Các cơ quan thụ cảm giống thu phí đặc biệt Biểu hiện gen và phản ứng thần kinh đệm ở các vùng não khác nhau của Scrapie tự nhiên Phần 2

2.2. Đặc điểm bệnh lý thần kinh ở vùng hải mã của cừu bị nhiễm Serapie tự nhiên

Ở những con cừu bị nhiễm phế liệu và đối chứng, bốn vùng hồi hải mã sau đây đã được kiểm tra chi tiết hơn về tất cả các dấu hiệu bệnh lý: các lớp tế bào hình chóp CA1, CA3 và CA4 và SLM (Hình 3).

Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng lớp tế bào hình chóp đóng vai trò quan trọng trong trí nhớ. Lớp tế bào hình chóp là tế bào thần kinh trong não chịu trách nhiệm chính về nhận thức môi trường bên ngoài và lưu trữ trí nhớ.

Trong quá trình học tập và trí nhớ, lớp tế bào hình chóp giải phóng một số chất dẫn truyền thần kinh, có thể kích thích sự giao tiếp giữa các tế bào thần kinh, từ đó tăng cường khả năng lưu trữ và phục hồi trí nhớ. Ngoài ra, lớp tế bào hình chóp còn có thể sàng lọc và tích hợp thông tin trong quá trình học tập và ghi nhớ, giúp chúng ta nhanh chóng nắm vững những kiến ​​thức, kỹ năng mới.

Các nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng chức năng và sức khỏe của lớp tế bào hình chóp có tác động lớn đến hiệu suất của trí nhớ. Nếu lớp tế bào hình chóp bị tổn thương hoặc bị căng thẳng nghiêm trọng, trí nhớ có thể bị ảnh hưởng rất nhiều. Vì vậy, chúng ta cần chú ý đến sức khỏe và duy trì lớp tế bào hình chóp để duy trì khả năng học tập và ghi nhớ tốt.

Các khuyến nghị về sức khỏe và duy trì lớp tế bào hình chóp bao gồm chế độ ăn uống, tập thể dục và ngủ nghỉ. Ví dụ, chế độ ăn giàu axit béo và chất chống oxy hóa có thể giúp tăng cường sức khỏe của lớp tế bào hình chóp; tập thể dục thường xuyên có thể tăng cường chức năng và khả năng phục hồi của hệ thần kinh; và thói quen ngủ tốt có thể giúp giảm căng thẳng cho lớp tế bào hình chóp và thúc đẩy quá trình củng cố và phục hồi trí nhớ.

Tóm lại, lớp tế bào hình chóp đóng vai trò quan trọng trong việc học tập và trí nhớ. Chúng ta nên chú ý đến sức khỏe và duy trì lớp tế bào hình chóp để cải thiện khả năng học tập và trí nhớ.

Bấm Biết Trí Nhớ Ngắn Hạn để cải thiện

Đồng thời, chúng ta nên tránh mệt mỏi và căng thẳng quá mức, cung cấp cho não thời gian nghỉ ngơi và phục hồi đầy đủ, đồng thời để trí nhớ của chúng ta liên tục được cải thiện và hoàn thiện.

Có thể thấy rằng chúng ta cần phải cải thiện trí nhớ của mình. Cistanche có thể cải thiện đáng kể trí nhớ vì nó có tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và chống lão hóa, có thể giúp giảm quá trình oxy hóa và các phản ứng viêm trong não, từ đó bảo vệ sức khỏe của hệ thần kinh. Ngoài ra, Cistanche còn có thể thúc đẩy sự phát triển và sửa chữa các tế bào thần kinh, từ đó tăng cường khả năng kết nối và chức năng của mạng lưới thần kinh.

Những tác động này có thể giúp cải thiện trí nhớ, khả năng học tập và tốc độ tư duy, đồng thời có thể ngăn ngừa sự xuất hiện của rối loạn chức năng nhận thức và các bệnh thoái hóa thần kinh.

Hình 3. Sự phân bố các tổn thương bệnh lý thần kinh (HE), lắng đọng PrPSc, astrogliosis (GFAP) và microgliosis (Iba1), ở bốn vùng hồi hải mã khác nhau ở cừu bị nhiễm phế liệu và đối chứng: các lớp tế bào hình chóp CornuAmmonis (CA) 1, 3 và 4 và lớp lacunosum-phân tử (SLM).

