운동은 파킨슨 병 마우스 모델에서 도파민 D2 수용체를 상승시킵니다. (18F) fallypride (2010)로 생체 내 이미징

의견 : 파킨슨 병 마우스 모델에서 트레드밀 운동은 도파민 D2 수용체를 증가 시켰습니다. 중독은 부분적으로 탈감작의 원인 인 D2 수용체의 감소를 유발합니다. 운동해야하는 또 다른 이유.


운동 장애

볼륨 25, 문제 16, 페이지 2777-2784, 15 12 월 2010

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추상

본 연구의 목적은 집중적 인 디딜 방아 운동을 한 MPTP 마우스의 기저핵 내 도파민 D2 수용체 (DA-D2R) 발현의 변화를 조사하는 것이었다. synaptoneurosomes의 서양 immunoblotting 분석을 사용하여 생체내에서 DA-D2R 특이 적 리간드를 사용하는 양전자 방출 단층 촬영 (PET)18F] fallypride를 사용하여 고강도 러닝 머신 운동이 생리 식염수 처리 마우스에 비해 MPTP에서 가장 두드러진 선조체 DA-D2R 발현을 증가시키는 것으로 나타났습니다. 도파민이 고갈 된 기저핵에서 DA-D2R의 운동 유발 성 변화는 중등도의 가시 뉴런 (MSN) 기능 및 행동 회복을 조절할 때이 수용체의 잠재적 역할과 일치합니다. 중요하게, 본 연구의 결과는 PET 영상을 [18F] fallypride에서 고밀도 러닝 머신 훈련을받는 파킨슨 병 (PD) 환자의 DA-D2R 변화를 검사했습니다.

키워드 : 양전자 방출 단층 촬영, 기초 신경절, 신경 세포학, 러닝 머신 운동

운동은 파킨슨 병 (PD) 환자의 운동 능력을 향상시킵니다.1-3 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) 마우스와 같은 동물 모델은 운동에 의한 운동의 개선 된 운동의 분자 메커니즘을 조사하는 중요한 도구를 제공합니다.4-6 도파민 D1 및 D2 수용체 (DA-D1R 및 DA-D2R)는 striatal medium spiny neurons (MSN)에서 도파민의 주요 표적이며 생리 학적 특성과 세포 신호 전달을 조절합니다. 특히, DA-D2R은 척수 강내에서 운동 기능의 인코딩으로 이끄는 글루타메타 제성 및 도파민 성 신경 전달의 통합을 포함하는 시냅스 가소성의 한 형태 인 장기 우울증 (LTD)에서 중요한 역할을한다. 운동 조절에서 DA-D2R의 역할을 감안할 때, 우리는 운동 기능의 운동 강화 개선이 부분적으로 선조체 DA-D2R 발현의 증가 때문인지를 조사하고자했습니다.

DA-D2R 방사성 추적자를 이용한 양전자 단층 촬영 (PET) 이미징은 사람의 운동 효과에 대한 종단 연구를 수행 할 수있는 능력을 제공합니다. 유산소 운동을 이용한 이전 연구들은 정상인의 도파민 방출을 측정하려고 시도했다7 및 [11C] raclopride가 관찰되어 저자들은 도파민 수치의 변화가 거의 없음을 제시했다. 그러나, DA-D2R 발현 및 시냅스 활성에 대한 운동의 효과는 연구되지 않았다. PET- 이미징 리간드 [18F] fallypride는 DA-D2R과 DA-D3R 모두에 대한 높은 친 화성과 특이성으로 인해 이것을 검사하는 훌륭한 도구이며 [11C] raclopride의 경우, 내인성 도파민의 기준치에 의해 쉽게 대체되지 않는다.7-10 이것은 동물에 대한 레서핀 전처리에 의해 확인되었는데 (내인성 도파민을 고갈시키기 위해)18F] 폴리 라이드 결합,9,11 그러나 크게 증가했다.11C] raclopride 바인딩8 이는 명백한 결합 친화력의 변화에 ​​기인한다 (Kd)보다는 수용체 번호 (B최대).

