بیان ژن و پاسخ گلیال گیرنده های متمایز شبه تلفن در نواحی مختلف مغز خراش طبیعی قسمت 1

چکیده:

بیماری های پریون بیماری های مزمن و کشنده عصبی هستند که با تجمع پروتئین پریون خاص بیماری (PrPSc)، تغییرات اسفنجی شکل، از دست دادن نورون ها و گلیوز مشخص می شوند.

بیماری پریون که به عنوان بیماری معبد، بیماری موم خوار و غیره نیز شناخته می شود، یک عفونت ویروسی حاد است که توسط پریون ها ایجاد می شود. این بیماری عمدتاً با خوردن غذاهای نپخته حاوی پریون منتقل می شود. هنگامی که با پریون ها آلوده می شود، ممکن است باعث التهاب مغز و آسیب سیستم عصبی شود و علائمی مانند سردرد، استفراغ و تب ظاهر شود.

با این حال، هنگام مواجهه با چنین وضعیتی، به دلیل وجود بیماری پریون، نمی توانیم اعتماد به نفس خود را از دست بدهیم. اکثر افراد مبتلا می توانند پس از درمان بهبود یافته و حافظه خود را بازیابی کنند.

البته، از منظر پیشگیرانه، می‌توانیم سعی کنیم بیشتر غذاهای پخته مصرف کنیم تا از عفونت پریون جلوگیری کنیم. در عین حال، در صورت احساس علائم، باید در اسرع وقت به پزشک مراجعه کنید تا از تشدید بیماری جلوگیری کنید.

در زندگی روزمره می‌توانیم برخی از آموزش‌های ساده حافظه مانند خواندن، تهیه فهرست، سازماندهی رویدادها و اطلاعات و غیره را برای بهبود حافظه خود امتحان کنیم. این تمرینات به زمان و انرژی زیادی نیاز ندارند، اما برای حفظ سلامت مغز و عملکرد موثر حافظه بسیار مهم هستند.

به طور خلاصه، هنگام مواجهه با بیماری هایی مانند بیماری پریون، باید با آن برخورد مثبت داشته باشیم، به دنبال درمان های پزشکی حرفه ای و اقدامات پیشگیرانه باشیم و به تمرینات حافظه روزانه توجه کنیم تا سلامت جسمی و کار موثر خود را تضمین کنیم. مشاهده می شود که ما نیاز به بهبود حافظه داریم و سیستانچ می تواند حافظه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد زیرا سیستانچ یک ماده دارویی سنتی چینی با اثرات منحصر به فرد بسیاری است که یکی از آنها بهبود حافظه است. اثر سیستانچ از ترکیبات فعال مختلفی که شامل تانیک اسید، پلی ساکاریدها، گلیکوزیدهای فلاونوئید و غیره است، ناشی می شود. این مواد می توانند به طرق مختلف سلامت مغز را تقویت کنند.

روی روش های بهبود عملکرد مغز کلیک کنید

شواهد رو به رشد نشان می دهد که پاسخ التهابی عصبی یک جزء کلیدی از بیماری های پریون است و به تخریب عصبی کمک می کند.

گیرنده های شبه تلفن (TLR) به عنوان واسطه های مهم پاسخ های ایمنی ذاتی که در سیستم عصبی مرکزی در سایر بیماری های تخریب کننده عصبی انسان، از جمله بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک ایجاد می شوند، پیشنهاد شده اند.

با این حال، اطلاعات کمی در مورد نقش TLR ها در بیماری های پریون وجود دارد و نقش آنها در آسیب شناسی عصبی اسکرپی طبیعی مورد مطالعه قرار نگرفته است. ما بیان ژن TLRهای گوسفند را در چهار ناحیه مغز متمایز از نظر تشریحی در گوسفندان طبیعی آلوده به اسکرپی ارزیابی کردیم و ارتباط احتمالی بین بیان ژن و علائم پاتولوژیک بیماری پریون را ارزیابی کردیم.

ما تغییرات قابل توجهی را در بیان TLR در گوسفند آلوده به اسکرپی مشاهده کردیم که با درجه اسفنجیوز، رسوب PrPSc و گلیوز در هر یک از مناطق مورد مطالعه مرتبط است.

