Mga Komento: Sa usa ka modelo sa mouse sa Parkinson, ang pag-ehersisyo sa treadmill misaka ang mga receptor sa dopamine D2. Ang pagkaadik hinungdan sa pagkunhod sa mga receptor sa D2 nga bahin nga hinungdan sa pagkasensitibo. Laing hinungdan sa pag-ehersisyo.
Mga Kalisud sa Paglihok
Volume 25, Isyu 16, mga panid 2777-2784, 15 Disyembre 2010
abstract
Ang katuyoan sa kasamtangan nga pagtuon mao ang pagsusi sa mga kausaban sa dopamine D2 receptor (DA-D2R) ekspresyon sulod sa basal ganglia sa MPTP nga mga ilaga nga gipailalom sa intensive treadmill exercise. Gamit ang Western immunoblotting analysis sa synaptoneurosomes ug Sa vivo positron emission tomography (PET) imaging nga gigamit ang DA-D2R partikular nga ligand [18F], nakita namon nga ang high intensity treadmill exercise nagpadulong sa pagsaka sa striatal nga DA-D2R nga ekspresyon nga labing gipahayag sa MPTP itandi sa saline treated mice. Ang mga kausaban nga gihimo sa DA-D2R sa dopamine-depleted basal ganglia nahiuyon sa potensyal nga papel niini nga receptor sa pag-modula sa mga medium nga mga neuron nga mga function (neurons) ug pag-ayo sa pamatasan. Importante, ang mga kaplag gikan niini nga pagtuon nagpaluyo sa rason alang sa paggamit sa PET imaging uban sa [18F] aron masusi ang DA-D2R nga mga kausaban sa mga indibidwal nga adunay Parkinson's Disease (PD) nga nagpatuman sa high-intensity treadmill training.
Ang ehersisyo makapauswag sa performance sa motor sa mga pasyente nga adunay Parkinson's disease (PD).1-3 Ang mga modelo sa mananap, sama sa 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) nga mouse, naghatag og usa ka kritikal nga himan aron masusi ang mga mekanismo sa molekula sa pagpauswag sa ehersisyo sa motor.4-6 Ang dopamine D1 ug D2 receptors (DA-D1R ug DA-D2R) mao ang mga nag-una nga target sa dopamine sa striatal medium spiny neurons (MSNs) ug modulate ang physiological properties ug cellular signaling. Sa partikular, ang DA-D2R adunay dakong papel sa long-term depression (LTD), usa ka matang sa synaptic plasticity nga naglakip sa pag-integrar sa glutamatergic ug dopaminergic neurotransmission nga nagdala ngadto sa pag-encode sa function sa motor sa dorsolateral striatum. Tungod sa papel sa DA-D2R sa kontrol sa motor, kami nagtinguha sa pag-usisa kung ang ehersisyo nga gipaayo nga pagpalambo sa motor function tungod sa usa ka bahin sa usa ka pagdugang sa striatal DA-D2R nga ekspresyon.
Ang Positron emission tomography (PET) -magdumala sa DA-D2R radiotracers nagtanyag sa abilidad sa pagpadayon sa mga pagtuon nga dugay sa epekto sa ehersisyo sa mga tawo. Ang mga pagtuon kaniadto sa aerobic exercise misulay sa pagsukod sa dopamine release sa normal nga mga indibidwal7 ug wala'y kausaban sa pagbugkos sa [11C] raclopride naobserbahan, nga gipangunahan sa mga tigsulat nga nagsugyot nga ang gamay nga kausaban sa lebel sa dopamine nahitabo. Apan, ang mga epekto sa ehersisyo sa DA-D2R nga ekspresyon ug synaptic nga kalihokan wala matun-an. Ang PET-imaging ligand [18F] fallypride usa ka maayo nga himan sa pag-usisa niini tungod sa taas nga relasyon niini ug pagkatinuod alang sa DA-D2R ug DA-D3R, ug dili sama sa [11C] raclopride, dili kini dali nga napapahawa sa baseline level of endogenous dopamine.7-10 Gipamatud-an kini sa prerreatment sa mga hayop (aron mawagtang ang endogenous dopamine) nga walay epekto sa [18F] pagtabang,9,11 apan naka-11C] raclopride binding8 nga gituohan nga usa ka kausaban sa dayag nga binding pagkasama (Kd) kay sa numero sa receptor (BMax).
