ცერებრალური დამბლით დაავადებული ბავშვებისთვის საავტომობილო ფუნქციის მოდელის დადასტურება.
საავტომობილო ფუნქციის მოდელის განვითარება ცერებრალური დამბლით დაავადებულ ბავშვებში (CP) არ არის დოკუმენტირებული. ამ კვლევის მიზანი იყო შესწავლილიყო მოტორული ფუნქციის მოდელის მოდელი CP-ით დაავადებულ ბავშვებში და მოდელის გამოყენება მთლიანი მოტორული ფუნქციის მრუდების ასაგებად მთლიანი მოტორული ფუნქციების კლასიფიკაციის სისტემის (GMFCS) თითოეული 5 დონისთვის. მონაწილეობა მიიღო 586 სტრატიფიცირებულ ნიმუშში CP-ით დაავადებული ბავშვისგან, 1-დან 12 წლამდე, რომლებიც ცხოვრობენ ონტარიოში, კანადა და არიან ცნობილი სარეაბილიტაციო ცენტრებისთვის. სუბიექტები კლასიფიცირებული იყო GMFCS-ის გამოყენებით და საავტომობილო ფუნქციის მოდელი გაზომილი იყო მთლიანი მოტორული ფუნქციის საზომით (GMFM). ოთხი მოდელი იქნა გამოკვლეული მრუდების ასაგებად, რომლებიც აღწერდნენ ასაკსა და საავტომობილო ფუნქციის მოდელს შორის არაწრფივ კავშირს. მოდელი, რომელშიც ორივე ლიმიტის პარამეტრი (მაქსიმალური GMFM ქულა) და სიჩქარის პარამეტრი (ტემპი, რომლითაც მიუახლოვდება მაქსიმალურ GMFM ქულას) განსხვავდება GMFCS თითოეული დონისთვის, ხსნის GMFM ქულების ვარიაციის 83%.
ჰანტინგტონის დაავადება (HD) გამოწვეულია ჰანტინგტინის მაკოდირებელ გენში CAG-ის გამეორებების არანორმალური გაფართოებით. HD-ის თერაპიის შემუშავება მოითხოვს წამლების პრეკლინიკურ ტესტირებას ცხოველურ მოდელებში, რომლებიც ამრავლებენ HD-ში დაფიქსირებულ დისფუნქციას და რეგიონალურ სპეციფიკურ პათოლოგიას. ჩვენ შევიმუშავეთ HD ძრავის ახალი დარტყმის მოდელი ქიმერული თაგვის/ადამიანის ეგზონით 1, რომელიც შეიცავს 140 CAG გამეორებას ჩასმული თაგვის ჰანთინგტინის გენში. ამ თაგვებს აღენიშნებოდათ გაზრდილი ლოკომოტორული აქტივობა და აღზრდა 1 თვის ასაკში, რასაც მოჰყვა ჰიპოაქტიურობა 4 თვეში და სიარულის ანომალიები 1 წლის ასაკში. ქცევითი სიმპტომები წინ უსწრებდა ნეიროპათოლოგიურ ანომალიებს, რომლებიც ინტენსიური და ფართოდ გავრცელდა მხოლოდ 4 თვის ასაკში. ეს შედგებოდა ჰანთინგტინის ბირთვული შეღებვისგან და ჰანთინგტინის შემცველი ბირთვული და ნეიროპილის აგრეგატებისაგან, რომლებიც პირველად გამოჩნდნენ სტრიატუმში, ბირთვულ ბირთვში და ყნოსვის ტუბერკულოზში. საინტერესოა, რომ ადრეული პათოლოგიის მქონე რეგიონები იღებენ მკვრივ დოფამინერგულ წყაროებს, რაც ხელს უწყობს მტკიცებულებების დაგროვებას დოფამინის როლის HD პათოლოგიაში.
ფორმატის სიხშირის მონაცემები მოხსენებულია შვედური ხმოვანებისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება როგორც ფიქსირებული, ასევე შეუზღუდავი ქვედა ქვედაბოლოებით. გაზომვები გაკეთდა პირველ გლოტალურ პულსზე, რათა შემოიფარგლოს შედეგების ინტერპრეტაცია არასმენითი უკუკავშირის მექანიზმებით. შედეგებმა აჩვენა, რომ ფიზიოლოგიურად არაბუნებრივი ყბის ღიობების მიუხედავად, სუბიექტებს შეეძლოთ F შაბლონების წარმოქმნა ნორმალური ხმოვანთა ვარიაციის დიაპაზონში. შედეგები აიხსნება ჰიპოთეზებით, რომ უაღრესად უცნობი ამოცანების „მყისიერი“ სწავლა, როგორიცაა ფიქსირებული ქვედა ყბის ხმოვანთა კომპენსატორული არტიკულაცია, შესაძლებელია, რადგან ნორმალური სამეტყველო მოტორული პროგრამირება მართლაც „კომპენსირებულია“ და არა იმის გამო, რომ რომელიმე მომხსენებელი ეყრდნობა წარსულ მსგავს გამოცდილებას ან ბუნებრივი მეტყველებისგან განსხვავებული საავტომობილო მექანიზმების სპეციალური მოდელის გამოძახება. ანუ ის მუშაობს კონტექსტზე მგრძნობიარე რეჟიმში მსმენელზე ორიენტირებული მიზნების მისაღწევად. ვინაიდან „კონტექსტები“ წარმოადგენს მოვლენების არსებითად უსასრულო კლასს, პროგრამირება უნდა იყოს „კრეატიული“ ან შეეძლოს გაუმკლავდეს პირობებს, რომლებიც აქამდე არ იყო გამოცდილი.
