సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులు ఫ్లూక్సేటైన్కు స్పందించని డిప్రెషన్ లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు | అనువాద మనోరోగచికిత్స

సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులు ఫ్లూక్సేటైన్కు స్పందించని డిప్రెషన్ లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు | అనువాద మనోరోగచికిత్స

Anonim

విషయము

  • డిప్రెషన్
  • న్యూరోసైన్స్
  • ప్రిడిక్టివ్ మార్కర్స్

నైరూప్య

పెరుగుతున్న సాక్ష్యాలు మానసిక రుగ్మతలకు ప్రతికూల ప్రినేటల్ పరిస్థితులను కలుపుతాయి. అదనపు గ్లూకోకార్టికాయిడ్లకు (డెక్సామెథాసోన్ - DEX) ప్రినేటల్ ఎక్స్పోజర్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన దీర్ఘకాలిక ప్రవర్తనా మార్పులను మేము పరిశోధించాము. 12 నెలల్లో, అంతకుముందు కాదు, DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు నిరాశ-లాంటి ప్రవర్తనను మరియు బలహీనమైన హిప్పోకాంపల్ న్యూరోజెనిసిస్‌ను ప్రదర్శించాయి, యాంటిడిప్రెసెంట్ ఫ్లూక్సేటైన్ (FLX) చేత తిరిగి మార్చబడవు. సారూప్యంగా, హిప్పోకాంపల్ క్లాక్ జన్యు వ్యక్తీకరణలో అరిథ్మిక్ గ్లూకోకార్టికాయిడ్ స్రావం మరియు సిర్కాడియన్ డోలనాలను మేము గమనించాము. ఆకస్మిక కార్యాచరణ యొక్క విశ్లేషణ నిరాశకు ముందు సిర్కాడియన్ ప్రవేశంలో ప్రగతిశీల మార్పులను చూపించింది. క్లాక్ జన్యు వ్యక్తీకరణలోని సిర్కాడియన్ డోలనాలు (పరిమాణాత్మక పిసిఆర్ ద్వారా కొలుస్తారు) మాంద్యం కనిపించే ముందు చర్మ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలో కూడా అటెన్యూట్ చేయబడ్డాయి. ఆసక్తికరంగా, FLX కి ప్రతిస్పందించే మాంద్యం యొక్క నమూనాలో (మిథైల్మెర్క్యురీ ప్రినేటల్ ఎక్స్పోజర్ ద్వారా ప్రేరేపించబడినది) సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ మార్చబడదు. మొత్తంగా, మా ఫలితాలు ఆకస్మిక కార్యకలాపాల యొక్క సిర్కాడియన్ ప్రవేశంలో మార్పులు, మరియు ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలో గడియారపు జన్యు వ్యక్తీకరణ, నిరాశ యొక్క ఆగమనాన్ని మరియు రోగులలో FLX కి ప్రతిస్పందనను అంచనా వేయవచ్చని సూచిస్తున్నాయి.

పరిచయం

ప్రధాన నిస్పృహ రుగ్మత వైకల్యానికి ప్రధాన కారణం, మరియు అధిక ఆర్థిక మరియు వ్యక్తిగత ఖర్చులను కలిగి ఉంటుంది. 1 గుర్తించడం చాలా సులభం, మేజర్ డిప్రెసివ్ డిజార్డర్ అనేది బహుళ ఎండోఫెనోటైప్స్ మరియు మల్టిఫ్యాక్టోరియల్ ఎటియాలజీ కలిగిన క్లినికల్ ఎంటిటీ. 2, 3 చిన్ననాటి దుర్వినియోగం / నిర్లక్ష్యం లేదా ఆహార కలుషితాలకు గురికావడం వంటి పర్యావరణ కారకాలు ప్రారంభ జీవితంలో బాహ్యజన్యు మార్పులకు కారణమవుతాయి, ఇది మానవులలో మరియు ఎలుకలలో చూపినట్లుగా పెద్దవారిలో మానసిక రుగ్మతలకు దారితీస్తుంది. 4, 5, 6 ఇటీవలి ఎపిడెమియోలాజికల్ అధ్యయనాలు ఇంట్రాటూరిన్ గ్రోత్ రిటార్డేషన్ మరియు డిప్రెషన్ మధ్య పరస్పర సంబంధాన్ని సూచిస్తున్నాయి. అదేవిధంగా, జంతు నమూనాలు 11β- హైడ్రాక్సీస్టెరాయిడ్ డీహైడ్రోజినేస్ టైప్ 2 (ప్రసూతి జిసిని క్రియారహితం చేసే మావి ఎంజైమ్) యొక్క ప్రినేటల్ ఒత్తిడి, గ్లూకోకార్టికాయిడ్ (జిసి) బహిర్గతం మరియు నిరోధం పుట్టిన శరీర బరువును తగ్గిస్తుంది మరియు పెద్దవారిలో రోగలక్షణ పరిస్థితుల సంభవనీయతను పెంచుతుంది. సిర్కాడియన్ లయలు మరియు ఆందోళన-సంబంధిత ప్రవర్తనలలో తదుపరి మార్పులతో హైపోథాలమిక్-పిట్యూటరీ-అడ్రినల్ అక్షం. 8

న్యూరోట్రాన్స్మిటర్స్ అసమతుల్యత మాంద్యం యొక్క ఎటియాలజీలో ప్రధాన పాత్ర ఉందని నమ్ముతారు (మోనోఅమైన్ పరికల్పన; నట్ 9 చూడండి). న్యూరోజెనిక్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, మాంద్యం ప్రారంభంలో బలహీనమైన వయోజన హిప్పోకాంపల్ న్యూరోజెనిసిస్ ప్రధాన పాత్రను కలిగి ఉంది మరియు యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్స న్యూరోజెనిసిస్ను పునరుద్ధరించడం ద్వారా కోలుకోవడానికి దారితీస్తుంది. 10, 11, 12, 13 సింథటిక్ జిసి డెక్సామెథాసోన్ (డిఎక్స్) మరియు పర్యావరణ కలుషిత మిథైల్మెర్క్యురీ (మీహెచ్జి) మానవ మరియు ఎలుకల పిండ నాడీ మూల కణాల భేదాత్మక సామర్థ్యంపై అనేక ప్రభావాలను పంచుకుంటాయని మేము ఇంతకుముందు చూపించాము మరియు రెండూ నిరంతర మార్పులను ప్రేరేపిస్తాయి వృద్ధాప్యానికి సంబంధించినది. 14, 15 అదనంగా, MeHg కు అభివృద్ధి చెందడం వలన బలహీనమైన హిప్పోకాంపల్ న్యూరోజెనిసిస్‌తో సంబంధం ఉన్న దీర్ఘకాలిక మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తనను ప్రేరేపిస్తుంది, ఇవి ఫ్లూక్సేటైన్ (FLX) తో యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్స ద్వారా తిరగబడతాయి. 4, 16

ఈ అధ్యయనంలో మేము DEX కు ప్రినేటల్ ఎక్స్పోజర్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తన యొక్క సంభావ్యతను పరిశోధించాము. DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు 12 నెలల (మో), కానీ చిన్నవి కావు, మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తన మరియు బలహీనమైన హిప్పోకాంపల్ న్యూరోజెనిసిస్‌ను ప్రదర్శించాయి, ఇవి FLX తో యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్సకు స్పందించలేదు. సమలక్షణం ఆలస్యం కావడంతో, మాంద్యం ప్రారంభానికి ముందే ఉండే మునుపటి / ప్రగతిశీల మార్పుల కోసం మేము శోధించాము మరియు చికిత్సకు ప్రతిస్పందనను అంచనా వేస్తాము. మానవులలో నిరాశ చాలా తరచుగా చెదిరిన జీవ లయల చరిత్రతో ఉంటుంది. 17, 18 అందువల్ల, డిప్రెషన్ లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు మరియు తరువాత DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలోని హోమ్‌కేజ్ ఆకస్మిక ప్రవర్తనను మేము విశ్లేషించాము మరియు నిరాశకు చాలా కాలం ముందు కనిపించే సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్‌లో ప్రగతిశీల మార్పులను గుర్తించాము. క్లినికల్ సెట్టింగులోకి, స్కిన్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్ సంస్కృతులకు తక్షణమే అనువదించగలిగే, సంబంధిత పరిధీయ వ్యవస్థలో, కనిష్ట ఇన్వాసివ్‌లో సిర్కాడియన్ ప్రవేశంలో మార్పును ధృవీకరించడానికి మేము తరువాత ప్రయత్నించాము (నాగోషి మరియు ఇతరులు 19, వెల్ష్ మరియు ఇతరులు 20, పగని మరియు ఇతరులు చూడండి. 21, బామ్నే మరియు ఇతరులు 22 మరియు లిప్పెర్ట్ మరియు ఇతరులు 23 ). ఆకస్మిక కార్యాచరణలో సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ మార్పులతో ఒప్పందంలో, DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకల నుండి వేరుచేయబడిన ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లు గడియార జన్యు వ్యక్తీకరణలో తక్కువ డోలనాలను ప్రదర్శిస్తాయి. యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్సకు ప్రతిస్పందనతో సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులు సంబంధం కలిగి ఉన్నాయా అని మేము అడిగాము. ఈ మేరకు, MeHg కి గురైన ఎలుకలలో ఆకస్మిక కార్యకలాపాల యొక్క సిర్కాడియన్ ప్రవేశాన్ని మేము విశ్లేషించాము, దీనిలో మాంద్యం FLX చేత తిరగబడుతుంది. మొత్తంగా, మా డేటా సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులు డిప్రెషన్ లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందే ఉండాలని మరియు FLX కు ప్రతిస్పందనను అంచనా వేయవచ్చని సూచిస్తున్నాయి. మెదడులో గడియారపు జన్యు వ్యక్తీకరణ మరియు చర్మపు ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలోని మొద్దుబారిన డోలనాల మధ్య అనురూప్యం ప్రత్యేకించి, మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు సంభవిస్తుంది. సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులు మాంద్యం అభివృద్ధి చెందే ప్రమాదం ఉన్న విషయాలను గుర్తించడానికి మరియు యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్సకు ప్రతిస్పందనను అంచనా వేయడానికి సంభావ్య బయోమార్కర్ను అందిస్తాయని మరియు ఫైబ్రోబ్లాస్ట్లను మంచి రీడ్-అవుట్ వ్యవస్థగా సూచిస్తాయని ఈ పరిశోధనలు సూచిస్తున్నాయి. మణికట్టు యాక్టిగ్రఫీ 24 ద్వారా మరియు స్కిన్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలో గడియారపు జన్యువుల వ్యక్తీకరణను విశ్లేషించడం ద్వారా మానవ విషయాలలో సిర్కాడియన్ ప్రవేశాన్ని పరిశోధించవచ్చు కాబట్టి మా ఫలితాలను క్లినికల్ నేపధ్యంలో సులభంగా అమలు చేయవచ్చు. 19, 20, 21, 22, 23

సామాగ్రి మరియు పద్ధతులు

జంతువులు మరియు చికిత్సలు

స్థానిక యానిమల్ ఎథిక్స్ కమిటీ (స్టాక్‌హోమ్స్ నోరా డుర్ఫార్సెక్సెటిస్కా నామ్ండ్) ఆమోదం పొందిన తరువాత అన్ని ప్రయోగాలు యూరోపియన్ మరియు స్వీడిష్ జాతీయ నియంత్రణతో ఒప్పందంలో జరిగాయి.