Ingon nga ang gikinahanglan nga potensyal (BP) sa [18F] ang fallypride dili makasugakod sa mga kausaban tungod sa paghubag sa dopamine, nga nagpakita nga gamay ra ang epekto niini Kd or BMax sa baseline o nahutdan nga kahimtang, kami naggamit sa [18F] fallypride aron masulayan ang among pangagpas nga ang DA-D2R nga ekspresyon nagdugang diha sa MPTP mouse nga modelo uban sa intensive exercise.9,10,12,13 Dugang pa, aron suportahan ang among mga panig-igway nga mga lakang, gigamit namo ang komplementaryong pamaagi sa Western immunoblot analysis sa synaptoneurosomal nga pagpangandam aron sukdon ang mga kausaban sa DA-D2R protina nga ekspresyon sa lebel sa synapse sa samang mga hayop. Nagreport kami dinhi sa mga epekto sa ehersisyo sa DA-D2R nga ekspresyon ug [18F] fallypride sa mga grupo sa mga ilaga nga gitambalan sa saline o MPTP.
Mga pamaagi
Mga Hayop, Mga Grupo sa Pagtratar, ug Pagdumala sa MPTP
Ang lalaki nga C57BL / 6 nga mga ilaga nga 8 nga mga semana (Charles River Laboratories, Wilmington, MA) mga grupo nga gipuy-an sa usa ka kuwarto nga kontrolado sa temperatura ubos sa 12 h light / 12 h dark cycle. Ang tanan nga mga pamaagi gipahigayon sumala sa Giya sa NIH alang sa Pag-atiman ug Paggamit sa Mga Hayop sa Laboratory nga gi-aprobahan sa USC IACUC. Ang total nga 164 nga mga ilaga gigamit sa upat ka mga grupo sa paggamot: (1) saline (n = 42), (2) saline plus ehersisyo (n = 55), (3) MPTP (n = 57), ug (4) ehersisyo (n = 42). Ang mga ilaga nakadawat sa upat ka intraperitoneal injection sa 20 mg / kg MPTP (free-base; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) nga gibungkag sa 0.9% saline, ug 2-h intervals o upat ka intraperitoneal injections sa 0.1 ml 0.9% NaCl ingon nga pagkontrol. Ang pagkadiskurso gipamatud-an sa pag-analisar sa HPLC sa striatal dopamine levels. Sa 10 nga mga adlaw nga post-MPTP nga administrasyon, adunay 82.2% dopamine depletion sa MPTP nga mga mice (48.0 ± 8.4 ng / mg nga protina) kon itandi sa saline mice (269.5 ± 24.9 ng / mg nga protina). Sa pagtapos sa pagtuon, walay kalainan sa striatal dopamine levels sa taliwala sa MPTP plus exercise mice (69.8 ± 11.7 ng / mg sa protein) kon itandi sa MPTP (77.9 ± 12.0 ng / mg sa protein). Apan, dihay dakung pagdugang sa striatal dopamine sa saline plus exercise mice (315.2 ± 9.0 ng / mg nga protina) kon itandi sa saline (246.9 ± 19.8 ng / mg nga protein) (F(3,16) = 7.78; P <0.05).
Pagbansay sa Treadmill
Ang ehersisyo nagsugod sa 5 mga adlaw human sa pagsamad. Ang mga ilaga gikan sa duha ka grupo sa pag-ehersisyo (saline plus ehersisyo ug MPTP plus ehersisyo) gibansay sa pagdagan sa 100-cm motorized treadmill (Exer 6M, Columbus Instruments, OH) sa incremental speeds alang sa 6 weeks (5 days / week) sa 60 min / adlaw ug sa gikusgon nga 18-20 m / min.5,6
Magnetic paglanog Imaging
Ang usa ka tulo-ka-dimensiyon nga volumetric T1-weighted magnetic resonance (MR) nga larawan sa utok sa mouse nakuha pinaagi sa 7-T micro-MRI system (Bruker Biospin, Billerica, MA). Ang mga parametro sa pagkuha sa imahe mao ang: TE = 46.1 ms, TR = 6292.5 ms, 0.4-mm slice thickness, 0.45-mm interslice thickness, 128 × 128 × 128 matrix size.
