Krooninen sairaus

tiivistelmä

Syöpä liittyy usein kakeksia, sydän- oireet ja autonomisen säätelyhäiriö. Testasimme Ekstrakardiaaliset syöpä vaikuttaa suoraan hermotuksen vasemman kammion sydänlihaksen. Hiiret, joihin injektoitiin Lewisin keuhkokarsinooma soluja (kasvaimen ryhmä, TG) tai PBS: ää (kontrolliryhmä, CG) analysoitiin sen jälkeen, kun 21 päivää. Sydämen toiminta (kaikukardiografia), seerumin TNF-α ja IL-6 (ELISA), rakenteellisia muutoksia sydänlihassolujen ja niiden hermotuksen (muotoilun perusteella stereology) ja tasot hermotuksen liittyvien mRNA (kvantitatiivinen RT-PCR) analysoitiin. Ryhmät eivät eronneet erilaiset toiminnalliset parametrit. Seerumin TNF-α ja IL-6 olivat koholla TG. Kokonaispituus aksonien vasemman kammion väheni. Määrä tiheän rakkuloiden per Axon profiilin vähennettiin. Vähentynyt myofibriili- volyymi kasvoi sarcoplasmic volyymi ja kasvaneeseen lipidipisaroita olivat osoitus metabolisen korjauksilla TG sydänlihassolujen. Sydämessä, mRNA taso hermokasvutekijän väheni taas kuin β1-adrenergisen reseptorin muuttumattomana TG. Vuonna stellate ganglion TG, mRNA hermokasvutekijän ja neuropeptidi Y: n määrä väheni, ja että tyrosiinihydroksylaasin lisättiin. Yhteenvetona syöpä indusoi systeemistä proinflammatoristen tilassa, merkittävä väheneminen sydänlihaksen hermotuksen ja catabolic fenotyypin sydänlihassolujen hiirellä. Vähentynyt ilmentyminen hermokasvutekijän voi selittää alennettua sydänlihaksen hermotuksen.

Citation: Mühlfeld C, Das SK, Heinzel FR, Schmidt A Post H, Schauer S, et al. (2011) Cancer aiheuttaa sydänlihassolujen Remodeling ja Hypoinnervation vasemman kammion Hiiren Heart. PLoS ONE 6 (5): e20424. doi: 10,1371 /journal.pone.0020424

Editor: Gian Paolo Fadini, Padovan yliopisto, Italia

vastaanotettu: 10 helmikuu 2011; Hyväksytty: 26 huhtikuu 2011; Julkaistu: toukokuu 26, 2011

Copyright: © 2011 Mühlfeld et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä tutkimus tukivat Excellence Cluster Sydän System (WK) sekä Verein zur Förderung der Krebsforschung Gießen eV (CM). SD rahoitettiin osittain PhD ohjelma molekyylilääketieteen lääketieteellisen yliopiston Graz. Ei ylimääräistä ulkoista rahoitusta saatiin tätä tutkimusta varten. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Syöpä kuihtuminen on monimutkainen oireyhtymä kliinisesti ilmenevät etenevä painonlaskua kanssa tai ilman heikkeni syömisen, ja se korreloi huonoon ennusteeseen [1]. Patologinen osallistuminen sydämen näissä olosuhteissa kuvattiin uudeksi kokonaisuudeksi Burch et al. [2] ja kutsutaan ”kakektisia sydän”. Lisäksi muutokset EKG ja laski sydämen koko rintakehän röntgenkuvat, kakektisen sydän on ominaista menetys epikardiaalisissa rasvaa, kasvu lipofuscin rakeet ja lasku sydänlihassolujen poikkipinta-ala, vaikka yleensä normaali sydämen toiminta [3], [4] . Lisäksi proteiini massa pienenee johtuva lisääntynyt proteiinikataboliaa [5].

