Chuột là gì? Các công bố khoa học về Chuột

Bệnh Krabbe (KD) là một rối loạn thoái hóa thần kinh do thiếu hoạt động enzym β-galactosylceramidase và do sự tích lũy rộng rãi của galactosyl-sphingosine độc tế bào trong các tế bào thần kinh, tế bào tạo myelin và tế bào nội mô. Mặc dù chuột Twitcher đã được sử dụng rộng rãi làm mô hình thí nghiệm cho KD, cấu trúc siêu vi tế bào của mô hình này vẫn còn thiếu sót và chủ yếu tập trung vào các dây thần kinh ngoại biên. Cần có thêm chi tiết để làm sáng tỏ cơ sở của những khuyết tật vận động, điều này là dấu hiệu đầu tiên xuất hiện trong quá trình khởi phát KD. Ở đây, chúng tôi sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) để tập trung vào những thay đổi do KD gây ra trong hệ thống vận động thấp vào ngày sau sinh thứ 15 (P15), một giai đoạn gần như không triệu chứng, và ở chuột trẻ 30 ngày tuổi (P30). Chúng tôi phát hiện ra những tác động nhẹ lên soma của tế bào vận động, những tác động nghiêm trọng lên dây thần kinh tọa và những tác động rất nghiêm trọng lên các đầu dây thần kinh và khớp thần kinh cơ ở P30, với tổn thương ngoại biên có thể phát hiện được ngay từ P15. Cuối cùng, chúng tôi phát hiện rằng cơ bắp cẳng chân (gastrocnemius) trải qua teo cơ và những thay đổi cấu trúc độc lập với hiện tượng mất dẫn truyền ở P15. Dữ liệu của chúng tôi còn đặc trưng hóa thêm phân tích siêu cấu trúc của mô hình chuột KD và hỗ trợ các lý thuyết gần đây về cơ chế chết dần (dying-back) cho sự thoái hóa thần kinh, điều này không phụ thuộc vào sự mất myelin.

Ung thư vú là loại ung thư phổ biến nhất ở phụ nữ Hoa Kỳ, gây ra hơn 40.000 cái chết mỗi năm. Các khối u vú này bao gồm những dân số tế bào ung thư vú có nhiều kiểu hình đa dạng. Sử dụng mô hình trong đó các tế bào ung thư vú người được nuôi cấy trong chuột suy giảm miễn dịch, chúng tôi nhận thấy rằng chỉ một số ít tế bào ung thư vú có khả năng hình thành khối u mới. Chúng tôi đã phân biệt được giữa các tế bào ung thư có khả năng khởi xướng u (gây u) với các tế bào ung thư không gây u dựa vào biểu hiện dấu mốc trên bề mặt tế bào. Chúng tôi đã tiên đoán nhận diện và cô lập các tế bào gây u như là CD44 ⁺ CD24 ^−/thấp Dòng ⁻ trong tám trên chín bệnh nhân. Chỉ cần 100 tế bào có kiểu hình này cũng đã có thể hình thành khối u ở chuột, trong khi hàng chục nghìn tế bào có kiểu hình khác không thể hình thành khối u. Quần thể gây u có khả năng được nối nhau liên tục: mỗi lần các tế bào trong quần thể này tạo ra khối u mới chứa thêm các tế bào gây u CD44 ⁺ CD24 ^−/thấp Dòng ⁻, cũng như các quần thể hỗn hợp có nhiều kiểu hình đa dạng của các tế bào không gây u có mặt trong khối u ban đầu. Khả năng nhận diện tiên đoán các tế bào ung thư có khả năng gây u sẽ giúp việc làm sáng tỏ các con đường điều tiết sự phát triển và sống sót của chúng. Hơn nữa, bởi vì những tế bào này thúc đẩy sự phát triển khối u, các chiến lược nhằm vào quần thể này có thể dẫn tới các liệu pháp hiệu quả hơn.