Radiokimistika
Paghiusa sa [18F] fallypride gipahigayon ingon sa una nga gihulagway pinaagi sa nucleophilic substitution reaction sa tosyl precursor nga [18F] gamit ang custom-made nga radicalshemistry apparatus.12 Ang paghinlo nakab-ot pinaagi sa reverse-phase HPLC sa usa ka column sa C8 (2) Phenomenex Luna nga naggamit sa acetonitrile ug sodium phosphate buffer isip mobile phase (55: 45). Ang UV absorbance gisukod sa 254 nm ug AUFS 0.05. Ang Radioactive peak (retensyon nga panahon 17 min) nga katumbas sa [18F] fallypride, nakolekta ug gikuha ang solvent sa usa ka rotary evaporator. Ang katapusan nga produkto gisulayan alang sa pyrogenicity, sterility, pH, ug pagtangtang sa organic solvents pinaagi sa gas chromatography. Ang piho nga kalihokan ug radiochemical nga kaputli gi-assess sa usa ka Waters HPLC system gamit ang usa ka C8 (2) Phenomenex Luna analytical. Ang piho nga kalihokan anaa sa sulod sa 3,000-12,000 Ci / mmol.
Mga pagsukod sa PET ug Pag-usisa sa Imahe
Dose ka mga ilaga ang gigamit alang sa PET imaging (n = 6 saline; n = 3 saline ug ehersisyo; n = 5 MPTP; ug n = 6 MPTP plus ehersisyo). Ang mga scan nakuha sa usa ka Concorde microPET R4 scanner (CTI Concorde Microsystems, Knoxville, TN) uban ang 60-min list mode acquisition protocol human sa 20-min transmission scan alang sa attenuation correction sa usa ka 68Ge nga tinubdan. [18F] fallypride (10.92-11.28 MBq) nga gi-injected pinaagi sa ikog vein (single bolus) sa pagsugod sa emission scan. Ang mga ilaga nahimo nga anesthetized uban sa 2% isofluorane ug 98% oxygen. Ang datos sa dinamikong lista sa mode gilain sa sinograms nga adunay 26 nga mga frame (6 × 20 sec, 4 × 40 sec, 6 × 1 min, ug 10 × 5 min) ug gi-reconstructed sa duha ka pag-uli sa OSEM (gisundan nga subsets expectation maximization) gisundan sa 18 mga pag-usab sa MAP (maximum a posteriori) algorithm sa pagtukod pag-usab.14 Ang gi-reconstructed nga mga larawan gipul-an aron maglangkob sa ulo ug sa linyang gihulma sa Z-direction aron makamugna og 128 × 128 × 63 image nga may isotropic 0.4 × 0.4 × 0.4 mm3 voxels. Ang mga larawan sa striatum nga gikinahanglan nga taas nga resolusyon (BP) nga mga larawan gikuha gikan sa gi-reconstructed dinamikong mga litrato gamit ang multilinear tissue reference model15 ug Logan nga mga laraw16 nga adunay taas nga kalihokan sa striatum ug ubos kaayo nga kalihokan sa cerebellum (reference region). Ang mga anatomical region of interest (striatum ug cerebellum) gipasabot sa duha ka hemispheres sa mga imahe sa PET nga gi-coregistered sa MRI gamit ang Rview (bersyon 8.21Beta).17 Ang gidaghanon sa piho nga pagbugkos sa [18F] fallypride sa mouse striatum gihimo gamit ang BP value nga naghatag sa usa ka sukod sa ratio sa piho / dili piho nga pagbugkos sa ekwilibrium.18,19 Aron ipasundayag ang pagkapatas sa pagkasunod sa striatum, upat ka mga ilaga ang gipanguha nga 60 min human sa ligand injection, ang mga utok dali nga mikaging sa liquid nitrogen, gikutlo sa 30-μm nga gibag-on, ug mga seksyon nga gipadapat sa phospho-imager (Typhoon 9200, GE Healthcare Inc., Piscataway , NJ) (Fig. 1). Gipakita sa mga pagtuon nga [18F] fallypride nagbugkos ilabi na sa DA-D2R, ug ingon ka gamay ang DA-D3R anaa sa striatum, ang pagkutkut nagpakita DA-D2R occupancy.9,10,12,13