Đồ thị mô tả các giá trị đánh giá bán định lượng cho từng thông số được phân tích. (A) Những thay đổi dạng xốp nhẹ được quan sát thấy ở tất cả các vùng hồi hải mã được phân tích. (B) Mẫu PrPSc nội thần kinh (L42) ở CA1, CA3 và CA4 và mẫu PrPSc dạng hạt mịn phổ biến trong SLM. (C) Tăng nhuộm Iba1 ở cừu bị nhiễm phế liệu so với cừu đối chứng.

Hình ảnh phóng to cho thấy một số khác biệt về hình thái quan sát được. (D) Dấu hiệu của bệnh astrogliosis phản ứng vừa phải ở cừu bị nhiễm phế liệu so với đối chứng. Điểm nằm trong khoảng từ 0 (âm) đến 5 (cường độ tối đa).

Sự khác biệt đáng kể được xác định bằng cách sử dụng bài kiểm tra t-test của Học sinh hoặc bài kiểm tra Mann–Whitney U tương ứng cho dữ liệu được phân phối bình thường và không được phân phối bình thường. * p < 0.05, ** p < 0,01. Thanh tỷ lệ=200 µm.

Tình trạng xốp hóa ở vùng hải mã rất nhẹ và thỉnh thoảng quan sát thấy không bào ở CA1, CA3, CA4 và SLM (Hình 3A). Sự mất tế bào thần kinh hạn chế này trái ngược với sự lắng đọng PrPSc thưa thớt nhưng tập trung ở CA1 và CA3 (Hình 3B).

Nhuộm PrPSc rất nhẹ đã được quan sát thấy trong CA4 và SLM. Các mẫu PrPSc khác biệt được quan sát thấy ở các vùng não này (Hình S2). Trong khi các mẫu PrPSc liên quan đến nội mô thần kinh và thần kinh chiếm ưu thế trong CA1 và CA3, thì sự lắng đọng nội mô là mô hình hình thái chính được quan sát thấy trong SLM.

Các mẫu PrPSc liên quan đến tế bào thần kinh và tế bào thần kinh nhẹ được quan sát nhất quán trong CA4, mặc dù cường độ thấp hơn so với cường độ quan sát được ở CA1 và CA3. Iba1 được biểu hiện một cách cấu thành và phân bố thưa thớt trong các mẫu đối chứng. Ngược lại, bệnh microgliosis rõ rệt được quan sát thấy ở CA1, CA3, CA4 và SLM ở cừu bị nhiễm phế liệu.

Tuy nhiên, các đặc điểm hình thái vi mô khác nhau đáng kể giữa các vùng não này. Trong lớp hình chóp CA1, hầu hết các tế bào vi mô đều có các quá trình ngắn với thân tế bào to ra, đặc trưng của hình thái phì đại.

Trong CA4, các tế bào vi mô cũng phì đại nhưng có các nhánh dài hơn và mỏng hơn so với các tế bào vi mô CA1. Trong khi đó, microglia phì đại trong SLM cho thấy các quá trình ngắn và mỏng với các thân tế bào sưng lên. Ngược lại, ở CA3, chúng tôi quan sát thấy hình thái tế bào hình que-vi tế bào nêu trên [42].

Các tế bào vi mô này có thân tế bào dài, với quá trình sơ cấp dài song song được định hướng vuông góc với lớp tế bào hình chóp CA3 và các nhánh phụ ngắn hơn quá trình sơ cấp dài.

Khả năng duy trì miễn dịch của GFAP đã tăng lên đáng kể trong các lớp tế bào hình chóp CA1 và CA3 từ cừu bị nhiễm phế liệu so với cừu đối chứng. Điều thú vị là điểm PrPSc cao nhất ở CA1 và CA3. Không có sự khác biệt nào được quan sát thấy trong lớp tế bào hình chóp CA4 hoặc SLM.

2.3. Bệnh lý thần kinh của chuột tg338 bị nhiễm Scrapie

Các dấu hiệu bệnh lý thần kinh tương tự của chứng xốp hóa, lắng đọng PrPSc, microgliosis và astrogliosis được phân tích ở cừu đã được kiểm tra ở đồi thị của những con chuột bị ảnh hưởng lâm sàngtg338 đã bị nhiễm phế liệu trong não (Hình 4).

So với nhóm đối chứng, sự khác biệt đáng kể (p < 0,05) về bệnh xốp hóa đã được quan sát thấy ở đồi thị của chuột bị nhiễm phế liệu, trong đó không bào được giới hạn ở nơ-ron thần kinh.

