Vicino infrarosso (NIR) Luce aumenta l'espressione di un marcatore di mitocondriale Funzione nel mouse vestibolare sensoriale Epithelium

Summary

Disfunzione mitocondriale è una caratteristica della senescenza cellulare. Questo documento utilizza nel vicino infrarosso (NIR) trattamento non invasivo per migliorare la funzione mitocondriale nel invecchiamento del mouse vestibolare epitelio sensoriale.

Abstract

Strategie per attenuare il declino in funzione di bilanciamento con l'aumentare dell'età sono prevalentemente concentrati su terapie fisiche, tra cui le attività di bilancio e l'esercizio fisico. Tuttavia, questi approcci non affrontano le cause alla base dell'equilibrio declino. Usando topi, è stato valutato l'effetto di luce vicino infrarosso (NIR) sul metabolismo di cellule dell'epitelio sensoriale vestibolare. I dati raccolti mostrano che questo intervento semplice e sicuro può proteggere queste cellule vulnerabili dagli effetti deleteri di invecchiamento naturale. mRNA è stato estratto dalla isolato epitelio periferico vestibolare sensoriale (ampollare crista e macula utricular) e successivamente trascritto in una libreria di cDNA. Questa libreria è stato poi indagato per l'espressione di antiossidanti onnipresente (SOD-1). Antiossidante espressione genica è stato poi utilizzato per quantificare il metabolismo cellulare. Utilizzando consegna transcranica di Nir in giovane (4 settimane) e anziani (8-9 mesi) i topi, e un regime di trattamento breve (90 sec / giorno per 5 days), questo lavoro suggerisce Nir sola può essere sufficiente per migliorare la funzione mitocondriale nell'epitelio sensoriale vestibolare. Dal momento che non ci sono attualmente disponibili, a prezzi accessibili, i metodi non invasivi di terapia per migliorare la funzione delle cellule dei capelli vestibolare, l'applicazione delle radiazioni NIR esterna fornisce una strategia potenziale per contrastare l'impatto dell'invecchiamento sul metabolismo cellulare inthe vestibolare epitelio sensoriale.

Introduction

Il calo delle prestazioni equilibrio e cadute successive sono comuni, e le caratteristiche, purtroppo, spesso definiscono di invecchiamento naturale ^1. L'impatto di questo declino può essere sia fisica che sociale, e riduce in modo significativo la qualità della vita per le persone anziane. In risposta, terapie fisiche e riabilitazione sono stati al centro della ricerca di cadute, ma non sono stati associati con la riduzione consistente della prevalenza di cadute ripetute. Allo stesso tempo, il lavoro indagando i cambiamenti nel sistema periferico o centrale vestibolare (il sistema responsabile per mantenere l'equilibrio) è scarso, e potenziali strategie terapeutiche destinate a questi sistemi e le cause di squilibrio limitato.

Un recente lavoro su malattie neurodegenerative legate all'età, tra cui età-correlate degenerazione maculare ^2-4, modelli di malattia di Alzheimer ^5-8, e il morbo di Parkinson ^9-12 hanno mostrato effetti neuroprotettivi di simple applicazione non invasiva del vicino infrarosso (NIR) luce. Inoltre, nel sistema vestibolare, NIR è stato usato per aumentare l'attività di neuroni vestibolari afferenti primari in vitro ^13. Mentre il meccanismo di Nir luce non è ben compreso,, maggior parte degli studi che utilizzano NIR hanno suggerito che Nir stimola mitocondri complesso IV (citocromo c ossidasi) ^14-17 per facilitare il metabolismo cellulare. Nel epitelio sensoriale vestibolare piastra sottocuticolare delle cellule ciliate che tipo è denso in mitocondri ¹⁸ e come tale può rappresentare un luogo di azione per il trattamento terapeutico Nir.

Qui, una breve, regime di trattamento non invasivo transcranially applicato NIR che può essere utilizzato per misurare il metabolismo cellulare (e di conseguenza, la funzione mitocondriale) nel topo vestibolare dell'epitelio sensoriale descritto. Anche discusso è una preparazione dell'epitelio sensoriale vestibolare e si dimostra che NIR aumenta l'espressione di un ubiquitonoi anti-ossidante (superossido dismutasi 1) nell'epitelio sensoriale – precedentemente dimostrato di essere importante per la sopravvivenza delle cellule dei capelli coclea ^19.

Protocol

Etica Dichiarazione: Tutte le procedure descritte qui di seguito sono stati approvati dalla University of Sydney Comitato etico degli animali. 1. Gli animali NOTE: 1 e 8-9 mesi topi (C57 / BL6) sono stati ottenuti dalla Animal Resources Centre (Perth, Australia). I topi sono stati alloggiati in Facility Bosch Roditore presso l'Università di Sydney. Casa topi in gabbie standard del mouse su un 12/12 luce hr / ciclo scuro con accesso a cibo e acqua …

Representative Results

Per confrontare l'impatto del trattamento Nir nei giovani (4 settimane) e anziani (8-9 mesi) topi abbiamo misurato l'espressione di antiossidanti superossido dismutasi 1 (SOD-1) nei giovani (n = 16) e anziani (n = 20) i topi che erano NIR-trattata, sham-trattati, o Nir-bloccato. figura 2 mostra un aumento significativo normalizzato SOD-1 β-actina di oltre 2 volte nei giovani Nir-animali trattati rispetto ai giovani animali sham trattati (p <0.01) e animali giovani NIR-bloccati (p <0.01). …

Discussion

I risultati rappresentativi qui descritti mostrano che breve consegna transcranica di NIR luce (90 sec / giorno per 5 giorni) è sufficiente per aumentare i livelli di espressione antiossidante nei topi anziani rispetto ai topi sham trattati. Mentre calore emesso potrebbe rappresentare una fonte di mitocondriale e / o l'attivazione neuronale, come riportato per ratto vestibolare afferenti ²⁴ – nostra misurazione del calore emesso dal LED NIR dispositivo era <0,2 ° C superiore al 90 sec, e come tale è…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Quantum WARP 10	Quantum Devices	2070N030-A
Screw top microtubules	Quality Scientific Plastics	520-GRD-Q
Ketamine	Parnell, Alexandria Australia
Standard Pattern Scissors	FST	14001-12
Carbon steel Surgical Blades #22	Livingstone	SBLDCL 22
Friedman-Pearson Rongeurs	FST	16221-14
Stereo microscope	Leica Microsystems	A60S
Dumont #5 SF Forceps	FST	11252-00
Isolate II RNA Micro Kit	Bioline	BIO-52075