Tissue Collection alang sa HPLC ug Protein Analysis
Sa pagtapos sa pagtuon, ang mga utok dali nga gikuha ug ang dorsal striatum dissected nga bag-o nga katumbas sa anatomical nga mga rehiyon gikan sa bregma 1.2 ngadto sa 0.6 nga may corpus callosum ingon nga dorsal border, ang lateral nga bahin sa corpus callosum ingon nga lateral border, ug labaw sa anterior commissure ang utlanan sa ventral.20
Ang HPLC Pagsusi sa Dopamine ug sa mga Metabolites Niini
Ang mga lebel sa dopamine sa striatal homogenates (n = 4 matag grupo) gitino sa HPLC nga adunay detection sa electrochemical.6 Ang sistema adunay ESA auto-sampler (ESA, Chelmsford, MA) nga adunay 150 × 3.2 mm reverse-phase C-18 column (3μm diameter) ug CoulArray 5600A (ESA, Chelmsford, MA), adunay upat -channel analytical cell nga adunay potensyal nga gibutang sa -75, 50, 220, ug 350 mV.
Pag-usisa sa Western Immunoblot
Ang epekto sa pag-ehersisyo sa synaptic expression sa DA-D1R ug DA-D2R gi-analisar sa synaptoneurosome preparations nga gihimo nga lab-as gikan sa walo nga pooled dorsolateral striatum.21 Kini nga pamaagi gipahigayon sa tulo ka hugpong sa mga ilaga alang sa kinatibuk-an nga 24 nga mga ilaga matag eksperimento nga grupo (n = 3 matag usa nga grupo). Ang kaparehas nga pagpahayag sa mga protina alang sa DA-D1R (~ 50 kDa), DA-D2R (~ 50 kDa), tyrosine hydroxylase (58 kDa), dopamine transporter (68 kDa), ug α-tubulin (50 kDa) gi-analisar sa Western immunoblot22 gamit ang komersiyal nga pangunang mga antibodies (rabbit polyclonal ug mouse monoclonal antibodies, Millipore, Temecula, CA). Ang mga gapos sa protina gihulagway pinaagi sa pagkaayo nga purified kambing anti-kuneho o anti-mouse secondary nga mga antibodies nga conjugated sa IRDye680 o IRDye800 (Rockland, Gilbertsville, PA). Ang signal sa Fluorescent nakit-an pinaagi sa pag-scan sa filter sa usa ka LI-COR Odyssey duol sa plataporma sa infrared imaging ug gigamit gamit ang Odyssey 2.1 software (LI-COR Biotechnology, Lincoln, NE). Ang mga resulta gipakita ingon nga relatibong ekspresyon nga lebel kon itandi sa saline group (gibutang sa 100%).
Statistical Analysis
Ang mga kalainan tali sa mga grupo sa BP sa [18F] fallypride, DA-D1R, ug DA-D2R nga mga lebel sa protina pag-analisa gamit ang duha ka pag-analisar sa variance (ANOVA) nga giatiman sa subject factor (saline vs. MPTP). ehersisyo). Alang sa labing dali nga treadmill speed test, ang panahon gigamit ingon tali sa subject factor (semana 1, 2, ug uban pa) ug ang pag-gamit gigamit nga sulod sa subject factor (saline vs. MPTP). Ang Bonferroni post hoc test gigamit aron sa pagkorihir alang sa daghan nga mga pagtandi sa pagtantiya sa kahulogan sa interes. Ang lebel sa kahulogan gibutang sa P <0.05. Aron mahibal-an ang praktikal nga kahinungdan sa mga kalainan sa grupo, usa ka banabana sa kadako sa mga kalainan sa taliwala sa mga grupo ang nakalkula gamit ang sukod sa epekto (ES) (ES = KahuluganGrupo 1 - KahuloganGrupo 2/ SDgipundok). Ang ES nagpakita sa epekto sa pagtambal sa sulud sa usa ka populasyon nga interes ug gitaho sumala sa naestablisar nga sukaranan ingon gamay (<0.41), medium (0.41-0.70), o dako (> 0.70).23 Ang pagsusi gihimo pinaagi sa Prism5 alang sa Windows (GraphPad, San Diego, CA).
