Carboxypeptidase E Chuột bị loại có điều kiện thể hiện khả năng học tập, suy giảm trí nhớ và thoái hóa thần kinh Phần 1

Carboxypeptidase E (CPE) là một protein đa chức năng có nhiều chức năng không cần enzyme trong các hệ thống khác nhau. Các nghiên cứu trước đây sử dụng chuột loại CPE đã chỉ ra rằng CPE có tác dụng bảo vệ thần kinh chống lại căng thẳng và liên quan đến việc học tập và trí nhớ.

Khả năng chống căng thẳng và trí nhớ là hai khía cạnh không thể tách rời. Dù là công việc, học tập hay cuộc sống, chúng ta sẽ phải đối mặt với đủ loại áp lực. Đôi khi, những căng thẳng này có thể khiến chúng ta cảm thấy chán nản, lo lắng, mệt mỏi và thậm chí ảnh hưởng đến trí nhớ. Trong trường hợp này, chúng ta cần tìm một số cách để cải thiện khả năng chống căng thẳng và trí nhớ.

Đầu tiên, việc cải thiện khả năng chịu đựng căng thẳng có thể đạt được thông qua tập thể dục. Nghiên cứu cho thấy tập thể dục có thể giúp mọi người giảm lo lắng và trầm cảm. Ngoài ra, tập thể dục phù hợp còn có thể thúc đẩy quá trình trao đổi chất, cải thiện giấc ngủ và tăng cường thể lực. Tất cả những điều này đều giúp cải thiện khả năng chịu đựng căng thẳng và trí nhớ của chúng ta.

Thứ hai, tư vấn tâm lý cũng là phương pháp hữu hiệu để nâng cao khả năng chống chịu căng thẳng. Khi gặp khó khăn, thất bại, hãy kịp thời giao tiếp với gia đình hoặc bạn bè để giải tỏa những cảm xúc không tốt trong nội tâm, giảm bớt gánh nặng tâm lý, để bạn có thể đối mặt với áp lực và thử thách tốt hơn.

Ngoài ra, thói quen ngủ tốt cũng rất cần thiết để cải thiện trí nhớ và khả năng chống stress. Ngủ kém có thể dẫn đến mệt mỏi về thể chất, trầm cảm và mất trí nhớ. Vì vậy, chúng ta phải phát triển thói quen ngủ tốt, đảm bảo ngủ đủ giấc mỗi đêm và đảm bảo chất lượng giấc ngủ.

Cuối cùng, một thái độ tích cực cũng rất quan trọng. Bạn phải duy trì thái độ tốt, tiếp tục học hỏi và nâng cao kỹ năng của mình, tích cực đối mặt với thử thách, duy trì thái độ lạc quan khi gặp khó khăn và tin rằng mình có thể vượt qua áp lực và đạt được thành công.

Nói tóm lại, khả năng chống stress và trí nhớ là hai khía cạnh có liên quan chặt chẽ với nhau. Thông qua tập thể dục, tư vấn tâm lý, thói quen ngủ tốt và thái độ tích cực, chúng ta có thể cải thiện hiệu quả khả năng chịu đựng căng thẳng và trí nhớ, đồng thời đối mặt tốt hơn với nhiều thử thách khác nhau trong cuộc sống và công việc. Có thể thấy, chúng ta cần cải thiện trí nhớ, và Cistanche Deserticola có thể cải thiện trí nhớ đáng kể vì Cistanche Deserticola là một dược liệu cổ truyền của Trung Quốc có nhiều tác dụng độc đáo, một trong số đó là cải thiện trí nhớ. Hiệu quả của thịt băm đến từ các hoạt chất khác nhau có trong nó, bao gồm axit, polysacarit, flavonoid, v.v. Những thành phần này có thể tăng cường sức khỏe não bộ theo nhiều cách khác nhau.

Bấm biết 10 cách cải thiện trí nhớ

Tuy nhiên, chức năng của CPE trong tế bào thần kinh vẫn chưa được biết rõ. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng hệ thống Camk2a-Cre để loại bỏ các tế bào thần kinh CPE có điều kiện. Những con chuột hoang dã, CPEflox/- và CPEflox/flox đã được cai sữa, gắn thẻ tai và cắt đuôi để xác định kiểu gen lúc 3 tuần tuổi và chúng đã trải qua các thử nghiệm trường mở, nhận dạng đối tượng, mê cung Y và điều hòa nỗi sợ hãi lúc 8 tuổi. tuần tuổi.

