Restricția calorică suprimă semnăturile transcripționale hipocampice dependente de vârstă

Programul de afiliere a celulelor și a biologiei moleculare, Universitatea din New York Langone Medical Center, New York, New York, Statele Unite ale Americii, Centrul de cercetare a demenței, Institutul Nathan Kline, Orangeburg, New York, Statele Unite ale Americii

Centrul de tehnologie a genomului de afiliere, Universitatea din New York Centrul medical Langone, New York, New York, Statele Unite ale Americii

Centrul de Afilieri pentru Cercetarea Dementei, Institutul Nathan Kline, Orangeburg, New York, Statele Unite ale Americii, Departamentul de Psihiatrie, Universitatea din New York Centrul Medical Langone, New York, New York, Statele Unite ale Americii

Afilieri Genome Technology Center, New York University Langone Medical Center, New York, New York, Statele Unite ale Americii, Departamentul de patologie, New York University Langone Medical Center, New York, New York, Statele Unite ale Americii

Program de afiliere a celulelor și a biologiei moleculare, Universitatea din New York Langone Medical Center, New York, New York, Statele Unite ale Americii, Centrul pentru Cercetări Dementa, Institutul Nathan Kline, Orangeburg, New York, Statele Unite ale Americii, Departamentul de Psihiatrie, New York Universitatea Langone Medical Center, New York, New York, Statele Unite ale Americii, Departamentul de Neuroștiințe și Fiziologie, Universitatea din New York Langone Medical Center, New York, New York, Statele Unite ale Americii

Marissa J. Schafer,
Igor Dolgalev,
Melissa J. Alldred,
Adriana Heguy,
Stephen D. Ginsberg

Cifre

Abstract

Citare: Schafer MJ, Dolgalev I, Alldred MJ, Heguy A, Ginsberg SD (2015) Restricția caloriilor suprimă semnăturile transcripționale ale hipocampului dependente de vârstă. PLoS ONE 10 (7): e0133923. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0133923

Editor: Rosalyn M. Anderson, Universitatea din Wisconsin, STATELE UNITE

Primit: 18 martie 2015; Admis: 2 iulie 2015; Publicat: 29 iulie 2015

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?token=ghitaeuqddoltyl&acc=GSE69952.

Finanțarea: Această cercetare a fost susținută de granturile Institutelor Naționale de Sănătate AG043375, AG014449, AG017617, GM007238, RR029893, TR000038 și Asociația Alzheimer (IIRG-12-237253).

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Conexiunile sinaptice disfuncționale și neurodegenerarea sunt considerate a fi originile celulare ale memoriei dependente de vârstă și ale tulburărilor cognitive [1]. Formarea hipocampului, în special sectorul hipocampic CA1, este un centru central de învățare și memorie în creierul mamiferelor care prezintă plasticitate sinaptică dependentă de activitate în formarea rețelei neuronale [2]. Neuronii piramidali CA1 sunt sever afectați în AD, în timp ce alte câteva tipuri de lob temporal și celule hipocampice sunt relativ scutite pe parcursul progresului patologiei. Compilarea proceselor celulare responsabile de această vulnerabilitate selectivă nu sunt pe deplin înțelese [3,4].

Regiunea hipocampală este predispusă la agregarea anormală a proteinelor, sugerând o disfuncție a controlului calității proteomei pe tot parcursul îmbătrânirii [1]. În timpul îmbătrânirii normale a hipocampului, caracterizat prin hrănire ad libitum (AL) și fără patologie evidentă, deficitele de memorie spațială coincid cu reglarea descendentă a genelor implicate în răspunsul proteic desfășurat, inclusiv șocul termic 70 kDa proteină 5 (Hspa5) și calreticulină (Calr) [5] ], precum și reglarea negativă a genelor de plasticitate sinaptică [6]. Caracteristicile electrice și structurale intrinseci ale neuronilor piramidali CA1 pot contribui, de asemenea, la vulnerabilitatea neurodegenerativă, unde susceptibilitatea la excitotoxicitate poate proveni din capacitatea redusă de tamponare a calciului la vârste mai înaintate, în raport cu tipurile de celule mai puțin excitabile [7,8]. Mai mult, neuronii piramidali CA1 sunt dependenți de semnalizarea factorului trofic pro-supraviețuire, incluzând factorul neurotrofic derivat din creier (Bdnf) și reducerea semnalizării factorului trofic pe tot parcursul îmbătrânirii, care apare coincident cu pierderea neuronilor și afectarea memoriei, poate contribui, de asemenea, la fenotip de vulnerabilitate [9,10].