MGA RESULTA
Ang High-Intensity Treadmill Exercise Improved Motor Behavior sa MPTP-Lesioned Mice
Sa wala pa ang pag-ehersisyo sa MPTP ug pagsugod sa pag-ehersisyo, ang average baseline velocities sa tanan nga mga ilaga sa duha ka grupo sa ehersisyo susama (saline plus ehersisyo: 11.7 ± 1.1 m / min, ug MPTP plus ehersisyo: 11.2 ± 1.1 m / min). Ang adlaw-adlaw nga ehersisyo alang sa 6 nga mga semana nakapauswag sa pinakadako nga treadmill velocities sa duha ka ehersisyo nga mga grupo nga adunay saline plus ehersisyo nga mga ilaga nga nagpakita sa kamahinungdanon nga labaw nga kadali nga tulin itandi sa MPTP plus ehersisyo nga mga ilaga sulod sa mga semana 1 pinaagi sa 4 (Fig. 2). Apan, ang MPTP plus ehersisyo nga mga ilaga adunay susama nga kadako nga treadmill nga katulin sama sa saline ug ehersisyo nga mga mice sa semana 5 (MPTP plus ehersisyo: 17.2 ± 3.6 m / min ug saline plus ehersisyo: 22.0 ± 1.5 m / min) ug semana 6 (19.2 ± 1.2 m / min ug 22.2 ± 0.9 m / min, matag usa). Sama sa na-report kaniadto, ang MPTP-lesioned nga mga ilaga nga wala mopailalom sa treadmill training nagpakita nga walay kusog nga pagbawi sa paggawi sa motor sa ilang labing kadak-on nga 7.0 ± 0.3 m / min sa katapusan sa 6-week exercise period.5
Ang High-Intensity Treadmill Exercise Dugang Striatal DA-D2R apan dili DA-D1R Protein
Ang high-intensity treadmill nga pag-ehersisyo sa nagkalain-laing mga apektadong DA-D2R ug DA-D1R nga lebel sa synaptoneurosomal nga pagpangandam gikan sa dorsal striatum ingon sa gipakita sa Western blot analysis (Fig. 3). Ang MPTP plus ehersisyo nga mga ilaga adunay 48.8 nga pagdugang sa striatal DA-D2R kumpara sa MPTP nga mga ilaga (Fig. 3B), ug mahinungdanon nga interaksiyon tali sa pag-ehersisyo ug MPTP nga lesioning sa DA-D2R protein level (F(1,8) = 6.0; P <0.05). Sa kasukwahi, wala’y epekto sa ehersisyo sa lebel sa protina sa DA-D1R taliwala sa mga grupo (Fig. 3A; F(1,8) = 0.1, P = 0.78). Ang MPTP lesioning nga nag-inusara wala mausab sa bisan unsang DA-D2R (F(1,8) = 0.0; P = 0.88) o DA-D1R nga ekspresyon (F(1,8) = 0.0; P = 0.92). Dugang pa, duha ka lainlaing mga marka sa protina sa midbrain dopaminergic fiber integridad, tyrosine hydroxylase (TH; Fig. 3C) ug dopamine transporter (DAT; Fig. 3D), nagpakita nga ang MPTP mahinungdanon nga mikunhod ang striatal TH protina (F(1,8) = 757.3; P <0.05) ug ekspresyon sa DAT (F(1,8) = 218.0; P <0.05).