సమయం ముగిసిన గర్భవతి C57Bl / 6 ఎలుకలు (చికిత్సకు N = 34) (చార్లెస్ రివర్, SCANBUR రీసెర్చ్, సోలెంటునా, స్వీడన్) గర్భధారణ రోజు నుండి రోజుకు 0.05 mg kg −1 DEX (సిగ్మా-అల్డ్రిచ్, స్టాక్‌హోమ్, స్వీడన్) తో సబ్కటానియంగా ఇంజెక్ట్ చేయబడ్డాయి. GD) 14 (పోస్ట్‌కోయిటల్ ప్లగ్ గుర్తించబడిన రోజు GD0 గా పరిగణించబడింది) డెలివరీ వరకు (ప్రసవానంతర రోజు (PND) 0 గా నమోదు చేయబడింది). ఈ మోతాదు లిట్టర్ పరిమాణం, గర్భధారణ పొడవు లేదా తల్లి ప్రవర్తనను ప్రభావితం చేయకుండా మితమైన పిండం పెరుగుదల రిటార్డేషన్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది. నియంత్రణ ఎలుకలను షామ్-చికిత్స చేసిన ఆడవారు పంపిణీ చేశారు, అనగా, అవి బహిర్గతమైన ఆనకట్టల మాదిరిగానే, అదే విధంగా నిర్వహించబడతాయి మరియు సమానమైన వాహనంతో ఇంజెక్ట్ చేయబడ్డాయి. పిఎన్‌డి 3 వద్ద లిట్టర్‌కు నాలుగు పిల్లలను చొప్పించారు మరియు పిఎన్‌డి 3, 7, 14 మరియు 21 వద్ద పిల్లలను బరువు పెట్టారు.

MeHg కు బహిర్గతం మరెక్కడా వివరించబడింది. క్లుప్తంగా, గర్భిణీ C57Bl / 6 ఆనకట్టలు (చికిత్సకు N = 6) రోజుకు 0.5 mg kg −1 మోతాదులో MeHg (CH 3 HgOH) ను GD7 నుండి త్రాగునీటి ద్వారా డెలివరీ తర్వాత 7 వ రోజు వరకు అందుకుంది. కంట్రోల్ ఆనకట్టలు పంపు నీటిని అందుకున్నాయి.

పాలిచ్చేటప్పుడు (పిఎన్‌డి 21), క్లుప్త ఐసోఫ్లోరేన్ అనస్థీషియా కింద ఎలుకలను శుభ్రమైన రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ ఐడెంటిఫికేషన్ ట్యాగ్‌లతో (ట్రోవన్ యూనిక్ 100 ఎ, ట్రోవన్, డగ్లస్, ఐల్ ఆఫ్ మ్యాన్, యుకె) అమర్చారు. ట్రాన్స్పాండర్లు జంతువులను నిస్సందేహంగా గుర్తించటానికి అనుమతిస్తాయి మరియు హోమ్‌కేజ్ వాతావరణంలో కార్యాచరణను పర్యవేక్షించడానికి కూడా ఉపయోగిస్తారు. ఇంప్లాంటేషన్ తరువాత, పిల్లలను కొత్త బోనులకు పున ist పంపిణీ చేశారు, తద్వారా ప్రతి బోనులో గరిష్టంగా ఐదు ఎలుకలు వేర్వేరు లిట్టర్ల నుండి పుట్టుకొస్తాయి, మరియు అధ్యయనం అంతటా పంపిణీ కొనసాగించబడింది. ఎలుకలను 12: 12-h లైట్-డార్క్ (LD) చక్రం (కాంతి తీవ్రత 50 lx; ​​0600 గంటలకు కాంతి) స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత (22 ± 1 ° C) మరియు తేమ (50 ± 5%) లో ఉంచారు. ).

సిర్కాడియన్ లయలతో కూడిన అన్ని ప్రయోగాలు 12: 12-h LD చక్రం (కాంతి తీవ్రత 200 lx; ​​0600 గంటలకు కాంతి) తో, ఒక వివిక్త గదిలో (22 ± 1 ° C; 50 ± 5% సాపేక్ష ఆర్ద్రత) జరిగాయి. సిర్కాడియన్ జీట్గెబర్ ('టైమ్ గివర్') సమయం (ZT) 0 కాంతి దశ ప్రారంభానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. మానవ ప్రయోగకారులతో పరస్పర చర్య పంజరం మార్చడానికి మరియు ఆహారం మరియు నీటిని నింపడానికి పరిమితం చేయబడింది, ఇది ప్రయోగం అంతటా యాదృచ్ఛిక సమయాల్లో సంభవించింది.

ప్రవర్తనా పరీక్ష

ఎలుకలను మొదట ఓపెన్ ఫీల్డ్ మరియు సామాజిక గుర్తింపు పరీక్షతో సహా ప్రవర్తన పరీక్షల బ్యాటరీలో ప్రదర్శించారు (అనుబంధ పదార్థాలు మరియు పద్ధతులు చూడండి).

7 వారాల వయస్సు గల పెద్ద మగ ఎలుకలు, 3 మో లేదా 12 మో బలవంతంగా ఈత పరీక్షలలో నిరాశ వంటి ప్రవర్తన కోసం పరీక్షించబడ్డాయి. క్లుప్తంగా, జంతువులను ఒక్కొక్కటిగా గాజు సిలిండర్లలో (24 సెం.మీ ఎత్తు, 12 సెం.మీ వ్యాసం) నీటితో నింపారు (23.5 ° C) 16 సెం.మీ. జంతువులు 15 నిమిషాల ముందస్తు పరీక్షకు గురయ్యాయి, తరువాత 24 నిమిషాల తరువాత 6 నిమిషాల పరీక్ష జరిగింది. టెస్ట్ సెషన్లను వీడియో టేప్ చేసి, చికిత్స మరియు బహిర్గతం పరిస్థితులకు అంధుడైన ఒక పరిశోధకుడి ఆఫ్‌లైన్‌లో విశ్లేషించారు. అస్థిరత కనీసం 2 సెకన్ల వరకు నిష్క్రియాత్మక తేలియాడేదిగా నిర్వచించబడింది. 12 మో సంవత్సరాల వయస్సులో మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తనను డాక్యుమెంట్ చేసిన తరువాత, జంతువులను పరీక్షను పునరావృతం చేయడానికి ముందు 21 రోజులు తాగునీటిలో (80 మి.గ్రా ఎల్ -1 ) కరిగించిన ఎఫ్ఎల్ఎక్స్ (సెలెక్టివ్ సిరోటోనిన్ రీఅప్టేక్ ఇన్హిబిటర్ యాంటిడిప్రెసెంట్) తో చికిత్స చేశారు. ఈ మోతాదు నీటి తీసుకోవడం తగ్గించలేదు మరియు మానవులలో చికిత్సా పరిధిలో FLX ప్లాస్మా స్థాయికి దారితీసింది. 4, 26 బలవంతంగా ఈత పరీక్షలతో పాటు, సప్లిమెంటరీ మెటీరియల్స్ మరియు మెథడ్స్‌లో వివరించినట్లుగా, తోక-సస్పెన్షన్ పరీక్షలో మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తనను పరీక్షించాము.

హిప్పోకాంపల్ న్యూరోజెనిసిస్ మరియు జిఆర్ వ్యక్తీకరణ యొక్క విశ్లేషణ

హిప్పోకాంపల్ డెంటేట్ గైరస్ (డిజి) యొక్క సబ్‌గ్రాన్యులర్ జోన్ వయోజన జంతువులలో న్యూరోజెనిక్ సామర్థ్యాన్ని నిలుపుకునే మెదడు ప్రాంతాలలో ఒకటి. న్యూరోజెనిసిస్‌ను పరిశోధించడానికి, ఇమ్యునోహిస్టోకెమికల్ పద్ధతుల ద్వారా డిజిలో పుట్టుకతో వచ్చే విస్తరణ మరియు కొత్తగా ఉత్పత్తి అయిన న్యూరాన్‌ల పరిపక్వతను మేము అంచనా వేసాము (అనుబంధ పదార్థాలు మరియు పద్ధతులు చూడండి). ఎడ్యు యొక్క దైహిక పరిపాలన ద్వారా పల్స్-లేబులింగ్ తర్వాత సబ్‌గ్రాన్యులర్ జోన్‌లోని ఎడ్యు-పాజిటివ్ కణాలను (డిజి యొక్క గ్రాన్యూల్ సెల్ పొరకు లోబడి రెండు-సెల్-వ్యాసం పొరగా నిర్వచించడం ద్వారా) ప్రొజెనిటర్ విస్తరణ అంచనా వేయబడింది (50 మి.గ్రా కిలో -1 ) 7 రోజులు ZT12 వద్ద ఇంట్రాపెరిటోనియల్‌గా రోజు). కొత్తగా ఉత్పత్తి చేయబడిన న్యూరాన్ల పరిపక్వత DG యొక్క కణిక కణ పొర అంతటా డబుల్ కార్టిన్ (DCX) -పాజిటివ్ న్యూరోబ్లాస్ట్‌లను లెక్కించడం ద్వారా అంచనా వేయబడింది. సెల్ లెక్కింపు నిలువు విభాగాలను ఉపయోగించి స్టీరియోలాజికల్ డిజైన్‌లో ప్రదర్శించబడింది. హిప్పోకాంపల్ నిర్మాణం యొక్క మొదటి సంఘటన నుండి, డోర్సల్ హిప్పోకాంపల్ కమీషర్ (స్టీరియోటాక్సిక్ కోఆర్డినేట్స్‌లో పార్శ్వ 3.5–0 మిమీ 28 ) వరకు సమాన అంతరాల శ్రేణి సాగిట్టల్ విభాగాలు (20 μm మందపాటి; వరుస ముక్కల మధ్య 200 μm) సేకరించబడ్డాయి. లెక్కించిన కణాల సంఖ్యను విలోమ నమూనా భిన్నంతో గుణించడం ద్వారా మొత్తం కణాల సంఖ్య అంచనా వేయబడింది.