Tiền gửi PrPSc được phân phối rộng rãi ở cấp độ tế bào chất và tế bào thần kinh. Việc đánh giá bệnh gliosis cho thấy sự khác biệt đáng kể về khả năng miễn dịch Iba1 và GFAP giữa chuột bị nhiễm phế liệu và chuột đối chứng, với cả tế bào hình sao và microglia đều biểu hiện hình thái phì đại.

Sự tích lũy PrPres cũng được WB đánh giá ở tất cả những con chuột bị nhiễm phế liệu, cho thấy mẫu dải 19 kDa không đổi (Hình 5). Cường độ tín hiệu PrPres ở chuột tg338 đồng nhất giữa các cá thể hơn ở cừu, đúng như mong đợi đối với sự lây nhiễm thực nghiệm trong đó liều lượng, tuổi tiêm chủng và thời gian giết chết được kiểm soát.

Không có tín hiệu nào được phát hiện ở chuột đối chứng được tiêm chất đồng nhất não bình thường, không phù hợp với kết quả IHC âm tính.

Hình 4. Các phần đồi thị từ chuột bị nhiễm phế liệu (tiêm nội sọ) và chuột đối chứng tg338 phù hợp với lứa tuổi được nhuộm miễn dịch để đánh giá bệnh xốp xương (hematoxylin-eosin), lắng đọng PrPSc (kháng thể R486), tế bào hình sao (protein axit fibrillary thần kinh đệm; GFAP) và microglia (canxi ion hóa) -phân tử bộ điều hợp liên kết-1; (A, E) Các tổn thương dạng bọt biển nghiêm trọng chủ yếu nằm ở tế bào thần kinh của chuột bị nhiễm phế liệu so với chuột đối chứng. (B, F) Một số tế bào thần kinh dương tính với PrPSc được thấy rõ ở những con chuột bị nhiễm phế liệu, nhưng không có trong nhóm kiểm soát. (C, G) Microglia được kích hoạt hiển thị các quá trình tạo miễn dịch mạnh hơn và dày hơn ở chuột bị nhiễm phế liệu so với đối chứng. (D, H) Tăng astrogliosis với các cơ quan và quá trình tế bào phì đại ở chuột bị nhiễm phế liệu so với nhóm đối chứng. Điểm nằm trong khoảng từ 0(âm) đến 5 (cường độ tối đa).

Sự khác biệt đáng kể được xác định bằng cách sử dụng bài kiểm tra t-testor Mann–Whitney U của Học sinh tương ứng cho dữ liệu được phân phối bình thường và không bình thường. * p < 0.05,** p < 0,01. Thanh tỷ lệ=200 µm.

Hình 5. Phát hiện Western blot về sự tích lũy PrPres trong hệ thần kinh trung ương của chuột tg338 bị ảnh hưởng lâm sàng được tiêm phế liệu vào não so với đối chứng phù hợp.

Lượng protein tương đương đã được nạp để so sánh đầy đủ và các khối miễn dịch được chạy bằng kháng thể đơn dòng SHA31. Các dấu hiệu trọng lượng phân tử (kDa) được chỉ định ở phía bên trái của immunoblot.

Sự điều chỉnh tăng biểu hiện TLR để đáp ứng với Prpsc đã được báo cáo trước đây trong điều kiện in vivo và in vitro thử nghiệm, do đó, sau khi mô tả sự hiện diện của những thay đổi bệnh lý thần kinh chính do prion gây ra trong CNS trong bối cảnh bệnh tự nhiên và thực nghiệm, chúng tôi đã nghiên cứu liệu những thay đổi này có tương quan với những thay đổi trong biểu hiện gen TLR hay không.

Để đạt được mục tiêu này, chúng tôi đã thực hiện qPCR bằng cách sử dụng các mẫu từ bốn vùng não của cừu để đánh giá biểu hiện của MyD8g và Trif, hai protein tiếp hợp chính có liên quan đến tín hiệu TLR; CD36, một thụ thể nhặt rác hợp tác với TLR; và TLR mRNA.

Ngoài ra, chúng tôi còn đo lường mức độ của bốn ủng hộ và phản đối. các cytokine gây viêm ở đồi thị và vùng hải mã của cừu để đánh giá thêm phản ứng viêm. Ở chuột tg338, chúng tôi đã đo mức mRNA của MyD88 và TLR1-9 ở đồi thị.

Các gen có sự khác biệt đáng kể đã được quan sát liên quan đến các đối chứng và các thay đổi về nếp gấp tương ứng, được hiển thị trong Bảng $1, và các giá trị ACt từ cừu đối chứng và cừu bị nhiễm phế liệu được biểu thị trong Hình $3.

