Den nåværende statusen for nevrobeskyttelse ved medfødt hjertesykdom del 3

3.2. Semi-kvantitativ evaluering av ektopisk mitokondrielt DNA

Bilder av Hsp60-farging (mitokondriematrisen) og histon-H2B-farging (den nukleære markøren) ble trukket fra bilder av dsDNA-farging. Deretter, ved å bruke "AdjustThreshold"-funksjonen til lmage]-programvaren (National Institutes of Health), ble bilder binarisert.

Mitokondrier er energifabrikkene i cellene, ansvarlige for å syntetisere ATP for å gi den energien cellene trenger. Mitokondriematrisen er den indre væsken i mitokondrier, som inneholder en rekke enzymer og ioner og er et nøkkelsted for ulike biokjemiske reaksjoner av mitokondrier. Hukommelse er en av de viktigste kognitive evnene til mennesker. Selv om de to kan virke uten slekt, er de nært beslektet.

Forskning viser et samspill mellom mitokondriematrisen og hukommelsen. Enzymer og ioner i mitokondriematrisen kan direkte påvirke eksitabiliteten til nevroner ved å regulere energimetabolismen og ionekanalstatusen i nevronceller, og dermed påvirke hukommelsen. I tillegg er det en rekke signalmolekyler i mitokondriematrisen, som kan overføres til nedstrøms nevroner gjennom aksonene og synapsene til nevronene, og påvirker signaloverføringseffektiviteten til nevronene, og dermed påvirker dannelsen og konsolideringen av minnet.

Samtidig påvirker minneaktivitet også direkte tilstanden til mitokondriematrisen. Minneaktiviteter vil øke energiforbruket til nevroner og fremme redoksreaksjonen i mitokondriematrisen, og dermed påvirke det metabolske nivået av mitokondrier og intracellulær ionebalanse, og ytterligere påvirke eksitabiliteten og signaloverføringseffektiviteten til nevronene.

Derfor er opprettholdelse av god mitokondriell helse avgjørende for å opprettholde god hukommelsesfunksjon. Ved å opprettholde gode levevaner, som regelmessig kosthold, moderat trening, tilstrekkelig søvn osv., kan du bidra til å opprettholde helsen til mitokondriematrisen. I tillegg kan minnefunksjonen også forbedres gjennom passende farmasøytisk intervensjon for å fremme biokjemiske reaksjoner og signalering i mitokondriematrisen.

I det daglige kan vi trene hukommelsen på mange måter, som lesing, studere, tenke, spill osv. Samtidig bør vi også være oppmerksomme på å opprettholde god helse for bedre å opprettholde helsen til mitokondriematrisen. Jeg tror at gjennom denne innsatsen vil vi helt sikkert få bedre hukommelse og bedre takle ulike utfordringer i liv og arbeid. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig, fordi Cistanche deserticola også kan regulere balansen av nevrotransmittere, som å øke nivåene av acetylkolin og vekstfaktorer. Disse stoffene er svært viktige for hukommelse og læring. I tillegg kan Cistanche deserticola også forbedre blodstrømmen og fremme oksygentilførsel, noe som kan sikre at hjernen får tilstrekkelig med næringsstoffer og energi, og dermed forbedre hjernens vitalitet og utholdenhet.

Klikk vet kosttilskudd for å øke hukommelsen

Vi valgte dsDNA-punkter som varierer i størrelse fra 2 til 20 um' (sirkularitet 0.1-1.0) ved å bruke funksjonen "Analyser-analysere partikler". om nødvendig ble originalbildene undersøkt for den endelige tellingen. Hvis signalet til histon H2B var lite. så viste de subtraherte bildene smultringlignende strukturer.

Disse representerer cytosolisk dsDNA av kjernefysisk opprinnelse og bør elimineres fra mengden cytosolisk dsDNA av mitokondriell opprinnelse. Størrelsesområdet kan endres i henhold til celletypen eller opprinnelsen til histologiske prøver. Figur lE viser et eksempel på telling av ektopisk mitokondrielt DNA

prikker med 1B D.

Alternativt ble bilder av Hsp60-farging trukket fra bilder av dsDNA-farging. Deretter ble antall dsDNA puncta talt ved å bruke funksjonene "Adjust-Threshold "Analyze-Analyze Particles". Deretter ble dsDNA puncta uten histon-H2B-signalet talt ved direkte observasjon. Sistnevnte metode er egnet når histon-H2B-bilder viser et lavt signal-til-støy-forhold.