గ్లూకోకార్టికాయిడ్ రిసెప్టర్ (జిఆర్) యొక్క వ్యక్తీకరణ డిజిలో ఫ్లోరోసెన్స్ తీవ్రతను కొలవడం ద్వారా అంచనా వేయబడింది. సానుకూల సిగ్నల్ యొక్క తీవ్రత గ్రాన్యూల్ సెల్ పొరలో (మానవీయంగా చిత్రీకరించబడింది) అంచనా వేయబడింది మరియు DG యొక్క పరమాణు మరియు పాలిమార్ఫ్ పొరలలో నేపథ్య తీవ్రత అంచనా వేయబడింది.

మలంలో కార్టికోస్టెరాన్ జీవక్రియలు

ZT12 మరియు ZT12-14 మధ్య (అంటే, కాంతి మరియు చీకటి దశల మధ్య పరివర్తన వచ్చిన వెంటనే) స్వయంచాలక మల బోలీని సేకరించడం ద్వారా మేము 12 మో వద్ద జిసి స్రావం యొక్క రోజువారీ లయను పరిశోధించాము. మలం శుభ్రమైన ఎప్పెండోర్ఫ్ గొట్టాలలో సేకరించి, తదుపరి ప్రాసెసింగ్ వరకు −80 ° C వద్ద నిల్వ చేయబడుతుంది. ప్రతి ఎలుక నుండి నమూనాలు (సమూహానికి N = 8–10) రెండు సందర్భాలలో సేకరించబడ్డాయి (నమూనాల మధ్య 7 రోజుల విరామం). పొడి మల సారాలలో కార్టికోస్టెరాన్ జీవక్రియల సాంద్రతను తయారీదారు సూచనల ప్రకారం ఎంజైమ్ ఇమ్యునోఅస్సే చేత కొలుస్తారు (డిటెక్ట్ఎక్స్, అర్బోర్ అస్సేస్, ఆన్ అర్బోర్, ఎంఏ, యుఎస్ఎ).

హిప్పోకాంపస్‌లో గడియార జన్యు వ్యక్తీకరణ యొక్క విశ్లేషణ

12: 12-h LD చక్రంలో మాదిరి ఎలుక 3 మరియు 12 మో (సమూహానికి N = 4) నుండి సేకరించిన హిప్పోకాంపిలోని గడియారపు జన్యువుల వ్యక్తీకరణను మేము మాదిరి ముందు కనీసం 7 రోజులు పరిశోధించాము. ఎలుకలు (పంజరానికి రెండు ఎలుకలు) ZT 3 మరియు ZT12 వద్ద చంపబడ్డాయి (ప్రధాన ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్‌లో పాల్గొన్న కోర్ క్లాక్ జన్యువుల మెసెంజర్ RNA (mRNA) వ్యక్తీకరణలోని శిఖరం మరియు పతనానికి అనుగుణంగా, Bmal1 మరియు Per / Cry ; హార్బర్ మరియు ఇతరులు 29 ) మత్తుమందు అధిక మోతాదు ద్వారా (సోడియం పెంటోబార్బిటల్, 150 mg kg −1 ). ఐస్-కోల్డ్ బఫర్డ్ సెలైన్‌తో ట్రాన్స్‌కార్డియల్ పెర్ఫ్యూజన్ ద్వారా రక్తం తొలగించబడింది. హిప్పోకాంపస్ త్వరగా మంచు మీద విచ్ఛిన్నమైంది మరియు ప్రాసెసింగ్ వరకు −80 ° C వద్ద నిల్వ చేయబడుతుంది. గడియారపు జన్యువుల సాపేక్ష వ్యక్తీకరణను గృహనిర్వాహక జన్యువుగా గాప్ద్‌తో పరిమాణాత్మక రియల్-టైమ్ పిసిఆర్ అంచనా వేసింది (అనుబంధ పదార్థాలు మరియు పద్ధతులు కూడా చూడండి). గడియార జన్యువులను ( Bmal1 , Per1 మరియు Rev- Erb α ) పరమాణు గడియారం యొక్క ప్రధాన అభిప్రాయ ఉచ్చులలో, అలాగే న్యూరోజెనిసిస్ యొక్క డాక్యుమెంట్ నియంత్రణపై వారి ప్రమేయం ఆధారంగా విశ్లేషణ కోసం ఎంపిక చేయబడ్డాయి. 30, 31, 32

ఆకస్మిక కార్యాచరణ యొక్క విశ్లేషణ

1, 3, 5 మరియు 12 మో (సమూహానికి N = 7–8) వయస్సు గల ఎలుకల ఆకస్మిక కార్యాచరణను ట్రాఫికేజ్ వ్యవస్థను (న్యూ బిహేవియర్, జ్యూరిచ్, స్విట్జర్లాండ్) ఉపయోగించి మరెక్కడా వివరించాము. క్లుప్తంగా, ఈ వ్యవస్థ సమూహంలో ఉంచబడిన, స్వేచ్ఛగా కదిలే ఎలుకలతో బోను కింద ఉంచిన యాంటెన్నాల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది. యాంటెనాలు రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ ఐడెంటిఫికేషన్ ట్యాగ్‌లను చదివి, ప్రతి జంతువు యొక్క సుమారుగా 20 ఎంఎస్‌ల సమయ తీర్మానాన్ని అందిస్తాయి. ఒక 'సందర్శన' అనేది అదే యాంటెన్నా ద్వారా జంతువును నిరంతరం గుర్తించే సమయ వ్యవధిగా నిర్వచించబడింది మరియు ఇది కార్యాచరణ గణనగా ఉపయోగించబడింది. సందర్శనల సమయ శ్రేణి ASCII ఫైల్‌లుగా ఎగుమతి చేయబడుతుంది మరియు మాట్లాబ్ R2013b (ది మాథ్‌వర్క్స్, నాటిక్, MA, USA) లో అనుకూల అల్గోరిథం అమలులను ఉపయోగించి విశ్లేషించబడుతుంది.

సిర్కాడియన్ రిథమ్ ఎంట్రైన్మెంట్ నుండి కొత్తదనం మరియు సాధ్యమయ్యే జోక్యం యొక్క ప్రభావాలను తగ్గించడానికి, కనీసం మూడు LD చక్రాల అలవాటు కాలం తర్వాత మేము మూడు LD చక్రాల ఆధారంగా బేస్‌లైన్ కొలతలను పొందాము. ఎలుకలు 2 వారాల పాటు స్థిరమైన చీకటికి (డిడి; ఫ్రీ-రన్నింగ్ పీరియడ్) గురయ్యాయి. ఫ్రీ-రన్నింగ్ పరిస్థితులలో ఆకస్మిక కార్యాచరణ DD లో చివరి 72 h రికార్డింగ్‌లో విశ్లేషించబడింది. LD చక్రాన్ని తిరిగి ప్రారంభించడం ద్వారా సిర్కాడియన్ రీ-ఎంట్రైన్మెంట్ ప్రేరేపించబడింది. సిర్కాడియన్ రీ-ఎంట్రైన్మెంట్ యొక్క మొదటి 3 రోజులలో బలవంతంగా పున yn సమకాలీకరణ యొక్క ప్రభావాలు విశ్లేషించబడ్డాయి. ప్రతి రికార్డింగ్ సెషన్‌లో ఒకేసారి పర్యవేక్షించబడే రెండు బోనులు, ఒక నియంత్రణ మరియు ఒక పరీక్ష పంజరం ఉన్నాయి, వీటిని యాదృచ్ఛికంగా ట్రాఫికేజ్ ప్లేట్లలో ఉంచారు.

క్షీణించిన హెచ్చుతగ్గుల విశ్లేషణ ద్వారా మేము ఆకస్మిక కార్యాచరణను విశ్లేషించాము. ఈ పద్ధతి డబుల్-లాగరిథమిక్ ప్లాట్లపై నిరోధించడానికి ఉపయోగించే సమయ ప్రమాణానికి వ్యతిరేకంగా సమయ శ్రేణి యొక్క అవశేష వైవిధ్యం యొక్క సరళ రిగ్రెషన్ విశ్లేషణపై ఆధారపడి ఉంటుంది. డబుల్-లాగరిథమిక్ ప్లాట్‌లోని లీనియర్ రిగ్రెషన్ యొక్క సహసంబంధ గుణకం స్కేలింగ్ ఎక్స్‌పోనెంట్‌గా అనువదిస్తుంది మరియు సమయ శ్రేణిలో పొందుపరిచిన దీర్ఘకాలిక స్వయంసిద్ధీకరణ నమూనాలను వివరిస్తుంది. యాదృచ్ఛిక హెచ్చుతగ్గులు 0.5 చుట్టూ స్కేలింగ్ ఘాతాంకం ఇస్తాయి మరియు 1 కి దగ్గరగా ఉన్న విలువలు బలమైన అంతర్లీన క్రమబద్ధతను సూచిస్తాయి; 0.5 మరియు 1 మధ్య ఫ్రాక్టల్-లాంటి నమూనా అవకతవక దిగుబడి విలువలతో కూడిన సంక్లిష్ట సమయ శ్రేణి. 34, యువ, ఆరోగ్యకరమైన ఎలుకలు మరియు మానవులలో స్కేలింగ్ ఘాతాంకం 0.8, 35, 36 చుట్టూ ఉంటుంది మరియు నమూనా యొక్క అవకతవకలు కోల్పోవడం వ్యాధి యొక్క ముఖ్య లక్షణంగా సూచించబడింది. 37

సిర్కాడియన్ రిథమిసిటీ యొక్క విశ్లేషణ కాసినోర్ విశ్లేషణ ద్వారా రిథోమెట్రీని కలిగి ఉంటుంది. 38, 39 5-నిమిషాల రిజల్యూషన్‌తో 20 మరియు 25 గం మధ్య χ 2 -పెరియోడొగ్రామ్ 40 లో స్వయంచాలక కార్యాచరణ కాలం ఎత్తైనదిగా అంచనా వేయబడింది.

LD చక్రానికి సంబంధించి క్రియాశీల దశ యొక్క విశ్లేషణ

కార్యాచరణ గణనలు 5-నిమిషాల నాన్-ఓవర్లాపింగ్ యుగాలలో బిన్ చేయబడ్డాయి, ఆపై స్లైడింగ్ గాస్ విండో (4 గం వెడల్పు) ఉపయోగించి బరువు సగటుతో సున్నితంగా మార్చబడ్డాయి. వ్యక్తి యొక్క సగటు కంటే ఎక్కువ కార్యాచరణ కలిగిన యుగాలు 'క్రియాశీల యుగాలు' గా పరిగణించబడ్డాయి. క్రియాశీల దశ క్రియాశీల యుగాల శ్రేణిగా నిర్వచించబడింది లేదా 1 గం కంటే పెద్ద ఖాళీలతో వేరుచేయబడింది. క్రియాశీల దశ యొక్క ఆరంభం మరియు ఆఫ్‌సెట్ వరుసగా ప్రారంభ మరియు క్రియాశీల దశ ముగింపుకు అనుగుణమైన ZT గా నిర్వచించబడ్డాయి. క్రియాశీల దశ యొక్క వ్యవధి ఒక LD చక్రంలో ప్రారంభ మరియు క్రియాశీల దశ యొక్క ఆఫ్‌సెట్ మధ్య కాల వ్యవధిగా లెక్కించబడుతుంది. స్థిరమైన ప్రవేశ పరిస్థితుల కోసం, క్రియాశీల దశ యొక్క విశ్లేషణ వరుసగా మూడు LD చక్రాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

కోడ్ లభ్యత

ట్రాఫికేజ్ డేటా విశ్లేషణ కోసం అభివృద్ధి చేసిన మాట్లాబ్ నిత్యకృత్యాలు అభ్యర్థనపై అందుబాటులో ఉన్నాయి.

