Insulin-Signal-Ausfälle im Gehirn verknüpft mit Alzheimer-Krankheit

Insulin-Signal-Ausfälle im Gehirn verknüpft mit Alzheimer-Krankheit

Wissenschaftler finden immer wieder Beweise dafür, dass Typ-2-diabetes, die Alzheimer-Krankheit, die häufigste form der Demenz und die siebte führende Ursache des Todes in den Vereinigten Staaten. Es ist jedoch wenig verstanden, über den Mechanismus, durch den die beiden miteinander verbunden sind.

Jetzt haben Forscher am Joslin Diabetes Center, eine Tochtergesellschaft der Harvard Medical School haben nachgewiesen, dass eine verminderte insulin-Signaltransduktion im Gehirn wirkt sich negativ auf Kognition, Stimmung und Stoffwechsel, alle Komponenten der Alzheimer-Krankheit.

In der Studie, in der berichtet Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), die Forscher entwickelten ein neuartiges Modell der Maus, in denen Sie blockiert die expression im Gehirn von sowohl insulin-Rezeptoren und die eng damit Verwandte insulin-like growth Faktor (IGF1) – Rezeptoren, die zu zwei Regionen kritisch für lernen, Gedächtnis und Stimmung.

„Dieses war der erste [Studium] wo haben wir wirklich in der Lage gewesen, zu zeigen, stören diese zwei Signalwege, auch keine anderen Mängel, wurde genug zu beeinträchtigen, lernen und Gedächtnis,“ sagte C. Ronald Kahn, Chief Academic Officer bei Joslin und der Mary K. Iacocca Professor für Medizin an der Harvard Medical School, senior-Autor auf dem Papier. „Da diese beiden Rezeptoren können teilweise zu kompensieren einander, was wir getan haben, der kritisch war, war diese kombinierte insulin-und IGF-rezeptor-knockout. Allerdings war es auch wichtig, dass man es in bestimmten Regionen, denn wenn es überall war es möglicherweise beeinträchtigt die Entwicklung des Gehirns. Durch Ausschlagen [Rezeptoren], die wir entfernt nicht nur die primäre Art, wie Sie arbeiten, aber das backup-system ist bereits integriert.“

Die Forscher gezielt den Doppel-knockouts im hippocampus und der zentralen amygdala, zwei Bereiche des Gehirns bekannt, spielt Rollen, die zu einer Beeinträchtigung der Wahrnehmung und der metabolischen Kontrolle. Mäuse, die mit beiden Rezeptoren ausgeschlagen hatte Auswirkungen auf beide Systeme, einschließlich der Kontrolle von Blutzucker, Angst und depression und sinkende Wahrnehmung.

In einem experiment, Forscher platziert die insulin-und IGF1-rezeptor-beeinträchtigten Mäuse in einem Labyrinth zu studieren, wenn Sie erkennen könnten neu eingeführt Reize. Zuerst durften Sie machen sich mit dem Labyrinth. Schließlich, eine neue Hürde eingeführt werden würde. Anstelle der Erkundung dieser neuen Objekt—eine Maßnahme, die Forscher verwenden, um zu bestimmen, ob ein Subjekt erkennt Neuheit—die Maus weiter durch das Labyrinth, als ob sich nichts geändert hätte.

„Diese Mäuse Wiesen defekte im lernen und Gedächtnis, sowie den Stoffwechsel, und das ist, was diese besonders interessant“, sagt Dr. Kahn. „Wir haben gesehen, metabolische defekte in [einigen früheren] Experimente, und wir haben gesehen, Stimmung Mängel in anderen, aber dieser war der erste, der hatte ein Gedächtnis und Lern-Behinderung.“

Diese Mängel spiegeln eine der vielen Kognition Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit.

Menschen mit Typ-2-diabetes haben ein höheres Risiko als die Allgemeine Bevölkerung für die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit. Frühere Studien haben gezeigt, dass Beeinträchtigungen in den insulin-und IGF1-Wege im Allgemeinen erhöhen das Risiko der vorzeitigen Verfall der kognitiven Fähigkeiten, Demenz, Depressionen und Angstzuständen. Sie haben auch gesehen, dass Anomalien in diesen Rezeptoren sind häufiger in den Gehirnen von Patienten mit beiden Erkrankungen Morbus Alzheimer und Typ-2-diabetes. Die Joslin-Studie war die erste zu konzentrieren-Experimente, die auf gezielte Regionen des Gehirns, genauer bestimmen Ursache-und-Wirkung.

Durch Ihre Arbeit, die Forscher stellten fest, ein möglicher Mechanismus für die kognitiven Effekte im besonderen. Sie sahen, dass die Mäuse hatten gestörte expression von neurotransmitter-rezeptor, bekannt als Glutamat-rezeptor-1, oder GluA1. Die Verringerung dieses neurotransmitter-Rezeptors beeinflussen die Fähigkeit des Gehirns, um wichtige synaptische verbindungen, das senden von Informationen an die verschiedenen Systeme im Körper. Diese Beeinträchtigung könnte die Gründe für die veränderte Stimmung und die Rückgang der Kognition. Bestätigung der Rolle von GluaA1 in beiden kognitiven Fähigkeiten und metabolische Probleme, muss weiter geprüft werden in Zukunft Experimente.

Die Forscher werden im nächsten Studie die Unterschiede im Risiko und das Fortschreiten der Krankheit, wenn diese knockout-Mäuse gezüchtet werden, mit Mäusen, die genetisch anfällig für die Entwicklung von Alzheimer.

Forscher wissen, dass insulin-Resistenz betrifft die insulin-Rezeptoren und IGF1-Rezeptoren in Menschen, dass Sie erleben eine form der kognitiven Rückgang—wenn auch in abgeschwächter form als das, was war gesehen in der Doppel-knock-out Mäusen. Das Verständnis der Mechanismen hinter diesem Prozess helfen könnte ärzte entwickeln Möglichkeiten, um zu intervenieren und möglicherweise verlangsamen oder stoppen die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit.