Akute und chronische Modelle der Hyperglykämie in Zebrafisch: Eine Methode zur Beurteilung der Auswirkungen von Hyperglykämie auf die Neurogenese und die Biodistribution von radioaktiv markierten Molekülen

Hyperglykämie ist definiert als übermäßige Blutzuckerwerte. Obwohl es eine Situation von akutem Stress widerspiegeln könnte, ist Hyperglykämie auch eine Bedingung, die oft zu einer Diagnose von Diabetes, einer chronischen Erkrankung der Insulinsekretion und / oder Resistenz führt. Im Jahr 2016 hat die Zahl der Erwachsenen, die mit Diabetes leben, 422 Millionen weltweit erreicht, und jedes Jahr sterben 1,5 Millionen Menschen an dieser Krankheit und sind damit ein wichtiges Gesundheitsproblem ¹ . In der Tat führt unkontrollierter Diabetes zu mehreren physiologischen Störungen, die das Herz-Kreislauf-System, die Nieren und die peripheren und zentralen Nervensysteme beeinflussen.

Interessanterweise kann akute und chronische Hyperglykämie die Kognition verändern und zu Demenz und Depression beitragen ^{2 , 3 , 4 , 5 , 6} . Darüber hinaus ist die Aufnahme von Patienten mitMit Hyperglykämie wurde mit schlechteren funktionellen, neurologischen und überlebenden Ergebnissen nach ischämischem Schlaganfall ^{7 , 8 , 9 , 10 , 11} assoziiert. Es wurde auch gezeigt, dass Hyperglykämie / Diabetes die erwachsene Neurogenese beeinflussen, ein Prozess, der zur Entstehung neuer Neuronen führt, indem sie die neuronale Stammzellaktivität und die neuronale Differenzierung, Migration und Überleben beeinflussen ^{2 , 12} .

Im Gegensatz zu Säugetieren zeigen Telefische wie Zebrafisch eine intensive neurogene Aktivität im ganzen Gehirn und zeigen eine herausragende Fähigkeit zur Hirnreparatur im Erwachsenenalter ^{13 , 14 , 15 , 16} . Bemerkenswert ist, dass solche Kapazitäten aufgrund der Beharrlichkeit von neu möglich sindRale Stamm- / Vorläuferzellen, einschließlich radialer Glia und Neuroblasten ^{17 , 18 , 19} . Darüber hinaus hat sich der Zebrafisch vor kurzem als Modell für das Studium von Stoffwechselstörungen, einschließlich Fettleibigkeit und Hyperglykämie / Diabetes ^{20 , 21 , 22} .

Obwohl der Zebrafisch ein gut erkanntes Modell der Hyperglykämie und Neurogenese ist, haben wenige Studien die Auswirkungen von Hyperglykämie auf die Hirnhomöostase und die kognitive Funktion ^{12 , 23 untersucht} . Um die Auswirkungen von Hyperglykämie auf die konstitutive und verletzungsinduzierte Hirnzellproliferation zu bestimmen, wurde durch die intraperitoneale Injektion von D-Glucose ein Modell der akuten Hyperglykämie erzeugt. Darüber hinaus wurde ein Modell der chronischen Hyperglykämie durch das Eintauchen von Fisch in Wasser ergänzt w reproduziertMit D-Glukose ¹² . Zebrafisch zeigt viele Vorteile in der Forschung. Sie sind billig, leicht zu heben und transparent während der ersten Stadien der Entwicklung, und ihr Genom wurde sequenziert. Im Rahmen dieser Arbeit zeigen sie auch mehrere zusätzliche Vorteile: (1) sie teilen ähnliche physiologische Prozesse mit Menschen und sind damit ein kritisches Instrument für die biomedizinische Forschung; (2) sie erlauben die schnelle Untersuchung der Auswirkungen von Hyperglykämie auf die Hirnhomöostase und Neurogenese, da ihre weit verbreitete und starke neurogene Aktivität; Und (3) sie sind ein alternatives Modell, das die Verringerung der Anzahl der Säugetiere, die in der Forschung verwendet werden, ermöglicht. Schließlich kann Zebrafisch als Modell für die Prüfung der Biodistribution von radioaktiv markierten Molekülen und potentiellen therapeutischen Mitteln unter Verwendung von PET / CT verwendet werden.

Das übergeordnete Ziel des folgenden Verfahrens ist es, visuell zu dokumentieren, wie man Modelle der akuten und chronischen Hyperglykämie in Zebrafisch aufbaut, mit zebRafish, um die Gehirnremodellierung in hyperglykämischen Zuständen zu beurteilen und radioaktiv markierte Moleküle (hier [ ¹⁸ F] -FDG) unter Verwendung von PET / CT zu überwachen.