వయోజన ఎలుకల నుండి ప్రాథమిక ఫైబ్రోబ్లాస్ట్ సంస్కృతులు

కణజాల నమూనాలను (~ 0.25 సెం.మీ 2 ) వయోజన (6 మో) నియంత్రణ చెవి నుండి మరియు టెర్మినల్ అనస్థీషియా కింద డెక్స్-ఎక్స్పోజ్డ్ ఎలుకల నుండి పండించారు. కణజాలం హాంక్ యొక్క సమతుల్య ఉప్పు ద్రావణంలో (లైఫ్ టెక్నాలజీస్ యూరప్, స్టాక్‌హోమ్, స్వీడన్) కడిగివేయబడింది, తరువాత శుభ్రమైన రేజర్ బ్లేడుతో కొల్లాజినేస్ (టైప్ XI-S) (సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్) (37 ° C వద్ద 30 నిమిషాలు) లోకి ముక్కలు చేశారు. జీర్ణక్రియ తరువాత, 3 మి.లీ డల్బెకో యొక్క సవరించిన ఈగిల్ మాధ్యమం (DMEM; లైఫ్ టెక్నాలజీస్ యూరప్) 10% పిండం బోవిన్ సీరం మరియు 1% పెన్సిలిన్ / స్ట్రెప్టోమైసిన్ (లైఫ్ టెక్నాలజీస్ యూరప్) తో కలిపి 6-సెం.మీ ప్లేట్‌లో చేర్చబడింది మరియు నమూనాలను 37 వద్ద పొదిగించారు. కనీసం 6 రోజులు ° C. పాసేజింగ్ తరువాత (0.05% ట్రిప్సిన్-ఇడిటిఎ; ఇన్విట్రోజెన్, లైఫ్ టెక్నాలజీస్ యూరప్), కణాలు MEF మాధ్యమంలో 12 మల్టీ-వెల్ ప్లేట్లలో పూత పెట్టబడ్డాయి (DMEM మీడియం + 10% పిండం బోవిన్ సీరం + 1% పెన్ / స్ట్రెప్) వద్ద సాంద్రత వద్ద కనీసం 50 కి.మీ - 2 . 24 గం తరువాత, ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లను 1μ m డెక్స్‌కు బహిర్గతం చేయడం ద్వారా గడియార జన్యువుల వ్యక్తీకరణ సమకాలీకరించబడింది. సమకాలీకరణ తర్వాత కణాలు 6 మరియు 36 గం మధ్య సేకరించబడ్డాయి. Bmal1 యొక్క సాపేక్ష వ్యక్తీకరణను గృహనిర్మాణ జన్యువుగా గాప్ద్‌తో పరిమాణాత్మక PCR చేత అంచనా వేయబడింది (అనుబంధ పదార్థాలు మరియు పద్ధతులు కూడా చూడండి). గడియార జన్యు వ్యక్తీకరణలోని సిర్కాడియన్ డోలనాలను కాసినోర్ రిథోమెట్రీ ద్వారా విశ్లేషించారు. 38, 39

గణాంక విశ్లేషణలు

అన్ని గణాంక విశ్లేషణలు స్టాటిస్టికా వెర్షన్ 12 (స్టాట్‌సాఫ్ట్ స్కాండినేవియా, ఉప్ప్సల, స్వీడన్) లో జరిగాయి. పేర్కొనకపోతే, మేము అసమాన N HSD పోస్ట్ హాక్ టెస్ట్ లేదా కాంట్రాస్ట్ అనాలిసిస్ తరువాత వ్యత్యాస నమూనాల సరళమైన, కారకమైన లేదా మిశ్రమ (సమూహాల మధ్య పునరావృత చర్యలు) రూపకల్పన విశ్లేషణను ఉపయోగించాము. ఫలితాలు సగటు మరియు సెమ్‌గా చూపించబడ్డాయి ప్రతి సమూహంలో స్వతంత్ర నమూనాల సంఖ్య ఫిగర్ లెజెండ్‌లో సూచించబడుతుంది. అన్ని విశ్లేషణల గణాంక శక్తి 0.8 కన్నా ఎక్కువ.

ఫలితాలు

DEX కు ప్రినేటల్ ఎక్స్పోజర్ యొక్క ఫలితాలు

GD14 నుండి డెలివరీ వరకు DEX కి గురికావడం వల్ల గర్భాశయ వృద్ధి రేటులో తేలికపాటి కాని స్థిరమైన తగ్గుదల ఏర్పడుతుంది (అనుబంధ మూర్తి 1A). డెలివరీ తరువాత, గతంలో ఎలుకలలో చూపినట్లుగా, శరీర బరువు మగ మరియు ఆడ DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో తక్కువగా ఉంటుంది. 25, 41 ఈనిన (పిఎన్‌డి 21) వరకు వ్యత్యాసం స్థిరంగా ఉంది, కాని వెంటనే అదృశ్యమైంది (పిఎన్‌డి 28 వద్ద గణనీయమైన తేడా లేదు; అనుబంధ మూర్తి 1 బి). బహిరంగ క్షేత్రంలో హైపర్యాక్టివిటీ మరియు సామాజిక గుర్తింపు పరీక్షలో బలహీనమైన సామాజిక ప్రవర్తనతో సహా DEX కు ప్రినేటల్ ఎక్స్పోజర్ యొక్క ప్రవర్తనా ఫలితాలు మగ సంతానంలో మాత్రమే ఉన్నాయి (అనుబంధ మూర్తి 2). లింగ భేదాలు మునుపటి అధ్యయనాలు, 42, 43 తో ఏకీభవించాయి మరియు అందువల్ల మేము ఈ క్రింది ప్రయోగాలకు మగ సంతానం మాత్రమే ఉపయోగించాము.

DEX కి గురైన ఎలుకలు FLX చేత తిరగబడని మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తనను ప్రదర్శిస్తాయి

బలవంతపు ఈత పరీక్షలో మేము మగ సంతానం పరీక్షించాము, మరియు DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు 12 మో వద్ద పెరిగిన స్థిరీకరణ సమయాన్ని చూపించాయని కనుగొన్నాము, కానీ అంతకుముందు కాదు (మూర్తి 1). మాంద్యం లాంటి సమలక్షణం తోక-సస్పెన్షన్ పరీక్షలో నిర్ధారించబడింది (అనుబంధ మూర్తి 3). యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్స ప్రవర్తనా సమలక్షణాన్ని తిప్పికొట్టగలదా అని మేము తరువాత అడిగాము. మేము మా మునుపటి అనుభవం 4 ఆధారంగా మరియు ప్రినేటల్ ఒత్తిడి ద్వారా ప్రేరేపించబడిన మాంద్యం యొక్క నమూనాలలో సెలెక్టివ్ సిరోటోనిన్ రీ-టేక్ ఇన్హిబిటర్స్ యొక్క స్థిర ప్రభావం ఆధారంగా FLX ని ఎంచుకున్నాము. బలవంతంగా ఈత పరీక్షను పునరావృతం చేయడానికి ముందు 21 , 44 రోజులు FLX తో చికిత్స DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో స్థిరమైన సమయాన్ని ప్రభావితం చేయలేదు, కానీ నియంత్రణలలో మాత్రమే తగ్గింది (మూర్తి 1).

Image

DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు FLX తో యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్స ద్వారా తిరగబడని మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తనను చూపుతాయి. మాంద్యం 12 మో వద్ద మానిఫెస్ట్ అవుతుందని గమనించండి, కానీ అంతకుముందు కాదు. FLX తో దీర్ఘకాలిక చికిత్స DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో స్థిరమైన సమయాన్ని తగ్గించదు, కానీ నియంత్రణలలో మాత్రమే. కారకమైన ANOVA తరువాత కాంట్రాస్ట్ అనాలిసిస్. సమయ బిందువుకు సమూహానికి N = 6–10. * పి <0.05 మధ్య సమూహం; < P <0.05 సమూహంలో. ANOVA, వైవిధ్యం యొక్క విశ్లేషణ; CTRL, నియంత్రణ; DEX, డెక్సామెథాసోన్; FLX, ఫ్లూక్సేటైన్; మో, నెలలు.

పూర్తి పరిమాణ చిత్రం

DEX కు ప్రినేటల్ ఎక్స్పోజర్ FLX చేత తిరగబడని న్యూరోజెనిసిస్లో మార్పులను ప్రేరేపిస్తుంది

మేము 12 నెలల వయస్సులో న్యూరోజెనిసిస్‌ను పరిశోధించాము మరియు డిఎక్స్-ఎక్స్‌పోజ్డ్ ఎలుకలలో సబ్‌గ్రాన్యులర్ జోన్ (మూర్తి 2 ఎ) లో తక్కువ సంఖ్యలో ఎడ్యూ-పాజిటివ్ కణాలు ఉన్నాయని మరియు డిజి యొక్క గ్రాన్యులర్ పొరలో తక్కువ డిసిఎక్స్-పాజిటివ్ కణాలు ఉన్నాయని గమనించాము (మూర్తి 2 బి). DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో న్యూరోజెనిసిస్‌పై FLX చికిత్స ఎటువంటి ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని చూపలేదు. అయినప్పటికీ, మునుపటి నివేదికలతో ఒప్పందంలో, 46, 47, 48 ఎఫ్ఎల్ఎక్స్ నియంత్రణలలో డిసిఎక్స్-పాజిటివ్ కణాల సంఖ్యను తగ్గించాయి.

Image

డిప్రెషన్‌తో సంబంధం ఉన్న హిప్పోకాంపల్ న్యూరోజెనిసిస్‌లో దీర్ఘకాలిక లోపాలు. ( a, b ) DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో బలహీనమైన హిప్పోకాంపల్ న్యూరోజెనిసిస్. DEX కు అభివృద్ధి చెందడం వల్ల పుట్టుకతో వచ్చే కణాల విస్తరణ (EdU + సెల్ సంఖ్య) ( ), మరియు న్యూరోనల్ డిఫరెన్సియేషన్ (DCX- పాజిటివ్ సెల్ నంబర్) ( బి ) రెండింటినీ తగ్గిస్తుంది. FLX తో దీర్ఘకాలిక యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్స DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో ఎటువంటి ప్రభావాన్ని చూపదు, కానీ నియంత్రణలలో న్యూరోనల్ భేదాన్ని తగ్గిస్తుంది. ( సి ) DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు మలంలో కార్టికోస్టెరాన్ జీవక్రియల స్థాయిలను తక్కువగా కలిగి ఉంటాయి మరియు సిర్కాడియన్ హెచ్చుతగ్గులను ప్రదర్శించవు. ( డి ) DG లోని GR వ్యక్తీకరణ నియంత్రణల కంటే DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో తక్కువగా ఉంటుంది. ( , ఎఫ్ ) 12 ( ) మరియు 3 ( ఎఫ్ ) మో వద్ద హిప్పోకాంపస్‌లో గడియార జన్యువుల వ్యక్తీకరణ. Bmal1 , Per1 మరియు Rev- Erb of యొక్క హిప్పోకాంపల్ వ్యక్తీకరణలో సిర్కాడియన్ హెచ్చుతగ్గులు DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో రద్దు చేయబడతాయి. ( a, b, e, f ) కారకమైన ANOVA తరువాత కాంట్రాస్ట్ అనాలిసిస్. ( సి ) విద్యార్థుల టి -టెస్ట్. ( డి ) మిశ్రమ-మోడల్ ANOVA (సమూహ రూపకల్పన మధ్య పునరావృత చర్యలు), తరువాత అసమాన N HSD పోస్ట్ హాక్ పరీక్ష; సమూహానికి N = 6–8. * పి <0.05 మధ్య సమూహం; < P <0.05 సమూహంలో. ANOVA, వైవిధ్యం యొక్క విశ్లేషణ; డిజి, డెంటేట్ గైరస్; డిసిఎక్స్, డబుల్ కార్టిన్; DEX, డెక్సామెథాసోన్; FLX, ఫ్లూక్సేటైన్; జిఆర్, గ్లూకోకార్టికాయిడ్ రిసెప్టర్; మో, నెలలు; ZT, జీట్గెబర్ సమయం.

పూర్తి పరిమాణ చిత్రం

FLX యొక్క యాంటిడిప్రెసెంట్ ప్రభావానికి రిథమిక్ జిసి స్రావం అవసరం, [ 49] అందువల్ల జిసి మెటాబోలైట్ల సాంద్రతను మలంలో కొలవడం ద్వారా జిసి స్రావం యొక్క రోజువారీ లయను మేము పరిశోధించాము. DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు కార్టికోస్టెరాన్ జీవక్రియల యొక్క తక్కువ స్థాయిని ప్రదర్శించాయి, ఇవి గణనీయమైన రోజువారీ డోలనాలను చూపించలేదు (మూర్తి 2 సి).

హైపోథాలమిక్-పిట్యూటరీ-అడ్రినల్ యాక్సిస్ యాక్టివిటీ రెగ్యులేషన్, జిసి స్రావం లోని సిర్కాడియన్ హెచ్చుతగ్గులతో సహా, ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్‌లో హిప్పోకాంపల్ జిఆర్ ఉంటుంది. 50, 51 హిప్పోకాంపస్‌లో GR వ్యక్తీకరణ యొక్క విశ్లేషణలో 12 మో-పాత DEX- బహిర్గత ఎలుకలు DG లో గణనీయంగా తక్కువ GR సిగ్నల్ తీవ్రతను కలిగి ఉన్నాయని వెల్లడించాయి (Figure 2d; అనుబంధ మూర్తి 4 కూడా చూడండి), మునుపటి నివేదికలతో ఒప్పందంలో. 52, 53

న్యూరోజెనిసిస్ సమయం మరియు పురోగతి గడియార జన్యువులచే నియంత్రించబడతాయి, ముఖ్యంగా Bmal1 మరియు Per1 , 30, 31 మరియు GC ప్రసరణలో డోలనాలు హిప్పోకాంపస్‌లో వారి వ్యక్తీకరణను ప్రేరేపిస్తాయి. 54, 55 హిప్పోకాంపిలోని గడియార జన్యువుల పరిమాణాత్మక పిసిఆర్ విశ్లేషణలో 12-మో-పాత నిరుత్సాహపడిన DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో Bmal1 , Per1 మరియు Rev- Erb expression (Figure 2e) యొక్క వ్యక్తీకరణలో రోజువారీ డోలనాలు లేవని తేలింది . మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు గడియార జన్యు వ్యక్తీకరణలో ఇలాంటి మార్పులు సంభవించవచ్చా అని మేము తరువాత అడిగారు మరియు 3-మో-పాత ఎలుకల నుండి పండించిన హిప్పోకాంపిని విశ్లేషించాము. ముఖ్యంగా, Bmal1 , Per1 మరియు Rev- Erb in లోని రోజువారీ డోలనాలు చిన్న వయస్సులోనే DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో (మూర్తి 2f) రద్దు చేయబడ్డాయి.

సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులు డిప్రెషన్ లాంటి ప్రవర్తనకు ముందు ఉంటాయి

GC లో రోజువారీ హెచ్చుతగ్గులు ఆకస్మిక కార్యకలాపాల యొక్క సిర్కాడియన్ ప్రవేశాన్ని నియంత్రించడంలో కూడా పాల్గొంటాయి, ముఖ్యంగా LD చక్రంలో మార్పులకు ప్రతిస్పందనగా. 56, 57, 58, 59 అందువల్ల, హోమ్‌కేజ్‌లోని లోకోమోటర్ కార్యకలాపాలను స్థిరమైన-స్థితి పరిస్థితులలో (ఎల్‌డి చక్రం లేదా డిడి) విశ్లేషించాము, అలాగే సిర్కాడియన్ రీ-ఎంట్రైన్మెంట్ (బలవంతంగా సమకాలీకరణ; మూర్తి 3 ఎ) కు ప్రతిస్పందన. సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ సాధారణ సంఘటనల (హించడానికి అనుమతిస్తుంది (ఉదాహరణకు, చీకటి / కాంతి దశ ప్రారంభం). ఆకస్మిక కార్యాచరణలో, ఇది 24-h సిర్కాడియన్ కాలంతో స్థిరమైన ప్రవేశం సందర్భంలో ZT 18 కి ముందు (అనగా, చీకటి దశ మధ్యలో) సంభవించే అక్రోఫేస్ ద్వారా వివరించబడుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, బలవంతపు సమకాలీకరణ సిర్కాడియన్ డోలనాల యొక్క వ్యాప్తిని తాత్కాలికంగా పెంచుతుంది మరియు అక్రోఫేస్‌ను ZT 18 కి ఆలస్యం చేస్తుంది. DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు ఇప్పటికే 1 మో వయస్సు నుండి స్థిరమైన ప్రవేశం సమయంలో నియంత్రణల కంటే పెద్ద వ్యాప్తిని ప్రదర్శిస్తాయి మరియు స్థిరమైన ప్రవేశం మరియు బలవంతపు మధ్య గణనీయమైన వ్యత్యాసాన్ని చూపించలేదు సమకాలీకరణ (మూర్తి 3 బి). DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలోని అక్రోఫేస్ పరీక్షించిన అన్ని వయసులలో ZT 18 కి దగ్గరగా సంభవించింది మరియు 1 మో (మూర్తి 3 సి) వద్ద మాత్రమే బలవంతంగా సమకాలీకరించడం ద్వారా గణనీయంగా ఆలస్యం అయింది. దీనికి విరుద్ధంగా, నియంత్రణ ఎలుకలలో ఆకస్మిక కార్యకలాపాల యొక్క అక్రోఫేస్ స్థిరమైన ప్రవేశ పరిస్థితులలో ZT 18 కి ముందు స్థిరంగా సంభవించింది మరియు 1, 3 మరియు 5 మో (మూర్తి 3 సి) వద్ద బలవంతంగా పున yn సమకాలీకరణ ద్వారా గణనీయంగా ఆలస్యం అయింది. నియంత్రణల కంటే, ముఖ్యంగా స్థిరమైన ప్రవేశ పరిస్థితులలో, ఫోటో ఎంట్రైన్మెంట్ DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో బలంగా ఉందని ఇది సూచించింది. అందువల్ల, LD చక్రానికి సంబంధించి క్రియాశీల దశ యొక్క ప్రారంభం మరియు ఆఫ్‌సెట్‌ను మేము తరువాత విశ్లేషించాము. క్రియాశీల దశ యొక్క ఆరంభం వాస్తవంగా DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలోని చీకటి దశ ప్రారంభంతో సమానంగా ఉంటుందని మేము కనుగొన్నాము, కాని నియంత్రణలలో చీకటి ప్రారంభానికి ముందు (మూర్తి 3 డి). దీనికి విరుద్ధంగా, క్రియాశీల దశ యొక్క ఆఫ్‌సెట్ DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో చీకటి కాలం ముగిసిన వెంటనే సంభవిస్తుంది, అయితే నియంత్రణలలో ఇది చీకటి దశ ముగింపు (మూర్తి 3 డి) కంటే స్థిరంగా జరుగుతుంది. ఇది పరీక్షించిన అన్ని వయసుల నియంత్రణల కంటే తక్కువ చురుకైన దశను కలిగి ఉన్న DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలకు దారితీసింది (మూర్తి 3 ఇ).