결합 전위 (BP)18F] fallypride는 도파민 고갈로 인한 변화에 저항력이있어 Kd or B최대 기준선 또는 고갈 상태에서, 우리는 [18F] fallypride를 사용하여 집중 운동을하는 MPTP 마우스 모델에서 DA-D2R 발현이 증가한다는 가설을 검증 하였다.9,10,12,13 또한 PET imaging 측정을 지원하기 위해 동일한 동물의 시냅스 수준에서 DA-D2R 단백질 발현의 변화를 측정하기 위해 synaptoneurosomal 제제의 Western immunoblot 분석의 보완적인 기술을 사용했습니다. 우리는 여기서 DA-D2R 발현에 운동의 효과를보고하고 [18F] fallypride를 식염수 또는 MPTP로 처리 한 그룹으로 나누었다.

방법

동물, 치료 그룹 및 MPTP 관리

수컷 C57BL / 6 마우스 8 주 (Charles River Laboratories, Wilmington, MA)를 12 h light / 12 h dark cycle하에 온도 조절실에 그룹으로 수용 하였다. 모든 절차는 USC IACUC의 승인을받은 실험실 동물의 관리 및 사용에 관한 NIH 지침에 따라 수행되었습니다. (164) 식염수 (1), 운동 식 (42), (2) MPTP (n = 55) 및 (3) MPTP plus (57)식이 요법의 네 가지 치료 그룹에서 총 4 생쥐를 사용했다. 운동 (n = 42). 병변 치료를 위해 마우스는 20-h 간격으로 0.9-h 간격으로 또는 2 ml 0.1 % NaCl의 4 회 복강 내 주사하여 0.9 % 식염수에 용해 된 10 mg / kg MPTP (유리 염기, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)의 복강 내 주사를 4 회 받았다 컨트롤로. 병변은 선조체 도파민 수치의 HPLC 분석으로 확인되었다. MPNT 투여 후 82.2 일에 식염수 마우스 (48.0 ± 8.4 ng / 단백질 mg)와 비교하여 MPTP 마우스 (269.5 ± 24.9 ng / 단백질 mg)에서 69.8 %의 도파민 결핍이있었습니다. 연구 종료시, MPTP (11.7 ± 77.9 ng / 단백질 mg)와 비교하여 MPTP와 운동 마우스 (12.0 ± 315.2 ng / 단백질 mg) 사이의 선조체 도파민 수치에는 유의 한 차이가 없었다. 그러나 생리 식염수 (9.0 ± 246.9 ng / 단백질 mg)에 비해 생리 식염수 + 운동 쥐 (19.8 ± XNUMX ng / 단백질 mg)에서 선조체 도파민의 유의 한 증가가 있었다 (F(3,16) = 7.78; P <0.05).

러닝 머신 운동

병변 치료 후 5 일 운동이 시작되었습니다. 두 운동 그룹의 생쥐 (생리 식염수 + 운동 및 MPTP + 운동)는 100-cm 전동식 러닝 머신 (Exer 6M, Columbus Instruments, OH)에서 6 주 (5 일 / 주) 동안 증분 속도로 실행하여 60 분 / 일 및 18-20 m / min 속도.5,6

자기 공명 영상

1-T 마이크로 -MRI 시스템 (Bruker Biospin, Billerica, MA)을 사용하여 마우스 뇌의 3 차원 체적 T7 강조 자기 공명 (MR) 이미지를 얻었다. 이미지 수집의 매개 변수는 다음과 같습니다 : TE = 46.1 ms, TR = 6292.5 ms, 0.4-mm 슬라이스 두께, 0.45-mm 간 두께, 128 × 128 × 128 매트릭스 크기.

방사 화학

[18F] 폴리 프라이드의 제조는 앞서 설명한 바와 같이 토실 전구체와 [18F]를 이용하여 측정 하였다.12 정제는 이동상 (8 : 2)으로서 아세토 니트릴 및 인산 나트륨 완충액을 사용하여 C55 (45) Phenomenex Luna 컬럼상에서 역상 HPLC에 의해 달성되었다. UV 흡광도는 254 nm 및 AUFS 0.05에서 측정 하였다. 방사능 피크 (보유 시간 17 분)18F] 폴리 프라이드를 수집하고 용매를 회전 증발기로 제거 하였다. 최종 생성물은 발열 성, 무균 성, pH 및 기체 크로마토 그래피에 의한 유기 용매의 제거에 대해 시험 하였다. 특정 활성 및 방사 화학적 순도를 C8 (2) Phenomenex Luna 분석을 사용하여 Waters HPLC 시스템으로 평가 하였다. 비특이적 활성은 3,000-12,000 Ci / mmol 범위였다.