წინამდებარე კვლევა გვთავაზობს ვირთხებში მოტორული ნეირონების მოდელის ექსპერიმენტული გადაგვარების რეპროდუცირებად მოდელს. ზრდასრული წელის ტვინის ვენტრალური ფესვების ამოკვეთა კვეთს საავტომობილო აქსონების მოდელს ფესვის გასასვლელში და იწვევს საავტომობილო ნეირონების მოდელის 80%-ის რეტროგრადულ უჯრედულ სიკვდილს 2 კვირის შემდეგ; ეს შედეგი მოჰყვება რეტროგრადული ცვლილებების სერიას, მათ შორის ქრომატოლიზის, გადამცემის ფენოტიპის დაკარგვას და ფოსფორილირებული ნეიროფილამენტების დაგროვებას პერიკარიაში. გლიური უჯრედები, რომლებიც რეკრუტირებულია რეტროგრადული დაზიანების ადგილზე, გამოხატავს როგორც მიკროგლიის სპეციფიკურ ეპიტოპებს (როგორც მაგალითია OX-42 იმუნორეაქტიულობით) ასევე მაკროფაგისთვის სპეციფიკურ მარკერებს (მაგ., ED-1 იმუნორეაქტიულობა). მაკროფაგ-სპეციფიკური მარკერები ხდება განსაკუთრებით ინტენსიური 7 დღის შემდეგ აქსოტომიის შემდეგ და იძლევა დამატებით მტკიცებულებას დაზიანებული ნეირონების აქტიური ფაგოციტოზის შესახებ. ვენტრალური ფესვის ავულსია ძალიან სასარგებლო მოდელია საავტომობილო ნეირონების სიკვდილის მექანიზმების შესაფასებლად და ტროფიკული ფაქტორების და სხვა აგენტების უნარის შესამოწმებლად ფენოტიპის შესანარჩუნებლად და გადარჩენის ხელშეწყობისთვის.
არსებითმა მტკიცებულებებმა დაადგინეს, რომ ცერებრუმი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მოძრაობების წარმოქმნაში. ძრავის გამომუშავების მნიშვნელოვანი ასპექტია მისი დრო გარე სტიმულებთან ან მოძრაობის სხვა კომპონენტებთან მიმართებაში. წინა კვლევები ვარაუდობენ, რომ ცერებრელი თამაშობს როლს მოძრაობების დროში. აქ ჩვენ აღვწერთ ნერვული ქსელის მოდელს, რომელიც დაფუძნებულია ცერებრუმის სინაფსურ ორგანიზაციაზე, რომელსაც შეუძლია დროული პასუხების გენერირება ათობით მილიწამიდან წამამდე დიაპაზონში. წინა მოდელებისგან განსხვავებით, დროებითი კოდირება წარმოიქმნება ცერებრალური მიკროსქემის დინამიკიდან და არ არის დამოკიდებული გამტარობის შეფერხებებზე, სხვადასხვა დროის მუდმივების მქონე ელემენტების მასივებზე და სხვადასხვა სიხშირეზე რხევადი ელემენტების პოპულაციებზე. ამის ნაცვლად, დრო ამოღებულია მყისიერი გრანულების უჯრედის პოპულაციის ვექტორიდან. აქტიური გრანულების უჯრედების ქვეჯგუფი დროში ცვალებადია გრანულის-გოლგი-გრანულების უჯრედის უარყოფითი გამოხმაურების გამო.
ზურგის კუნთოვანი ატროფია (SMA) გამოწვეულია ჰომოზიგოტური მუტაციით ან მოტორული ნეირონის (SMN) ცილის გადარჩენის მაკოდირებელი SMN1 გენის წაშლით, რაც იწვევს ალფა-მოტორული ნეირონების შერჩევით დაკარგვას. ადამიანებს, როგორც წესი, აქვთ SMN2 გენის ერთი ან მეტი ასლი, რომლის კოდირების რეგიონი თითქმის იდენტურია SMN1-ის, გარდა იმისა, რომ წერტილის მუტაცია იწვევს ეგზონ 7-ის შერწყმას და მეტწილად არაფუნქციონალური SMNDelta7 ცილის წარმოებას. წამლების შემუშავება, რომლებიც ამცირებენ SMN2 ცვალებად შერწყმას, მიმზიდველი თერაპიული მიდგომაა SMA-სთვის. სტერილური ბლოკის ანტიმგრძნობიარე ოლიგონუკლეოტიდი (AO) ახლახან შემუშავდა, რომელიც ბლოკავს ინტრონიკული შერწყმის დამთრგუნველი ელემენტს და აძლიერებს SMN2 ეგზონ 7-ის ჩართვას SMA პაციენტის ფიბრობლასტებში. აქ ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ ამ AO-ს პერიოდულმა ინტრაცერებროვენტრიკულურმა (ICV) მიწოდებამ გამოიწვია SMN-ის ექსპრესიის გაზრდა ტვინში და ზურგის ტვინში ჯანსაღი ნარჩენების დონის 50%-მდე. SMN2 ტრანსკრიპტების რეალურ დროში PCR დაადასტურა AO-ს შუამავლობით სრულმეტრაჟიანი SMN-ის ზრდა.