Image

సిర్కాడియన్ రిథమిసిటీలో మార్పులు డిప్రెషన్ లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు ఉంటాయి. ( ) 3-మో సిటిఆర్ఎల్ మరియు డిఎక్స్-ఎక్స్పోజ్డ్ (డిఎక్స్) ఎలుకలలో ప్రతినిధి డబుల్ ప్లాటెడ్ హీట్ మ్యాప్. ప్రతి పాయింట్ 15-నిమిషాల సమయ డబ్బాలలో నమోదు చేయబడిన సంచిత సంఖ్యను సూచిస్తుంది. LD చక్రం యొక్క కాంతి మరియు చీకటి దశలు వరుసగా నలుపు మరియు తెలుపు దీర్ఘచతురస్రాల ద్వారా సూచించబడతాయి. LD - స్థిరమైన ప్రవేశం; LD * - బలవంతపు సమకాలీకరణ; DD - స్థిరమైన చీకటి (ఫ్రీ-రన్నింగ్). ( బి ) స్థిరమైన ప్రవేశం (LD) సమయంలో మరియు బలవంతంగా సమకాలీకరణ (LD *) తర్వాత కోసినర్ విశ్లేషణ ద్వారా కొలుస్తారు సిర్కాడియన్ రిథమ్ యొక్క వ్యాప్తి. 3 మో మరియు అంతకంటే ఎక్కువ వయస్సు గల DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో బేస్లైన్ మరియు బలవంతంగా సమకాలీకరణ మధ్య వ్యాప్తి మారదు. ( సి ) ఆకస్మిక కార్యాచరణ యొక్క ఆక్రోఫేస్ ఆలస్యం, మరియు 3 మో మరియు అంతకంటే ఎక్కువ వయస్సు గల DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో స్థిరమైన ప్రవేశం (LD) మరియు బలవంతంగా సమకాలీకరణ (LD *) మధ్య తేడా లేదు. ( డి ) LD చక్రానికి సంబంధించి క్రియాశీల దశ యొక్క ప్రారంభ మరియు ఆఫ్‌సెట్ విశ్లేషణ. క్రియాశీల దశ ఆరంభం అన్ని వయసులలో DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకల కంటే ముందుగానే నియంత్రణలలో సంభవిస్తుంది. DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో కాంతి దశ ప్రారంభమైన తర్వాత ఆకస్మిక కార్యాచరణ వేగంగా అణిచివేయబడుతుంది, అయితే నియంత్రణలలో క్రియాశీల దశ తరువాత ముగుస్తుంది. కాంతి మరియు చీకటి దశలు వరుసగా తెలుపు మరియు నలుపు దీర్ఘచతురస్రాలచే చిత్రీకరించబడతాయి, గ్రాఫ్స్ దిగువన. ( ) క్రియాశీల దశ వ్యవధి యొక్క పరిమాణం. DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో, క్రియాశీల దశ నియంత్రణల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, ముఖ్యంగా LD చక్రం యొక్క చీకటి దశ యొక్క కాలానికి సమానం. ( a - c ) మిశ్రమ-మోడల్ ANOVA (సమూహ రూపకల్పన మధ్య పునరావృత చర్యలు), తరువాత అసమాన N HSD పోస్ట్ హాక్ పరీక్ష; సమూహానికి N = 6–8. * పి <0.05 మధ్య సమూహం; < P <0.05 సమూహంలో. ( d, e ) కారకమైన ANOVA తరువాత కాంట్రాస్ట్ అనాలిసిస్ (సమూహానికి N = 6–8); * P <0.05 మధ్య సమూహం. ANOVA, వైవిధ్యం యొక్క విశ్లేషణ; CTRL, నియంత్రణ; DEX, డెక్సామెథాసోన్; LD, కాంతి-చీకటి చక్రం; మో, నెలలు; ZT, జీట్గెబర్ సమయం.

పూర్తి పరిమాణ చిత్రం

ఈ పరికల్పనను ధృవీకరించడానికి, మేము 6 మో (మూర్తి 4 ఎ) వయస్సులో 6-హెచ్ దశ ముందస్తుకు ప్రతిస్పందనగా ఆకస్మిక కార్యాచరణను విశ్లేషించాము మరియు ఎల్‌డి చక్రంలో దశ ముందస్తు అయిన వెంటనే అక్రోఫేస్ 6 గం వరకు అభివృద్ధి చెందుతుందని గమనించాము (మూర్తి 4 బి). LD చక్రానికి సంబంధించి క్రియాశీల దశ యొక్క ఆరంభం మరియు ఆఫ్‌సెట్‌ను మేము విశ్లేషించినప్పుడు, LD చక్రంలో దశ ముందస్తు అయిన వెంటనే క్రియాశీల దశ ప్రారంభం చీకటి దశ ప్రారంభంతో సమానంగా ఉంటుందని మేము కనుగొన్నాము. దీనికి విరుద్ధంగా, నియంత్రణ ఎలుకలలో చీకటి దశ ప్రారంభం కంటే కార్యాచరణ ప్రారంభం వెనుకబడి ఉంది (మూర్తి 4 సి). అదనంగా, DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో కార్యకలాపాల ఆఫ్‌సెట్ దశ ముందుగానే మొదటి రెండు LD చక్రాల సమయంలో సంభవిస్తుంది, కాని తరువాత చీకటి దశ (మూర్తి 4 సి) యొక్క ఆఫ్‌సెట్‌తో సమానంగా ఉంటుంది. నియంత్రణ ఎలుకలలో, కాంతి దశ ప్రారంభం LD చక్రంలో దశ ముందుగానే ఆకస్మిక కార్యకలాపాలను అణిచివేస్తుంది (మూర్తి 4 సి). మార్పుల యొక్క ఈ నమూనా క్రియాశీల దశ యొక్క వ్యవధిలో ప్రతిబింబిస్తుంది, ఇది DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో దశ ముందస్తు తర్వాత మొదటి LD చక్రంలో మాత్రమే కుదించబడుతుంది, అయితే నియంత్రణలలో ఇది దశ ముందస్తు తర్వాత స్థిరంగా తక్కువగా ఉంటుంది. మొత్తంగా, ఈ డేటా DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో ఆకస్మిక కార్యకలాపాల్లోని రోజువారీ లయలు LD చక్రానికి సంబంధించి మరింత దృ are ంగా ఉన్నాయని మరియు DEX- బహిర్గత ఎలుకలు నియంత్రణల కంటే చాలా వేగంగా సిర్కాడియన్ లయను ప్రవేశపెడతాయని సూచిస్తున్నాయి.

Image

6 మో-పాత ఎలుకలలో 6-హెచ్ దశ ముందస్తుకు ప్రతిస్పందనగా ఆకస్మిక కార్యాచరణలో మార్పులు. ( ) 15-నిమిషాల డబ్బాలలో ఆకస్మిక కార్యాచరణ యొక్క ప్రతినిధి డబుల్-ప్లాటెడ్ హీట్ మ్యాప్స్. ప్రయోగం ప్రారంభంలో మరియు చివరిలో చీకటి మరియు తేలికపాటి దశలు వరుసగా బొమ్మ యొక్క ఎగువ మరియు దిగువన ఉన్న నలుపు మరియు తెలుపు దీర్ఘచతురస్రాలచే సూచించబడతాయి. ( బి ) LD చక్రానికి సంబంధించి అక్రోఫేస్ యొక్క అంచనా (చీకటి దశ మసక ప్రాంతంగా చిత్రీకరించబడింది). DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు దశ ముందస్తుకు వేగంగా అనుగుణంగా ఉంటాయని గమనించండి మరియు అక్రోఫేస్ వెంటనే చీకటి దశతో సమకాలీకరించబడుతుంది. ( సి ) LD చక్రానికి సంబంధించి ఆకస్మిక కార్యాచరణ ప్రారంభం మరియు ఆఫ్‌సెట్‌ను గుర్తించడం (బూడిద-షేడెడ్ ప్రాంతం ద్వారా వర్ణించబడిన చీకటి దశ). DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో, క్రియాశీల దశ దశ మార్పు తరువాత వెంటనే చీకటి దశ యొక్క ఆగమనం మరియు ఆఫ్‌సెట్‌ను అనుసరిస్తుంది మరియు కేవలం రెండు LD చక్రాల తర్వాత సంపూర్ణంగా సమలేఖనం చేయబడుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, క్రియాశీల దశ ప్రారంభం క్రమంగా నియంత్రణలలో గతంలో ప్రవేశించిన లయ నుండి అభివృద్ధి చెందుతుంది మరియు కాంతి దశ ప్రారంభం ద్వారా క్రియాశీల దశ ముగుస్తుంది. ( డి ) DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో, క్రియాశీల దశ యొక్క వ్యవధి 12 h చుట్టూ స్థిరంగా ఉంటుంది (దశ మార్పు తరువాత మొదటి LD చక్రం మినహా), అయితే నియంత్రణలలో క్రియాశీల దశ దశ మార్పు తర్వాత గణనీయంగా తగ్గించబడుతుంది. ( బి, సి ) మిశ్రమ-మోడల్ ANOVA (సమూహ రూపకల్పన మధ్య పునరావృత చర్యలు), తరువాత అసమాన N HSD పోస్ట్ హాక్ పరీక్ష; * పి <0.05 మధ్య సమూహం; < P <0.05 సమూహంలో. ( డి ) ఫ్యాక్టోరియల్ ANOVA తరువాత అసమాన N HSD పోస్ట్ హాక్ టెస్ట్; సమూహానికి N = 7–8. * P <0.05 మధ్య సమూహం. ANOVA, వైవిధ్యం యొక్క విశ్లేషణ; CTRL, నియంత్రణ; DEX, డెక్సామెథాసోన్; LD, కాంతి-చీకటి చక్రం; ZT, జీట్గెబర్ సమయం.

పూర్తి పరిమాణ చిత్రం

సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ కూడా సమకాలీకరించబడిన డోలనం స్వయం నిరంతరాయమని సూచిస్తుంది మరియు జీట్జిబెర్ మాదిరిగానే ఉంటుంది. బలవంతపు సమకాలీకరణ రెండు నియంత్రణలు మరియు DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో సిర్కాడియన్ తిరిగి ప్రవేశించడాన్ని ప్రేరేపించింది, మరియు సిర్కాడియన్ కాలం చిన్న వయస్సులో 24 గంటలకు దగ్గరగా ఉంది (మూర్తి 5a). ఏది ఏమయినప్పటికీ, స్థిరమైన ప్రవేశ సమయంలో యువ DEX- బహిర్గతమైన జంతువులలో, సిర్కాడియన్ కాలం 24 h నుండి వైదొలగడానికి ఒక ధోరణిని ప్రదర్శించింది, మరియు 5 mo సంవత్సరాల వయస్సులో (మూర్తి 5a) స్థిరమైన ప్రవేశంలో ఈ వ్యత్యాసం గణనీయంగా మారింది. అంతేకాకుండా, 12 మో వద్ద, బలవంతంగా సింక్రొనైజేషన్ సమయంలో కూడా DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ విఫలమైంది, మరియు సిర్కాడియన్ కాలం స్వేచ్ఛగా నడుస్తున్న, బలవంతపు సమకాలీకరణ మరియు స్థిరమైన ప్రవేశాల మధ్య తేడా లేదు (మూర్తి 5 ఎ).

