Mäuse, deren Gehirne viele Neuronen wegen des neurodegeneration verloren hatten, gewannen Langzeitgedächtnisse und die Fähigkeit wieder, nachdem ihre Umgebungen mit Spielwaren und anderen Sinnesreizen, angereichert wurden entsprechend neuen Studien zu lernen durch Howard Hughes Medical Institute-Forscher.
Die Wissenschaftler waren, die gleichen Ergebnisse zu erzielen, als sie die Mäuse mit einem spezifischen Baumuster Droge behandelten, die neuronales Wachstum anregt.
Die neuen Studien schlagen zwei viel versprechende Alleen für Behandlung vor, die möglicherweise das Lernen von Defiziten und von Speicherverlust in den Menschen mit Alzheimerkrankheit oder anderen neurodegenerativen Erkrankungen verminderte.
Die Ergebnisse der Experimente schlagen vor, dass der Ausdruck „Speicherverlust“ möglicherweise eine ungenaue Beschreibung der Arten der Geistesdefizite ist, die mit neurodegenerativen Erkrankungen verbunden sind. „Die Speicher sind noch dort, aber sie werden unzugänglich durch neurale Degeneration gemacht,“ sagte das ältere Autor Li-Huei Tsai, ein Howard Hughes Medical Institute-Forscher bei Massachusetts Institute of Technology.
Tsai führte die Forschungsgruppe, die seine Ergebnisse am 29. April 2007 veröffentlichte, in einer Voronlineveröffentlichung in der Zapfen Natur.
„Ich glaube, dass diese Ergebnisse bestimmte Stichhaltigkeit für Behandlung von Leuten haben konnten, die bereits neurodegenerative Erkrankung vorangebracht haben,“ sagten Tsai. „Die Meisten aktuellen Behandlungen scheinen angestrebt zu werden, die Anfangsstadien der Krankheit beeinflussend. Aber unser Mäusebaumuster zeigt, dass, selbst wenn es einen beträchtlichen Verlust von Neuronen gegeben hat, es noch möglich ist, das Lernen und Speicher zu verbessern.“
In den letzten fünf Plusjahren Tsais hat Forschungsteam ein Mäusebaumuster der Alzheimerkrankheit entwickelt und weiter entwickelt. In den früheren Studien Tsais hatte Gruppe gezeigt, dass ein Protein, das p25 genannt wird, zum neurodegeneration beiträgt. Im Laufe der Zeit entwickelten sie eine genetisch ausgeführte Maus, in der sie sind, Genexpression p25 in spezifischen Stadien in der Entwicklung einzuschalten. In diesen Tieren wird Beweis des neuronalen Verlustes zuerst sechs Wochen nach der Induktion von p25 entdeckt. An diesem Alter weisen Tiere eine profunde Beeinträchtigung beim Lernen und Speicher, der vom synaptischen Verlust und von beeinträchtigter langfristiger Ermöglichung begleitet wird (LTP), einen Prozess auf, der in die Speicherung von Speichern mit einbezogen wird.
Die Forscher führten Mäuse aus, damit sie den Transgene p25 anschalten konnten nach Belieben. Aktivierung von p25 ist in einer Vielzahl von neurodegenerativen Erkrankungen impliziert worden. Einmal aktiviert in den Mäusen, produziert der Transgene p25 die neurale Pathologie, die der von Patienten mit Alzheimerkrankheit sehr ähnlich ist, sagte Tsai. Die Tiere zeigen Gehirnatrophie und Verlust von den Neuronen wegen der gleichen Art von den zellulären Abweichungen, die in den Leuten gesehen werden, die Alzheimerkrankheit haben, sagte sie.
Forscher haben lang gewusst, dass Reiche einer Umgebung in den Sinnesreizen das Lernen in den Mäusen verbessern können. So entschieden sich Tsai und ihre Kollegen zu erforschen, ob solch eine Umgebung das Lernen und Speicher in ihren Mäusen verbessern könnte, nachdem viele Neuronen bereits verloren waren.
In ihren Experimenten schalteten sie p25 in den älteren Mäusen ein. Die genetische Änderung verursachte Gehirnatrophie und neuronalen Verlust. Sie verwendeten dann zwei Prüfungen, um das Lernen und Speicher in diesen älteren Mäusen einzuschätzen. In der „Furcht-klimatisierenden“ Prüfung wurden die Tiere gefordert zu lernen, eine spezifische Kammer mit einem milden Elektroschock dazuzugehören. Die zweite Prüfung benötigte die Tiere zu lernen, eine eingetauchte Plattform in einem Becken des düsteren Wassers zu finden.
Die Forscher legten einige der Tiere in eine große Kammer mit einer Vielzahl von Auslöseimpulsen: eine Übungstretmühle, bunten Spielwaren mit verschiedenen Formen und Beschaffenheiten, die täglich geändert wurden und andere Mäuse. Ihre Experimente zeigten, dass Tiere mit dem neurodegeneration wegen der Aktivierung p25 beträchtliche Verstärkungen im Lernen und im Speicher hatten, als sie diesem angereicherte Umgebung ausgesetzt wurden. Jene Tiere gingen besser auf Speicherprüfungen als die Tiere, die in den Standardkäfigen blieben.
Die Forscher prüften auch die Effekte einer angereicherten Umgebung auf das Langzeitgedächtnis der Tiere. Sie wussten, dass die Furcht-klimatisierende Prüfung ein dauerhaftes Langzeitgedächtnis in den Mäusen festlegte. Nach der Ausbildung, So prüften sie, ob Umweltbereicherung die Fähigkeit der p25-induced Tiere verbesserte, sich an das klimatisierende Wochen zu erinnern. Sie fanden, dass die angereicherten Tiere deutlichen Kursanstieg des Langzeitgedächtnisses zeigten, als verglichen mit Mäusen, die nicht in einer Auslöseimpuls-reichen Umgebung lebten.
„Diese Bergung des Langzeitgedächtnisses war wirklich das bemerkenswerteste Finden,“ sagte Tsai. „Es schlägt vor, dass Speicher nicht wirklich in solche Störungen wie Alzheimer gelöscht werden, aber dass sie unzugänglich gemacht werden und wieder hergestellt werden können.“
Als die Forscher die Gehirne der Tiere studierten, die den Extraauslöseimpulsen ausgesetzt worden waren, fanden sie keinen Beweis des erhöhten Wachstums oder Entstehung von neuen Neuronen, als verglichen mit Gehirnen von Mäusen, die nicht die angereicherte Umgebung erfahren hatten. Jedoch fanden sie anatomischen und biochemischen Beweis für Wachstum von Anschlüssen unter Neuronen.
Tsai und ihre Kollegen suchten auch, die biologische Vorrichtung zu verstehen, durch die Umweltbereicherung das Lernen und Speicher in den Mäusen erhöhte. „Selbst wenn die Lernenverbesserung Effekte der Umweltbereicherung für halbes Jahrhundert bekannt, kennt niemand wirklich die Vorrichtung hinter ihr,“ sagte Tsai. „Jedoch, hat es auch ein wachsendes Gehäuse des Beweises, dem der umgestaltende Chromatin einen nützlichen Effekt auf das Lernen und Speicher hat,“ sie sagte gegeben.
Chromatin wird in den Kernen von Zellen gefunden. Er wird aus DNS verfasst, die um Bündel Histonproteine gespoolt wird. Der Zusatz von den kleinen chemischen bekannten Warnschildern, als Acetyl von Methyl- Gruppen zu den Histonen den Methode Chromatin ändern kann, wird organisiert, der der Reihe nach bestimmt, welche Gene eingeschaltet werden. Tatsächlich als Tsai und ihre Kollegen die Histone von angereicherten Mäusen gegen nicht angereicherte Tiere analysierten, fanden sie, dass Umweltbereicherung Histonmodifikation in den angereicherten Mäusen verursachte.
Tsai und ihre Kollegen prüften, ob eine Klasse Drogen, die Histonacetylierung konserviert, genannt Histon deacetylases Hibitoren, das Lernen und Speicher in den p25-induced Mäusen beeinflussen könnte. „In jenen Studien, fanden wir, dass dem unter Verwendung der Drogen, Histonacetylierung zu erhöhen künstlich einen Effekt produzierte, der dem sehr ähnlich ist, der in der Umweltbereicherung beobachtet wurde,“ sagten Tsai. „Dieses führt uns, dass weitere Studien von Methoden, den umgestaltenden Chromatin anzuvisieren eine Behandlung für Alzheimer und andere Formulare der Demenz anbieten konnten,“ ihr zu glauben sagte. Tsais Gruppe forscht jetzt die molekulare Vorrichtung nach, durch die solche Drogen arbeiten und die spezifische Drogenziele wären am effektivsten am Vergrößerungslernen und -speicher möglicherweise.
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