აშენდა დროისა და შეცდომის გამოსწორების წრფივი მოდელი, რომელიც მიზნად ისახავს სუბიექტის მოქმედების მექანიზმების ახსნას ექსპერიმენტულ პარადიგმაში, რომელშიც ამოცანაა მოტორული მოქმედებების თანმიმდევრობის სინქრონიზაცია სტიმულის თანმიმდევრობასთან. მოდელი შედგება ორი შეცდომის გამოსწორების მექანიზმისაგან: (1) პასუხების თანმიმდევრობის პერიოდის (შებრუნებული სიხშირის) კორექტირება; (2) ამ თანმიმდევრობის ფაზური ცვლის კორექტირება (სინქრონიზაციის შეცდომა). ამ ნაშრომში გაანალიზებულია ფიზიოლოგიურად დასაბუთებული მოდელის ცვლადების და საწყისი პირობების გავლენა სტაბილური მდგომარეობის რეაგირების თანმიმდევრობაზე, ასევე მოდელის შესრულების სტაბილურობაზე. მოდელი სტაბილურია შეცდომის გამოსწორების მიღწევებისთვის 0-დან 2-მდე დიაპაზონში. ცნობილ ემპირიულ მონაცემებთან შედარება მხარს უჭერს ვარაუდს, რომ გონივრული მნიშვნელობები 1-ზე ნაკლებია. გარდა ამისა, შემოტანილია ძირითადი ხაზოვანი მოდელის ალტერნატივა, რომელშიც შესაძლო ხასიათი განხილულია სინქრონიზაციის შეცდომის სუბიექტური შეძენის პროცესი.
შემოთავაზებულია დახურული მარყუჟის დროის მოდელი, რომელიც ითვალისწინებს რამდენიმე ფენომენს, რომლებიც შეინიშნება ამოცანებისას, რომლებიც საჭიროებენ საავტომობილო მოქმედებების თანმიმდევრობის წარმოებას სტიმულის თანმიმდევრობასთან სინქრონულად. წინა მოდელებისგან განსხვავებით, სუბიექტის ცენტრალური ნერვული სისტემისთვის ხელმისაწვდომი ცვლადები (შიდა ცვლადები) და გარეგნულად გაზომვადი ცვლადები გამოირჩევა და შედის რამდენიმე ფიზიოლოგიურად დასაბუთებული შიდა ცვლადი. მოდელი ვარაუდობს (a) შიდა დროის მცველის არსებობას, რომელიც აწარმოებს მითითების ინტერვალს, რომელიც გამოიყენება ძრავის მართვის ერთეულში შემდეგი ძრავის ბრძანების დროისთვის; (ბ) შინაგანი (სუბიექტური) სინქრონია, რომელიც ეყრდნობა გარკვეულ უკანა (უკუკავშირის) ინფორმაციას საავტომობილო აქტის უკვე შესრულებული დაწყების შესახებ. შეცდომის გამოსწორების ორმხრივი მექანიზმი ჰიპოთეზაა: (1) პერიოდის (შებრუნებული სიხშირის) შესწორებები - საცნობარო ინტერვალი (პერიოდი) დაყენებულია დავალების დასაწყისში სტიმულის დაწყების ინტერვალის (ებ) მიხედვით და მოგვიანებით შესწორებულია განსხვავებულისთვის. .
საწვავის ოპტიმიზატორები არის გადაწყვეტილების მოდელები (პროგრამული პროდუქტები), რომლებიც სულ უფრო მეტად არის აღიარებული, როგორც საწვავის მართვის ეფექტური ინსტრუმენტები აშშ-ს სატვირთო მატარებლების მიერ. ყველა სატვირთო გაჩერების უახლესი ფასის მონაცემების გამოყენებით, ეს მოდელები ითვლის საწვავის ოპტიმალურ განრიგს თითოეული მარშრუტისთვის, რომელიც მიუთითებს: (i) სატვირთოს რომელი გაჩერება(ები) გამოიყენოს და (ii) რამდენი საწვავი იყიდოს სატვირთოს არჩეულ გაჩერებაზე( ს) საწვავის შევსების ღირებულების მინიმუმამდე დაყვანა. თუმცა, ამჟამინდელი ფორმით, ეს მოდელები ამცირებენ მხოლოდ საწვავის ღირებულებას და იგნორირებას უკეთებენ ან არ აფასებენ სხვა ხარჯებს, რომლებიც გავლენას ახდენს მოდელების გადაწყვეტილების ცვლადებზე. გადამზიდავ მენეჯერებთან, სატვირთო მანქანის მძღოლებთან და საწვავის ოპტიმიზატორის გამყიდველებთან ინტერვიუების საფუძველზე, ეს სტატია გვთავაზობს ძრავის საწვავის ოპტიმიზაციის ყოვლისმომცველ მოდელს, რომელიც ითვალისწინებს ყველა ხარჯს, რომელზეც გავლენას ახდენს მოდელის გადაწყვეტილების ცვლადები. სიმულაციის შედეგები გულისხმობს, რომ შემოთავაზებული მოდელი არა მხოლოდ აღწევს ავტომობილის საოპერაციო ხარჯებს, ვიდრე კომერციული საწვავის ოპტიმიზატორები, არამედ იძლევა გადაწყვეტილებებს, რომლებიც უფრო სასურველია მძღოლების თვალსაზრისით.
