Cleachdaidhean ag àrdachadh gabhadan dopamine D2 ann am modail luchaig de ghalar Parkinsons In vivo ìomhaigh le (18F) fialpride (2010)

Beachdan: Ann am modail lucha de Parkinson's, mheudaich eacarsaich treadmill gabhadairean dopamine D2. Tha tràilleachd ag adhbhrachadh crìonadh ann an gabhadairean D2 a tha gu ìre na adhbhar desensitization. Adhbhar eile airson eacarsaich.

Mì-rian gluasaid

Leabhar 25, Iris 16, duilleagan 2777-2784, 15 Dùbhlachd 2010

Gheibhear an dreach deasaichte deireannach den artaigil seo den artaigil aig Sgaoileadh
Faic artaigilean eile ann am PMC Dh'ainmich an artaigil foillsichte.

Abstract

B 'e adhbhar an rannsachaidh làithreach sgrùdadh a dhèanamh air na h-atharrachaidhean ann an abairt dopamine D2 (DA-D2R) taobh a-staigh na ganglia basal de lucha MPTP a dh ’obraich eacarsaich treadm dhian. A ’cleachdadh anailis immunoblotting an taobh a-muigh de synaptoneurosomes agus ann am vivo ìomhaigh ìomhaigheachd tomit positron (PET) a ’cleachdadh an ligand sònraichte DA-D2R [18F] fallypride, fhuair sinn a-mach gun do lean eacarsaich treadmill trom-dhèanta gu fàs ann an abairt DA-D2R striatal a bha nas follaisiche ann am MPTP an coimeas ri luchagan le salann. Tha atharrachaidhean a ’cleachdadh eacarsaich san DA-D2R ann an ganglia basal le dopamine-lùghdaichte co-chòrdail ri dreuchd a dh’ fhaodadh a bhith aig a ’ghabhadair seo ann an gnìomhachd niùclan spìosraidh mheadhanach (MSNs) agus faighinn thairis air giùlan. Gu cudromach, tha na toraidhean bhon sgrùdadh seo a ’toirt taic don adhbhar airson a bhith a’ cleachdadh dealbhan PET le [18F] fidepride airson sgrùdadh a dhèanamh air atharrachaidhean DA-D2R ann an daoine fa leth aig a bheil Galar Pharkinson (PD) a ’dol tro thrèanadh ann an dian-astar trom.

Keywords: tomografachadh positron tomografa, ganglia basal, neuroplasticity, eacarsaich muileann-craoibhe

Bidh eacarsaich a ’toirt piseach air coileanadh motair ann an euslaintich le galar Pharkinson (PD).1-3 Tha modailean bheathaichean, leithid an luchag 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), a ’toirt seachad inneal riatanach airson sgrùdadh a dhèanamh air na h-innleachdan molecular airson adhartas ann an giùlan motair.4-6 Is e na gabharan dopamine D1 agus D2 (DA-D1R agus DA-D2R) na prìomh thargaidean de dopamine air neurons spàinteach meadhanach mòr (MSNs) agus feartan fìorasach atharrachadh agus comharraidhean ceallach. Gu sònraichte, tha dreuchd chudromach aig an DA-D2R ann an trom-inntinn fad-ùine (LTD), seòrsa de phlastaig sioncopach a tha a ’toirt a-steach gluasad neurotransmission glutamatergic agus dopaminergic a dh’ fhalbh gu còdachadh gnìomhachd motair anns an striatum doral. Leis an obair a th ’aig DA-D2R ann an smachd motair, dh'fheuch sinn ri sgrùdadh a dhèanamh an e gu bheil àrdachadh ann an gnìomhachd nas motha ann am modh motair mar thoradh air àrdachadh ann an abairt stròma DA-D2R.

Bidh tomografa tomadh positron (PET) a ’toirt a-steach le radiotracers DA-D2R a’ toirt seachad comas air sgrùdaidhean fad-ùine a dhèanamh air buaidh eacarsaich ann an daoine. Tha sgrùdaidhean a rinneadh roimhe seo le eacarsaich aerobic air feuchainn ri sgaoileadh dopamine a thomhas ann an daoine àbhaisteach7 agus gun atharrachadh ann an ceangaltas [11Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air C], a ’toirt air na h-ùghdaran a ràdh nach robh mòran atharrachaidh ann an ìrean dopamine. Ach, cha deach sgrùdadh a dhèanamh air buaidh eacarsaich air abairt DA-D2R agus gnìomhachd synaptic. An ligand ìomhaigheach PET [18F] Tha fallypride na dheagh inneal airson seo a sgrùdadh air sgàth cho àrd is a tha e agus cho sònraichte sa tha e airson DA-D2R agus DA-D3R, agus eu-coltach ri [11C] raclopride, chan eil e furasta a chuir às a chèile le ìrean bun-loidhne de dhopamine dùthchasach.7-10 Chaidh seo a dhearbhadh le ro-ullachadh reserpine air beathaichean (gus dopamine dùthchasach a lùghdachadh) nach robh buaidh sam bith aige air [18F] ceangaltas fallypride,9,11 ach mòran nas motha [11C] ceangailt ri lorg8 chaidh sin a dhèanamh mar thoradh air atharrachadh anns an dàimh dhrùidhteach coltach (Kd) an àite àireamh-gabhail (Bmax).

Mar comas ceangailte (BP) de [18F] tha fallypride an aghaidh atharrachaidhean mar thoradh air dopamine a dh ’fhaodadh a bhith ga adhbharachadh, rud a tha a’ toirt buaidh bheag air a sin Kd or Bmax aig bun-loidhne no stàit ìsleachaidh, chleachd sinn [18F] fallypride airson ar beachd-bharail a dhearbhadh gu bheil DA-D2R a ’cur am meud ag èirigh anns a’ phutan luch MPTP le dian eacarsaich.9,10,12,13 A bharrachd air an sin, gus taic a thoirt do na ceumannan ìomhaigh againn airson PET, chleachd sinn an dòigh co-fhreagarrach airson sgrùdadh immunoblot an Iar air ullachaidhean synaptoneurosomal gus atharrachaidhean a thomhais ann an abairt pròtain DA-D2R aig ìre synapse anns na h-aon bheathaichean. Bidh sinn ag aithris an seo mu bhuaidh eacarsaich air abairt DA-D2R agus [18F] fidepride ann am buidhnean de luchain air an làimhseachadh le salann no MPTP.