Số lượng gen bị thay đổi giảm theo hướng đuôi-mặt sau. Hành tủy của cừu bị nhiễm phế liệu là khu vực quan sát thấy những thay đổi lớn nhất trong biểu hiện gen TLR (Hình 6). Trong khu vực này, sự biểu hiện của TLR2, 3, 4, 6,7, 8, 9 và CD36 cao hơn đáng kể (p < 0.01) ở động vật bị nhiễm phế liệu so với động vật đối chứng.
Ở đồi thị, TLR6, MyD88 và CD36 được điều chỉnh tăng đáng kể trong nhóm bị nhiễm thescrapie (p < 0.05), trong khi TLR2 và TLR3 thể hiện xu hướng điều chỉnh tăng lên (p < {{12} }.1). Ở vỏ não trước (vùng trên cùng), TLR4 và CD36 là những gen duy nhất được biểu hiện quá mức (p < 0,05).

Đáng chú ý, các mẫu biểu hiện tương phản đã được tìm thấy ở vùng hải mã của những con cừu bị nhiễm phế liệu, trong đó TLR2 và MyD88 bị điều hòa quá mức (p < 0.01) và TLR1 cho thấy xu hướng điều hòa giảm (p < 0,1) .

Ngoài ra, vùng hải mã là khu vực duy nhất mà biểu hiện CD36 không tăng lên. Nhìn chung, TLR4 là gen được điều hòa nhiều nhất ở cừu bị nhiễm phế liệu so với đối chứng ở cả bốn vùng não, mặc dù không có sự khác biệt đáng kể nào được quan sát thấy ở đồi thị hoặc đồi thị do sự biến đổi giữa các cá thể.

Việc phân tích nồng độ cytokine cho thấy sự biểu hiện quá mức của TGF-, IL-10 và IL-6 ở đồi thị của cừu bị nhiễm phế liệu so với cừu đối chứng, nhưng không có sự thay đổi nào ở vùng hải mã (Hình 7).

Hình 6. Biểu hiện gen của TLR 1-10, MyD88, Trif và CD36 ở tủy não (A), đồi thị (B), vỏ não trước (C) và đồi hải mã (D) của cừu đối chứng và cừu bị nhiễm phế liệu .

Dữ liệu được biểu thị dưới dạng mức tăng trung bình ± SEM liên quan đến cừu đối chứng (được biểu thị bằng điểm 1). Điểm trung bình được so sánh bằng cách sử dụng bài kiểm tra t-test của Học sinh hoặc bài kiểm tra Mann–Whitney U tương ứng cho dữ liệu được phân phối bình thường và không bình thường. # p < 0.1, * p < 0.05, ** p < 0,01.

Hình 7. Biểu hiện gen của các cytokine chống viêm TGF- và IL-10, cũng như các cytokine tiền viêm TNF- và IL-6, ở đồi thị (A) và hồi hải mã (B) của vùng kiểm soát và vết xước tự nhiên -cừu bị nhiễm bệnh.

Dữ liệu được biểu diễn dưới dạng thay đổi trung bình ± SEM liên quan đến các điều khiển (được biểu thị bằng điểm 1). Điểm trung bình được so sánh bằng cách sử dụng bài kiểm tra t-test hoặc Mann–Whitney U của Học sinh tương ứng cho dữ liệu được phân phối bình thường và không bình thường. * p < 0.

Để kiểm tra xem những thay đổi trong biểu hiện TLR trong hệ thần kinh trung ương trong bệnh tự nhiên có thể so sánh được với những thay đổi gây ra trong mô hình chuột tg338 sau khi nhiễm trùng nội sọ với phế liệu hay không, mức độ phiên mã của TLR và MyD88 đã được đánh giá ở đồi thị oftg338 chuột (Hình 8). Mức mRNA TLR1 và TLR2 đã tăng đáng kể (p < 0.01)so với nhóm đối chứng và có xu hướng điều chỉnh tăng TLR7 (p< 0.1). The levels of TLR8 expression were undetected.

Hình 8. Biểu hiện gen của TLR1-7, TLR9 và MyD88 ở đồi thị của chuột tg338 bị ảnh hưởng lâm sàng được tiêm trong não bằng chất cấy dương tính với phế liệu so với đối chứng (cấy phế liệu-âm tính). Kết quả được biểu thị dưới dạng thay đổi trung bình ± SEM liên quan đến các điều khiển (được biểu thị bằng điểm 1). Điểm trung bình được so sánh bằng cách sử dụng bài kiểm tra t-test của Học sinh hoặc bài kiểm tra Mann–Whitney U tương ứng cho dữ liệu được phân phối bình thường và không bình thường. # p < {{10}}.1, ** p < 0,01.