ადამიანის ნერვული ღეროვანი უჯრედების ინტრასპინალური გადანერგვა წარმოადგენს პერსპექტიულ მიდგომას ხერხემლის ტრავმის შემდეგ ფუნქციის აღდგენის ხელშეწყობისთვის. ასეთი მკურნალობა შეიძლება ემსახურებოდეს: I) ტროფიკულ მხარდაჭერას მასპინძელი ნეირონების გადარჩენის გასაუმჯობესებლად; II) გააუმჯობესოს ხერხემლის პარენქიმის სტრუქტურული მთლიანობა სირინგომიელიისა და ნაწიბურების შემცირებით ტრავმით დაზიანებულ რეგიონებში; და III) უზრუნველყოფს ნეირონების პოპულაციებს პოტენციურად შექმნან რელეები მასპინძელ აქსონებთან, სეგმენტურ ინტერნეირონებთან და/ან α-მოტონეირონებთან. აქ ჩვენ დავახასიათეთ კლინიკური ხარისხის ადამიანის ნაყოფის ზურგის ტვინისგან მიღებული ნერვული ღეროვანი უჯრედების (HSSC) ინტრასპინალური გადანერგვის ეფექტი ნევროლოგიური ფუნქციის აღდგენაზე ვირთხის მწვავე წელის (L3) შეკუმშვის დაზიანების მოდელში. სამი თვის მდედრი სპრაგ-დოულის ვირთხებმა მიიღეს L3 ზურგის შეკუმშვის დაზიანება. დაზიანებებიდან სამი დღის შემდეგ, ცხოველები რანდომიზებულნი იყვნენ და მიიღეს HSSC ინტრასპინალური ინექციები, მხოლოდ მედიით ან ინექციების გარეშე. ყველა ცხოველი იყო იმუნოსუპრესიული ტაკროლიმუსით, მიკოფენოლატ მოფეტილით და მეთილპრედნიზოლონის აცეტატით უჯრედის გადანერგვის დღიდან და გადარჩა რვა კვირა.
ჩვენ ადრე ვაჩვენეთ, რომ კვერცეტინის მიღებამ ზურგის ტვინის დაზიანების შემდეგ ვირთხების მოდელში გამოიწვია საავტომობილო ფუნქციის მნიშვნელოვანი აღდგენა. ზურგის ტვინის შეკუმშვის დაზიანების იმავე მოდელში, ჩვენ ახლა ვაკავშირებთ მკურნალობის ხანგრძლივობას საავტომობილო ფუნქციის აღდგენის ხარისხთან. მეთოდები: სამოცდათოთხმეტი ვისტარის მამრი ვირთხა დანაწილდა რვა ექსპერიმენტულ ჯგუფში. შვიდი ჯგუფის ცხოველებში წარმოიქმნა ზურგის ტვინის შუა გულმკერდის დაზიანება. კვერცეტინი შეყვანილი იყო ინტრაპერიტონეალურად ინდივიდუალური დოზებით 25 მიკრომოლი კგ(-1). მკურნალობა დაიწყო ტრავმიდან 1 საათის შემდეგ. მკურნალობის ხანგრძლივობა მერყეობდა ერთი ინექციიდან 10 დღემდე, ინექციის სიხშირით ორჯერ ან სამჯერ დღეში. მიღებულ იქნა BBB (ბასო, ბიტი და ბრესნაჰანი) ქულები და გაანალიზდა ქსოვილის შენარჩუნება დაზიანების ადგილზე. შედეგები: არცერთ არანამკურნალევ საკონტროლო ცხოველს არ აღუდგენია საავტომობილო ფუნქცია საკმარისი სიარულისთვის. როდესაც კვერცეტინი შეჰყავდათ დღეში ორჯერ 3 ან 10 დღის განმავლობაში, ცხოველთა დაახლოებით 50%-მა აღადგინა საკმარისი საავტომობილო ფუნქცია სიარულისთვის.
სტაბილური მდგომარეობის ანალიზი ტარდება Halobacterium salinarum-ის ფლაგელარული ძრავის გადართვის კომპლექსის კინეტიკურ მოდელზე (Nutsch et al. [16]). დადგენილია სისტემის დადებითი მდგრადი მდგომარეობის არსებობა და უნიკალურობა და ნაჩვენებია, თუ რატომ არის სტაბილური მდგომარეობა ორიენტირებული კომპეტენტური ფაზის გარშემო, ძრავის მდგომარეობა, რომელშიც მას შეუძლია რეაგირება მოახდინოს სინათლის სტიმულებზე. ასევე ნაჩვენებია, თუ რატომ გადადის სტაბილური მდგომარეობა ცეცხლგამძლე ფაზაზე, როდესაც იზრდება CheYP რეაგირების რეგულატორის სტაბილური მდგომარეობა. ეს ნამუშევარი არის მოდელირების ერთ-ერთი ასპექტი სისტემურ ბიოლოგიაში, სადაც დადგენილია მოდელის მათემატიკური თვისებები.
ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზის (ALS) გამომწვევი ფაქტორების სრული სპექტრი რჩება გაუგებარი, მაგრამ ოქსიდაციური სტრესი აღიარებულია ხელშემწყობ ფაქტორად. მუტაციები Cu/Zn სუპეროქსიდის დისმუტაზა 1-ში (SOD-1), რომელიც დაკავშირებულია ოჯახურ ALS-თან, ხელს უწყობს ფართოდ გავრცელებულ ოქსიდაციურ დაზიანებას. თაგვების გამოხატული G93A მუტანტის ადამიანის SOD-1 თაგვები აჩვენებენ ALS-სთვის დამახასიათებელ მრავალ პათოლოგიურ ცვლილებას და, შესაბამისად, სასარგებლოა თერაპიული განვითარებისთვის. დიეტური დანამატი S-ადენოსილ მეთიონინით (SAM) უზრუნველყოფდა მრავალჯერადი ნეიროპროტექტორული ეფექტს ასაკთან დაკავშირებული კოგნიტური პათოლოგიის თაგვების მოდელებში. ჩვენ გამოვიკვლიეთ, შეიძლება თუ არა SAM-ის დამატებამ გავლენა მოახდინოს საავტომობილო ნეირონების პათოლოგიის მიმდინარეობაზე თაგვებში, რომლებიც გამოხატავენ მუტანტის ადამიანის SOD-SAM-ს, აყოვნებს დაავადების დაწყებას 2-3 კვირით. SAM-მა ასევე შეაჩერა ნეიროდეგენერაციის ნიშნები ამ თაგვებში და ALS-ში, მათ შორის საავტომობილო ნეირონების დაკარგვის პრევენცია და გლიოზის, SOD-1 აგრეგაციის, ცილების შემცირება.
ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზის (ALS) SOD1 ტრანსგენური თაგვის მოდელში სიმპტომატური საავტომობილო ერთეულის დაკარგვის ელექტრომიოგრაფიულმა ანალიზებმა გამოავლინა ურთიერთგამომრიცხავი დასკვნები დაწყებასა და დროში. ჩვენ ჩავწერეთ უკანა კიდურის კუნთების და საავტომობილო ერთეულის იზომეტრიული ძალები, რათა განვსაზღვროთ საავტომობილო ერთეულის რაოდენობა და ზომა თაგვების სიცოცხლის მანძილზე. საავტომობილო ერთეულების რიცხვი წინა წვივის წინა, წვივის გრძელ და მედიალური გასტროკნემიის კუნთებში შემცირდა 40 დღის ასაკიდან, 50 დღით ადრე გამოცხადებულ აშკარა სიმპტომებსა და მოტონეირონების დაკარგვამდე. საავტომობილო ერთეულების რიცხვი დაეცა ნელი კრუნჩხვის ძირის კუნთის აშკარა სიმპტომების შემდეგ. კუნთების ძალები მცირდებოდა საავტომობილო ერთეულების რიცხვის პარალელურად, რაც მიუთითებს მცირე ან საერთოდ არ ფუნქციონალურ კომპენსაციაზე გაჩენით. კუნთების სპეციფიკური ადრეული დაქვეითება განპირობებული იყო დიდი მოტორული ერთეულების შერჩევითი შეღავათიანი დაუცველობით, რომლებიც ინერვაციული იყო დიდი მოტონეირონებით. დიდი მოტორული ნეირონები, შესაბამისად, ყველაზე დაუცველები არიან ALS-ში, უკუნითი უკუქცევით ხდება აშკარა სიმპტომების დაწყებამდე. ჩვენ ვასკვნით, რომ საავტომობილო ნეირონების ზომა, მათი აქსონები და მათი საავტომობილო ერთეულის ზომა მნიშვნელოვანია.
შარდის შეუკავებლობა არის დამამშვიდებელი მდგომარეობა, რომელიც გავლენას ახდენს ძირითადად ხანდაზმულებზე. ერთ-ერთი ძირითადი მექანიზმი გამოწვეულია ურეთრის განივზოლიანი სფინქტერის ქრონიკული დენერვაციით ასოცირებული ფიბროზით. ავტორებმა გამოიკვლიეს კუნთების წინამორბედი უჯრედების (MPC) ბედი, რომლებიც შეყვანილი იყო განივზოლიანი ურეთრის სფინქტერის დაზიანების მოდელში, რომელიც ასახავს სფინქტერის უკმარისობის ჰისტოპათოლოგიურ ცვლილებებს. ხანდაზმული მამრი ვირთხების ურეთრალური სფინქტერი დაზიანდა ელექტროკოაგულაციის შედეგად. MPC იზოლირებული იყო კიდურის მიოფიბერის ექსპლანტანტებიდან, ინფიცირებული ადენოვირუსით, რომელიც ატარებს ბეტა-გალაქტოზიდაზას მაკოდირებელ ტრანსგენს და შეყვანილი იქნა იმავე ცხოველის სფინქტერში დაზიანების შემდეგ 37 დღის შემდეგ. ცხოველები დახოცეს ინექციიდან 5 და 30 დღის შემდეგ სფინქტერის ფუნქციის შესაფასებლად და საავტომობილო ერთეულების ფორმირებისთვის. ელექტროკოაგულაციას შედეგად მოჰყვა როგორც სფინქტერიული მიოიბოს, ისე ნერვული დაბოლოებების შეუქცევადი განადგურება, დაზიანებული სფინქტერის ფუნქციური უკმარისობით, შეენარჩუნებინა შარდის ბუშტში წნევის მატება; ატროფია და ფიბროზი განვითარდა 1 თვის შემდეგ.