قابل توجه است که TLR4 تنها ژنی بود که در همه مناطق بدون توجه به شدت آسیب شناسی عصبی تنظیم مثبت شد. در هیپوکامپ، ما نوروپاتولوژی خفیف‌تری را در ارتباط با نمایه بیان ژن TLR مشخص و وجود یک مورفولوژی میکروگلیال عجیب و غریب به نام rodmicroglia مشاهده کردیم که برای اولین بار در اینجا در مغز گوسفندان مبتلا به اسکرپی توضیح داده شد.

همزمانی این ویژگی ها حاکی از محافظت جزئی عصبی از هیپوکامپ است. در نهایت، مقایسه یافته ها در گوسفند آلوده به طور طبیعی در مقابل یک مدل موش بزرگ (موش tg338) الگوهای متمایز بیان TLR ژن را نشان داد.

کلمات کلیدی: پریون; اسکرپی؛ گیرنده های شبه عوارض؛ التهاب عصبی؛ میکروگلیا؛ آستروسیت ها

1. مقدمه

انسفالوپاتی های اسفنجی قابل انتقال (TSEs) یا بیماری های پریون، گروهی از اختلالات عصبی مرگبار هستند که شامل بیماری کروتسفلد-جاکوب (CJD) در انسان، خراش در گوسفند و بز، انسفالوپاتی اسفنجی شکل گاو (BSE) در گاو، و بیماری واسترگی مزمن می شود. CWD).

این TSE ها با تبدیل پروتئین پریون کدگذاری شده توسط میزبان (PrPC) به یک ایزوفرم عفونی، PrPSc، که ترجیحاً در سیستم عصبی و سیستم لنفورتیکولار (LRS) تجمع می یابد، و یک واکنش ایمنی التهابی در سیستم عصبی مرکزی (CNS) مشخص می شوند [1]. ,2].بیماری های پریون، مانند اسکرپی، می توانند به طور طبیعی با قرار گرفتن در معرض خوراکی با PrPSc ایجاد شوند.

پس از عبور از سد روده ای و انجام تکثیر اولیه در بافت های لنفاوی، PrPSc از طریق فرآیندی به نام تهاجم عصبی به CNS می رسد. عفونت از نقاطی در دستگاه گوارش از طریق اعصاب واگ و اسپلانکنیک به ترتیب به ساقه مغز و نخاع انتشار می یابد [3،4].

با رسیدن به CNS، PrPSc از نواحی سینه دمی، یعنی از طریق ساقه مغز منقاری به مخچه، دی انسفالون و قشر فرونتال گسترش می یابد [5]. تجمع کلیشه ای آناتومیکی PrPSc نشان می دهد که انتشار آن توسط اتصال عصبی و/یا آسیب پذیری انتخابی مناطق مختلف مغز واسطه می شود.

عوامل میزبان مانند ژنوتیپ PrPSc، نژاد، و سن در هنگام عفونت در بزرگی رسوب PrPSc و توزیع ضایعات اسفنجی شکل نقش دارند.

با این حال، اساس مولکولی برهمکنش‌های میزبان-پریون که هدف‌گیری انتخابی PrPSc را به مناطق خاص مغز تعیین می‌کند ناشناخته باقی مانده است و یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های پدیده کرنش پریون را تشکیل می‌دهد.

در اصل، فرض بر این بود که سیستم ایمنی به دلیل تحمل تناتوری به PrPSc پاسخ نمی دهد، اما مطالعات دوره زمانی فعال شدن و تکثیر سریع میکروگلیا و آستروسیت ها را حتی قبل از شروع علائم بالینی و دژنراسیون عصبی نشان داد [6-8].

این فعال‌سازی و تکثیر اولیه میکروگلیا و آستروسیت‌ها نقش اصلی را در پاتوژنز اختلالات پریون ایفا می‌کند، اگرچه مکانیسم‌های مولکولی درگیر در فعال‌سازی آن‌ها و نقش دقیق آستروسیت‌های فعال و میکروگلیا در پاتوژنز این بیماری نامشخص است [9،10].