PET 측정 및 이미지 분석

20 마리의 마우스를 PET 이미징 (n = 6 식염수, n = 3 식염수 + 운동, n = 5 MPTP, n = 6 MPTP + 운동)에 사용했다. 스캔은 4-min 목록 모드 수집 프로토콜을 사용하여 Concorde microPET R60 스캐너 (CTI Concorde Microsystems, Knoxville, TN)를 사용하여 20-min 전송 스캔 후 68Ge 소스. [18F] fallypride (10.92-11.28 MBq)를 방출 스캔의 시작 부분에 꼬리 정맥 (단일 볼 러스)을 통해 주입 하였다. 마우스를 2 % 이소 플루오 란 및 98 % 산소로 마취시켰다. 동적 목록 모드 데이터는 26 프레임 (6 × 20 초, 4 × 40 초, 6 × 1 분, 10 × 5 분)으로 사이 노 그램으로 정렬되고 OSEM (정렬 된 부분 집합 기대 최대화)과 18 MAP (maximum a posteriori) 재구성 알고리즘의 반복.14 재구성 된 이미지는 머리를 포함하기 위해 자르고, Z128 × 128 × 63 등방성을 가진 0.4 × 0.4 × 0.4 이미지를 생성하는 방향3 복셀. 선조체의 고해상도 바인딩 전위 (BP) 이미지는 다중 선 조직 기준 모델을 사용하여 재구성 된 동적 이미지로부터 계산되었습니다15 및 로간 플롯16 선조체에서의 높은 활성 및 소뇌에서의 매우 낮은 활성 (기준 영역)을 갖는다. 해부학 적 관심 영역 (striatum과 cerebellum)은 Rview (8.21Beta 버전)를 사용하여 MRI로 코어가 형성된 PET 이미지의 양쪽 반 구체에 수동으로 정의되었습니다.17 [18F] fallypride는 평형에서 비특이적 결합의 비율 측정을 제공하는 BP 값을 사용하여 수행되었다.18,19 선조체에서 결합 특이성을 입증하기 위해, 4 마리의 마우스는 리간드 주입 후 60 분, 액체 질소에서 신속하게 냉동 된 뇌, 30-μm 두께로 절단 된 뇌 및 포스 포 이미 저에 상응하는 섹션을 수집 하였다 (Typhoon 9200, GE Healthcare Inc., Piscataway , 뉴저지) (Fig. 1). 연구에 따르면 [18F] fallypride는 DA-D2R에 특이 적으로 결합하며, DA-D3R이 줄무늬에 존재하기 때문에 바인딩은 DA-D2R의 점유를 나타냅니다.9,10,12,13

무화과. 1 

[18F] Fallypride는 마우스 striatum에 높은 biding 특이성을 보여줍니다. 왼쪽 패널은 대략적인 수준 인 bregma 0.20에서 관상면의 해부학 적 렌더링을 보여줍니다. 오른쪽 패널은 집중 라벨이있는 대표적인 방사능 사진을 보여줍니다. ...

HPLC 및 단백질 분석을위한 조직 수집

연구가 끝나면 두뇌는 빠르게 제거되고 지느러미 줄무늬는 bregma 1.2에서 0.6에 이르는 해부학 적 영역의 해부학 적 영역과 일치하는 코퍼스의 callosum, 측면 경계 인 corpus callosum의 측면, 그리고 복부 국경.20

도파민과 그 대사 산물의 HPLC 분석

선조체 균질 액 (1 군당 n = 4)의 도파민 수준을 전기 화학적 검출을 통한 HPLC로 측정 하였다.6 이 시스템은 150 × 3.2 mm 역상 C-18 컬럼 (3μm 직경)과 CoulArray 5600A (ESA, Chelmsford, MA)가 장착 된 ESA 자동 샘플러 (ESA, Chelmsford, MA) 전위가 -75, 50, 220 및 350 mV 인 채널 분석 셀.

