مفتوح

تم قياس السلوك الاستكشافي باستخدام جهاز المجال المفتوح (50 × 50 × 40 سم). تم وضع كل حيوان في أحد أركان الجهاز وقياسه لمدة 7 دقائق. تم تسجيل المسافة المقطوعة لآخر 5 دقائق باستخدام نظام تصوير فيديو (Taimeng، Chengdu، China).

التعرف على الأشياء

تم استخدام اختبار التعرف على الأشياء لاختبار التعلم والذاكرة لدى الفئران. في يوم التدريب، تم وضع كائنين متطابقين على قطر الجهاز (50 × 50 × 40 سم). تم السماح للحيوانات بالاستكشاف بحرية لمدة 7 دقائق. بالنسبة لإجراء الاختبار، تم استبدال كائن واحد بكائن جديد على نفس قطر يوم التدريب. تم السماح للحيوانات بالاستكشاف بحرية لمدة 7 دقائق. تم تسجيل وقت الاستكشاف عند 2-3 سم حول الجسم الجديد خلال آخر 5 دقائق.

متاهة

تم قياس النشاط الاستكشافي والذاكرة العاملة باستخدام جهاز المتاهة على شكل حرف Y (طول الذراع: 30 سم، عرض الذراع: 6 سم، ارتفاع الجدار: 15 سم). تم وضع كل حيوان في المنطقة المركزية. تم تسجيل عدد وتعديلات الإدخالات في الذراعين لمدة 7 دقائق باستخدام نظام تصوير الفيديو (Taimeng، Chengdu، China). تم حساب النتيجة كرقم التصحيح/رقم إدخال الذراع الإجمالي.

تكييف الخوف

يتكون تكييف الخوف من غرفتين، وتم وضع صندوق مراقبة التجميد (23 × 23 × 30 سم) في غرفة عازلة للصوت أكبر (30 × 30 × 37 سم). يحتوي صندوق مراقبة التجميد على شبكة معدنية لصدمات القدم، ويتم تسجيل الحركات الرأسية والأفقية للحيوانات. كان اليوم الأول عبارة عن تدريب منعكس مشروط. كان الإجراء على النحو التالي: التقاعس عن العمل لمدة 60 ثانية ثم التحفيز 12 مرة.

تضمنت محتويات التحفيز حافزًا مشروطًا لمدة 30 ثانية (75 ديسيبل)، متبوعًا بفاصل زمني (30 ثانية)، وانتهت بصدمة قدم لمدة ثانيتين (30 مللي أمبير) و15 ثانية من الخمول. وبعد ست ساعات، تم إجراء اختبار الذاكرة قصيرة المدى، وتم تقليل عدد المحفزات إلى 6. أثناء عملية التحفيز، كانت كل تجربة تتكون من المحفز المشروط متبوعًا بفاصل زمني (30 ثانية) وانتهت دون توصيل صدمة القدم.

تم إجراء اختبار الذاكرة طويلة المدى في اليوم التالي بفاصل يوم واحد. وكانت الطريقة هي نفس طريقة الذاكرة قصيرة المدى لقياس جودة الذاكرة طويلة المدى.

For more information:1950477648nn@gmail.com