علاوه بر این، به طور گسترده پذیرفته شده است که توزیع و فنوتیپ اختروگلیال میکروگلیالند در مناطق و گونه‌های مغز متفاوت است [11-14]، و ویژگی‌های ذاتی را به هر منطقه نسبت می‌دهد که آسیب‌پذیری در برابر تخریب عصبی را تحت تأثیر قرار می‌دهد [10،15،16].

این پدیده به ویژه در مرحله پیش بالینی مشهود است، که در طی آن میکروگلیا و آستروگلیا هر دو به عفونت پریون به شیوه ای خاص منطقه پاسخ می دهند.

با این حال، با پیشرفت بیماری، یک پاسخ التهابی عصبی شایع‌تر غالب می‌شود و بیشتر ویژگی‌های منطقه‌ای را رقیق می‌کند [17،18]. در چند سال اخیر، نقش گیرنده‌های شبه Toll (TLRs) در واکنش‌پذیری میکروگلیال و آستروگلیال گزارش شده است. در چندین اختلال نورودژنراتیو، بر تأثیر آنها بر پیشرفت این بیماری ها تأکید می کند [19-21].

با این حال، اطلاعات در مورد نقش بیماری های پریون TLRsin کمیاب است. نقش تا حدی محافظتی TLRها آسیب شناسی اینپریون توصیف شده است. به طور خاص، گزارش شده است که از دست دادن TLR2 [22] و TLR4 [23] پاتوژنز پریون را تسریع می کند، در حالی که تحریک TLR9 پیشرفت بیماری را در مدل های موش کند می کند [24،25].

تا به امروز، بیشتر مطالعات TLR در بیماری های پریون در شرایط آزمایشگاهی یا با استفاده از مدل های موش انجام شده است [8،22،26-29]، و نقش آنها در حیوانات و انسان های آلوده به طور طبیعی نامشخص است. با توجه به دانش ما، یک مطالعه بر روی بره های تازه متولد شده تلقیح خوراکی اسکرپی انجام شد (یعنی با استفاده از یک میزبان طبیعی، اما غیر طبیعی آلوده) و بیان بیش از حد TLR2 و TLR4 در خون در مراحل بیماری بالینی گزارش شد [30].

دو مطالعه تغییر بیان ژن TLR را در انسان با CJD (sCJD) پراکنده گزارش کرده اند [31،32]. اختلال در تنظیم ژن های دخیل در پاسخ ایمنی شامل بیان بیش از حد mRNA TLR4 و TLR7 در مخچه و قشر پیشانی بیماران sCJD MM1 و TLR7 در مخچه بیماران sCJD VV2 بود.

علاوه بر این، Areskeviciuteet al. [32] TLR4 را در 40 تنظیم‌کننده برتر بالادستی که پیش‌بینی می‌کردند بیان تفاوت در نمونه‌های مغزی sCJD در مقایسه با نمونه‌های مغز شاهد را نشان دهند، گنجانده است. ما بررسی کردیم که چگونه عفونت طبیعی اسکرپی بر سطوح رونویسی TLRs گوسفند و برخی سیتوکین‌ها در چهار ناحیه مغز با درجات مختلف حساسیت به پریون تأثیر می‌گذارد. نتایج قبلی [18].

تجزیه و تحلیل کمی PCR (qPCR) تغییرات بیان ژن را در گروه مبتلا به اسکرپی در مقابل گروه کنترل و یک پاسخ وابسته به ناحیه مغز نشان داد.

به طور جالبی، هیپوکامپ مشخص‌ترین ضایعه را با مورفولوژی میکروگلیا واکنش‌پذیر و الگوی رونویسی TLR نشان داد.

نتایج ما برخی از شباهت‌ها را با مطالعات قبلی با استفاده از موش‌های نوع وحشی نشان می‌دهد، اما تفاوت‌های قابل‌توجهی در مورد یافته‌های اسکرپی طبیعی وجود دارد.

2. نتایج

2.1. آسیب شناسی عصبی اسکرپی گوسفند آلوده به طور طبیعی

همانطور که قبلاً توضیح داده شد، ابتدا آسیب شناسی عصبی اسکرپی را در گوسفند آلوده به طور طبیعی در این مطالعه تأیید کردیم. اسفنجیوز، رسوب PrPSc، و واکنش گلیا در چهار منطقه از مغز گوسفند آلوده و کنترل مورد بررسی قرار گرفت: مدولائوبلنگاتا (Mo)، تالاموس (Th)، هیپوکامپ (Hc)، و قشر فرونتال (Fc).