서쪽 Immunoblot 분석

DA-D1R 및 DA-D2R의 시냅스 발현에 대한 운동 효과를 8 개의 풀 모양의 배측 선조증에서 새로 만든 시냅 톤 뉴 로메오스 (synaptoneurosome) 조제에서 분석 하였다.21 이 절차는 실험 그룹 당 총 24 마우스에 대해 3 세트의 마우스에서 수행 하였다 (그룹당 n = 3 준비). DA-D1R (~ 50 kDa), DA-D2R (~ 50 kDa), 티로신 히드 록 실라 제 (58 kDa), 도파민 운반체 (68 kDa) 및 α- 튜 불린 (50 kDa)에 대한 단백질의 상대 발현 Western immunoblot으로 분석 하였다22 시판중인 일차 항체 (토끼 폴리 클론 및 마우스 단클론 항체, Millipore, Temecula, CA)를 사용하여 측정 하였다. IRDye에 결합 된 친 화성 정제 된 염소 항 - 토끼 또는 항 - 마우스 2 차 항체에 의해 단백질 밴드를 가시화 하였다680 또는 IRDye800 (Rockland, Gilbertsville, PA). 형광 신호는 LI-COR 오딧세이 근적외선 이미징 플랫폼에서 필터를 스캔하여 탐지하고 Odyssey 2.1 소프트웨어 (LI-COR Biotechnology, Lincoln, NE)를 사용하여 정량화했습니다. 결과는 식염수 군 (100 %로 설정)과 비교 한 상대적인 발현 수준으로 나타납니다.

통계 분석

BP의 그룹 간 차이점은 [18F-fallypride, DA-D1R 및 DA-D2R 단백질 수준은 대상 요소 (식염수 대 MPTP) 사이의 치료 및 대상 요소 내에서의 운동으로 양방향 분산 분석 (ANOVA)을 사용하여 분석되었다 운동). 최대 디딜 방아 속도 테스트의 경우 대상 요소 (주 1, 2 등) 사이의 시간을 사용했으며 대상 요소 (염분 대 MPTP) 내에서 치료를 사용했습니다. Bonferroni post hoc 테스트는 관심의 중요성을 평가할 때 다중 비교를 수정하는 데 사용되었습니다. 유의 수준은 P <0.05. 그룹 차이의 실질적인 중요성을 조사하기 위해 효과 크기 (ES)를 사용하여 그룹 간 차이의 크기 추정치를 계산했습니다 (ES = 평균그룹 1 - 평균그룹 2/ SD풀린). ES는 관심 집단 내에서 치료의 영향을 반영하며 설정된 기준에 따라 소규모 (<0.41), 중간 (0.41–0.70) 또는 대규모 (> 0.70)로보고됩니다.23 분석은 Windows 용 Prism5 (GraphPad, San Diego, CA)를 사용하여 수행되었습니다.

결과

MPTP-Lesioned 마우스에서 고강도 러닝 머신 운동이 모터 동작 개선

MPTP-lesioning과 운동 시작 전에 두 운동 그룹의 모든 쥐의 평균 baseline 속도는 비슷했습니다 (식염수와 운동 : 11.7 ± 1.1 m / min, MPTP와 운동 : 11.2 ± 1.1 m / min). 6 주간의 일일 운동은 생리 식염수가있는 운동 그룹과 최대 운동 속도를 가진 운동 그룹 모두 최대 운동 속도를 향상 시켰으며 주 1에서 4까지 MPTP와 운동 마우스에 비해 유의하게 큰 최대 속도를 보였다Fig. 2). 그러나 MPTP 플러스 운동 쥐는 주 5 (MPTP 플러스 운동 : 17.2 ± 3.6 m / min 및 식염수 + 운동 : 22.0 ± 1.5 m / 분) 및 주 6 (19.2 ± 1.2 m) / 분 및 22.2 ± 0.9 m / 분). 이전에보고 된 바와 같이, 러닝 머신 훈련을받지 않은 MPTP- 손상 마우스는 7.0- 주 운동 기간이 끝날 때 0.3 ± 6 m / 분의 최대 속도로 운동 행동의 자발적인 회복을 나타내지 않았다.5

무화과. 2 

운동은 MPTP 마우스의 운동을 개선합니다. 매주 말에 전동식 러닝 머신에서 생리 식염수 (n = 12)와 MPTP (n = 12) 마우스의 최대 작동 속도를 테스트했습니다. 기준 디딜 방아 속도는 MPTP 병변 치료 전에 측정되었습니다. ...

고강도 러닝 머신 운동은 선천적 인 DA-D2R을 증가 시키나 DA-D1R 단백질은 증가시키지 않았다.