Một loạt các dòng tế bào T trợ giúp đặc hiệu kháng nguyên ở chuột đã được mô tả theo các mô hình sản xuất hoạt động của cytokine, và hai loại tế bào T đã được phân biệt. Tế bào T trợ giúp loại 1 (TH1) sản xuất ra IL 2, interferon-gamma, GM-CSF và IL 3 để phản ứng với kháng nguyên + tế bào trình diện hoặc với Con A, trong khi tế bào T trợ giúp loại 2 (TH2) sản xuất ra IL 3, BSF1, và hai hoạt động độc đáo khác đặc trưng cho tập hợp con TH2, một yếu tố tăng trưởng tế bào mast khác biệt với IL 3 và một yếu tố tăng trưởng tế bào T khác biệt với IL 2. Các dòng đại diện cho mỗi loại tế bào T đã được mô tả và mô hình hoạt động của cytokine là nhất quán trong mỗi tập hợp. Các protein được tiết ra do Con A gây ra đã được phân tích bằng cách gắn nhãn sinh học và điện di gel SDS, và sự khác biệt đáng kể đã được thấy giữa hai nhóm của dòng tế bào T. Cả hai loại tế bào T đều phát triển để phản ứng với các chu kỳ xen kẽ của kích thích kháng nguyên, tiếp theo là sự tăng trưởng trong môi trường chứa IL 2. Các ví dụ về cả hai loại tế bào T cũng đặc hiệu hoặc bị hạn chế bởi vùng I của MHC, và kiểu hình bề mặt của phần lớn cả hai loại là Ly-1+, Lyt-2-, L3T4+. Cả hai loại tế bào T trợ giúp đều có thể cung cấp sự trợ giúp cho các tế bào B, nhưng bản chất của sự trợ giúp là khác nhau. Tế bào TH1 được tìm thấy trong số các ví dụ về dòng tế bào T đặc hiệu với RBC của gà và kháng nguyên đồng loài của chuột. Tế bào TH2 được tìm thấy trong số các dòng đặc hiệu với kháng nguyên đồng loài của chuột, gamma-globulin gà và KLH. Mối quan hệ giữa hai loại tế bào T này và các tập hợp con của tế bào T trợ giúp đã được mô tả trước đó được thảo luận.

Các giai đoạn đầu tiên của quá trình hấp thụ peroxidase cây cải đuôi tiêm tĩnh mạch trong các ống thận gần của chuột đã được nghiên cứu bằng một kỹ thuật cytochemical cấu trúc siêu vi mới. Ở những con vật bị giết chỉ 90 giây sau khi tiêm, sản phẩm phản ứng được tìm thấy trên màng bờ chải và trong các chỗ hõm ống ở đỉnh. Từ các cấu trúc này, nó được vận chuyển đến các không bào đỉnh, nơi nó được tập trung dần để hình thành các giọt hấp thu protein. Phương pháp này, sử dụng 3,3'-diaminobenzidine làm chất nền có thể oxi hóa, cho phép định vị sắc nét và có độ nhạy cao. Hệ thống này rất thuận lợi trong việc nghiên cứu các giai đoạn đầu tiên của việc hấp thu protein qua ống thận, vì lượng nhỏ protein trên màng và trong ống cũng như các túi có thể dễ dàng phát hiện. Phương pháp này cũng cho thấy tiềm năng trong việc nghiên cứu sự vận chuyển protein ở nhiều loại tế bào và mô khác nhau.

Tóm tắt— Một phương pháp đã được phát triển để đo lường đồng thời tốc độ tiêu thụ glucose trong các thành phần cấu trúc và chức năng khác nhau của não trong tình trạng sống. Phương pháp này có thể được áp dụng cho hầu hết các loài động vật thí nghiệm trong trạng thái có ý thức. Nó dựa trên việc sử dụng 2‐deoxy‐D‐[¹⁴C]glucose ([¹⁴C]DG) như một chất đồng vị ký hiệu cho quá trình trao đổi glucose giữa huyết tương và não và sự phosphoryl hóa của nó bởi hexokinase trong các mô. [¹⁴C]DG được sử dụng vì chất được gắn nhãn trong sản phẩm của nó, [¹⁴C]deoxyglucose‐6‐phosphate, hầu như bị giữ lại trong mô trong suốt thời gian đo lường. Một mô hình được thiết kế dựa trên các giả định của trạng thái ổn định cho sự tiêu thụ glucose, quá trình cân bằng bậc nhất của [¹⁴C]DG tự do trong mô với mức huyết tương, và tốc độ tương đối của phosphoryl hóa của [¹⁴C]DG và glucose xác định bởi nồng độ tương đối của chúng trong các bể tiền chất và các hằng số động học tương ứng của chúng cho phản ứng hexokinase. Một phương trình hoạt động dựa trên mô hình này đã được suy ra dựa trên các biến khả dụng. Một liều [¹⁴C]DG được tiêm tĩnh mạch và nồng độ [¹⁴C]DG và glucose trong huyết tương động mạch được theo dõi trong khoảng thời gian được chỉ định giữa 30 và 45 phút. Tại thời điểm quy định, đầu được cắt và đông lạnh trong Freon XII lạnh hóa bằng N₂, và não được cắt lát để chụp ảnh tự động. Nồng độ mô cục bộ của [¹⁴C]DG được xác định bằng phương pháp chụp ảnh tự động định lượng. Sự tiêu thụ glucose của mô não cục bộ được tính toán bằng phương trình dựa trên các giá trị đo lường này.

Phương pháp đã được áp dụng cho chuột albino bình thường trong trạng thái có ý thức và dưới gây mê thiopental. Kết quả cho thấy tốc độ tiêu thụ glucose cục bộ trong não nằm ở hai phân bố khác biệt, một là chất xám và một là chất trắng. Ở chuột tỉnh, các giá trị trong chất xám thay đổi rộng rãi từ cấu trúc này sang cấu trúc khác (54-197 μmol/100 g/phút) với các giá trị cao nhất ở các cấu trúc liên quan đến chức năng thính giác, ví dụ như thể gối trong, cội âm trên, cập âm dưới, và vỏ não thính giác. Các giá trị trong chất trắng đều đặn hơn (tức là 33–40 μmo1/100 g/phút) ở mức khoảng một phần tư đến một nửa những giá trị của chất xám. Tốc độ không đồng nhất của sự tiêu thụ glucose thường thấy trong các cấu trúc cụ thể, thường tiết lộ một mô hình kiến trúc tế bào. Gây mê thiopental làm giảm mạnh tốc độ sử dụng glucose toàn bộ trong não, đặc biệt là ở chất xám, và tốc độ chuyển hóa trong chất xám trở nên đồng đều hơn ở mức thấp hơn.

Ảnh hưởng của nhiều loại thuốc khác nhau đối với nồng độ dopamine ngoại bào trong hai khu vực dopaminergic tận cùng, nhân accumbens septi (một khu vực limbis) và nhân đầu đuôi lưng (một khu vực vận động dưới vỏ), đã được nghiên cứu trên chuột cử động tự do bằng phương pháp thẩm tách não. Các loại thuốc bị lạm dụng bởi con người (ví dụ: opiat, ethanol, nicotine, amphetamine và cocaine) đã làm tăng nồng độ dopamine ngoại bào trong cả hai khu vực, nhưng đặc biệt hơn là ở phần accumbens, và gây ra tình trạng tăng động ở các liều thấp. Ngược lại, các loại thuốc có tính chất ác cảm (ví dụ: các chất chủ vận thụ thể opioid kappa, U-50,488, tifluadom và bremazocine) đã giảm giải phóng dopamine ở nhân accumbens và ở nhân đầu đuôi lưng và gây ra tình trạng giảm động. Haloperidol, một loại thuốc an thần, đã làm tăng nồng độ dopamine ngoại bào, nhưng hiệu ứng này không thiên lệch cho phần accumbens và liên quan đến tình trạng giảm động và an thần. Các loại thuốc không bị lạm dụng bởi con người [ví dụ: imipramine (một loại thuốc chống trầm cảm), atropine (một loại thuốc chống muscarinic) và diphenhydramine (một loại thuốc antihistamine)] đã không làm thay đổi nồng độ dopamine synaptic. Những kết quả này cung cấp bằng chứng sinh hóa cho giả thuyết rằng việc kích thích truyền dẫn dopamine trong hệ limbis có thể là một thuộc tính cơ bản của các loại thuốc bị lạm dụng.

Một phương pháp nhanh chóng được mô tả để loại bỏ hiệu quả các tế bào mang immunoglobulin từ các huyết thanh lách hoặc hạch bạch huyết của chuột đã được kích hoạt hoặc chưa được kích hoạt. Việc ủ các huyết thanh tế bào trong các cột len nylon trong 45 phút tại 37 °C dẫn đến việc giảm từ 9 đến 100 lần số lượng tế bào mang immunoglobulin và làm giàu bổ sung từ 1,5 đến 2 lần tế bào T trong các quần thể chất thải của cột.

Dân số chất thải, xuất phát từ việc đi qua các tế bào lách qua những cột này, gần như không có hoạt động của tiền thân tế bào B và tế bào ghi nhớ, nhưng chứa toàn bộ hoạt động tiền thân của tế bào trợ giúp và tế bào hiệu ứng sát thủ khi so sánh với các tế bào lách chưa được phân tách.