DÒTHANAN

Ainmhidhean, Buidhnean Làimhseachaidh, agus Rianachd MPTP

Bha an fheadhainn fhireann C57BL / 6 luibhean 8 seachdainean (seann aois Charles River Laboratories, Wilmington, MA) air an gleidheadh ​​ann an seòmar fo smachd teòthachd fo chuairt 12 h light / 12 h dorcha. Chaidh na modhan uile a choileanadh a rèir Stiùireadh NIH airson Cùram agus Cleachdadh Ainmhidhean Laboratory mar a chaidh aontachadh leis an USC IACUC. Chaidh làn-luch de 164 a chleachdadh ann an ceithir buidhnean leigheis: (1) salann (n = 42), (2) eacarsaich salainn (n = 55), (3) MPTP (n = 57), agus (4) MPTP plus eacarsaich (n = 42). A thaobh sàrachadh, fhuair luchagan ceithir in-steallaidhean intraperitoneal de 20 mg / kg MPTP (ionad saor; Sigma-Aldrich, St Louis, MO) air an sgaoileadh ann an salann 0.9%, aig amannan 2-h no ceithir in-steallaidhean taobh a-staigh na loidhne 0.1 ml 0.9% NaCl mar smachd. Chaidh fo-chosnadh a dhearbhadh le mion-sgrùdadh HPLC air ìrean dopamine striatal. Aig làithean 10 rianachd an dèidh MPTP, bha ìsleachadh dopamine 82.2% ann an lucha MPTP (48.0 ± 8.4 ng / mg de phròtain) ann an coimeas ri luchain saillte (269.5 ± 24.9 ng / mg de phròtain). Aig deireadh an sgrùdaidh, cha robh eadar-dhealachadh mòr sam bith ann an ìrean dopamine striatal eadar MPTP agus luchagan eacarsaich (69.8 ± 11.7 ng / mg de phròtain) an coimeas ri MPTP (77.9 ± 12.0 ng / mg de phròtain). Ach, bha meudachadh mòr ann an dopamine striatal ann an luchagan saillte agus eacarsaich (315.2 ± 9.0 ng / mg de phròtain) an coimeas ri salann (246.9 ± 19.8 ng / mg de phròtain) (F(3,16) = 7.78; P <0.05).

Eacarsaich Treadmill

Thòisich eacarsaich 5 làithean an dèidh a ’ghabhadh. Chaidh luchainn bhon dà bhuidheann eacarsaich (eacarsaich saline plus agus MPTP plus eacarsaich) a thrèanadh gus ruith air muileann-rotha le motar 100-cm (Exer 6M, Columbus Instruments, OH) aig astaran ceumnach airson seachdainean 6 (5 làithean / seachdain) a ’ruighinn fad de 60 min / latha agus luaths 18 – 20 m / mion.5,6

Ìomhaigh Ath-bheothachaidh Maireannach

Chaidh ìomhaigh le lìon-tomad trì-thaobhach T1-le cuideam (MR) den eanchainn luch fhaighinn le siostam meanbh-MRI 7-T (Bruker Biospin, Billerica, MA). Is e crìochan togail ìomhaigh: TE = 46.1 ms, TR = 6292.5 ms, tighead slice 0.4-mm, tighead interslice 0.45-mm, 128 × 128 × meud maitinn 128.

Radiochemistry

Synthesis bho [18F] bha fallypride air a choileanadh mar a chaidh a mhìneachadh roimhe mar thoradh air àas ionadachadh nucleophilic na ro-ruithear tosyl le [18F] a ’cleachdadh uidheam radio-fheallsanachd dèante.12 Chaidh an t-àicheadh ​​a choileanadh le HPLC air ais sa cheum air colbh PXomUMX (8) Punaomenex Luna a ’cleachdadh acetonitrile agus bufair sodium phosphate mar ìre gluasadach (2: 55). Chaidh suathadh UV a thomhas aig 45 nm agus AUFS 254. Buaidh radaigeach (ùine gleidhidh 0.05 min) a tha co-ionann ri [18F] fallypride, bha e air a chruinneachadh agus air a thoirt air falbh bho ghalaraidh-rothag. Chaidh an toradh mu dheireadh a dhearbhadh airson pyrogenicity, gabhaltachd, pH, agus toirt air falbh lionn-cuirp fàs-bheairteach tro chromatography gas. Chaidh gnìomh sònraichte agus glainead radiochemical a mheasadh le siostam WPL HPLC le bhith a ’cleachdadh C8 (2) Phenomenex Luna anailigeach. Bha gnìomhan sònraichte ann an raon 3,000 – 12,000 Ci / mmol.