Image

DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులు. ( ) హోమ్‌కేజ్‌లో ఆకస్మిక కార్యాచరణ యొక్క అంతర్గత కాలం. స్వేచ్ఛగా నడుస్తున్న కాలం DEX- బహిర్గత ఎలుకలు మరియు నియంత్రణల మధ్య భిన్నంగా లేదు. బలవంతపు సమకాలీకరణ (LD *) పరీక్షించిన అన్ని వయసులలో నియంత్రణలలో 24 h యొక్క స్థిరమైన సిర్కాడియన్ కాలాన్ని ప్రవేశిస్తుంది. యంగ్ DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు బలవంతంగా సమకాలీకరణ సమయంలో ఒక సిర్కాడియన్ లయను ప్రవేశపెడతాయి, కాని స్థిరమైన ప్రవేశ సమయంలో సిర్కాడియన్ కాలం 5 మో సంవత్సరాల వయస్సులో నియంత్రణల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. 12 మో వద్ద, బలవంతంగా సమకాలీకరించేటప్పుడు కూడా DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో సిర్కాడియన్ ప్రవేశం విఫలమవుతుంది. ( బి ) హోమ్‌కేజ్‌లోని ఆకస్మిక కార్యాచరణకు స్కేలింగ్ ఘాతాంకం. ఫ్రీ-రన్నింగ్ (DD) సమయంలో, DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు పరీక్షించిన ఏ వయసులోనైనా నియంత్రణల నుండి భిన్నంగా ఉండవని గమనించండి. ఏది ఏమయినప్పటికీ, DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో ఫ్రీ-రన్నింగ్ పీరియడ్స్ (DD) తో పోల్చితే, రోజువారీ ఎంట్రైన్మెంట్ (బలవంతంగా సమకాలీకరణ, LD * మరియు స్థిరమైన ప్రవేశం, LD) స్కేలింగ్ ఘాతాంకంలో స్థిరమైన పెరుగుదలను ప్రేరేపిస్తుంది. నియంత్రణలలో, స్థిరమైన ప్రవేశం (LD) సమయంలో స్కేలింగ్ ఘాతాంకం ఫ్రీ-రన్నింగ్ షరతుల (DD) నుండి భిన్నంగా ఉండదు. ( సి ) కల్చర్డ్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలో Bmal1 యొక్క వ్యక్తీకరణ. 6 మో సంవత్సరాల వయస్సులో, ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లు డిఎక్స్ -ఎక్స్‌పోజ్డ్ ఎలుకల నుండి వేరుచేయబడి Bmal1 mRNA వ్యక్తీకరణలో అటెన్యూయేటెడ్ డోలనాలను ప్రదర్శిస్తాయి. ( , బి ) మిశ్రమ-మోడల్ ANOVA (సమూహ రూపకల్పన మధ్య పునరావృత చర్యలు), తరువాత అసమాన N HSD పోస్ట్ హాక్ పరీక్ష; సమూహానికి N = 6–8. * పి <0.05 మధ్య సమూహం; Group P <0.05 లోపల; ( సి ) సమూహానికి N = 3; * పి <0.05, విద్యార్థుల టి -టెస్ట్. ANOVA, వైవిధ్యం యొక్క విశ్లేషణ; CTRL, నియంత్రణ; DEX, డెక్సామెథాసోన్; LD, కాంతి-చీకటి చక్రం; మో, నెలలు.

పూర్తి పరిమాణ చిత్రం

సిర్కాడియన్ రిథమిసిటీలో మార్పులు సెంట్రల్ క్లాక్ పనిచేయకపోవడం వల్ల జరిగిందా, లేదా కేవలం రోజువారీ ప్రవేశం వల్లనేనా అని పరిశోధించడానికి, స్వేచ్ఛా-నడుస్తున్న పరిస్థితులతో పోల్చితే ఫోటో ఎంట్రైన్మెంట్ యొక్క ప్రభావాలను మేము పరిశీలించాము. స్వేచ్ఛగా నడుస్తున్న పరిస్థితులలో, ఆకస్మిక కార్యకలాపాలలో అంతర్గత లయబద్ధత సుప్రాచియాస్మాటిక్ కేంద్రకంలో ఉన్న కేంద్ర గడియారం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. 35, 36 DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు మరియు నియంత్రణల మధ్య ఉచిత-నడుస్తున్న వ్యవధిలో లేదా స్కేలింగ్ ఎక్స్‌పోనెంట్ (గణాంకాలు 5a మరియు b) లలో మాకు తేడా కనిపించలేదు, ఇది DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో కేంద్ర గడియారం పనిచేయకపోవడాన్ని తోసిపుచ్చింది. ఫోటో ఎంట్రైన్మెంట్ ద్వారా బలవంతంగా సమకాలీకరించేటప్పుడు గమనించిన స్కేలింగ్ ఎక్స్పోనెంట్ యొక్క అస్థిరమైన పెరుగుదల బలమైన అంతర్లీన లయ ద్వారా వివరించబడుతుంది, బహుశా రోజువారీ. ఈ ప్రభావం అన్ని వయసులలో DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో స్థిరంగా కనుగొనబడింది, అయితే నియంత్రణలలో ఇది 1 మరియు 3 మో వయస్సులో మాత్రమే ప్రాముఖ్యతను సంతరించుకుంది (మూర్తి 5 బి). స్థిరమైన ప్రవేశ సమయంలో, DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలు స్వేచ్ఛగా నడుస్తున్న పరిస్థితుల కంటే స్థిరంగా అధిక స్కేలింగ్ ఘాతాంకాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది ఫోటో ఎంట్రైన్మెంట్ DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో ఆకస్మిక కార్యకలాపాలలో మరింత స్పష్టమైన నేపథ్య లయను ప్రేరేపిస్తుందని సూచిస్తుంది. కలిసి చూస్తే, ఈ డేటా ప్రధాన మార్పు సిర్కాడియన్ ప్రవేశంలో బలహీనత అని నిర్ధారిస్తుంది.

DEX- బహిర్గత ఎలుకల నుండి పొందిన ప్రాధమిక చర్మ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలో గడియార జన్యు వ్యక్తీకరణలో డోలనాల తగ్గిన వ్యాప్తి

స్కిన్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లు ఫంక్షనల్ మాలిక్యులర్ క్లాక్ మెషినరీని వ్యక్తీకరిస్తాయి, 19, 20 మరియు క్లాక్ జన్యు వ్యక్తీకరణలోని సిర్కాడియన్ డోలనాలు సెంట్రల్ క్లాక్‌లోని సిర్కాడియన్ రిథమ్‌ల యొక్క లక్షణాలను చాలావరకు నిర్వహిస్తాయి. 21, 60 ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలోని మాలిక్యులర్ క్లాక్ మెషినరీ ఒక పరిధీయ ఓసిలేటర్‌గా పనిచేస్తుంది మరియు సెంట్రల్ ఓసిలేటర్ (సుప్రాచియాస్మాటిక్ న్యూక్లియస్‌లో ఉంది) చేత ప్రవేశానికి లోబడి ఉంటుంది, 60 ఆకస్మిక కార్యకలాపాలకు సమానంగా ఉంటుంది. [61 ] స్వయం నిరంతర డోలనాలను సమకాలీకరించడానికి మరియు దశను రీసెట్ చేయడానికి అవకాశం కల్చర్డ్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్లలో భద్రపరచబడుతుంది. 20, 22 అందువల్ల మేము ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లోని గడియారపు జన్యువుల యొక్క నియంత్రణలను మరియు 6 మో వయస్సు గల DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలను పరిశోధించాము, మేము యాదృచ్ఛిక కార్యాచరణను సులభతరం చేసినట్లు నమోదు చేసిన వయస్సు. సింక్రొనైజేషన్ తరువాత, కణాలు వేర్వేరు సమయ బిందువులలో పండించబడ్డాయి మరియు Bmal1 mRNA వ్యక్తీకరణలోని డోలనాలను కోసినర్ రిథోమెట్రీ ద్వారా పరిశోధించారు. 38, 39 వయోజన DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకల నుండి వేరుచేయబడిన ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లు Bmal1 mRNA వ్యక్తీకరణ (మూర్తి 5 సి) లో చిన్న డోలనాలను ప్రదర్శిస్తాయి. ఫైబ్రోబ్లాస్ట్ సెల్ జనాభాలో Bmal1 యొక్క వ్యక్తీకరణ సమకాలీకరించబడుతుండగా, DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకల నుండి పొందిన ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలో క్రాస్-సింక్రొనైజేషన్ వేగంగా వెదజల్లుతుంది మరియు ఇది మేము యాదృచ్ఛిక కార్యాచరణలో గమనించిన సౌకర్యవంతమైన సిర్కాడియన్ రీ-ఎంట్రైన్మెంట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

ఎఫ్ఎల్ఎక్స్ చేత తిరగబడిన మాంద్యం యొక్క నమూనాలో సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ మార్చబడదు

ఆహార కలుషితమైన MeHg యొక్క తక్కువ స్థాయికి అభివృద్ధి చెందడం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన బలహీనమైన న్యూరోజెనిసిస్‌తో సంబంధం ఉన్న మునుపటి నిరంతర మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తనను మేము నివేదించాము. 4, 16 DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలకు భిన్నంగా, చిన్న వయస్సులోనే నిరాశ కనిపించింది, మరియు FLX చికిత్స న్యూరోజెనిసిస్‌ను పునరుద్ధరించగలదు మరియు ప్రవర్తనా సమలక్షణాన్ని తిప్పికొడుతుంది. 4, 15 MeHg- ప్రేరిత మాంద్యంతో సంబంధం ఉన్న సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులు సంభవించడాన్ని అంచనా వేయడానికి, స్థిరమైన ప్రవేశ పరిస్థితులలో ఆకస్మిక కార్యకలాపాల యొక్క అందుబాటులో ఉన్న రికార్డింగ్లను మేము తిరిగి విశ్లేషించాము (ఒనిష్చెంకో మరియు ఇతరులు 16 చూడండి ). ఆకస్మిక కార్యకలాపాలలో రోజువారీ హెచ్చుతగ్గుల యొక్క వ్యాప్తి నియంత్రణల కంటే తక్కువగా ఉంది (మూర్తి 6 ఎ), అయితే, MeHg- బహిర్గతమైన ఎలుకలు దశ మార్పు యొక్క బలమైన అంచనాను చూపించాయి (అక్రోఫేస్ ZT 18 కి ముందు స్థిరంగా సంభవిస్తుంది; మూర్తి 6 బి), సిర్కాడియన్ కాలాన్ని 24 గంటలకు దగ్గరగా నిర్వహించింది (మూర్తి 6 సి) మరియు స్కేలింగ్ ఘాతాంకం నియంత్రణల మాదిరిగానే ఉంటుంది (మూర్తి 6 డి). కలిసి చూస్తే, DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలకు భిన్నంగా, MeHg- బహిర్గత ఎలుకలలో సిర్కాడియన్ ప్రవేశం బలహీనపడదని ఈ పరిశోధనలు సూచిస్తున్నాయి.