Til sammen kan denne metoden tydelig vise ektopisk mitokondrielt DNA som lekker inn i cytoplasmaet og tillater en objektiv og statistisk evaluering av slikt ektopisk mitokondrielt DNA i celler.

4. Diskusjon

I vår studie utviklet vi en metode som muliggjør telling av cytoplasmatisk mitokondrie-DNA. Deteksjon av cytoplasmatisk mitokondrielt DNA er rapportert ved bruk av immunfluorescensteknikker, men metodene var i de fleste tilfeller ikke kvantitative for evaluering av cytoplasmatisk mitokondrielt DNA [15,25]. I en annen studie ble dråpe-PCR utført for å kvantifisere sirkulerende mitokondrielt DNA [9].

nylig, Sato et al. [26,27] publiserte en utmerket protokoll for å evaluere cytoplasmatisk DNA ved immunfluorescensmikroskopi ved bruk av Lamin B1 (LMNB1) antistoffer som en nukleær strukturmarkør og cytokrom c oksidase underenhet 4 (COX4) som en mitokondriell strukturmarkør. Denne protokollen virker veldig nyttig for å kvantifisere cytoplasmatisk dsDNA av kjernefysisk opprinnelse.

Men når vi prøvde COX4 eller andre mitokondrielle membranmarkører, inkludert både indre og ytre markører, var det svært vanskelig å nøyaktig skille cytoplasma fra mitokondriene.

For eksempel, hvis vi observerte sirkulære signaler ved bruk av en mitokondriell membranmarkør og observerte dsDNA-signaler innenfor, så kan dette dsDNA representere enten mitokondrielt DNA inne i de sirkulære mitokondriene (normalt) eller cytoplasmatisk mitokondrielt DNA utenfor de smultringlignende mitokondriene (ektopisk). Vi brukte dermed Hsp60 som en markør som merker mitokondriell matrise for å evaluere ektopisk mitokondriell DNA i cytoplasmaet.

Som beskrevet i en nylig gjennomgang [23], er det mange forskjellige typer cytoplasmisk DNA av kjernefysisk opprinnelse, og de fleste av dem er positive for histonmarkører. På grunn av begrensningen av kombinasjonen av antistoffer brukt til trippelfarging, brukte vi histon H2Bas en histonmarkør.

Imidlertid, hvis denne begrensningen løses, kan H2AX være en bedre markør for cytoplasmatisk dsDNA av nukleær opprinnelse. Histon-H2B-negativt cytoplasmatisk dsDNA ble sjelden observert i kontroll HeLa-cellene brukt i denne studien, men slikt dsDNA av nuklearopprinnelse kan være tilstede hvis andre cellelinjer eller tilstander brukes.

In situ hybridiseringen av mitokondrielt DNA brukt i vår nylige artikkel er egnet for kvalitativ evaluering, men det kan være vanskelig å bruke in situ hybridisering for kvantitativ evaluering [8].

In situ hybridisering utsetter prøven for høye temperaturer, noe som kan resultere i deformasjon eller støy av enkelte deler av prøven. På den annen side kan den immunocytokjemiske metoden presentert i denne artikkelen oppnå signaler med lav bakgrunnsstøy. I vår nylige artikkel, i menneskeceller og sebrafisk brukt som Parkinsons sykdomsmodeller, viste vi at mitokondrielt DNA ble lekket ut i cytoplasmaet, som er giftig for celler. Vi observerte også at mengden cytosolisk mitokondriell DNA ble økt i post-mortem hjernevev til pasienter med Parkinsons sykdom [8].

Disse bevisene tyder på at en økt mengde ektopisk mitokondriell DNA lekket ut fra mitokondriene kan indusere akutt og kronisk betennelse som resulterer i ulike sykdommer, inkludert Parkinsons sykdom og hjertesvikt; derfor kan oppregulering av cytosolisk-DNA-nedbrytning eller hemming av sensorene være et potensielt terapeutisk mål for disse sykdommene [8,28].

Metoden introdusert i denne artikkelen for kvantitativ evaluering av ektopisk mitokondriell DNA fungerer som et viktig verktøy for videre forskning på dette feltet.

Forfatterbidrag: HM og MTH formulerte hypotesene, designet de fleste eksperimentene, utførte eksperimentene, analyserte dataene og skrev manuskriptet. NM utførte eksperimentene relatert til dyrkede celler. Alle forfattere har lest og godtatt den publiserte versjonen av manuskriptet.

Finansiering: Dette arbeidet ble støttet av tilskudd fra AMED (stipendnummer JP21gm6110028 ogJP19dm0107154 (HM)), Takeda Science Foundation (HM), JSPS KAKENHI (stipendnumre JP14516799 (HM), JP 16690735 (7HM) (7HM) (7HM) og J5HMP (7HM) (HM) ), JST (Moonshot R&D; grant numberJPMJMS2024 (HM)), og Grants-in-Aid fra TBRF (grant number TBRF-RF 21-135 (HM)).

Datatilgjengelighetserklæring: Dataene og verktøyene beskrevet i dette manuskriptet er tilgjengelige på forespørsel.

Anerkjennelser: Vi takker Shinano Kobayashi for å ha deltatt i nyttige diskusjoner og gitt kontinuerlig støtte. Vi anerkjenner Tokyo Biochemical Research Foundation (TBRF) for å gi et TBRF-postdoktorstipend for utenlandske forskere til MH (TBRF-RF 21-135).

Interessekonflikter: Forfatterne erklærer ingen interessekonflikter.

Referanser

1. Li, XD; Wu, J.; Gao, D.; Wang, H.; Sun, L.; Chen, ZJ Hovedroller for cGAS-cGAMP-signalering i antiviralt forsvar og immunadjuvante effekter. Science 2013, 341, 1390–1394. [CrossRef] [PubMed]

2. Ansari, MA; Dutta, S.; Veettil, MV; Dutta, D.; Iqbal, J.; Kumar, B.; Roy, A.; Chikoti, L.; Singh, VV; Chandran, B. Herpesvirusgenomgjenkjenning indusert acetylering av kjernefysisk IFI16 er avgjørende for dens cytoplasmatiske translokasjon, inflammasom- og IFN-responser. PLoS Pathog. 2015, 11, e1005019. [CrossRef] [PubMed]

3. Orzalli, MH; Broekema, NM; Diner, BA; Hancks, DC; Elde, NC; Cristea, IM; Knipe, DM cGAS-mediert stabilisering av IFI16 fremmer medfødt signalering under herpes simplex-virusinfeksjon. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2015, 112, E1773–E1781.[CrossRef] [PubMed]

4. Woodward, JJ; Iavarone, AT; Portnoy, DA c-di-AMP utskilt av intracellulær Listeria monocytogenes aktiverer en vertstype Iinterferon-respons. Vitenskap 2010, 328, 1703–1705. [CrossRef] [PubMed]

5. Dou, Z.; Ghosh, K.; Vizioli, MG; Zhu, J.; Sen, P.; Wangensteen, KJ; Simithy, J.; Lan, Y.; Lin, Y.; Zhou, Z.; et al. Cytoplasmickromatin utløser betennelse ved senescens og kreft. Natur 2017, 550, 402–406. [CrossRef]

6. Takahashi, A.; Tyvegods.; Okada, R.; Kamachi, F.; Watanabe, Y.; Wakita, M.; Watanabe, S.; Kawamoto, S.; Miyata, K.; Barber, GN; et al. Nedregulering av cytoplasmatiske DNaser er implisert i cytoplasmatisk DNA-akkumulering og SASP i senescerende celler. Nat.Commun. 2018, 9, 1249. [CrossRef]

7. McArthur, K.; Whitehead, LW; Huddleston, JM; Li, L.; Padman, BS; Oorschot, V.; Geoghegan, ND; Chappaz, S.; Davidson, S.; Chin, HS; et al. BAK/BAX makroporer letter mitokondriell herniering og mtDNA-utstrømning under apoptose. Science 2018,359, eaao6047. [CrossRef]

8. Matsui, H.; Ito, J.; Matsui, N.; Uechi, T.; Onodera, O.; Kakita, A. Cytosolisk dsDNA av mitokondriell opprinnelse induserer cytotoksisitet og nevrodegenerasjon i cellulære og sebrafiskmodeller av Parkinsons sykdom. Nat. Commun. 2021, 12, 3101. [CrossRef]

9. Sliter, DA; Martinez, J.; Hao, L.; Chen, X.; Sun, N.; Tara, D.; Fischer, TD; Burman, JL; Li, Y.; Zhang, Z.; et al. Parkin og PINK1 reduserer STING-indusert betennelse. Natur 2018, 561, 258–262. [CrossRef]

10. Hou, Y.; Wei, Y.; Lautrup, S.; Yang, B.; Wang, Y.; Cordonnier, S.; Mattson, MP; Croteau, DL; Bohr, VA NAD(+)-tilskudd reduserer nevroinflammasjon og cellealdring i en transgen musemodell av Alzheimers sykdom via cGAS-STING. Proc. Natl.Acad. Sci. USA 2021, 118, e2011226118.

For more information:1950477648nn@gmail.com