Tomhas PET agus Anailis air Dealbh

Chaidh fichead lucha a chleachdadh airson dealbhan PET (n = 6 salann; n = 3 salann agus eacarsaich; n = 5 MPTP; agus n = 6 MPTP plus eacarsaich). Chaidh sganan a cheannach le sganair Concorde microPET R4 (CTI Concorde Microsystems, Knoxville, TN) le pròta togail modail liosta 60-min às deidh scanadh tar-chuir 20 airson ceartachadh maolaithe le 68Stòr ge. [18Chaidh fidepride (10.92 – 11.28 MBq) a chur a-steach tro vein earbaill (bolus singilte) aig toiseach an scanadh sgaoilidh. Bha luchagan air an cur sìos le luchagan 2% isofluorane agus 98%. Chaidh dàta an dòigh liosta gluasadach a rèiteachadh gu sinograms le frèamaichean 26 (6 × soic 20, 4 × soic 40, 6 × 1 mionaid, agus 10 × 5 mionaid) agus ath-thogail le dà iterations de OSEM (fo-shruthan òrdaichte an dùil ri àrdachadh) agus 18 an uairsin. tionndaidhean de algairim ath-thogail MAP (max a posteriori).14 Chaidh dealbhan ath-chruthaichte a bhìreadh gus an ceann a chumail agus a chrathadh gu dìreach anns an Z-cruthaich gus ìomhaigh 128 × 128 × 63 a dhèanamh le Xototic xNUMX × 0.4 × 0.4 mm le isotropic mm3 voxels. Chaidh dealbhan ceangaltach àrd-rùn (BP) de na striatum an tomhas bho na h-ìomhaighean fiùghantach ath-chruthaichte a ’cleachdadh modail tar-chuir ioma-fhillteach15 agus làraich Logan16 le gnìomhachd àrd san striatum agus gnìomhachd glè ìosal anns a ’cherebellum (sgìre fiosrachaidh). Chaidh roinnean anatamaigeach de riadh (striatum agus cerebellum) a mhìneachadh le làimh anns an dà leth-chruinne ann an dealbhan PET a chaidh an clàradh le MRI a ’cleachdadh Rview (version 8.21Beta).17 Tomhas de cheangal sònraichte ri [18Chaidh fallypride anns an luch striatum a dhèanamh a ’cleachdadh luach BP a tha a’ tomhas tomhas de cho-cheangal sònraichte / nonspecific a tha ceangailte ri co-chothromachadh.18,19 Gus sònrachas ceangaltach a shealltainn anns an striatum, chaidh ceithir luchainn a bhuain ann an 60 min às deidh stealladh ligand, chaidh na h-eanchainnean an reothadh gu luath ann an lionn-ìnn leachtaich, air an roinn aig tighead 30-μm, agus earrannan air an dealbhachadh gu fosphos-imager (Typhoon 9200, GE Healthcare Inc., Piscataway , NJ) (Fig. 1). Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil [18F] Tha fallypride a ’ceangal gu sònraichte ris an DA-D2R, agus le glè bheag de DA-D3R anns an striatum, tha ceangaltas a’ ciallachadh DA-D2R gabhaltais.9,10,12,13

FIG. 1 

[18F] Tha Fallypride a ’sealltainn àirde chiallach don striatum lucha. Tha am pannal air an taobh chlì a ’sealltainn ruigheachd neo-riaghailteach de roinn a’ chrùnaidh aig ìre faisg air bregma 0.20. Tha am pannal ceart a ’sealltainn fèin-riochdachadh riochdachail le leabadh dian co-fhreagarrach ...

Cruinneachadh Fíocháin airson HPLC agus Mion-sgrùdadh Pròtain

Aig deireadh an sgrùdaidh, chaidh na h-eanchainn a thoirt air falbh gu sgiobalta agus chaidh striatum dorsal a thoirt a-mach às ùr a cho-fhreagradh ri roinnean anatamaigeach bho bregma 1.2 gu 0.6 leis a ’chorpus callosum mar chrìochan droma, oir tha taobh taobhach an corpusum mar chrìch taobhach, agus os cionn an fheallsanachd a-muigh mar a ’chrìoch crìche.20

HPLC Mion-sgrùdadh air Dopamine agus a Metabolites

Bha ìrean dopamine ann an homogenates striatal (n = 4 gach buidheann) air an co-dhùnadh le HPLC le lorg electrochemical.6 Bha an siostam a ’toirt a-steach sampal-gleidhidh ESA (ESA, Chelmsford, MA) air a bhas air le colbh ìre-C 150 x 3.2 mm (18μm trast-thomhas) agus CoulArray 3A (ESA, Chelmsford, MA), uidheamaichte le ceithir cill anailis -chanchan-stàilinn le comasachdan suidhichte aig −5600, 75, 50, agus 220 mV.

Anailis air Immunoblot an Iar

Chaidh buaidh eacarsaich air abairt synaptic de DA-D1R agus DA-D2R a mhion-sgrùdadh ann an ullachadh synaptoneurosome air a dhèanamh ùr bho ochd striatum dorsolateral.21 Chaidh an dòigh-obrach seo a dhèanamh air trì seataichean luchainn airson làn-luchainn 24 airson gach buidheann deuchainn (n = 3 preps gach buidheann). Sloinneadh coimeasach de phròtainean airson DA-D1R (~ 50 kDa), DA-D2R (~ 50 kDa), tyrosine hydroxylase (58 kDa), neach-giùlain dopamine (68 kDa), agus α-tubulin (50 kDa) (mar smachd luchdaidh) air an sgrùdadh le immunoblot an Iar22 a ’cleachdadh antibodies bunasach a tha rim faotainn gu malairteach (antibodies polyclonal le coineanaich agus luch, mìrean-craobh, Temecula, CA). Chaidh na bannan pròtain a shamhlachadh le antibodies àrd-ìre le geanachd glaiste ceangailte le anti-rabbit no anti-mouse air an cur ri IRDye680 no IRDye800 (Rockland, Gilbertsville, PA). Chaidh comharra fluaraiseach a lorg le bhith a ’sganadh an criathar ann an Odisey LI-COR faisg air àrd-ùrlar ìomhaigheachd fo-dhearg agus air a thomhais a’ cleachdadh Odyssey 2.1 bathar-bog (LI-COR Biotechnology, Lincoln, NE). Tha na toraidhean air an sealltainn mar ìrean cur an cèill coimeasach an coimeas ris a ’bhuidheann salainn (suidhichte gu 100%).

Mion-sgrùdadh staitistigeil

Diofaran eadar buidhnean ann am BP de [18F] bha fallypride, DA-D1R, agus ìrean pròtain DA-D2R air an sgrùdadh le bhith a ’cleachdadh anailis dà-shligheach de dh'iomadachd (ANOVA) le làimhseachadh mar am feart cuspair (saline vs MPTP), agus eacarsaich taobh a-staigh factar cuspaire (gun eacarsaich sam bith. eacarsaich). Airson deuchainn astar as motha a thaobh trillemill, chaidh ùine a chleachdadh mar eadar cuspair (earra 1, 2, etc.) agus chaidh leigheas a chleachdadh mar taobh a-staigh factar cuspair (saline vs. MPTP). Chaidh an deuchainn post-d Bonferroni a chleachdadh gus ceartachadh airson ioma-choimeas nuair a bhathar a ’measadh cudromachd ùidh. Bha ìre cudromachd gu bhith a ’dol P <0.05. Gus cudrom practaigeach eadar-dhealachaidhean buidhne a sgrùdadh, chaidh tuairmse a dhèanamh air meud nan eadar-dhealachaidhean eadar buidhnean a ’cleachdadh meud buaidh (ES) (ES = MeanBuidheann 1 - MeadhanBuidheann 2/ SDcòmhla). Tha an ES a ’nochdadh buaidh làimhseachaidh taobh a-staigh sluagh le ùidh agus tha e air aithris a rèir slatan-tomhais stèidhichte mar beag (<0.41), meadhanach (0.41–0.70), no mòr (> 0.70).23 Chaidh anailis a dhèanamh a ’cleachdadh Prism5 airson Windows (GraphPad, San Diego, CA).

TORAIDHEAN

Eacarsaich Treadmill Àrd-Dìcheallach Giùlain Gluasadach nas Fheàrr ann am MPTP-Lesioned Mice

Ro MPTP-lesioning agus toiseach eacarsaich, bha luaths cuibheasach cuibheasach de gach lucha ann an dà bhuidheann eacarsaich coltach (eacarsaich saline plus: 11.7 ± 1.1 m / min, agus MPTP plus eacarsaich: 11.2 ± 1.1 m / no). Leasaich eacarsaich làitheil airson 6 seachdainean luathaichean bhuille an t-astair anns an dà bhuidheann eacarsaich leis na luchagan saline agus eacarsaich le bhith a ’taisbeanadh fìor luaths nas motha ann an coimeas ris an MPTP agus luchagan eacarsaich ann an seachdainean 1 tro 4 (Fig. 2). Ach, bha luaths anns an robh MPTP agus luchairean eacarsaich cho math ri luchain eacarsaich cho math ri luchagan eacarsaich salainn ann an seachdain 5 (MPTP plus eacarsaich: 17.2 ± 3.6 m / mion agus eacarsaich saline plus: 22.0 ± 1.5 m / min) agus seachdain 6 (19.2 ± 1.2 m / min agus 22.2 ± 0.9 m / mion, fa leth). Mar a chaidh aithris roimhe, cha do nochd luchagan MPTP-lesioned nach deach tro dh ’trèanadh treadm ath-nuadhachadh spontáineach airson giùlan motair leis an luaths as motha de 7.0 ± 0.3 m / min aig deireadh ùine eacarsaich 6-seachdain.5

FIG. 2 

Bidh eacarsaich a ’toirt piseach air giùlan motair san luch MPTP. Chaidh deuchainn a dhèanamh air an astar as luaithe aig luchagan saline (n = 12) agus MPTP (n = 12) air a ’mhuil-rothair le motar aig deireadh gach seachdain. Chaidh na cuibhreannan air na clachan-coise bunasach a thomhas mus do chuir iad an inneal MPTP an sàs. ...

Eacarsaich Treadmill le àrd-dhoimhne àrdachadh ann an Striatal DA-D2R ach chan ann airson pròtain DA-D1R

Le bhith a ’dèanamh eacarsaich trom-threadhaidh, thug sin buaidh eadar-dhealaichte air ìrean DA-D2R agus DA-D1R ann an ullachaidhean synaptoneurosomal bhon striatum dorsal mar a chithear le mion-anailis Western (Fig. 3). Bha àrdachadh 48.8% aig luchagan MPTP plus eacarsaich ann an striatal DA-D2R an coimeas ri luchag MPTP (Fig. 3B), agus eadar-obrachadh cudromach eadar eacarsaich agus giùlain MPTP air ìre pròtain DA-D2R (F(1,8) = 6.0; P <0.05). Air an làimh eile, cha robh buaidh eacarsaich sam bith air ìrean pròtain DA-D1R eadar na buidhnean (Fig. 3A; F(1,8) = 0.1, P = 0.78). Cha do rinn MPTP lesioning leis fhèin atharrachadh mòr air DA-D2R (F(1,8) = 0.0; P = 0.88) no abairt DA-D1R (F(1,8) = 0.0; P = 0.92). A thuilleadh air an sin, dà chomharra pròtain eadar-dhealaichte de mheatailt dopaminergic midbrain, tyrosine hydroxylase (TH; Fig. 3C) agus neach-giùlain dopamine (DAT; Fig. 3D), sheall e gun do lùghdaich MPTP gu mòr striatal TH pròtain (F(1,8) = 757.3; P <0.05) agus abairt DAT (F(1,8) = 218.0; P <0.05).

FIG. 3 

Dèan cinnteach gun cuir thu suas DA-D2R ann an dòigh roghnach ach chan eil pròtain striatal DA-D1R ann. Panal (A) a ’sealltainn sgrùdadh immunoblot an Iar air ullachaidhean synaptoneurosome bhon spiatum dorsal airson pròifil DA-D1R. Cha robh eadar-dhealachadh staitistigeil sam bith eadar ...

Cleas Treadmill Àrd-Ìre Tòiseachaidh Cleachdachadh barrachd Strialt [18F] Cothromachd Fallypride (BP)

Ged a thomhais sgrùdadh immunoblotting an taobh a-muigh air abairt pròtain gabhadain tomhais iomlan an antibodop (an dà chuid uachdar talmhainn agus stòran cealla taobh a-staigh), ann am vivo A ’toirt a-staigh PET le ìomhaigh àrd-affinity DA-D2R-benodol [18F] Faodaidh fallypride buaidh eacarsaich a mhìneachadh air cothrom air DA-D2R gus ceangal a cheangal.Fig. 4). Sheall sgrùdadh staitistigeil gun robh buaidh mhòr aig eacarsaich (F(1,16) = 12.3; P <0.05) a bharrachd air lesion MPTP (F(1,16) = 160.3; P <0.05) gun eadar-obrachadh mòr eadar MPTP agus eacarsaich (F(1,16) = 3.5; P = 0.07) air [18F] BP fallypride. Sheall sgrùdadh post hoc Bonferroni gun robh eadar-dhealachadh mòr ann am luachan BP eadar MPTP agus MPTP plus luchain eacarsaich (t = 1.1, Df = 1, 16; P <0.01), agus chan eil eadar-dhealachadh mòr eadar saline agus saline a bharrachd air luchagan eacarsaich (t = 4.1, Df = 1, 16; P > 0.05). Gu sònraichte, bha luchagan eacarsaich MPTP a bharrachd air àrdachadh 73.1% ann an [18F] fallypride BP an coimeas ri luchagan MPTP (luach BP cuibheasach airson MPTP plus eacarsaich: 7.1 ± 0.7; luachan cuibheasach BP airson luchag MPTP: 4.1 ± 0.3) (Fig. 4B). A bharrachd, bha meudachadh 8.2% aig luchagan saline plus eacarsaich ann an [18F] fallypride BP (13.2 ± 1.0) ann an coimeas ri luchain saillte (12.2 ± 0.3). A ’leantainn ris na toraidhean seo, sheall àireamhachadh“ buaidh meud ”buaidh eacarsaich na bu mhotha eadar buidhnean MPTP (ES = 2.61) na na thathas a’ faicinn eadar na buidhnean saillte (ES = 0.94).

FIG. 4 

Bidh eacarsaich ag èirigh gu roghnach [18F] comas ceangaltach fallypride (BP) anns an striatum de luchagan MPTP. Panal (A) a ’nochdadh [18F] fallypride BP a ’riochdachadh ìomhaighean ann an gluasad crùbach (taobh clì) agus taobh còmhnard (taobh deas). An bàr sgèile ...

SGEULACHDAN

Tha an sgrùdadh seo a ’sealltainn gu bheil eacarsaich trilmead dian a 'leantainn gu àrdachadh ann an [18F] BP fallypride (ri fhaighinn DA-D2R) anns an striatum de luchagan MPTP air an làimhseachadh. Air an làimh eile, cha robh atharrachadh mòr sam bith ann an ìrean dopamine iomlan eadar MPTP plus eacarsaich an coimeas ri MPTP le luchagan eacarsaich. [18F] Is e fallypride antagonist DA-D2 / D3R a tha gu math tarraingeach agus a tha am BP a ’riochdachadh le ann am vivo tomhas de na gabhadain a tha ri fhaotainn (Bmax) / ceangaltas ceangaltach (Kd). Mar a tha DA-D2Rs mar a ’phrìomh subtype glacadair dopamine taobh a-staigh dorsal striatum, meudachadh ann an eacarsaich ann an [18F] fallypride BP a tha a ’riochdachadh àrdachadh ann an àireamh DA-D2R agus le àrdachadh ann an abairt pròtain le bhith a’ cleachdadh immunoblotting an Iarthair agus tha na sgrùdaidhean a rinn sinn roimhe a ’nochdadh àrdachadh ann an abairt tar-sgrìobhaidh DA-D2R mRNA tro-bhith a’ cleachdadh ann an situ hybridization histochemistry.5 Tha an eadar-mhìneachadh seo de BP air a chumail nas motha le bhith a ’toirt a-mach gu bheil imrich à [18Cha bhi e coltach gun tig fallypride le dopamine ann an lucha MPTP oir tha ìrean dopamine fhathast ìosal.24 Mar sin, atharrachaidhean ann an ceangaltas ciallach coltach (Kd) a tha neo-bheag agus chan eil coltas ann gun toir iad buaidh air BP. Faodaidh a ’bhuaidh nas motha aig eacarsaich ann an lucha MPTP mealladh oidhirp na h-eanchainn leònte a bhith ann gus neurotransmission dopaminergic a dhèanamh nas fheàrr tro àireamh nas motha de ghabhadan gabhaltais fhad's a tha ìrean dopamine air an lùghdachadh. Tha freagairt nas motha air luchagan MPTP gu eacarsaich a ’nochdadh comas nas motha de na leònte an aghaidh an eanchainn iomlan a dhol tro neuroplasticity, rud nach eil riatanach nuair a bhios cuairtean cruaidh ann. Tha an t-adhbhar nach atharraich ìrean dopamine gu mòr le eacarsaich ann an lucha MPTP ag ràdh gu bheil atharrachaidhean dìolaidh ann an DA-D2R fìor chudromach airson coileanadh nas fheàrr co-cheangailte ri eacarsaich.

A ’cleachdadh ìomhaigh PET, chunnaic sinn lùghdachadh ann an DA-D2R BP an dèidh luingeadh MPTP an coimeas ri luchagan le saline-salainn. Bha seo ann an coimeas ri in-dhìonadh an taobh a-muigh far nach deach atharrachadh air abairt pròtain DA-D2R fhaicinn. Tha an DA-D2R ann an co-chothromachadh fiùghantach eadar pàirtean uachdrach is ioma-shreathach, agus mar as trice chan eil an fheadhainn mu dheireadh ri fhaighinn airson a bhith ceangaltach do radioligands PET. Anns a ’stàite dopamine-lùghdaichte, faodaidh innleachdan dìolaidh a bhith mar thoradh air atharrachaidhean anns an lionn ionganach airson DA-D2R, rud nach eil rim faotainn airson [18F] ceangaltach fallypride ach fhathast ri fhaighinn airson a lorg ann an in-dhìonadh an taobh an iar.