Image

MeHg కు అభివృద్ధి చెందడం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన మాంద్యం యొక్క నమూనాలో సిర్కాడియన్ రిథమిసిటీ మరియు ఎంట్రైన్మెంట్. ( ) MeHg- బహిర్గత ఎలుకలలో కార్యకలాపాలలో సిర్కాడియన్ హెచ్చుతగ్గుల యొక్క తక్కువ వ్యాప్తి. ( బి ) నియంత్రణల మాదిరిగానే MeHg- బహిర్గత ఎలుకలలో దశ మార్పు యొక్క బలమైన ntic హించడం (పోలిక కోసం మూర్తి 3 సి చూడండి). ( సి ) సిర్కాడియన్ కాలం రెండు నియంత్రణలలో మరియు MeHg- బహిర్గత ఎలుకలలో 24 గంటలు, ఇది బలమైన సిర్కాడియన్ ప్రవేశాన్ని సూచిస్తుంది. ( డి ) స్కేలింగ్ ఎక్స్‌పోనెంట్, ఆకస్మిక కార్యాచరణలో ఫ్రాక్టల్ లాంటి స్కేల్-అస్థిర హెచ్చుతగ్గులు ఉన్నాయని మరియు DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో కనిపించే విధంగా అతిశయోక్తి నేపథ్య లయబద్ధత లేదని సూచిస్తుంది (పోలిక కోసం మూర్తి 5 బి చూడండి). సమూహానికి N = 10. * పి <0.05, విద్యార్థుల టి -టెస్ట్. LD, కాంతి-చీకటి చక్రం; MeHg, మిథైల్మెర్క్యురీ; ZT, జీట్గెబర్ సమయం.

పూర్తి పరిమాణ చిత్రం

చర్చా

అదనపు జిసి వల్ల కలిగే ప్రతికూల ప్రినేటల్ పరిసరాలు ఎఫ్ఎల్ఎక్స్-రెసిస్టెంట్ డిప్రెషన్ లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్లో మార్పులను ప్రేరేపిస్తాయని ఇక్కడ మేము చూపించాము. 1 మో పాత ఎలుకలలో బలహీనమైన సిర్కాడియన్ ప్రవేశం ఇప్పటికే ఉంది మరియు వయస్సుతో తీవ్రత పెరిగింది. యువ ఎలుకలు DEX కి ముందే బహిర్గతమయ్యాయి, LD చక్రంతో దృ syn మైన సమకాలీకరణను ప్రదర్శించాయి మరియు దశ మార్పు యొక్క ation హించలేదు. 12 మో సంవత్సరాల వయస్సులో, ఆకస్మిక కార్యకలాపాల యొక్క సిర్కాడియన్ ప్రవేశం కోల్పోయింది మరియు ఎఫ్ఎల్ఎక్స్కు స్పందించని నిస్పృహ సమలక్షణం స్పష్టమైంది.

DEX కి గురైన ఎలుకలు బలహీనమైన హిప్పోకాంపల్ న్యూరోజెనిసిస్‌ను ప్రదర్శించాయి, ఇది FLX చికిత్స ద్వారా పునరుద్ధరించబడలేదు. న్యూరోజెనిసిస్ తగ్గడం ఎపిజెనెటిక్ రిప్రోగ్రామింగ్ వల్ల కావచ్చు, ఎందుకంటే మేము ఇంతకుముందు DEX కి గురైన ప్రాధమిక న్యూరల్ స్టెమ్ సెల్ సంస్కృతులలో నివేదించాము. [14] ప్రస్తుత అధ్యయనానికి సంబంధించినది, విస్తరణ, న్యూరానల్ డిఫరెన్సియేషన్ మరియు న్యూరల్ స్టెమ్ సెల్ సంస్కృతులలో సెనెసెన్స్ మార్కర్ల యొక్క వ్యక్తీకరణ వారసత్వంగా ఉంది, DEX కి వాస్తవంగా బహిర్గతం ఆగిపోయిన తరువాత చాలా కాలం పాటు కొనసాగింది. 14

హిప్పోకాంపల్ క్లాక్ జన్యు వ్యక్తీకరణలో సిర్కాడియన్ డోలనాలు లేకపోవడం కూడా DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో న్యూరోజెనిసిస్ తగ్గడానికి దోహదం చేస్తుంది. వాస్తవానికి, సబ్‌గ్రాన్యులర్ జోన్‌లో న్యూరానల్ ప్రొజెనిటర్స్ యొక్క విస్తరణ మరియు భేదం క్లాక్ జన్యువులు 30, 31 ద్వారా నియంత్రించబడతాయి మరియు వాటి వ్యక్తీకరణలోని సిర్కాడియన్ డోలనాలు జిసిచే ప్రభావితమవుతాయి. న్యూరోజెనిసిస్‌ను పునరుద్ధరించడానికి ఎఫ్‌ఎల్‌ఎక్స్‌కు 54, 55 రిథమిక్ జిసి స్రావం అవసరమని తెలుస్తోంది. [49] అందువల్ల, అరిథ్మిక్ జిసి స్రావం మరియు గడియారపు జన్యు వ్యక్తీకరణలో అనుబంధ మార్పులు బలహీనమైన న్యూరోజెనిసిస్‌ను మాత్రమే కాకుండా, DEX- బహిర్గత ఎలుకలలో FLX ప్రభావం లేకపోవడాన్ని కూడా వివరించవచ్చు. ముఖ్యంగా, హిప్పోకాంపల్ క్లాక్ జన్యు వ్యక్తీకరణలో మార్పులు, మాంద్యం ప్రారంభానికి చాలా కాలం ముందు, ఆకస్మిక కార్యకలాపాలలో సిర్కాడియన్ లయలలో మొదటి స్థిరమైన మార్పులతో ఏకకాలంలో కనుగొనబడ్డాయి.

సిర్కాడియన్ ఆటంకాలు తరచుగా నిరాశతో బాధపడుతున్న విషయాలలో కనిపిస్తాయి మరియు పర్యావరణ ఉద్దీపనలతో అంతర్గత ఓసిలేటర్ల సమకాలీకరణ లేకపోవడం ప్రధాన మార్పు అని hyp హించబడింది (ఎడ్గార్ మరియు ఇతరులు 17 మరియు ల్యాండ్‌గ్రాఫ్ మరియు ఇతరులు 62 అధ్యయనాలలో సమీక్షించారు). ప్రయోగాత్మక నమూనాలలో, ఫోటో ఎంట్రైన్మెంట్ యొక్క దీర్ఘకాలిక లేమి నిరాశ- మరియు ఆందోళన-లాంటి ప్రవర్తనను ప్రేరేపిస్తుంది. 63, 64 సిర్కాడియన్ ప్రవేశంలో ప్రగతిశీల మార్పులు FLX- నిరోధక మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు ఉన్నాయని మేము ఇక్కడ నివేదిస్తున్నాము. 12 మో సంవత్సరాల వయస్సు గల DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో, ఫోటో ఉద్దీపనలు ఆకస్మిక కార్యకలాపాలపై బలమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి, కానీ ఆర్గానిస్మల్ స్థాయిలో రోజువారీ ప్రవేశంగా విలీనం చేయబడవు. హైపోథాలమిక్-పిట్యూటరీ-అడ్రినల్ అక్షంలో సిర్కాడియన్ ఫంక్షన్ యొక్క వైఫల్యం ఒక కారణం కావచ్చు, ఇది తరువాత నిరాశ-లాంటి ప్రవర్తనకు దారితీస్తుంది. యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్స ప్రతిస్పందన కోసం సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ యొక్క ance చిత్యాన్ని పరిశోధించడానికి, మేము MeHg కు ప్రినేటల్ ఎక్స్పోజర్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన మాంద్యం యొక్క నమూనాలో ఆకస్మిక కార్యాచరణను తిరిగి విశ్లేషించాము. మేము ఇంతకు ముందు నివేదించినట్లుగా, MeHg నిరంతర మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తనను ప్రేరేపిస్తుంది, అది FLX చేత మార్చబడుతుంది. 4, 15 DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలకు భిన్నంగా, MeHg- బహిర్గతమైన ఎలుకలలోని నిరాశ సిర్కాడియన్ ప్రవేశంలో మార్పుతో కూడుకున్నది కాదు. అందువల్ల, మార్చబడిన సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ FLX- రెసిస్టెంట్ డిప్రెషన్ మోడళ్లకు ప్రత్యేకమైనదిగా కనిపిస్తుంది.

స్కిన్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లు ఫంక్షనల్ మాలిక్యులర్ క్లాక్ మెషినరీని వ్యక్తీకరిస్తాయి, 19, 20 మరియు కల్చర్డ్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలో క్లాక్ జీన్ ఎక్స్‌ప్రెషన్‌లోని సిర్కాడియన్ డోలనాలు ఆరోగ్యకరమైన విషయాలలో మరియు మానసిక రోగులలో సిర్కాడియన్ రిథమ్‌ల లక్షణాలను ప్రతిబింబిస్తాయి. 21, 22, 23 ఇక్కడ, కల్చర్డ్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లలో Bmal1 వ్యక్తీకరణలోని డోలనాల వ్యాప్తి DEX- బహిర్గతమైన ఎలుకలలో తగ్గుతుందని మేము చూపిస్తాము, ఇది వారి ఆకస్మిక కార్యాచరణలో మేము గమనించిన సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్‌లోని మార్పులకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. సంబంధితంగా, మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందు ఈ మార్పులు కనుగొనబడ్డాయి, కానీ ఏకకాలంలో స్థిరమైన ప్రవేశం సమయంలో మార్చబడిన సిర్కాడియన్ రిథమిసిటీతో.

మా పరిశోధనలు, క్లినికల్ నేపధ్యంలో అమలు చేయబడితే, పెద్ద నిస్పృహ రుగ్మత ఉన్న రోగులకు మరియు వారి చికిత్సకు బాధ్యులైన వైద్యులకు కొత్త ఆశను కలిగించవచ్చు. ప్రస్తుత ఫలితాల ఆధారంగా బయోఅసే, రోగి స్పందించే find షధాన్ని కనుగొనడానికి నెలల విచారణ మరియు లోపాలను నివారించవచ్చు. అంతేకాకుండా, ప్రాంప్ట్ జోక్యాన్ని లక్ష్యంగా చేసుకుని లక్ష్య పర్యవేక్షణ ద్వారా నిరాశకు గురయ్యే విషయాలను ముందుగా గుర్తించడానికి ఇది అనుమతించగలదు.

ముగింపులో, సిర్కాడియన్ ప్రవేశంలో మార్పులు FLX- నిరోధక మాంద్యం లాంటి ప్రవర్తన ప్రారంభానికి ముందే ఉన్నాయని మేము చూపించాము. అందువల్ల, సిర్కాడియన్ ఎంట్రైన్మెంట్ యొక్క విశ్లేషణ మాంద్యం యొక్క ఆగమనాన్ని అంచనా వేయడంలో సంభావ్య రోగనిర్ధారణ విలువను కలిగి ఉందని మేము ప్రతిపాదించాము మరియు బహుశా FLX మరియు ఇలాంటి యాంటిడిప్రెసెంట్ చికిత్సలకు ప్రతిస్పందన.

అనుబంధ సమాచారం

పద పత్రాలు

  1. 1.

    అనుబంధ సమాచారం

    అనువాద సైకియాట్రీ వెబ్‌సైట్ (//www.nature.com/tp) లోని కాగితంతో అనుబంధ సమాచారం