Chuột CPEflox/flox có trọng lượng cơ thể và chuyển hóa glucose bình thường. Các thử nghiệm về hành vi cho thấy chuột CPEflox/flox bị suy giảm khả năng học tập và trí nhớ so với chuột hoang dã và chuột CPEflox/-. Điều đáng ngạc nhiên là vùng subiculum (Sub) của chuột CPEflox/flox đã bị thoái hóa hoàn toàn, không giống như chuột bị loại hoàn toàn CPE, biểu hiện thoái hóa thần kinh vùng CA3. Ngoài ra, việc duy trì miễn dịch doublecortin cho thấy rằng quá trình tạo tế bào thần kinh ở hồi răng của vùng hải mã đã giảm đáng kể ở chuột CPEflox/flox.

Điều thú vị là, quá trình phosphoryl hóa TrkB ở vùng hải mã được điều hòa quá mức ở chuột CPEflox/flox, nhưng mức độ yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ não thì không. Ở cả vùng hải mã và vỏ não trước trán ở vùng lưng, chúng tôi quan sát thấy biểu hiện MAP2 và GFAP giảm ở chuột CPEflox/flox. Kết hợp lại với nhau, kết quả của nghiên cứu này chứng minh rằng việc loại bỏ CPE tế bào thần kinh cụ thể dẫn đến chuột bị rối loạn chức năng hệ thần kinh trung ương, bao gồm suy giảm khả năng học tập và trí nhớ, thoái hóa vùng phụ hồi hải mã và suy giảm khả năng hình thành thần kinh.

GIỚI THIỆU

Carboxypeptidase E (CPE), còn được gọi là yếu tố dinh dưỡng thần kinh- 1, là một loại protein đa chức năng có nhiều chức năng không cần enzym thiết yếu trong hệ thống nội tiết và thần kinh [1]. CPE được làm giàu trong các túi tiết trưởng thành và đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp các hormone peptide và peptide thần kinh [2]. CPEcũng hoạt động như một thụ thể phân loại của nhiều proprotein, bao gồm proinsulin, proenkephalin, pro-opiomelanocortin và yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ não (pro-BDNF) [3].

Một đột biến kiểu hình béo phì xuất hiện tự nhiên ở chuột, được đặt tên là "béo", đã được ánh xạ tới gen CPE [4]. Một nghiên cứu tiếp theo chỉ ra rằng chuột CPEfat/fat và chuột CPE-knockout (KO) cho thấy các kiểu hình tương tự, bao gồm vô sinh và béo phì ở người trưởng thành [5]. Người ta đã báo cáo rằng gen CPE của con người có các đột biến, bao gồm đột biến null, đột biến tạo ra các protein bị cắt ngắn và những đột biến có dư lượng xúc tác quan trọng bị loại bỏ [6].

Những người đồng hợp tử có đột biến nghiêm trọng sẽ béo phì một cách bệnh lý và bị suy sinh dục. Ngoài ra, tính đa hình của tên lửa CPE đã được tìm thấy ở bệnh nhân tiểu đường tuýp 2. Đột biến làm thay đổi hoạt động của enzyme CPE và bệnh nhân có biểu hiện sớm mắc bệnh tiểu đường loại 2 [7]. Hơn nữa, CPE đóng một vai trò quan trọng trong việc vận chuyển mụn nước, như được thể hiện ở các tế bào thần kinh và khớp thần kinh vùng đồi thị [8].

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng mức CPE cao được biểu hiện ở vùng hải mã và có vai trò dinh dưỡng thần kinh độc lập với hoạt động enzyme của nó trong việc bảo vệ chống lại sự chết tế bào thần kinh hình chóp do căng thẳng gây ra và suy giảm nhận thức [9, 10]. Căng thẳng làm suy yếu cấu trúc và chức năng của một loạt các tế bào thần kinh vùng não [11]

Vỏ não trước trán (PFC) là mục tiêu bệnh lý thần kinh chính của căng thẳng, được kết nối với nhiều vùng vỏ não và dưới vỏ não và góp phần vào các chức năng nhận thức [12, 13]. PFC vùng lưng (dmPFC) bao gồm vỏ não vành trước và vỏ não trước viền, là những vùng liên quan đến việc điều chỉnh cơn đau, cảm xúc và nhận thức. Người ta đã chứng minh rằng việc ngừng hoạt động chức năng của dmPFC sẽ gây ra những cảm xúc tiêu cực và làm giảm khả năng nhận thức [14]. Hoạt động của tế bào thần kinh dmPFC truyền tải thông tin về các lựa chọn và kết quả trong quá khứ, đồng thời việc loại bỏ hoặc bất hoạt dmPFC làm suy yếu hướng dẫn tín hiệu [15].

Ngoài ra, căng thẳng còn dẫn đến suy giảm mạng lưới thần kinh, rối loạn chức năng nhận thức, thoái hóa vùng đồi thị và giảm khả năng tạo mới tế bào thần kinh [10]. Các tế bào thần kinh hình chóp trong dmPFC và hải mã cho thấy tình trạng teo dưới áp lực, căng thẳng tâm lý xã hội và kiềm chế gây ra teo cơ trong vòng khoảng 3–4 tuần [11, 16]. Những thay đổi về hình thái khác nhau tùy theo vùng não. Căng thẳng kiềm chế mãn tính dẫn đến co rút đuôi gai và làm giảm mật độ cột sống ở vùng trước viền của dmPFC và đồi hải mã [17].

Sự giảm phức hợp đuôi gai vùng đồi thị do căng thẳng gây ra phù hợp với các chức năng vùng đồi thị bị suy yếu, chẳng hạn như khả năng học tập và trí nhớ [18]. Ngoài ra, tổn thương tế bào thần kinh và quá trình chết theo chương trình ở vùng CA3 dẫn đến suy giảm trí nhớ không gian [19]. Về mặt hành vi, người ta thấy rằng căng thẳng làm suy yếu các chức năng phụ thuộc vào vùng hải mã, chẳng hạn như trí nhớ [20].

CPE được điều biến dưới các loại căng thẳng khác nhau và rất quan trọng trong việc bảo vệ tế bào thần kinh. Các tế bào thần kinh ở vùng hải mã và vỏ não điều chỉnh tăng cường biểu hiện CPE sau căng thẳng do thiếu máu cục bộ, có liên quan đến sự sống sót của tế bào thần kinh [21].

Ngoài ra, sau khi chuột CPEknockout (KO) gặp phải tình trạng căng thẳng khi cai sữa lúc 3 tuần tuổi, chúng biểu hiện thoái hóa vùng CA3 và giảm khả năng tạo thần kinh ở hồi răng (DG) [1, 22].

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng hệ thống Camk2aCre dành riêng cho nơ-ron thông thường để xóa CPE nơ-ron. Chúng tôi đã tạo ra mô hình chuột KO có điều kiện CPE (cKO) để nghiên cứu kiểu hình mất chức năng của CPE trong tế bào thần kinh của não. Chúng tôi đã đánh giá tác động của mô hình căng thẳng (cai sữa, gắn thẻ tai và cắt đuôi) ở 3 tuần tuổi của chuột CPE-cKO. Chúng tôi đã sử dụng các bài kiểm tra nhận dạng đối tượng, mê cung Y và điều kiện sợ hãi ở 8–10 tuần tuổi để đánh giá hiệu suất nhận thức. Ngoài ra, chúng tôi đã phân tích kiểu hình của tế bào thần kinh và tế bào hình sao, cũng như sự hình thành thần kinh ở vùng hải mã.

PHƯƠNG PHÁP

Động vật

Chuột Camk2a-Cre và chuột CPEflox / flox được lấy từ CyagenBioscatics (Tô Châu, Trung Quốc). Tất cả các động vật được nuôi ở nhiệt độ môi trường xung quanh (22 độ ± 2 độ) với chu kỳ sáng/tối tự nhiên và được phép tự do tiếp cận với nước sạch và thức ăn tiêu chuẩn của loài gặm nhấm. Camk2a-Cre và CPEflox/floxmice được gọi là chuột CPE-cKO. Khi được 3 tuần tuổi, chuột được cai sữa, gắn thẻ tai và cắt đuôi để xác định kiểu gen, gây ra mô hình căng thẳng về cảm xúc và thể chất. Chúng tôi đề cập đến Camk2a-Cre; chuột CPEflox/flox như CPEcKO, Camk2a-Cre; chuột CPEflox/− là loại dị hợp tử (HE) và chuột CPE−/− là loại hoang dã (WT). Tất cả các quy trình thí nghiệm đối với động vật đã được phê duyệt bởi Ủy ban đạo đức động vật thí nghiệm tại Đại học Minzu của Trung Quốc.

Phản ứng chuỗi polymerase (PCR)

Những chiếc đuôi được cắt bớt sẽ được thu thập để phân lập DNA phục vụ PCR nhằm xác định kiểu gen. Trình tự mồi như sau:

Trọng lượng cơ thể

Chuột WT, CPEflox/− và CPEflox/flox (1–20 tuần tuổi; n=10 cho mỗi kiểu gen) được cân hàng tuần, được sử dụng để xác định sự thay đổi trọng lượng. Trọng lượng của mỗi con chuột được tính trung bình cho mỗi nhóm.

Glucose huyết tương

Máu tĩnh mạch từ đuôi chuột đã được Hệ thống giám sát đường huyết (Yuwell, Trung Quốc) thu thập và phát hiện sau khi nhịn ăn trong 12 giờ. Các mẫu máu được lấy từ tĩnh mạch đuôi ở phút 0 để tìm đường huyết lúc đói. Tiếp theo, mỗi con chuột được tiêm vào màng bụng dung dịch glucose 1 g/kg. Sau đó, chúng tôi xác định lượng đường huyết trong 15,30, 60, 90 và 120 phút để đo lượng đường trong máu.

Kiểm tra hành vi

Để đánh giá hành vi của chuột WT, CPEflox/− và CPEflox/flox, các động vật 8–10-tuần tuổi đã trải qua các thử nghiệm trên trường mở, nhận dạng đối tượng, mê cung Y và điều kiện sợ hãi.

Trường mở

Hành vi thăm dò được đo bằng thiết bị trường mở (50 × 50 × 40 cm). Mỗi con vật được đặt ở một góc của thiết bị và đo trong 7 phút. Khoảng cách di chuyển được ghi lại trong 5 phút cuối bằng hệ thống hình ảnh video (Taimeng, Thành Đô, Trung Quốc).

Nhận dạng đối tượng

Bài kiểm tra nhận dạng vật thể được sử dụng để kiểm tra khả năng học tập và trí nhớ ở chuột. Vào ngày huấn luyện, hai vật thể giống hệt nhau được đặt trên đường chéo của một thiết bị (50 × 50 × 40 cm). Các con vật được phép tự do khám phá trong 7 phút. Đối với quy trình kiểm tra, một vật thể được thay thế bằng một vật thể mới trên cùng đường chéo với ngày huấn luyện. Các con vật được phép tự do khám phá trong 7 phút. Thời gian thăm dò ở độ sâu 2–3 cm xung quanh vật thể mới được ghi lại trong 5 phút cuối cùng.

Mê cung Y

Hoạt động khám phá và trí nhớ làm việc được đo bằng thiết bị Y-mazeapparatus (chiều dài cánh tay: 30 cm, chiều rộng cánh tay: 6 cm, chiều cao của tường: 15 cm). Mỗi con vật được đặt ở khu vực trung tâm. Số lượng và sự thay đổi của các mục nhập vào cánh tay được ghi lại trong 7 phút bằng hệ thống hình ảnh video (Taimeng, Thành Đô, Trung Quốc). Kết quả được tính là số thay đổi chính xác/tổng ​​số mục nhập nhánh.

Điều hòa nỗi sợ hãi

Điều hòa sợ hãi bao gồm hai buồng và hộp giám sát đóng băng (23 × 23 × 30 cm) được đặt trong phòng cách âm lớn hơn (30 × 30 ×37 cm). Hộp giám sát đông lạnh có một lưới kim loại để chống sốc ở chân và các chuyển động theo chiều dọc và chiều ngang của động vật được ghi lại. Ngày đầu tiên được rèn luyện phản xạ có điều kiện. Quy trình như sau: không hoạt động trong 60 giây và sau đó kích thích 12 lần.

Nội dung của kích thích bao gồm kích thích có điều kiện trong 30 giây (75 dB), tiếp theo là khoảng thời gian theo dõi (30 giây) và kết thúc bằng cú sốc chân 2 giây (30 mA) và 15 giây không hoạt động. Sáu giờ sau, bài kiểm tra trí nhớ ngắn hạn được tiến hành và số lượng kích thích giảm xuống còn 6. Trong quá trình kích thích, mỗi thử nghiệm bao gồm kích thích có điều kiện, theo sau là một khoảng thời gian theo dõi (30 giây) và kết thúc mà không gây ra cú sốc ở chân.

Bài kiểm tra trí nhớ dài hạn được thực hiện vào ngày hôm sau với khoảng thời gian là một ngày. Phương pháp này cũng giống như phương pháp đo trí nhớ ngắn hạn để đo lường chất lượng của trí nhớ dài hạn.

For more information:1950477648nn@gmail.com