Eu-coltach ris na toraidhean againn, chaidh fios mu àrdachadh dìolaidh anns na DA-D2R a chlàradh ann an daoine fa leth le PD agus an dèidh rianachd MPTP ann am bun-tomhasan nonhuman, no 6-OHDA ann an radain.25 Anns an litreachas, a rèir coltais, tha call DA-D2R air sgàth crìonadh ann an neurons dopaminergic, ach tha an àrdachadh ann an DA-D2Rs a ’toirt gu buil le barrachd faireachdainn air na cinn-uidhe dopaminergic a tha air fhàgail agus / no barrachd co-chur ann an neurons striatopallidal no eadar-ghlan cholinergic. Dh'fhaodadh an eadar-dhealachadh seo eadar an sgrùdadh PET againn, agus na h-aithrisean anns an litreachas, a bhith air sgàth eadar-dhealachaidhean ann an cruas an ùpraid eadar sgrùdaidhean.11 Gu sònraichte, dh'fhaodadh call àireamh nas motha de DA-D2Rs presynaptic tro chall cealla a thathas a ’toirt a-steach MPTP a bhith gu leòr gus atharrachaidhean ath-rèiteachaidh postynaptic a dh'adhbharaich an lot a bhriseadh. Air an làimh eile, dh ’fhaodadh nach urrainn dhuinn gabhail ris an àrdachadh ann an ìrean DA-D2R BP agus cur an cèill ann am luchainn MPTP (neo-eacarsaich) mar thoradh air ath-nuadhachadh beag air ìrean dopamine aig deireadh an sgrùdaidh (lobhadh dopamine 82% aig 10 days in aghaidh 68 % ìsleachadh ann an làithean 42 postleion). Ach, tha seo mì-choltach ris an MPTP agus luchagan eacarsaich, a bha cuideachd a ’nochdadh ath-ùrachadh beag de dopamine (nach robh idir eadar-dhealaichte bhon MPTP gun luchag eacarsaich) anns an robh àrdachadh de DA-D2R BP.

Tha a ’mhòr-chuid de DA-D1R agus D2Rs air an cur an cèill air cnàimhean dall-lobhte MSNs le gabhadain a bharrachd air an cur an cèill air eadar-cholaininininearic agus cinn-uidhe de neurons glutamatergic agus dopaminergic bhon cortex (no thalamus) agus subsia nigra pars compacta, fa leth.26 Is e prìomh dhleastanas dopamine neurotransmission le corticostriatal no thalamostriatal atharrachadh aig an MSN. Tha neurotransmission Glutamatergic air àrdachadh tro DA-D1Rs agus air a lùghdachadh tro DA-D2Rs.27-29 Fo chumhaichean ìsleachadh dopamine, thèid cnàimhean agus ceanglaichean sioncronach a chall gu roghnach air DA-D2R anns a bheil MSNs den slighe neo-dhìreach.30 Thathas a ’nochdadh an call seo le stàit hyperexcitability taobh a-staigh na MSN mar thoradh air neurotransmission corticostriatal glutamatergic.31-33 Ann am modalan bheathaichean de PD, tha an dràibheadh ​​glutamatergic meudaichte seo co-cheangailte ri giùlan carbaid coltach ri parkinson.34 Tha lughdachadh an stàit ro-mhòr seo tro bhith a ’toirt a-steach dopamine no a luchd-dèiligidh a’ toirt air ais a dhol an aghaidh easbhaidh carkinson.35,36 Mar thoradh air na h-aithisgean seo agus na toraidhean againn, tha sinn a ’tuigsinn gu bheil buannachdan eacarsaich àrd-dhèante a’ toirt piseach air comharradh dopaminergic tro bhith a ’toirt seachad barrachd abairt DA-D2R anns an t-slighe neo-dhìreach (ach chan ann air slighe dhìreach DA-D1R) agus gus feabhas a thoirt air obair motair cuir casg air àmhlachd glutamatergic.

Is e prìomh cho-dhùnadh an sgrùdaidh againn gu bheil eacarsaich ann an cruth dian-coiseachd troimhe a ’comasachadh neuroplasticity tro bhith a’ toirt barrachd faireachdainn le striatal DA-D2Rs, pròiseas a tha nas follaisiche anns an eanchainn leònte. Stèidhichte air na toraidhean againn, dòigh samhlachaidh noninvasive PET le [18F] faodar fallypride a chleachdadh gus faighinn a-mach a bheil droch eacarsaich treadmill cuideachd a ’leantainn gu atharrachaidhean san DA-D2R ann an daoine fa leth le PD. Tha an sgrùdadh againn a ’toirt am follais luach rannsachadh ro-innleachdach ann am modalan bheathaichean le lùghdachadh dopamine agus cudromachd rannsachadh eadar-amail airson a bhith a’ toirt seachad feallsanachd agus lèirsinn mu bhith a ’tuigsinn sgrùdadh ìomhaigh agus eacarsaich ann an daoine fa leth le PD.

Acknowledgments

Chaidh taic a thoirt don obair seo le tabhartas bho Phrògram Maoin Pìolait CTSI USC, agus maoin fialaidh bho Urras Galar Parkinson, Team Parkinson (Los Angeles), Caidreachas Parkinson, Buidheann Foghlam Galar Pharkinson Whittier, NINDS RO1 NS44327-1, NIA ( AG 21937) agus Arm na SA NETRP W81XWH-04-1-0444. Tha MGV a ’faighinn Caidreachas Teisteanais Prógram Comann Niùc-eòlais MSC. Tha sinn airson taing a thoirt do Ryan Park agus don Dr. Peter Conti bhon Mhòr-shealladh Beaga mu Bheathaichean aig an USC airson cuideachadh le dealbhan meanbh-PET agus Dr Rex Moats bhon Mhòr-ionad Rannsachadh Dealbh-bheathaichean Beaga aig Institiùid Rannsachaidh Saban airson cuideachadh leis an lucha MRI. Bu mhath leinn taing a thoirt dha Yi-Hsuan (Lilian) Lai airson cuideachadh le eacarsaich treadmill, agus Avery Abernathy airson a chuid eòlais ann an sgrùdadh HPLC. Tha sinn taingeil do Bhuidheann Rannsachaidh Galar Pharkinson a tha a ’gabhail a-steach bho Charaidean an USC, nam measg George agus MaryLou Boone, Walter agus Susan Doniger, agus Roberto Gonzales airson an taic fhialaidh.

Footnotes

 

Còmhstri ùidhe a dh ’fhaodadh a bhith ann: Gun aithris.