고강도 러닝 머신 운동은 서구 얼룩 분석 (Western blot analysis)에 의해 보여지는 바와 같이 배면 선조체 (dorsal striatum)로부터의 시냅 톤 낭창 성 제제에서 DA-D2R 및 DA-D1R 수준에 차별적으로 영향을 미쳤다Fig. 3). MPTP + 운동 마우스는 MPTP 마우스와 비교하여 선조체 DA-D48.8R에서 2 % 증가했다 (그림 3B), DA-D2R 단백질 수준에서 운동과 MPTP 병변 간의 유의 한 상호 작용 (F(1,8) = 6.0; P <0.05). 반대로, 그룹간에 DA-D1R 단백질 수준에 대한 운동 효과는 없었습니다 (3A; F(1,8) = 0.1, P = 0.78). MPTP 병변 치료 단독으로도 DA-D2R (F(1,8) = 0.0; P = 0.88) 또는 DA-D1R 식 (F(1,8) = 0.0; P = 0.92). 또한, 중뇌 도파민 성 섬유 무결성의 두 가지 단백질 마커, 티로신 hydroxylase (TH; 3C) 및 도파민 운반체 (DAT; 3D), MPTP는 선조체 TH 단백질을 유의하게 감소시켰다 (F(1,8) = 757.3; P <0.05) 및 DAT 표현 (F(1,8) = 218.0; P <0.05).

무화과. 3 

운동은 DA-D2R을 선택적으로 상향 조절하지만 DA-D1R 선조체 단백질은 상향 조절하지 않습니다. 패널 (A)는 DA-D1R 단백질에 대한 등쪽 striatum에서 synaptoneurosome 준비의 서양 immunoblot 분석을 보여줍니다. 통계적으로 유의 한 차이는 없었다. ...

고강도 러닝 머신 운동으로 선조체가 증가 [18F] Fallypride 바인딩 잠재력 (BP)

수용체 단백질 발현의 서쪽 immunoblotting 분석이 전체 항체 에피토프 (표면 및 내부 세포 저장소 모두)를 측정하는 동안, 생체내에서 고친 화도 DA-D2R 특이 적 방사성 리간드를 이용한 PET 이미징 [18F] fallypride는 DA-D2R의 이용 가능성에 대한 운동의 영향을 리간드에 결합시킬 수 있습니다 (Fig. 4). 통계 분석에 의하면 운동의 유의 한 효과가 있음이 밝혀졌습니다 (F(1,16) = 12.3; P <0.05) 및 MPTP 병변 (F(1,16) = 160.3; P <0.05) MPTP와 운동 (F(1,16) = 3.5; P = 0.07) on [18F] fallypride BP. Bonferroni post hoc 분석은 MPTP와 MPTP와 운동 쥐 사이의 BP 값에 유의 한 차이를 보였다 (t = 1.1, Df = 1, 16; P <0.01), 식염수와 식염수와 운동 마우스 사이에 유의 한 차이가 없었습니다 (t = 4.1, Df = 1, 16; P > 0.05). 구체적으로, MPTP와 운동 용 마우스는 [18F] fallypride BP를 MPTP 마우스 (MPTP + 운동의 평균 혈압 값 : 7.1 ± 0.7, MPTP 마우스의 평균 혈압 값 : 4.1 ± 0.3)와 비교했을 때그림 4B). 또한, 생리 식염수 + 운동 쥐는 8.2 %18F] fallypride BP (13.2 ± 1.0)를 식염수 생쥐 (12.2 ± 0.3)와 비교 하였다. 이 결과와 일치하는 "효과 크기"계산은 MPTP 그룹 (ES = 2.61)간에 더 큰 운동 효과가 식염수 그룹 (ES = 0.94) 사이에서 관찰 된 것보다 더 큰 운동 효과를 나타냅니다.

무화과. 4 

운동은 선택적으로 증가한다.18F] fallypride 바인딩 잠재력 (BP) MPTP 생쥐의 striatum. 패널 (A)는 [18F] fallypride BP 코로나 방향 (왼쪽)과 수평 방향 (오른쪽)의 BP 대표 이미지. 스케일 바 ...