همه حیوانات آلوده به طور طبیعی در مرحله بالینی بیماری بودند. با این حال، وضعیت بالینی، بر اساس فراوانی و شدت علائم بالینی، در بین گوسفندان متفاوت بود، از مراحل اولیه تا پیشرفته (جدول 1).

شکل 1 میکروعکس‌هایی را برای ارزیابی واکوئلاسیون و رنگ‌آمیزی ایمنی برای PrPSc، GFAP و Iba1 نشان می‌دهد که در هر یک از مناطق انتخاب شده در حیوانات آلوده و کنترل گرفته شده است.

همانطور که انتظار می رفت، هیچ شواهدی از واکوئلاسیون یا رسوب PrPSc در بخش های بافتی گوسفند شاهد مشاهده نشد. برعکس، در گوسفند آلوده به اسکرپی، نواحی تمام نوروآناتومیک اسفنجیوز، رسوب PrPSc و گلیای واکنشی را نشان دادند (05.0 < 0).

شدت واکوئلاسیون، رسوب PrPSc و گلیوز از بصل النخاع به قشر فرونتال کاهش یافت. جالب توجه است که علیرغم مجاورت تالاموس و هیپوکامپ، تفاوت قابل توجهی در نمرات برای همه نشانگرهای پاتولوژیک مشاهده شد.

بیشترین درجه اسفنجیوز در بصل النخاع و تتالاموس مشاهده شد، برخلاف واکوئلاسیون بسیار پراکنده موجود در هیپوکامپ و قشر فرونتال.

واکوئلاسیون داخل عصبی در هسته های بصل النخاع فراوان بود، همانطور که در هسته حرکتی پشتی عصب واگ نشان داده شده است، در حالی که اسپونژیوز نوروپیل در تالاموس و قشر فرونتال غالب بود (شکل 1A). تعداد بسیار کمی واکوئل در نوروپیل هیپوکامپ یافت شد.

شکل 1. ارزیابی نوروپاتولوژی و ایمونوهیستوشیمی نماینده اسفنجیوز، رسوب PrPSc، میکروگلیوز و آستروگلیوز در CNS گوسفند شاهد و آلوده به اسکرپی در تمدولا ابلونگاتا (Mo)، تالاموس (Th)، هیپوکامپ (Hc) و قشر فرونتال (Fc) .

نمودارها مقادیر ارزیابی نیمه کمی را برای هر پارامتر تجزیه و تحلیل شده نشان می دهند. (الف) رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین تغییرات اسفنجی را در CNS از گوسفند آلوده به اسکرپی و عدم وجود اسفنجی در گوسفند کنترل نشان داد. (ب) تشخیص PrPSc با آنتی بادی L42 در مناطق مغز گوسفند آلوده به اسکرپی.

Noimmunolabelling در گروه کنترل تشخیص داده شد. (C) رنگ آمیزی ایمونوهیستوشیمی مولکول آداپتور متصل شونده به کلسیم یونیزه-1(Iba1) واکنش پذیری میکروگلیال را در گوسفند آلوده به اسکرپی نسبت به گوسفند شاهد افزایش نشان داد.

(D) رنگ آمیزی ایمنی پروتئین فیبریلاری اسیدی گلیال (GFAP) گوسفند آلوده به اسکرپی را در مقایسه با گوسفند شاهد افزایش یافته است. (E) مقایسه آماری اسفنجیوز، رسوب PrPSc، Iba1، و شدت GFAP بین مناطق مغز.

دامنه امتیازها از 0 (منفی) تا 5 (حداکثر شدت) است. تفاوت معنی داری در اسفنجیوز، PrPSc، Iba1 و GFAP با استفاده از آزمون t Student یا آزمون Mann-Whitney U به ترتیب برای داده های توزیع شده نرمال و غیر نرمال مشخص شد.

تفاوت‌های آماری بین نواحی مغز با استفاده از آنالیز واریانس یک‌طرفه (ANOVA) یا آزمون کروسکال-والیس برای داده‌های توزیع شده نرمال و غیرعادی تعیین شد. * p < 0.05، ** p <0.01. نوار مقیاس=200 میکرومتر.

