Yakın Kızılötesi (NIR) Işık Fare Vestibüler Duyu Epitelinin Mitokondriyal Fonksiyonun bir Marker Anlatım artırır
Summary
Mitokondriyal disfonksiyon hücresel yaşlanma bir özelliğidir. Bu kağıt yaşlanma fare vestibüler duyu epitel mitokondriyal fonksiyon geliştirmek için non-invaziv yakın kızılötesi (NIR) tedavi kullanır.
Abstract
Artan yaş ile denge fonksiyonu düşüş zayıflatmaya yönelik stratejiler denge görevleri ve egzersiz gibi fiziksel tedaviler ağırlıklı odaklanmış bulunmaktadır. Ancak, bu yaklaşım denge düşüş yatan nedenleri ele yoktur. Fareler kullanarak, vestibüler duyu epitel hücrelerin metabolizması üzerine yakın kızılötesi ışığın etkisi (NUR) değerlendirildi. Toplanan veriler bu basit ve güvenli bir müdahale doğal yaşlanma zararlı etkilerinden bu hassas hücreleri koruyan olabileceğini göstermektedir. mRNA izole vestibüler duyusal epiteli (krista ampullaris ve utricular makula) elde edilir ve daha sonra, bir cDNA kitaplığında transkribe edilmiştir. Bu kütüphane, daha sonra her yerde antioksidan (SOD-1) ifadesi için problanmıştır. Antioksidan gen ifadesi hücre metabolizmasını ölçmek için kullanıldı. Genç Nir ve transkranial teslim (4 hafta) ve üzeri kullanma – 5 d (8 9 ay) fareler ve kısa bir tedavi rejimi (90 sn / günays), bu çalışma vestibüler duyusal epitel mitokondriyal fonksiyonu geliştirmek için yeterli olabilir ve yalnız NIR göstermektedir. Vestibüler saç hücre fonksiyonunu artırmak için tedavinin hiçbir mevcut, uygun fiyatlı, non-invaziv yöntemler şu anda olduğundan, dış NIR radyasyon uygulaması vestibüler duyu epiteli inthe hücresel metabolizma üzerinde yaşlanma etkilerini ortadan kaldırmak için potansiyel bir strateji sağlar.
Introduction
Denge performansını Azalan ve sonraki düşüşler yaygındır ve doğal yaşlanma 1 maalesef sıklıkla tanımlayan özellikler. Bu düşüşün etkisi fiziksel hem de sosyal olmak, ve önemli ölçüde yaşlı insanlar için yaşam kalitesini düşürür yapabilirsiniz. Buna karşılık, fizik tedaviler ve rehabilitasyon düşme içine araştırma odağı olmuştur ama tekrarlanan düşme yaygınlığı tutarlı azalma ile ilişkili değil. Aynı zamanda, iş periferik veya santral vestibüler sistemi (dengesini korumak için sorumlu sistem) kıt olduğu ve bu sistemleri hedefleyen potansiyel tedavi stratejileri değişiklik ve sınırlı dengesizliğin altında yatan nedenleri araştırmak.
Yaşla ilgili maküler dejenerasyon, 2-4, Alzheimer hastalığı modelleri 5-8, ve Parkinson hastalığı dahil olmak üzere, 9-12 yaş ile ilişkili nörodejeneratif hastalıkların üzerine yapılan son çalışmalar si nöro-koruyucu etkiler göstermiştiryakın kızılötesi (NIR) ışık mple non-invaziv bir uygulama. Bundan başka, denge sisteminin, NIR in vitro 13 vestibüler birincil aferent nöronların etkinliğini geliştirmek için kullanılmıştır. Nir ışık mekanizması iyi anlaşılamamakla birlikte, Nir kullanarak çalışmaların çoğu Nir hücresel metabolizmayı kolaylaştırmak için mitokondri karmaşık IV (sitokrom-c oksidaz) 14-17 uyardığını ileri sürmüşlerdir. Vestibüler duyu epitel tip I saç hücrelerinin subkutiküler plaka mitokondri 18 yoğun olduğu ve gibi terapötik Nir tedavisi için bir eylem siteyi temsil edebilir.
Burada, transcranially kısa bir invazif olmayan bir tedavi rejimi hücresel metabolizmayı ölçmek için kullanılabilir (ve dolaylı mitokondriyal fonksiyonu olarak), fare vestibüler duyusal epitel anlatılan NIR uygulanır. Ayrıca ele alınan vestibüler duyusal epitel bir preparattır ve NIR bir ubiquito ekspresyonunu arttırdığı gösterilmiştirBize Anti-oksidanın, duyusal epitel (süperoksit dismutaz 1) – daha önce koklea saç hücre hayatta kalma 19 için önemli olduğu gösterilmiştir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada açıklanan temsili sonuçlar NIR ışık kısa transkraniyal dağıtım (5 gün boyunca 90 sn / gün) plasebo ile tedavi edilen fareler ile karşılaştırıldığında, daha yaşlı farelerin antioksidan ifade seviyelerini yükseltmek için yeterli olduğunu göstermektedir. Nir yaydığı ısı bizim ölçüm cihazı <0,2 ° C 90 sn bitmişti LED ve gibi neden düşüktür – yayılan ısı mitokondriyal ve / veya nöronal aktivasyon kaynağı temsil edebilir ederken, sıçan vestibüler için bildirilen <su…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar mRNA çıkarma ve PCR ile yardım için Dr. Paul Witting ve Bayan Genevieve Fong kabul etmek isteyen, ve destek için Garnett Passe ve Rodney Williams Memorial Vakfı.
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 |
References
- Agrawal, Y., Carey, J. P., Della Santina, ., C, C., Schubert, M. C., Minor, L. B. Disorders of balance and vestibular function in US adults: data from the National Health and Nutrition Examination Survey, 2001-2004. Archives of internal medicine. 169, 938-944 (2009).
- Bessho, K., et al. Effect of subthreshold infrared laser treatment for drusen regression on macular autofluorescence in patients with age-related macular degeneration. Retina. 25, 981-988 (2005).
- Olk, R. J., et al. Therapeutic benefits of infrared (810-nm) diode laser macular grid photocoagulation in prophylactic treatment of nonexudative age-related macular degeneration: two-year results of a randomized pilot study. Ophthalmology. 106, 2082-2090 (1999).
- Rodanant, N., et al. Predictors of drusen reduction after subthreshold infrared (810 nm) diode laser macular grid photocoagulation for nonexudative age-related macular degeneration. American journal of ophthalmology. 134, 577-585 (2002).
- De Taboada, L., et al. Transcranial laser therapy attenuates amyloid-beta peptide neuropathology in amyloid-beta protein precursor transgenic mice. Journal of Alzheimer’s disease : JAD. 23, 521-535 (2011).
- Grillo, S. L., Duggett, N. A., Ennaceur, A., Chazot, P. L. Non-invasive infra-red therapy (1072 nm) reduces beta-amyloid protein levels in the brain of an Alzheimer’s disease mouse model. TASTPM. Journal of photochemistry and photobiology. B, Biology. 123, 13-22 (2013).
- Purushothuman, S., Johnstone, D. M., Nandasena, C., Mitrofanis, J., Stone, J. Photobiomodulation with near infrared light mitigates Alzheimer’s disease-related pathology in cerebral cortex – evidence from two transgenic mouse models. Alzheimer’s researc., & therapy. 6, 2 (2014).
- Sommer, A. P., et al. 670 nm laser light and EGCG complementarily reduce amyloid-beta aggregates in human neuroblastoma cells: basis for treatment of Alzheimer’s disease. Photomedicine and laser surgery. 30, 54-60 (2012).
- Moro, C., et al. Photobiomodulation preserves behaviour and midbrain dopaminergic cells from MPTP toxicity: evidence from two mouse strains. BMC neuroscience. 14, 40 (2013).
- Peoples, C., et al. Photobiomodulation enhances nigral dopaminergic cell survival in a chronic MPTP mouse model of Parkinson’s disease. Parkinsonis., & related. 18, 469-476 (2012).
- Shaw, V. E., et al. Neuroprotection of midbrain dopaminergic cells in MPTP-treated mice after near-infrared light treatment. The Journal of comparative neurology. 518, 25-40 (2010).
- Ying, R., Liang, H. L., Whelan, H. T., Eells, J. T., Wong-Riley, M. T. Pretreatment with near-infrared light via light-emitting diode provides added benefit against rotenone- and MPP+-induced neurotoxicity. Brain research. 1243, 167-173 (2008).
- Rajguru, S. M., et al. Infrared photostimulation of the crista ampullaris. The Journal of physiology. 589, 1283-1294 (2011).
- Chung, H., et al. The nuts and bolts of low-level laser (light) therapy. Annals of biomedical engineering. 40, 516-533 (2012).
- Desmet, K. D., et al. Clinical and experimental applications of NIR-LED photobiomodulation. Photomedicine and laser surgery. 24, 121-128 (2006).
- Huang, Y. Y., Chen, A. C., Carroll, J. D., Hamblin, M. R. Biphasic dose response in low level light therapy. Dose-response : a publication of International Hormesis Society. 7, 358-383 (2009).
- Rojas, J. C., Gonzalez-Lima, F. Low-level light therapy of the eye and brain. Eye and brain. 3, 49-67 (2011).
- Vranceanu, F., et al. Striated organelle, a cytoskeletal structure positioned to modulate hair-cell transduction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109, 4473-4478 (2012).
- Johnson, K. R., et al. Separate and combined effects of Sod1 and Cdh23 mutations on age-related hearing loss and cochlear pathology in C57BL/6J mice. Hearing research. 268, 85-92 (2010).
- Tung, V. W., Di Marco, S., Lim, R., Brichta, A. M., Camp, A. J. An isolated semi-intact preparation of the mouse vestibular sensory epithelium for electrophysiology and high-resolution two-photon microscopy. Journal of visualized experiments : JoVE. , e50471 (2013).
- Kirby, J., Menzies, F. M., Cookson, M. R., Bushby, K., Shaw, P. J. Differential gene expression in a cell culture model of SOD1-related familial motor neurone disease. Human molecular genetics. 11, 2061-2075 (2002).
- Parry, S. N., Ellis, N., Li, Z., Maitz, P., Witting, P. K. Myoglobin induces oxidative stress and decreases endocytosis and monolayer permissiveness in cultured kidney epithelial cells without affecting viability. Kidney and Blood Pressure Research. 31, 16-28 (2008).
- Saee-Rad, S., et al. Analysis of superoxide dismutase 1, dual-specificity phosphatase 1, and transforming growth factor, beta 1 genes expression in keratoconic and non-keratoconic corneas. Molecular vision. 19, 2501-2507 (2013).
- Albert, E. S., et al. TRPV4 channels mediate the infrared laser-evoked response in sensory neurons. Journal of neurophysiology. 107, 3227-3234 (2012).
- Moro, C., et al. Photobiomodulation inside the brain: a novel method of applying near-infrared light intracranially and its impact on dopaminergic cell survival in MPTP-treated mice. Journal of neuroscience. 120, 670-683 (2014).
- Moreno, L. E., et al. Infrared neural stimulation: beam path in the guinea pig cochlea. Hearing research. 282, 289-302 (2011).
- Curthoys, I. S. A red thread as a guide in the vestibular labyrinth. The Journal of physiology. 589, 1241-1241 (2011).
- Chakrabarti, S., et al. Mitochondrial Dysfunction during Brain Aging: Role of Oxidative Stress and Modulation by Antioxidant Supplementation. Aging and disease. 2, 242-256 (2011).
- Petrosillo, G., De Benedictis, V., Ruggiero, F. M., Paradies, G. Decline in cytochrome c oxidase activity in rat-brain mitochondria with aging. Role of peroxidized cardiolipin and beneficial effect of melatonin. Journal of bioenergetics and biomembranes. 45, 431-440 (2013).
- Zhu, H., Sun, A., Zou, Y., Ge, J. Inducible metabolic adaptation promotes mesenchymal stem cell therapy for ischemia: a hypoxia-induced and glycogen-based energy prestorage strategy. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology. 34, 870-876 (2014).