2.5. Đánh giá mức protein TLR4 xác nhận sự điều hòa lên được phát hiện bởi qPCR ở cừu bị nhiễm Scrapie

Để xác nhận rằng sự gia tăng quan sát được của TLR4 mRNA dẫn đến những thay đổi về mức độ protein, TLR4 đã được WB đánh giá ở tủy não, đồi thị, đồi thị và vỏ não trước của bốn con cừu bị nhiễm phế liệu và bốn con cừu đối chứng (Hình 9).

Phù hợp với kết quả qPCR, mức protein TLR4 đã tăng đáng kể (p < 0,05) ở tất cả bốn vùng não của cừu bị nhiễm phế liệu.

Hình 9. Biểu hiện protein TLR4 ở tủy não (Mo), đồi thị (Th), hồi hải mã (Hc) và vỏ não trước (Fc) của cừu bị nhiễm phế liệu so với cừu đối chứng (n=4 mỗi nhóm). -actin được sử dụng làm chất kiểm soát tải.

Biểu đồ mô tả các giá trị đo mật độ và biểu thị sự gia tăng đáng kể biểu hiện TLR4 ở tất cả các vùng ở cừu bị nhiễm phế liệu so với cừu đối chứng. Dữ liệu được thể hiện dưới dạng chủ đề ± SEM. Điểm trung bình được so sánh bằng cách sử dụng bài kiểm tra t của Học sinh. * p < 0.05.

3. Thảo luận

Trong những năm gần đây, nghiên cứu về phản ứng viêm thần kinh ở bệnh prion đã giúp hiểu rõ hơn về cơ chế cơ bản và hậu quả.

Viêm thần kinh liên quan đến chứng microgliosis phản ứng và astrogliosis [43], cả hai đều có thể được phát hiện trước khi xuất hiện các dấu hiệu lâm sàng và xảy ra trước chứng xốp hóa và mất tế bào thần kinh [7,8,18].

Việc kích hoạt vi mô trong các bệnh prion là có lợi hay có hại vẫn còn là vấn đề tranh luận. Một số tác giả cho rằng sự kích hoạt và tăng sinh vi mô góp phần vào quá trình viêm thần kinh và hậu quả là thoái hóa thần kinh [8,18,44].

Tuy nhiên, những người khác chỉ ra vai trò bảo vệ tổng thể của microglia và các nghiên cứu trong ống nghiệm chỉ ra rằng microglia có thể nội hóa và làm suy giảm PrPSc [27,45]. Phù hợp với những phát hiện này, các thí nghiệm in vivo đã chỉ ra rằng sự suy giảm vi mô làm giảm thời gian sống sót, có thể là do độ thanh thải PrPSc giảm [46,47].

Do đó, điều hợp lý là có nhiều kiểu hình vi mô phản ứng tồn tại trong quá trình bệnh, tạo ra tác dụng bảo vệ thần kinh ở giai đoạn bệnh sớm và khi bệnh tiến triển, nhường chỗ cho kiểu hình tiền viêm gây ra tác động bất lợi [9,10]. Một giả thuyết đề xuất rằng tín hiệu TLR làm trung gian kích hoạt tế bào thần kinh đệm trong các bệnh prion.

Sự hấp thu microglia của các sợi amyloid trong bệnh Alzheimer được biết là được thúc đẩy bằng cách kích hoạt TLR [48,49]. Do đó, trong khi việc kích hoạt TLR trên các tế bào thần kinh đệm có thể đóng một vai trò trong việc thanh thải các protein tổng hợp hoặc bất thường (ví dụ, protein prion), thì việc kích hoạt mãn tính có thể gây bất lợi cho vật chủ, dẫn đến nhiễm độc thần kinh và chết tế bào thần kinh [50].

Cho đến nay, dữ liệu về vai trò của TLR trong quá trình hình thành prion còn rất hạn chế. Một số nghiên cứu đã đo lường những thay đổi trong biểu hiện TLR trong hệ thần kinh trung ương ở các mô hình chuột, và một nghiên cứu đã báo cáo những thay đổi trong biểu hiện TLR trong máu của cừu non, với tất cả các trường hợp sử dụng động vật bị nhiễm bệnh prion trong thực nghiệm [22,26,30].

For more information:1950477648nn@gmail.com