ბავშვობის საავტომობილო ნეირონის დაავადება ზურგის კუნთოვანი ატროფია (SMA) გამოწვეულია გადარჩენის საავტომობილო ნეირონის (SMN) გენის შემცირებული ექსპრესიით. წინა კვლევებმა, რომლებიც იყენებდნენ in vitro მოდელის სისტემას და ქვედა ორგანიზმებს, ვარაუდობდნენ, რომ Smn ცილის დაბალი დონე არღვევს პრენატალურ განვითარების პროცესებს ქვედა საავტომობილო ნეირონებში, გავლენას ახდენს ნეირონების ზრდაზე, აქსონის განშტოებაზე და ნეირომუსკულურ კავშირზე. რამდენად უწყობს ხელს განვითარების ეს გზები ძუძუმწოვრების ნეირომუსკულარულ სისტემაში in vivo სელექციურ დაუცველობასა და პათოლოგიას, გაურკვეველია. აქ ჩვენ გამოვიკვლიეთ ნეირომუსკულური კავშირის პრესიმპტომური განვითარება დიფერენციალურად დაუცველ საავტომობილო ნეირონების პოპულაციებში Smn(-/-);SMN2 თაგვებში, მძიმე SMA-ს მოდელი. ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ შემცირებულ Smn დონეებს არ აქვს შესამჩნევი ეფექტი პრესიმპტომური განვითარების მორფოლოგიურ კორელაციებზე არც დაუცველ ან სტაბილურ მოტორულ ერთეულებში, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ პათოლოგიური პრესიმპტომური განვითარების პროცესები ნაკლებად სავარაუდოა, რომ იყოს წინაპირობა შემდგომი პათოლოგიური ცვლილებებისთვის.
ამ კვლევის პირველადი ჰიპოთეზა იყო, რომ ხველის საავტომობილო ნიმუში წარმოიქმნება, ნაწილობრივ მაინც, მედულარული რესპირატორული ნეირონული ქსელის მიერ "ხველის" და ფილტვის დაჭიმვის რეცეპტორის რელე ნეირონების საპასუხოდ ბირთვულ ტრაქტში solitarii-ში. განაწილებული ქსელის მოდელის კომპიუტერული სიმულაციები შემოთავაზებული კავშირებით nucleus tractus solitarii-დან ვენტროლატერალური მედულარული რესპირატორული ნეირონებით, წარმოქმნის ხველის მსგავსი ინსპირაციული და ამოსუნთქვის მოტორულ ნიმუშებს. სიმულაციებიდან მიღებული სხვადასხვა „ტიპის“ ნეირონების (I-DRIVER, I-AUG, I-DEC, E-AUG და E-DEC) პროგნოზირებული პასუხები შემოწმდა in vivo. ფუნქციურად დამახასიათებელი რესპირატორული მოდულირებული ნეირონების პარალელური და თანმიმდევრული პასუხები მონიტორინგდა ფიქტიური ხველის დროს დეცერებრატულ, პარალიზებულ, ვენტილირებული კატებში. ხველის მსგავსი შაბლონები ფრენულ და წელის ნერვებში გამოწვეული იყო ინტრათორაკული ტრაქეის მექანიკური სტიმულაციის შედეგად. გამონადენის შეცვლილი შაბლონები გაზომილი იყო რესპირატორული ნეირონების უმეტეს ტიპებში ფიქტიური ხველის დროს.
აუტოსომურ-რეცესიული მუტაცია mnd2 იწვევს საავტომობილო ნეირონების ადრეულ დაწყებას, სწრაფად პროგრესირებადი დამბლა, კუნთების ძლიერი დაქვეითება, თიმუსის და ელენთის რეგრესია და სიკვდილი 40 დღემდე. mnd2 დაფიქსირდა თაგვის მე-6 ქრომოსომაზე გენის თანმიმდევრობით: centromere-Tcrb-Ly-2-Sftp-3-D6Mit4-mnd2-D6Mit6, D6Mit9-D6Rck132-Raf-1, D6Mit11-D6Mit12-D6M. mnd14 განლაგებულია ადამიანის 2p2-p12 ქრომოსომაზე ჰომოლოგებთან შენახულ კავშირურ ჯგუფში. ჰომოზიგოტური დაზარალებული ცხოველების ზურგის საავტომობილო ნეირონები შეშუპებულია და სუსტად იღებება, ხოლო ელექტრომიოგრაფია გამოავლენს კუნთების დენერვაციისთვის დამახასიათებელ სპონტანურ აქტივობას. მიელინის შეღებვა ნორმალური იყო ნევრაქსის განმავლობაში. კლინიკური დაკვირვებები შეესაბამება ქვედა საავტომობილო ნეირონების ფუნქციის პირველადი ანომალიას. ცხოველის ეს ახალი მოდელი ღირებული იქნება საავტომობილო ნეირონების დაავადებაზე პასუხისმგებელი გენეტიკური დეფექტის იდენტიფიცირებისთვის და ახალი თერაპიის შესაფასებლად.