토론

이 연구는 고강도 러닝 머신 운동이 [18F] fallypride BP (DA-D2R 유용성)를 MPTP 처리 마우스의 선조 세포에서 확인 하였다. 반대로, 운동 쥐가없는 MPTP에 비해 MPTP와 운동 사이의 전체 선조체 도파민 수치에는 유의 한 변화가 없었다. [18F] fallypride는 매우 선택적 인 DA-D2 / D3R 길항제로서 혈압이 생체내에서 이용 가능한 수용체의 측정 (B최대) / 결합 친화력 (Kd). DA-D2Rs는 등쪽 선조 내에서 가장 많이 나타나는 도파민 수용체 아형이므로 운동에 의해 유도되는 [18F] fallypride BP는 DA-D2R 수치의 증가를 나타내며 Western immunoblotting을 이용한 단백질 발현의 증가와 in situ hybridization histochemistry를 이용한 선조체 DA-D2R mRNA 전 사체 발현의 증가를 보여주는 이전의 연구를 뒷받침한다.5 BP 상승에 대한이 해석은 [18F] fallypride는 도파민 수준이 낮기 때문에 MPTP 생쥐에서 발생하지 않을 것입니다.24 따라서, 명백한 결합 친화도의 변화 (Kd)은 무시할 수 있으며 BP에 영향을 미치지 않습니다. MPTP 생쥐에서 운동의 강화 된 효과는 도파민 수치가 고갈 된 상태에서 증가 된 수용체 수를 통해 도파민 성 신경 전달을 최적화하기 위해 부상당한 뇌의 시도를 반영 할 수 있습니다. MPTP 생쥐의 운동 반응이 증가하면 손상된 뇌와 손상되지 않은 뇌의 신경 세포 재생 가능성이 높아져 선조체 회로가 손상되지 않았을 때 필수적이지 않을 수 있습니다. 도파민 수치가 MPTP 마우스의 운동에 따라 크게 변하지 않는다는 사실은 DA-D2R의 보상 적 변화가 운동 관련 개선 된 운동 수행에 중요하다는 것을 시사한다.

PET 영상을 이용하여, 우리는 식염수 처리 마우스에 비해 MPTP 병변 후 DA-D2R BP의 감소를 관찰했습니다. 이것은 DA-D2R 단백질 발현의 변화가 관찰되지 않은 서양 면역 블로 팅과 대조적이었다. DA-D2R은 표면과 세포 내 구획 사이의 동적 평형에 존재하며, 후자는 일반적으로 PET 방사성 리간드에 결합 할 수 없습니다. 도파민이 고갈 된 상태에서 보상 메커니즘은 DA-D2R에 대한 세포 내 풀 (pool)의 변화를 유도 할 수 있는데,18F] fallypride 바인딩을 가지고 있지만 아직 서양 immunoblotting에서 검출에 사용할 수 있습니다.

우리의 발견과는 달리, PD를 가진 개인과 비인간 영장류에서 MPTP를 투여 한 후, 또는 쥐의 2-OHDA에서 DA-D6R의 보상 적 증가가보고되었다.25 문헌에서 DA-D2Rs의 소실은 도파민 성 신경 세포의 퇴행으로 인한 것으로보고되었지만 DA-D2Rs의 증가는 striatopallidal 뉴런 또는 콜린성 신경 세포 내에서 남아있는 도파민 성 말단에서의 발현 증가 및 / 또는 증가 된 합성으로 인한 결과이다. 우리의 PET 연구와 문헌의 차이는 연구 간 병변의 정도에 차이가있을 수 있습니다.11 특히, MPTP에 의한 세포 손실을 통한 더 많은 수의 presynaptic DA-D2R의 손실은 병변 단독으로 유도 된 모든 시냅스 후 보상 적 변화를 상쇄하기에 충분할 수 있습니다. 또한, MPN (비 운동) 쥐에서 DA-D2R BP 및 발현 수준의 증가를 관찰 할 수 없다는 것은 연구가 끝날 때 도파민 수치가 완만하게 회복 되었기 때문일 수 있습니다 (82 일 동안 10 % 도파민 고갈 대 68 42 일 postlesion에서의 고갈 %). 그러나, 도파민의 작은 회복 (운동 쥐가없는 MPTP와 유의 적으로 다르지 않음)을 나타내는 MPTP 플러스 운동 쥐가 DA-D2R BP의 증가를 보였기 때문에 이것은 거의 일어나지 않습니다.