Mielenkiintoista, syöpä liittyy toiminnallinen korjauksilla verenkiertoa kuten vähentynyt sykevälivaihtelu akuutin leukemian [6], lisääntynyt levossa syke laski verenpaine levossa ja lisääntynyt asennon verenpaineen lasku keuhkoputken syöpä potilailla [7], ja lisäsi sydän- autonomisen vajaatoiminnan arvioituna erilaisia ​​EKG ja kliiniset kokeet syöpäpotilaista [8], [9] . Viime aikoina linkki on oletettu välillä syövän väsymysoireyhtymä (yhdistelmä hengenahdistus, liikunta rajoitus ja lihasheikkoutta) ja kliinisesti ei-ilmeinen sydämen vajaatoiminta, mikä viittaa väsymystä kertyvän autonomisen hermoston häiriöt [10]. Vaikka nämä tutkimukset osoittavat selvästi kohteena on osallistuminen sydämen hermotuksen syövän kuihtuminen, systemaattisia tutkimuksia tästä aiheesta puuttuvat toistaiseksi.

hermotuksen kammiot pääasiassa koostuu postganglionic sympaattinen axons vaikka vähäisessä määrin, myös aistien ja postganglionic parasympaattisen axons ovat läsnä [11], [12]. Tällä valomikroskooppisella tasolla, immunohistokemia tarvitaan visualisoimaan unmyelinated sydämen hermo kuituja. Kukin hermo kuitua voi koostua yhdestä tai useammasta axons, joiden lukumäärä voidaan määrittää elektronimikroskopialla. Tavanomaisen välittäjäaine noradrenaliinia, sympaattisten hermosolujen sisältää myös neuropeptidejä, jotka on tuotettu perikarya ja varastoidaan vesicular rakenteita, joita kutsutaan suuri tiheän vesikkeleitä (LDCV). LDCV ovat anterogradisesti kuljetetaan Axon ja vapautetaan, kun räjähtää tai suurtaajuus polttamalla [13]. Kun kyseessä on sydämen sympaattinen axons, LDCV pääasiassa sisältävät neuropeptidi Y (NPY) [14].

Täällä arveltu, että syöpäkakeksialle liittyy laadullisia ja /tai määrällisiä rakenteellisia muutoksia sydänlihaksen hermotuksen. Jotta testata tätä hypoteesia, käytimme hiirimallissa kasvain kuihtuminen ja tutkitaan sen ominaisuudet suhteessa seerumin sytokiinien tasoja ja sydämen toimintaa. Tässä mallissa, teimme yksityiskohtainen kevyt ja elektronimikroskooppivalokuvaa analyysi vasemman kammion ja työskentelevät suunnittelu-pohjainen stereologiamenetelmää menetelmiä määrällisesti eri ominaisuudet sydänlihassolujen ja niiden hermotuksen. Lisäksi mRNA ekspressiotasot erilaisia ​​proteiineja, jotka liittyvät sydämen hermotuksen kvantifioitiin sydämessä ja stellate hermosolu, suuri hermosolu toimittaa sympaattinen kuidut sydämeen.

Tulokset

Eläimet

Siitä lähtien, kun pisteen kasvaimen istutuksen loppuun kokeen 21 päivän jälkeen, TG hiiret menettivät 2,32 ± 0,82 g laiha paino, kun hiiret CG sai 2,11 ± 0,37 g laiha paino (p 0,001) tulojen hiirimallissa mallina kasvaimen kuihtuminen. Kasvaimet itse oli keskimääräinen paino oli 3,3 ± 0,57 g. Ei ollut merkittäviä eroja paino vasemman kammion ryhmien välillä, mutta suhde vasemman kammion ja ruumiin paino oli merkitsevästi korkeampi TG laskusta johtuen kehon paino (taulukko 1).

ekokardiografia

taulukossa 2 esitetään tiedot saadaan ekokardiografian nukutetuilla, normothermic hiirillä. Mikään parametrien vaihteli merkitsevästi TG ja CG osoittaa säilynyt sydämen toimintaa kasvain ryhmä lepotilassa.

TNF-α ja IL-6 tasoa

seerumin TNF-α ja IL-6 olivat merkittävästi koholla TG verrattuna CG (taulukko 3).

Kvantitatiivinen RT-PCR

sydämessä, ekspressiota β1-adrenergisen reseptori oli ennallaan TG vs. CG. Lisäksi, ekspression hermokasvutekijän (NGF) oli vähentynyt TG verrattuna CG. Ekspressiotasoja sekä TNF-reseptorien (TNF-R1, TNF-R2) lisättiin kolminkertaisesti tai enemmän, tässä järjestyksessä, TG vs. CG.

stellate hermosolmu TG, ilmentyminen NPY oli merkittävästi vähentynyt kun taas ilmentymisen tyrosiinihydroksylaasi, nopeutta rajoittava entsyymi on noradrenaliinin synteesiä, lisättiin kolminkertaiseksi. NGF oli merkittävästi vaimentua kasvaimia omaavilla hiirillä, mutta muutokset olivat vähemmän laajoja kuin muutosten lähettimen ilme. Molemmat TNF-reseptorit olivat merkittävästi parannettu TG vs. CG (taulukko 4).

sydänlihassolujen morfologian

Tällä valomikroskooppisella tasolla, sydänlihas näyttivät normaaleilta, jossa on hyvin säilynyt sydänlihassolujen, laajalti avattu kapillaareja takia perfuusio kiinnityksen ja sileä sidekudosta interstitium. Ei ollut merkkejä sydämen atrofia tai sidekudoslisää. Tämä havainto tukee kokonaismäärä ja lukumäärä sydänlihassolujen, jotka eivät eroa merkittävästi ryhmien välillä (kuvio 1). Tällä elektronimikroskooppivalokuvaa taso, kaksi ryhmää osoittivat huomattavia eroja suhteessa niiden myofibrilli ja niiden sarcoplasm. Kuten on esitetty edustaja mikrovalokuvat ja stereologiamenetelmää tietojen tilavuusosuus myofibrilli oli merkittävästi vähentynyt ottaa sarcoplasmic tilavuusosuus on merkittävästi parannettu TG (kuvio 2). Absoluuttinen määrä sarcoplasm tehostui merkittävästi mutta alhaisemmilla kokonaismäärän myofibrilli volyymi ei saavuttanut tilastollista merkittävyyttä (p = 0,06), luultavasti koska muut tekijät, kuten sydänlihassolujen määrän ja vasemman kammion tilavuus esitellä enemmän vaihtelua dataan. Eroja ei havaittu ydin- ja mitokondrioiden määrän tiheyden tai tilavuus (tuloksia ei esitetty). Lisäksi TG suurempi määrä isommilla lipidipisaroita on sarcoplasm oli huomannut, joka liittyy suurempi kokonaistilavuus lipidipisaroita vasemman kammion (kuvio 2). Tämä kasvu lipidipisaroita kuitenkin on aivan liian alhainen selittämään kokonaismäärän kasvu sarcoplasmic volyymi.

Semithin poikkileikkaus (1 mikrometriä paksuus) värjättiin toluidiinisinisellä ei osoittanut mitään eroja mitat sydänlihassolujen välillä ohjaus (A) ja kasvaimen kantavien hiirten (B). Kuitenkin subsellulaariseen järjestäminen sydänlihassolujen esiintyi harvempi kasvain ryhmään. Parafiini pitkittäisleikkeiden (5-7 um paksuus) värjättiin Masson-Goldner kolmivärimenetelmä ei antanut näyttöä tehostetun kollageenin kertymistä on kasvain (D) verrattuna kontrollihiiriin (C). Mittakaava A ja B = 10 um. Mittakaava C ja D = 20 um.

Electron micrographs sydänlihaksen valvonnan (A, C, E) ja kasvaimen kantavien hiirten (B, D, F). A ja B osoittavat määrän lisääntymisen sarcoplasm ja menetys myofibrilli enemmän tai vähemmän halkileikattuna myosyytteja. Asteikko bar = 5 um. C ja D osoittavat selvästi kasvun lipidien pisaran (ld) koko ja lukumäärä kasvaimen ryhmän vinottain leikattuna myocytes. Asteikko bar = 1 pm. E ja F osoittavat hermosyiden sisältää kolme axons (tähti) kukin. Ei ollut ilmeisiä eroja morfologiassa. Naapurimaiden myosyytit ovat enemmän tai vähemmän poikittain leikattu. Lyhenteet: cap = kapillaari, mf myofibrilli, mi = mitokondrioita.