პარკინსონის დაავადება (PD) არის საერთო ნეიროდეგენერაციული დაავადება, რომელიც ავლენს საავტომობილო დისფუნქციებს, როგორიცაა ტრემორი, აკნეზია და სიმტკიცე. წინამდებარე კვლევაში, ჩვენ გამოვიკვლიეთ, შეიძლება თუ არა ცურვის ტესტის გამოყენება, როგორც ქცევის მონიტორინგის ერთ-ერთი ტექნიკა საავტომობილო ინვალიდობის შესასწავლად 1-მეთილ-4-ფენილ-1,2,3,6-ტეტრაჰიდროპირიდინით (MPTP) გამოწვეული პარკინსონიზმის დროს. თაგვის ორი შტამი, Balb/c და C57BL/6. თაგვები მკურნალობდნენ MPTP-ის სხვადასხვა დოზებით (10, 20 და 30 მგ/კგ, ორჯერ, 16 სთ ინტერვალით) და ჩაუტარდათ ცურვის ტესტი პირველი MPTP ინექციის მესამე დღეს. MPTP-ით გამოწვეული ტრემორი მონიტორინგდა 30 წუთში და განვითარებული აკინეზია და სიმტკიცე შესწავლილი იყო MPTP მეორე მკურნალობიდან 3 საათის შემდეგ. მიუხედავად იმისა, რომ წარმოქმნილი ტრემორი და აკინეზია იყო დოზადამოკიდებული და ტრემორის ინტენსივობა შედარებული იყო თაგვების ორ შტამში, რომელიც გამოიკვლიეს, ეს უკანასკნელი პასუხი C57BL/6-ში მნიშვნელოვნად ნაკლები იყო ვიდრე დაფიქსირებული Balb/c-ში. Balb/c თაგვებში გამოვლენილი სიმტკიცე იყო დოზაზე დამოკიდებული, მაგრამ არა C57BL/6-ში.
სხვადასხვა მტკიცებულება ვარაუდობს, რომ ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზი (ALS) შერჩევითად მოქმედებს საავტომობილო ნეირონების ფუნქციონირებაზე, მაგრამ ერთჯერადი მოტორული ნეირონების ელექტროფიზიოლოგიური ცვლილებები ALS-ში ჯერ კიდევ დასადასტურებელია. წინამდებარე ნაშრომში, საავტომობილო ნეირონების აგზნებადობა შემოწმდა თაგვის ტრანსგენურ მოდელში ALS-ის ოჯახური ფორმისთვის, რომელიც დაკავშირებულია Cu,Zn სუპეროქსიდის დისმუტაზას მუტაციასთან (Gly 93→Ala). ტრანსგენური თაგვების საავტომობილო ნეირონების მემბრანის პოტენციალის ჩანაწერებმა აჩვენა, რომ ისინი მუშაობენ გაზრდილი სიხშირით და ხანმოკლე ხანგრძლივობით საკონტროლო თაგვების საავტომობილო ნეირონებთან შედარებით. თუმცა, ამ ნეირონების პასიური მემბრანის თვისებები ექვივალენტური იყო. ასეთი შედეგები ვარაუდობს, რომ შეცვლილი საავტომობილო ნეირონის აგზნებადობა თან ახლავს ALS ასოცირებულ მუტაციას და ამან შეიძლება ხელი შეუწყოს დაავადების პათოგენეზს.
უჯრედების შემცვლელი თერაპია ფართოდ იქნა შემოთავაზებული, როგორც მრავალი დაავადების მკურნალობა, მათ შორის საავტომობილო ნეირონების დაავადება. სხვადასხვა დონორი უჯრედები გამოცდილია სამკურნალოდ, მათ შორის იზოლირებული პრეპარატები ძვლის ტვინისა და ემბრიონის ზურგის ტვინიდან. სხვა უჯრედის წყარო, სერტოლის უჯრედები, წარმატებით იქნა გამოყენებული დიაბეტის, პარკინსონის დაავადებისა და ჰანტინგტონის დაავადების მოდელებში. ამ უჯრედების უნარი ციტოპროტექტორული ცილების სეკრეციისა და მათი როლი, როგორც „მედდის უჯრედები“, რომლებიც მხარს უჭერენ სათესლე ჯირკვალში სხვა ტიპის უჯრედების ფუნქციას, ვარაუდობს მათ პოტენციურ გამოყენებას, როგორც ნეიროპროტექტორულ უჯრედებს. მიმდინარე კვლევა შეისწავლის ზურგის ტვინის პარენქიმაში შეყვანილი სერტოლის უჯრედების უნარს დაიცვან საავტომობილო ნეირონები თაგვის მოდელში ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზის დროს. სამოცდაათმა ტრანსგენურმა თაგვმა, რომლებიც გამოხატავენ მუტანტს (G93A) ადამიანის Cu-Zn სუპეროქსიდის დისმუტაზას (SOD1) მიიღეს ცალმხრივი სპინალური ინექცია Sertoli-ით გამდიდრებული სათესლე ჯირკვლის უჯრედებში L4-L5 ვენტრალურ რქაში (სულ 1×105 უჯრედი) კლინიკური სიმპტომების დაწყებამდე. .