همه گوسفندهای آلوده به اسکرپی تجمع گسترده PrPSc را در چهار ناحیه CNS تجزیه و تحلیل شده نشان دادند، به جز سه گوسفند که علائم بالینی اولیه را نشان دادند و با یافته های ایمونوهیستوشیمی (IHC) و وسترن بلات (WB) در قشر پیشانی، PrPSc منفی بودند (جدول 1).

شدت رنگ آمیزی ایمونوهیستوشیمی PrPSc کاهش دمی تا منقاری را نشان داد، مشابه آنچه برای اسفنج مشاهده شد، با حداکثر شدت در بصل النخاع و تالاموس، دو ناحیه با بیشترین درجه واکوئلاسیون، و شدت کمتر در هیپوکامپ و قشر فرونتال (شکل 1).

در هیپوکامپ، رنگ‌آمیزی PrPS توزیع کانونی و ناهمواری را نشان داد، برخلاف الگوی نقطه‌گذاری همگن و پراکنده مشاهده‌شده در بخش‌های قشر پیشانی.

ما چهار الگوی اصلی رسوب PrPSc را مشاهده کردیم، همانطور که قبلاً توضیح داده شد [36]: دو الگوی درون سلولی، که شامل رسوب درون عصبی و درون گلیال (شامل درون آستروسیتی و درون میکروگلیال) و دو الگوی غشای سلولی/خارج سلولی، که شامل سلول‌های عصبی و سلولی مرتبط بود. رسوب مرتبط (شکل S1).

الگوهای درون عصبی و نوروپیل مرتبط در تمام نواحی مغز غالب بود. به طور قابل‌توجهی، الگوهای زیر و گلیال در قشر فرونتال و هیپوکامپ در مقایسه با بصل النخاع و تالاموس به شدت کاهش یافته یا حتی وجود ندارد. به موازات IHC، ما حضور پریون‌های مقاوم به پروتئاز (PrPres) توسط WB را تجزیه و تحلیل کردیم.

نمونه‌های مغزی گوسفند آلوده به اسکرپی، الگوی کلاسیک PrPres سه باندی مرتبط با اسکرپی کلاسیک را با جرم مولکولی قطعه گلیکوزیله شده آنون تقریباً 19 کیلو دالتون نشان دادند (شکل 2).

با وجود درجه خاصی از تنوع، سیگنال PrPres با شدت علائم بالینی در تمام مناطق مغز افزایش یافت و در نواحی دمی مغز فراوان‌تر بود.

WB برای PrPres در بصل النخاع و تالاموس در همه گوسفندان آلوده به اسکرپی مثبت بود. در مقابل، نمونه‌های هیپوکامپ و قشر فرونتال برای PrPres در تمام حیوانات آلوده مثبت نبود.

اگرچه IHC برای PrPres در هیپوکامپ همه گوسفندان آلوده مثبت بود، 4/13 توسط WB منفی بود. در قشر فرونتال، 3/13 گوسفند PrPres منفی توسط IHC، و 4/13 PrPres منفی توسط WB بود.

علاوه بر واکوئلاسیون و رسوب PrPSc، فعال شدن سلول های گلیال به طور گسترده ای به عنوان یک رویداد اولیه در پاتوژنز بیماری های پروتئینی تاشو اشتباه ثبت شده است.

برای مشخص کردن گلیای فعال، تمام نواحی مغز با استفاده از آنتی‌بادی‌های ضد GFAP برای شناسایی آستروسیت‌ها و آنتی‌بادی‌های ضد Iba1 برای تشخیص میکروگلیا تحت IHC قرار گرفتند.

رنگ آمیزی ایمونوهیستوشیمی Iba1 که هم میکروگلیای در حال استراحت و هم میکروگلیای فعال را شناسایی می کند [37]، به طور قابل توجهی در تمامی نواحی مغز در گوسفندان آلوده به اسکرپی در مقایسه با گوسفند شاهد افزایش یافت و تفاوت های مشخصی را در مورفولوژی میکروگلیال در میان نواحی مغز در حیوانات آلوده نشان داد (شکل 1C).

وضعیت فعال سازی سلول های میکروگلیال بر اساس سه مورفولوژی اصلی تعریف می شود: شاخه ای، هیپرتروفیک و آمبوئید [38،39]. سلول‌های میکروگلیال در وضعیت «نظارت‌آمیز» یا نسبتاً غیرفعال، مورفولوژی منشعب‌شده‌ای دارند که با یک بدن سلولی کوچک با بسیاری از فرآیندهای ظریف مشخص می‌شود، همانطور که در حیوانات کنترل ما مشاهده شد.

حالت فعال با مورفولوژی آمبوئید مشخص می شود، که معمولاً با حالت فاگوسیتی [38] همراه است و از اجسام سلولی کروی و غیر شاخه ای تشکیل شده است. مورفولوژی هیپرتروفیک با میکروگلیا با بدنه سلولی بزرگتر و فرآیندهای کوتاهتر و ضخیم مشخص می شود و با تولید و انتشار واسطه های التهابی همراه است [40،41].

مورفولوژی آمبوئید در گوسفند آلوده به اسکرپی بصل النخاع فراوان ترین بود. در تالاموس، مورفولوژی آمبوئید مشاهده شد اما غالب نبود: انواع فرآیندهای بزرگ و نازک با فرآیندهای پراکنده و ضخیم ناشی از اجسام سلولی دراز، مربوط به میکروگلیای هیپرتروفیک در هم آمیخته شده است.

مورفولوژی میکروگلیاهای پرولیفراتیو در قشر پیشانی و هیپوکامپ به طور قابل توجهی با بصل النخاع و تالاموس متفاوت بود. در هر دو منطقه، میکروگلیا هیپرتروفیم غالب بود و میکروگلیا آمبوئید عملاً وجود نداشت.

به طور قابل توجهی، منطقه Cornu Ammonis 3 (CA3) هیپوکامپ بیشترین تفاوت را در مورفولوژی میکروگلیا نشان داد، و یک الگوی میکروگلیال به نام میکروگلیات میله ای را نشان داد که در هیچ ناحیه دیگری از مغز مشاهده نشد.

این تفاوت‌های بارز مشاهده‌شده در ارزیابی هیپوکامپ ما را بر آن داشت تا یک بررسی دقیق از زیر فیلدهای CA1، 3، 4 و لایه لاکونوز مولکولی (SLM) انجام دهیم.

شکل 2. تشخیص وسترن بلات PrPres در CNS گوسفند شاهد و آلوده به اسکرپی طبیعی. مقادیر برابر پروتئین برای مقایسه کافی بارگیری شد و بلات های ایمنی با استفاده از آنتی بادی مونوکلونال SHA31 برای تجزیه و تحلیل نمونه ها از (A) بصل النخاع، (B) اجرا شد. ) تالاموس، (C) هیپوکامپ، و (D) قشر فرونتال گوسفند آلوده به اسکرپی با علائم بالینی اولیه (نمونه 1-5) و با علائم بالینی پیشرفته (نمونه 6-13). خط 14 کنترل منفی و خط 15 نمونه ای از مغز گوسفند غیر آلوده را نشان می دهد که تحت هضم pK قرار نگرفته است.

رنگ آمیزی ایمنی GFAP آستروگلیوز مشخص را در گوسفند آلوده به اسکرپی در مقابل شاهد نشان داد (شکل 1D). از نظر مورفولوژیکی، آستروسیت‌های گوسفند آلوده به‌طور مداوم اجسام و فرآیندهای سلولی هیپرتروفیک را نشان می‌دهند، که حضور آستروگلیوز واکنشی را تأیید می‌کند، در حالی که گوسفند کنترل مورفولوژی ستاره‌ای معمول حالت غیرفعال‌شده را نشان می‌دهد.

در بصل النخاع و تالاموس، رنگ آمیزی ایمنی GFAP شدیدتر بود، با ظهور شبکه های آستروسیت به دلیل همپوشانی فرآیندها. در هیپوکامپ و قشر فرونتال، آستروسیت ها به طور مساوی با حضور اجسام ستاره ای هیپرتروفیک جدا شده توزیع شدند.

For more information:1950477648nn@gmail.com