DA-D1Rs와 D2Rs의 대다수는 콜린성 신경 계통에 발현되는 추가 수용체와 피질 (또는 시상)과 흑질 간질 분비물에서 유래 한 글루탐산 및 도파민 성 뉴런의 말단에 각각 MSN의 수상 돌기에서 발현된다.26 도파민의 주요 역할은 MSN에서 대뇌 피질 선 또는 시상 근성 글루타메이트 성 신경 전달을 조절하는 것입니다. Glutamatergic 신경 전달은 DA-D1R을 통해 향상되고 DA-D2R을 통해 감소됩니다.27-29 도파민 결핍 상태에서, 간접 경로의 MSN을 포함하는 DA-D2R에서 척추와 시냅스 연결이 선택적으로 상실됩니다.30 이 손실은 glutamatergic corticostriatal 신경 전달 증가로 인해 MSN 내에서 과민 반응 상태를 동반합니다.31-33 PD의 동물 모델에서, 글루타메이트 운동의 증가는 파킨슨 병과 유사한 운동 행동과 관련이 있습니다.34 도파민 또는 그 작용제의 적용을 통한 과민 각성 상태의 감쇠는 파킨슨 병 운동 장애의 역전을 초래한다.35,36 이 보고서들과 우리의 연구 결과에 비추어, 우리는 고강도 운동의 이점은 간접 경로에서 DA-D2R 발현을 증가시킴으로써 (DA-D1R 직접 경로가 아닌) 도파민 성 신호 전달을 향상시키고, glutamatergic 흥분성의 억제.

우리 연구의 주된 결론은 집중적 인 러닝 머신 달리기의 형태로 운동하면 선천성 DA-D2Rs의 발현 증가를 통해 신경 이식성을 촉진한다는 것인데, 이는 손상된 뇌에서 가장 명백한 과정입니다. 우리의 발견에 근거하여, 비 침습적 PET- 이미징 접근법은 [18F] fallypride를 사용하여 집중적 인 디딜 방아 운동이 PD 환자의 DA-D2R의 변화를 유도하는지 여부를 조사 할 수 있습니다. 우리의 연구는 도파민 고갈 동물 모델의 전임상 연구 가치와 PD를 가진 개인의 영상 및 운동 연구 이해에 대한 이론적 근거와 통찰력을 제공하는 번역 연구의 중요성을 강조합니다.

감사의

이 연구는 USC CTSI Full Pilot 보조금 프로그램과 Parkinson 's Disease Foundation, Team Parkinson (로스 앤젤레스), Parkinson Alliance, Whittier Parkinson 's Disease Education Group, NINDS RO1 NS44327-1, NIA로부터의 기금으로 지원되었습니다. AG 21937) 및 미 육군 NETRP W81XWH-04-1-0444. MGV는 USC Neuroscience Graduate Program Merit Fellowship의 수령자입니다. Sabin Research Institute의 소형 동물 이미징 연구 센터의 Dr. Rex Moats와 마이크로 PET 이미지 지원에 대한 도움으로 Ryan Park와 USC Small Animal Imaging Core의 Peter Conti 박사에게 감사드립니다. 디딜 방아 운동에 도움을 주신 Yi-Hsuan (Lilian) Lai와 HPLC 분석 분야 전문가 인 Avery Abernathy에게 감사드립니다. 우리는 George and MaryLou Boone, Walter and Susan Doniger, Roberto Gonzales 등 USC Parkinson 's Disease Research Group의 친구들에게 깊은 감사를 표합니다.

각주

 

잠재적 이해 상충 :보고 할 것이 없습니다.

증명에 추가 된 메모 : 이 기사는 19 October 2010에 온라인으로 게시되었습니다. 이어서 오류가 확인되었습니다. 이 고지는 온라인 및 인쇄 버전에 포함되어 두 가지가 모두 수정되었음을 나타냅니다.

재정 공개 : USC 신경 과학 대학원 프로그램 메리트 펠로우쉽 (MV), NINDS RO1 NS44327-1 (MV, CW, JW, MJ 및 GP), USC CTSI 완전 파일럿 보조금 프로그램 (QL, AN, MJ, GP)

작성자 역할 : 모든 저자는이 원고를 작성하는데 도움이되었습니다. 연구 프로젝트 개념 : GP, BF, MJ, RL, JW. 프로젝트 수행 : MV, QL, AN, CW, MJ, GP. 데이터 수집, 처리, 통계 분석 : MV, QL, BF, AN, RL, MJ, GP. 원고 작성 : MV, QL, BF, RL, JW, MJ, GP.

참고자료

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