ახლად შემუშავებული ბაქტერიული ხელოვნური ქრომოსომის ტრანსგენური თაგვის მოდელი (BACHD) ამრავლებს HD-ის ფენოტიპურ მახასიათებლებს, მათ შორის უპირატესად ნეიროპილთან ასოცირებულ ცილების აგრეგაციას და პროგრესირებად მოტორულ დისფუნქციას სელექციური ნეიროდეგენერაციული პათოლოგიით. მოტორული დისფუნქცია ნაჩვენებია, რომ წინ უსწრებს ნეიროპათოლოგიას BACHD თაგვებში. ამიტომ ჩვენ გამოვიკვლიეთ სინაფსური პათოლოგიის პროგრესირება BACHD თაგვების პირამიდულ უჯრედებში და ზედაპირული საავტომობილო ქერქის ინტერნეირონებში. ჩანაწერები ჩატარდა 2/3 ფენის პირველადი საავტომობილო კორტიკალური პირამიდულ უჯრედებზე და პარვალბუმინის ინტერნეირონებზე BACHD თაგვებიდან 3 თვეში, როდესაც თაგვები იწყებენ მსუბუქი მოტორული დისფუნქციის დემონსტრირებას და 6 თვეში, როდესაც საავტომობილო დისფუნქცია უფრო მძიმეა. .
საავტომობილო ნეირონების გადაგვარების მუტაცია (Mnd) იწვევს თაგვებში ზედა და ქვედა საავტომობილო ნეირონების გვიან დაწყებულ, პროგრესირებად დეგენერაციას. გენეტიკური და გარემო პირობების დადგენის შემდეგ, რომლებიც განასხვავებენ Mnd/Mnd ფენოტიპებს +/Mnd თაგვებისგან, Mnd დაფიქსირდა პროქსიმალურ Chr 8-ზე, მარკერებად ენდოგენური რეტროვირუსების გამოყენებით. რუკის მდებარეობა დადასტურდა დამატებითი დაკავშირებული პოლიმორფული მარკერებით. AKR/J შტამთან გარე/ჯვარედინი შეჯვარებამ, რომელიც გამოიყენებოდა Mnd-ის მიმართ რეტროვირუსული მარკერების სეგრეგაციის თვალყურის დევნებისთვის, ასევე გამოავლინა დროის ეფექტის არსებობა. დაზარალებული Mnd/Mnd F2 შთამომავლების დაახლოებით მეოთხედმა აჩვენა დაჩქარებული დაავადება. Mnd თაგვის მოდელმა უნდა დაუშვას მექანიზმების შესწავლა, რომლებიც გავლენას ახდენენ სპეციფიკური ნეირონების დეგენერაციის დაწყებასა და პროგრესირებაზე, როგორც ცხოველების, ასევე ადამიანების ნევროლოგიურ დაავადებაში.
სპინალური კუნთოვანი ატროფიის (SMA) ადამიანის უჯრედული მოდელების დადგენა საავტომობილო ნეირონისთვის სპეციფიკური ფენოტიპების მიბაძვის მიზნით არის გასაღები ამ დამანგრეველი დაავადების პათოგენეზის გასაგებად. აქ, ჩვენ შევიმუშავეთ SMA-ს მჭიდროდ წარმომადგენლობითი უჯრედის მოდელი ადამიანის ემბრიონის ღეროვან უჯრედებში (hESCs) დაავადების განმსაზღვრელი გენის, გადარჩენის მოტორული ნეირონის (SMN) დანგრევით. ამ უჯრედულ მოდელთან ჩვენმა კვლევამ აჩვენა, რომ SMN-ის ჩამოგდება არ უშლის ხელს ნერვულ ინდუქციას ან ზურგის საავტომობილო ნეირონების საწყის სპეციფიკაციას. აღსანიშნავია, რომ ხერხემლის საავტომობილო ნეირონების აქსონალური ზრდა მნიშვნელოვნად დაზიანდა და დაავადების მიმბაძველი ნეირონები შემდგომში გადაგვარდა. გარდა ამისა, დაავადების ეს ფენოტიპები გამოწვეული იყო SMN-სრული სიგრძით (SMN-FL), მაგრამ არა SMN-დელტა 7 (არ აქვს ეგზონი 7) ნოკდაუნით და იყო სპეციფიკური ზურგის მოტორული ნეირონებისთვის. SMN-FL-ის ექსპრესიის აღდგენამ მთლიანად გააუმჯობესა დაავადების ყველა ფენოტიპი, მათ შორის სპეციფიკური აქსონალური დეფექტები და საავტომობილო ნეირონების დაკარგვა. საბოლოოდ, SMN-FL-ის დაცემამ გამოიწვია მიტოქონდრიული ოქსიდაციური სტრესი.