Ang High-Intensity Treadmill Pag-ehersisyo Dugang nga Striatal [18F] Fallypride Binding Potential (BP)
Samtang ang Western immunoblotting analysis sa receptor protein expression gisukod ang total antitheory epitopes (ang duha sa ibabaw ug sa internal nga cellular nga mga tindahan), Sa vivo Ang PET-imaging nga may high-affinity nga DA-D2R nga espesipikong radioligand [18F] fallypride mahimong mahulagway ang mga epekto sa ehersisyo sa pagkaanaa sa DA-D2R aron mahugtan ang ligand (Fig. 4). Gipakita sa pag-usisa sa estadistika nga adunay dakong epekto sa ehersisyo (F(1,16) = 12.3; P <0.05) ingon man lesyon sa MPTP (F(1,16) = 160.3; P <0.05) nga walay hinungdan nga pakig-uban tali sa MPTP ug ehersisyo (F(1,16) = 3.5; P = 0.07) sa [18F] fallypride BP. Ang Bonferroni post hoc analysis nagpakita sa mahinungdanon nga kalainan sa mga bili sa BP tali sa MPTP ug MPTP plus ehersisyo nga mga ilaga (t = 1.1, Df = 1, 16; P <0.01), ug wala’y hinungdan nga kalainan tali sa saline ug saline plus mga ilaga sa ehersisyo (t = 4.1, Df = 1, 16; P > 0.05). Sa piho nga paagi, ang MPTP plus nga mga ilaga sa pag-ehersisyo adunay 73.1% nga pagtaas sa [18F] fallypride BP kumpara sa MPTP nga mga ilaga (kasagaran nga mga bili sa BP alang sa MPTP plus ehersisyo: 7.1 ± 0.7; average nga BP nga mga kantidad sa MPTP nga mga ilaga: 4.1 ± 0.3) (Fig. 4B). Dugang pa, ang saline plus ehersisyo nga mga ilaga adunay usa ka pagtaas sa 8.2% sa [18F] fallypride BP (13.2 ± 1.0) kumpara sa saline mice (12.2 ± 0.3). Sumala sa maong mga resulta sa "mga sukod sa epekto sa epekto" nagpakita sa usa ka dako nga ehersisyo nga epekto tali sa mga grupong MPTP (ES = 2.61) kay sa nakita sa tunga sa mga saline nga grupo (ES = 0.94).
PANAGHISGOT
Kini nga pagtuon nagpakita nga ang high-intensity treadmill nga pag-ehersisyo nagdala ngadto sa pagtaas sa [18F] fallypride BP (DA-D2R availability) sa striatum sa MPTP nga giatiman nga mga ilaga. Sa kasukwahi, walay mahinungdanon nga pagbag-o sa kinatibuk-ang striatal dopamine levels tali sa MPTP plus ehersisyo kumpara sa MPTP walay ehersisyo nga mga ilaga. [18F] fallypride usa ka highly selective DA-D2 / D3R antagonist kansang BP nagpakita sa usa ka Sa vivo sukdanan sa mga receptors (BMax) / binding affinity (Kd). Ingon nga ang DA-D2Rs mao ang nag-una nga dopamine receptor subtype sulod sa dorsal striatum, usa ka pag-uswag nga gipa-ehersisyo sa [18F] fallypride BP nagrepresentar sa pagtaas sa DA-D2R nga gidaghanon ug gipaluyohan sa usa ka pagtaas sa protina nga ekspresyon gamit ang Western immunoblotting ug sa atong mga pagtuon kaniadto nga nagpakita sa pagdugang sa striatal nga DA-D2R mRNA transcript expression gamit ang in hybridization histochemistry.5 Kini nga interpretasyon sa BP elevation dugang gipaluyohan sa kamatuoran nga ang pagbakwit sa [18F] fallypride pinaagi sa dopamine dili lagmit mahitabo sa MPTP nga mga ilaga ingon nga dopamine nga lebel nagpabilin nga ubos.24 Busa, ang mga kausaban sa dayag nga pagbag-oKd) wala'y labot ug dili tingali epekto sa BP. Ang gipalambo nga epekto sa pag-ehersisyo sa MPTP nga mga ilaga mahimong nagpakita sa usa ka pagsulay sa nasamdan nga utok aron ma-optimize ang dopaminergic neurotransmission pinaagi sa nadugangan nga numero sa receptor samtang ang mga lebel sa dopamine nagpabilin nga nahutdan. Ang dugang nga pagsanong sa MPTP nga mga ilaga sa pag-ehersisyo nagpadayag sa mas dako nga kalagmitan sa nasamdan batok sa utok sa utok nga moagi sa neuroplasticity, nga mahimo nga dili kinahanglanon kung ang striatal circuitry dili mabuak. Ang kamatuoran nga ang lebel sa dopamine dili mausab sa pag-ehersisyo sa MPTP nga mga ilaga nagsugyot nga ang mga pagbag-o sa bayad sa DA-D2R mahinungdanon alang sa ehersisyo nga may kalambigitan sa gipaayo nga performance sa motor.
Pinaagi sa paggamit sa PET imaging, nakita namon ang pagkunhod sa DA-D2R BP human sa MPTP paglaragway kalabot sa saline-treat nga mga ilaga. Kini sukwahi sa Western immunoblotting diin walay pagbag-o sa DA-D2R protina nga ekspresyon ang naobserbahan. Ang DA-D2R naglungtad sa usa ka dinamikong panimbang tali sa nawong ug intracellular compartments, uban sa ulahing dili kasagaran nga magamit sa PET radioligands. Sa dopamine-depleted nga kahimtang, ang mga mekanismo sa pagpauli mahimo nga mosangpot sa mga pagbag-o sa intracellular pool alang sa DA-D2R, nga mahimo nga dili magamit alang sa [18F] fallypride binding apan mahimo pa nga makita sa Western immunoblotting.
Dili sama sa atong mga nahibal-an, ang usa ka us aka bayad sa DA-D2R gitaho sa mga indibidwal nga adunay PD ug human sa administrasyon sa MPTP sa non-human primates, o 6-OHDA sa mga ilaga.25 Diha sa literatura, ang pagkawala sa DA-D2Rs gikatahong tungod sa pagkaluya sa dopaminergic neurons, samtang ang pagsaka sa DA-D2Rs resulta sa dugang nga ekspresyon sa nahabilin nga dopaminergic terminals ug / o nagdugang nga sintesis sulod sa striatopallidal neurons o cholinergic interneurons. Kini nga kalainan tali sa among pagtuon sa PET, ug sa mga literatura, mahimo nga tungod sa mga kalainan sa kagrabe sa sugyot tali sa mga pagtuon.11 Sa partikular, ang pagkawala sa usa ka mas daghan nga presynaptic nga DA-D2Rs pinaagi sa MPTP nga giduso nga pagkawala sa selula mahimong igo aron mabawi ang bisan unsang mga pagbag-o sa postsynaptic nga gibunga tungod sa lesyon lamang. Sa laing bahin, ang atong kawalay katakus sa pagtan-aw sa pagtaas sa DA-D2R BP ug mga lebel sa ekspresyon sa MPTP (non-ehersisyo) nga mga ilaga tingali tungod sa usa ka gamay nga pagkaayo sa mga lebel sa dopamine sa katapusan sa pagtuon (82% dopamine depletion sa 10 days versus 68 % nga pagkaguba sa 42 nga mga adlaw nga postles). Bisan pa, dili kini ingon nga ang MPTP plus ehersisyo nga mga ilaga, nga nagpakita usab og gamay nga pagkaayo sa dopamine (dili kaayo lahi gikan sa MPTP nga walay ehersisyo nga mga ilaga) nagdugang sa DA-D2R BP.
Ang kadaghanan sa DA-D1Rs ug D2Rs gipahayag sa dendritic spines sa MSNs uban ang mga dugang nga receptors nga gipahayag sa cholinergic interneurons ug terminal sa glutamatergic ug dopaminergic neurons nga gikan sa cortex (o thalamus) ug substantia nigra pars compacta, matag usa.26 Ang usa ka dakong papel sa dopamine mao ang pag-modulate sa corticostriatal o thalamostriatal glutamatergic neurotransmission sa MSN. Ang glutamatergic neurotransmission gipaayo pinaagi sa DA-D1Rs ug mikunhod pinaagi sa DA-D2Rs.27-29 Ubos sa mga kondisyon sa pagkawala sa dopamine, ang mga tunok ug mga koneksyon sa synaptic gipili sa DA-D2R nga adunay mga MSN sa dili diretso nga agianan.30 Kini nga pagkawala giubanan sa usa ka hyperexcitability state sulod sa mga MSN tungod sa dugang nga glutamatergic corticostriatal neurotransmission.31-33 Sa mga modelo sa mananap sa PD, kini nga pagdugang sa glutamatergic drive nakig-uyon sa parkinsonian nga kinaiya sa motor.34 Ang paglapas niini nga hyperexcitable nga kahimtang pinaagi sa pag-aplikar sa dopamine o sa mga agonist niini nagdala ngadto sa pagbalik sa parkinsonian deficit sa motor.35,36 Tungod niini nga mga taho ug sa among mga nahibal-an, gipanlantaw namo nga ang mga benepisyo sa ehersisyo nga high intensity makapadugang sa dopaminergic signaling pinaagi sa dugang DA-D2R nga ekspresyon sa dili diretso nga agianan (apan dili ang DA-D1R direct pathway) pagsumpo sa glutamatergic excitability.
Ang nag-una nga konklusyon sa atong pagtuon mao nga ang pag-ehersisyo sa dagway sa intensive treadmill nga nagpadagan sa pagpadagan sa neuroplasticity pinaagi sa pagpataas sa pagpahayag sa striatal nga DA-D2Rs, usa ka proseso nga labing makita sa nasamdan nga utok. Base sa among mga nahibal-an, ang usa ka noninvasive PET-imaging approach sa [18F] fallypride mahimong magamit sa pag-imbestiga kon ang intensive treadmill exercise usab modala ngadto sa mga pagbag-o sa DA-D2R sa mga indibidwal nga adunay PD. Ang among pagtuon nagpakita sa bili sa preclinical nga panukiduki sa mga modelo sa hayop sa dopamine depletion ug ang importansya sa pagsiksik sa paghubad alang sa paghatag sa duha nga hinungdan ug pagsabut sa pagsabot sa imaging ug pag-ehersisyo sa mga tawo nga adunay PD.
mga sakripisyo
Gisuportahan kini sa usa ka grant gikan sa USC CTSI Full Pilot Grant Program, ug ubay-ubay nga pundo gikan sa Parkinson's Disease Foundation, Team Parkinson (Los Angeles), ang Parkinson Alliance, ang Whittier Parkinson's Disease Education Group, NINDS RO1 NS44327-1, NIA ( AG 21937) ug US Army NETRP W81XWH-04-1-0444. Ang MGV nakadawat sa USC Neuroscience Graduate Program Merit Fellowship. Gusto namon pasalamatan si Ryan Park ug si Dr. Peter Conti gikan sa USC Small Animal Imaging Core alang sa tabang sa micro-PET imaging ug Dr. Rex Moats gikan sa Small Animal Imaging Research Core sa Saban Research Institute alang sa tabang sa MRI mouse. Gusto namon nga pasalamatan si Yi-Hsuan (Lilian) Lai alang sa tabang sa ehersisyo sa treadmill, ug Avery Abernathy alang sa iyang kahibalo sa pag-usisa sa HPLC. Mapasalamaton kami sa mga Friends of the USC Parkinson's Disease Research Group lakip nila George ug MaryLou Boone, Walter ug Susan Doniger, ug Roberto Gonzales tungod sa ilang dalaygon nga suporta.
Mga footnote
Potensyal nga panagbangi: Wala'y taho.
Mubo nga sulat nadugang sa pruweba: Kini nga artikulo gimantala online sa 19 Oktubre 2010. Usa ka sayup ang nahibal-an sa ulahi. Kini nga pahibalo gilakip sa mga bersyon sa online ug sa pag-print aron ipakita nga ang duha gitul-id na.
Mga Pagpadayag sa Panalapi: USC Neuroscience Graduate Program Merit Fellowship (MV), NINDS RO1 NS44327-1 (MV, CW, JW, MJ ug GP), USC CTSI Full Pilot Grant Program (QL, AN, MJ, GP).
Mga Katungdanan sa Tagaytay: Ang tanan nga mga tagsulat nahimong hinungdan sa pagmugna niini nga manuskrito. Research Project Conception: GP, BF, MJ, RL, JW. Pagpatuman sa Proyekto: MV, QL, AN, CW, MJ, GP. Pagkolekta sa datos, Pagproseso, Pagsusi sa Estadistika: MV, QL, BF, AN, RL, MJ, GP. Pagpangandam sa Manuskrito: MV, QL, BF, RL, JW, MJ, GP.
mga pakisayran
36. Calabresi P, Pisani A, Centonze D, Bernardi G. Synaptic plasticity ug physiological interactions sa dopamine ug gluta
;