Chuột chuyển gen quá biểu hiện isoform β-amyloid (Aβ) của protein tiền chất của người Alzheimer với 695 acid amin chứa đột biến Lys ⁶⁷⁰ → Asn, Met ⁶⁷¹ → Leu có khả năng học tập và ghi nhớ bình thường trong các nhiệm vụ tham chiếu không gian và thay thế ở tuổi 3 tháng nhưng cho thấy sự suy giảm vào khoảng 9 đến 10 tháng tuổi. Sự gia tăng gấp năm lần nồng độ Aβ(1-40) và gấp 14 lần nồng độ Aβ(1-42/43) đi kèm với sự xuất hiện của những thiếu hụt hành vi này. Nhiều mảng Aβ có nhuộm đỏ Congo được phát hiện trong các cấu trúc vỏ não và limbic của chuột có lượng Aβ cao. Sự xuất hiện tương quan giữa các bất thường hành vi, sinh hóa và bệnh lý gợi nhớ đến bệnh Alzheimer ở những chú chuột chuyển gen này mở ra cơ hội mới để khám phá sinh lý bệnh và sinh học thần kinh của bệnh này.

Các đường dẫn monoamine hướng lên trong não chuột được xác định thông qua sự tích tụ vật liệu huỳnh quang xảy ra trong các sợi trục sau khi chịu nhiều loại tổn thương khác nhau. Giải phẫu học của các đường dẫn được mô tả qua các bản vẽ của các mặt cắt trước của não và nguồn gốc cũng như điểm kết thúc của một số đường dẫn được xác định bằng cách nghiên cứu sự thoái hóa trực tiếp và ngược diễn ra sau những tổn thương được định vị tốt. Có thể phân tách các đường dẫn NA hướng lên thành một bó sợi trục lưng và một bó sợi trục bụng. Bó sợi trục lưng chi phối vỏ não và hippocampus, trong khi bó sợi trục bụng cung cấp các đầu dây thần kinh NA cho tủy sống, cầu não, trung não và não giữa. Bó sợi trục lưng được tìm thấy có nguồn gốc từ nhân locus coeruleus. Tổn thương của nhân này làm mất các đầu dây thần kinh ở tất cả các vùng não vỏ và nhiều vùng khác của não cho thấy một vai trò đặc biệt của locus coeruleus trong việc ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ não. Các đường dẫn 5-HT có sự phân bố tương tự như đường dẫn NA bụng. Hướng đi của các đường dẫn DA nigro-striatal và meso-limbic được trình bày chi tiết.

Một phương pháp mới đã được phát triển để chuẩn bị các văn hóa tế bào thần kinh đệm và oligodendrocyte gần như tinh khiết. Phương pháp này dựa trên (a) sự vắng mặt của các tế bào thần kinh sống trong các văn hóa được chuẩn bị từ não của chuột cống sau sinh, (b) sự phân lớp của các tế bào thần kinh đệm và oligodendrocyte trong văn hóa, và (c) sự tách biệt có chọn lọc các oligodendrocyte nằm trên cùng khi bị tác dụng bởi lực cắt do lắc các văn hóa trên máy lắc quỹ đạo trong 15-18 giờ ở 37 độ C. Các chế phẩm này có vẻ hơn 98% tinh khiết và chứa khoảng 1-2 x 10(7) tế bào sống (20-40 mg protein tế bào). Ba phương pháp đã được sử dụng để đặc trưng hóa hai loại văn hóa này. Đầu tiên, quy trình kính hiển vi điện tử được sử dụng để xác định các tế bào trong mỗi chế phẩm (văn hóa hỗn hợp và văn hóa tách rời của tế bào thần kinh đệm và oligodendrocyte) và để đánh giá độ tinh khiết của mỗi chế phẩm. Thứ hai, hai dấu ấn tế bào oligodendroglial, 2',3'-nucleotide chu kỳ 3'-phosphohydrolase (EC 3.1.4.37) và glycerol phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1.8) đã được giám sát. Thứ ba, sự điều chỉnh của sự tích lũy AMP vòng trong mỗi loại văn hóa đã được kiểm tra. Ngoài những nghiên cứu này, chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng của chiết xuất não và dibutyryl cAMP lên hình thái vĩ mô và cấu trúc siêu vi của mỗi chế phẩm. Những tác nhân này kích thích sự hình thành quá trình thần kinh đệm mà không có bất kỳ ảnh hưởng hình thái nào rõ ràng lên các oligodendrocyte. Tổng thể, các kết quả chỉ ra rằng các văn hóa tinh khiết của tế bào thần kinh đệm và oligodendrocyte có thể được chuẩn bị và duy trì. Những chế phẩm này sẽ hỗ trợ đáng kể trong nỗ lực khảo sát sinh hóa, sinh lý và hóa học dược phẩm của hai loại tế bào chính của hệ thần kinh trung ương này.