Nòta air a chuir ris mar dhearbhadh: Chaidh an t-artaigil seo fhoillseachadh air-loidhne air 19 Dàmhair 2010. Chaidh mearachd a chomharrachadh an dèidh sin. Tha an sanas seo air a chuir a-steach sna tionndaidhean air-loidhne agus clò-bhuailte gus sealltainn gun deach an dà chuid a cheartachadh.

Foillseachaidhean Ionmhasail: USC Prògraim Ceumnaiche Neuroscience Caidreachas Teachd-a-mach (MV), NINDS RO1 NS44327-1 (MV, CW, JW, MJ agus GP), Prògram Tabhartais Pìolat làn CTSI CBCI (QL, AN, MJ, DT).

Dreuchdan Ùghdar: Bha na h-ùghdaran gu lèir an sàs anns an làmh-sgrìobhainn seo a chruthachadh. Pròiseact Rannsachaidh Beachd: GP, BF, MJ, RL, JW. Coileanadh Pròiseact: MV, QL, AN, CW, MJ, DT. Togail dàta, giullachd, anailis staitistigeach: MV, QL, BF, AN, RL, MJ, dotair-teaghlaich. Ullachadh Làmh-sgrìobhainn: MV, QL, BF, RL, JW, MJ, DT.

iomraidhean

1. Bergen JL, Toole T, Elliott RGr, Ualas B, Robinson K, Maitland CG. Bidh eadar-theachd eacarsaich aerobic a ’toirt piseach air comas aerobach agus gluasad gluasad ann an euslaintich galar Pharkinson. NeuroRehabilitation. 2002; 17: 16 – 168. [Sgaoileadh]
2. Comella CL, Stebbins GT, N Brown-Toms, Goetz CG. Leigheas corporra agus galar Parkinson: deuchainn clionaigeach fo smachd. Neurology. 1994 (44 Part 3): 1 – 376. [Sgaoileadh]
3. Schenkman M, Hall D, Kumar R, Kohrt WM. Trèanadh eacarsaich seasmhachd gus piseach a thoirt air eaconamaidh gluasad dhaoine le galar Parkinson: trì aithisgean cùise. Phys Ther. 2008; 88: 63 – 76. [Sgaoileadh]
4. Pothakos K, Kurz MJ, Lau YS. A ’bhuaidh ath-bhualaidh a thaobh eacarsaich seasmhachd air uireasbhaidhean giùlain ann am modail gluasadach luchag de ghalar Pharkinson le neurodegeneration mòr. BMC Neurosci. 2009; 10: 1 – 14. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
5. Fisher BE, Petzinger GM, Nixon K, et al. Ath-bheothachadh giùlain ann an eacarsaich agus neuroplasticity ann an ganglia basal luchag 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-lesioned. Ruith J Neurosci. 2004; 77: 378 – 390. [Sgaoileadh]
6. Petzinger GM, Walsh JP, Akopian G, et al. Buaidh eacarsaich treadmill air sgaoileadh dopaminergic anns a ’mhodal luchag 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-lot air leòn basal basalia. J Neurosci. 2007; 27: 5291 – 5300. [Sgaoileadh]
7. Wang GJ, Volkow ND, Fowler JS, et al. Sgrùdaidhean PET air buaidh eacarsaich aerobic air saoradh dopamine daonna. J Nucl Med. 2000; 41: 1352 – 1356. [Sgaoileadh]
8. Ginovart N, Farde L, Halldin C, Swahn CG. A ’bhuaidh de bhuaidh caillte de reserpine air dopamine synaptic air [11C] raclopride a’ ceangal ri glacadairean D2-dopamine ann an eanchainn muncaidh. Sinapse. 1997; 25: 321 – 325. [Sgaoileadh]
9. Mukherjee J, Christian BT, Narayanan TK, Shi B, Mantil J. Measúnú air cleachdadh glacadair dopamine D-2 le clozapine, risperidone, agus haloperidol in vivo ann an eanchainn creimneach agus neo-dhaonna a ’cleachdadh 18F-fallypride. Neuropsychopharmacology. 2001; 25: 476 – 488. [Sgaoileadh]
10. M onorach, Bruhlmeier M, Missimer J, Schubiger AP, Ametamey SM. A ’dèanamh dealbh daineamaigeach de ghabhadairean striatal D2 ann an lucha a’ cleachdadh quad-HIDAC PET. J Nucl Med. 2004; 45: 464 – 470. [Sgaoileadh]
11. Falardeau P, Bedard PJ, Di Paolo T. Dàimh eadar call ean-brainine agus dùmhlachd gabhadan dopamine D2 ann am muncaidhean MPTP. Neurosci Lett. 1988; 86: 225 – 229. [Sgaoileadh]
12. Mukherjee J, Yang ZY, Brown T, et al. Measadh tòiseachaidh air gabhadan dopamine extrastriatal D-2 a ’ceangal a-steach ann an eanchainnean cnàimh is neo-dhaonna a’ cleachdadh na h-àrd radaigand dlùth-cheangail, 18F-fallypride. Nucl Med Biol. 1999; 26: 519 – 527. [Sgaoileadh]
13. Christian BT, Narayanan TK, Shi B, Mukherjee J. Luathachadh gabharan dopamine striatal agus extrastriatal D-2 a ’cleachdadh dealbhadh PET de [(18) F] fallypride ann an sòlamaich neo-dhaonna. Sinapse. 2000; 38: 71 – 79. [Sgaoileadh]
14. Qi J, Leahy RM, Cherry SR, Chatziioannou A, Fearquhar TH. Ath-thogail ìomhaigh dealbh-àrd-ìre-ath-ghluasadach 3D a ’cleachdadh sganair beathach beag meanbh-PET. Phys Med Biol. 1998; 43: 1001 – 1013. [Sgaoileadh]
15. Ichise M, Toyama H, Innis RB, Carson RE. Ro-innleachdan gus measadh paramadair neuroreceptor a leasachadh le mion-sgrùdadh ath-dhèanta. J Cereb Blood Flow Metab. 2002; 22: 1271 – 1281. [Sgaoileadh]
16. Logan J, Fowler JS, Volkow ND, Wang GJ, Ding YS, Alexoff DL. Co-mheasaidhean ìre sgaoilidh gun sampladh fala bho sgrùdadh grafaigeach air dàta PET. J Cereb Blood Flow Metab. 1996; 16: 834 – 840. [Sgaoileadh]
17. Studholme C, Hill DL, Hawkes DJ. Clàradh trì-thaobhach fèin-ghluasadach de bhith-beò magnaiteach agus ìomhaighean eanchainn tomadach sgaoileadh positron le bhith a ’dèanamh an-àirde de na dòighean co-ionnanachd voxel. Med Phys. 1997; 24: 25 – 35. [Sgaoileadh]
18. Mintun MA, Raichle ME, Kilbourn MR, Wooten GF, Welch MJ. Modail cainneachdail airson measadh in vivo air làraichean ceangaltach dhrogaichean le tomogram tomadach positron. Ann Neurol. 1984; 15: 217 – 227. [Sgaoileadh]
19. Lammertsma AA, Hume SP. Modail teann a tha sìmplidh, airson sgrùdaidhean gabhadain PET. Neuroimage. 1996 (4 Part 3): 1 – 153. [Sgaoileadh]
20. Paxinos G, Franklin KBJ. An eanchainn luch ann an co-chomharran stereotaxic. 2. New York: Academic Press; 2001.
21. MacIain MW, Chotiner JK, Watson JB. Iomallachd agus caractar de synaptoneurosomes bho sliseagan hippocampal le aon radan. J Neurosci Dòighean. 1997; 77: 151 – 156. [Sgaoileadh]
22. Laemmli UK. A ’gabhail buaidh air pròtainean structarail aig àm co-chruinneachadh ceann an bacteriophage T4. Nàdar. 1970; 227: 680 – 685. [Sgaoileadh]
23. Tòmas JR, Salazar W, Landers DM. Dè a tha a dhìth ann am p <05? Meud buaidh. Spòrs Eacarsaich Res Q. 1991; 62: 344–348. [Sgaoileadh]
24. VL Cropley, Innis RB, Nathan PJ, et al. Buaidh bheag de leigeil a-mach dopamine agus gun bhuaidh de chrìonadh dopamine air [f (h) eanchainn [f F XX) F] a ’ceangal le daoine fallain. Sinapse. 18; 2008: 62 – 399. [Sgaoileadh]
25. Hurley MJ, Jenner P. Dè a chaidh ionnsachadh bho sgrùdadh air glacadairean dopamine ann an galar Pharkinson? Thergaiche Pharmacol. 2006; 111: 715 – 728. [Sgaoileadh]
26. Smith Y, Villalba R. Striatal agus dopamine extrastriatal anns an ganglia basal: Tar-shealladh air a eagrachadh anatamaigeach ann an eanchainn àbhaisteach agus eanchainn Parkinsonian. Aimhreit Mov. 2008; 23 (Suppl 3): S534 – S547. [Sgaoileadh]
27. Cepeda C, Buchwald NA, Levine MS. Tha gnìomhan neuromodulatory de dopamine anns an neostriatum an urra ris na fo-bhratan cuir-a-steach searbhaig amino a tha air an gnìomhachadh. Proc Natl Acad Sci SA. 1993; 90: 9576 – 9580. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
28. MS Levine, Altemus KL, Cepeda C, et al. Tha gnìomhan gluasadach dopamine air freagairtean meadhan-mheadhanach NMDA air an lùghdachadh ann an luchaichean mutant D1A-gann. J Neurosci. 1996; 16: 5870 – 5882. [Sgaoileadh]
29. Umemiya M, Raymond LA. Mion-atharrachadh dopaminergic de shruthan excitatory postsynaptic ann an neurons neostriatal radain. J Neurophysiol. 1997; 78: 1248 – 1255. [Sgaoileadh]
30. Latha M, Wang Z, Ding J, et al. Cur às do roghnaich a ’suathadh glutamatergic air neurons striatopallidal ann am modalan galar Parkinson. Nat Neurosci. 2006; 9: 251 – 259. [Sgaoileadh]
31. VanLeeuwen JE, Petzinger GM, Walsh JP, Akopian GK, Vuckovic M, Jakowec MW. Cur an cèill gaisgeach AMPA air atharrachadh le eacarsaich treadmill anns am modail luchag 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-lesioned de leòn ganglia bunaiteach. Ruith J Neurosci. 2010; 88: 650 – 668. [Sgaoileadh]
32. Hernandez-Echeagaray E, Starling AJ, Cepeda C, Levine MS. Ath-nuadhachadh sruthan AMPA le glacadairean dopamine D2 ann an neuroin spàinteach meadhanach-meadhanach: a bheil dendrites riatanach? Eur J Neurosci. 2004; 19: 2455 – 2463. [Sgaoileadh]
33. Surmeier DJ, Ding J, Latha M, Wang Z, Shen W. D1 agus D2 dopamine-receptor cruthachadh atharrachadh air srianadh glutamatergic striatal ann an néarlan spìceach meadhanach mòr. Treubhan Neurosci. 2007; 30: 228 – 235. [Sgaoileadh]
34. Calabresi P, Mercuri NB, Sancesario G, Bernardi G. Electrophysiology de neurons dopamine-denerted air stròc. Buaidhean airson galar Pharkinson. Brain. 1993; 116 (Pàirt 2): 433 – 452. [Sgaoileadh]
35. Bidh Ballion B, Frenois F, Zold CL, Chetrit J, Murer MG, brosnachadh Gonon F. D2, ach chan e D1, ag ath-nuadhachadh cothromachadh striatal ann am modail radain de Pharkinson. Neurobiol Dis. 2009; 35: 376 – 384. [Sgaoileadh]

36. Calabresi P, Pisani A, Centonze D, Bernardi G. Plaideachas sioncopach agus eadar-obrachadh beò-eòlasach eadar dopamine agus gluta