Lipotoxicity

biokemialliset analyysit triglyseridipitoisuus vahvisti kasvu lipidejä sydänlihassolujen. Malonidialdehydi ja muut tiobarbituurihapon reagoivat aineet ovat erittäin reaktiivisia yhdisteitä, joita käytetään merkkiaineina oksidatiivisen stressin. Käyttämällä kahta testit mittaamiseen näiden aineiden emme löytäneet merkittävää eroa CG ja TG (taulukko 5). Loppupiste myrkyllisen toiminnan lipidien sydän on cardiomyocyte apoptoosin. Kuitenkin kaspaasiaktiivisuus eivät eronneet ryhmien välillä (taulukko 5). Lisäksi emme löytäneet morfologisten näyttöä sydänlihassolujen apoptoosin elektronimikroskoopilla.

kokonaispituus ja morfologia sydänlihaksen aksonien

Kuva 3 esittää morfologian sydänlihaksen hermotuksen ja stereologiamenetelmää data axon luonnehdinta. Kokonaispituus aksonien ramifying välillä sydänlihassolujen aleni alle puoli TG verrattuna CG. Kuitenkin suhteellinen taajuus hermosyiden tietyn määrän aksonien ei vaihdella ryhmien välillä. Ei ollut myöskään kokoerot hermoja kuitujen halkaisijan tosin on taipumus useammin esiintyminen aksonien halkaisijaltaan pienemmät kasvain hiirillä. Mielenkiintoista, määrä neuropeptidi tallentamiseen LDCV kohti Axon profiilin vähenivät noin 50% TG verrattuna CG.

Kumpikaan volyymi sydänlihassolujen (A, avoimet ympyrät) tai tilavuuden välitilan (A, täytetyt neliöt) oli erilainen ryhmien välillä. Lisäksi määrä sydänlihassolujen oli samanlainen ryhmien kesken (B). Volyymi sarcoplasm (C, umpinaiset neliöt) lisääntyi merkitsevästi kasvaimen ryhmän, kun volyymi myofibrilli (C, avoimet ympyrät) oli yleensä pienempi. Suurempi tilavuus lipidipisaroita havaittiin cardiomyocytes on kasvain, kuin hiirien (D). Huomaa logaritminen y-akselin (D). Kokonaispituus aksonien pienennettiin noin puolet kasvaimen ryhmän (E), kun taas suhteellinen tiheys hermo kuitujen tietty määrä aksonien eivät eronneet ryhmien välillä (F). Määrä LDVC kohden Axon profiili laskettiin kasvaimen ryhmässä (G), kun taas halkaisija aksonien oli samankaltainen molemmissa ryhmissä (H). Jokainen ympyrä tai neliö edustaa data yksittäiselle eläimelle. Poikittaispalkit osoittaa ryhmän keskiarvona.

Keskustelu

Tässä tutkimuksessa testattiin hypoteesia, että krooninen altistuminen suuri Ekstrakardiaaliset kasvain aiheuttaa rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia sydänlihaksen hermotuksen hiirillä. Hypoteesi perustui useita raportteja toiminnallisia muutoksia sydämen potilailla, jotka kärsivät eri muodoissa syövän [6] – [9] ja havainto rappeuttavia rakenteellisia vaurioita sydänlihassolujen vuonna syöpäkakeksialle [2]. Suostumuksella hypoteesia, havaitsimme lausutaan vähentäminen kokonaispituus aksonien hermoissa vasemman kammion cardiomyocytes ja määrä neuropeptidi varastointiin soluelimiin, LDCV näissä axons. Lisäksi havaitsimme laskua myofibriili- volyymi mutta nousi sarcoplasm ja lipidien pisaran tilavuuden sisällä sydänlihassolujen. Rakenteellinen muutokset mukana oli alennettu ekspressiotasot NGF sydämen ja stellate hermosolu, vähennetään ganglionsalpaajien NPY ilmaus mutta parannettu tyrosiinihydroksylaasiak- ilme.

hiirimallissa Lewisin keuhkosyöpä käytettiin tässä tutkimuksessa on vakiintunut varten monta vuotta [15], ja sen tiedetään aiheuttavan merkittävää kasvaimen kakeksia [16]. Tässä tutkimuksessa, välinen aika implantaation kasvainsolujen ja eläinten lopetukseen oli 21 päivää; tämä kesto oli riittävä indusoimaan kasvaimen taakkaa 12-15% koko kehon painosta ja kakektisia ehto simuloi kliininen skenaario syöpäkakeksialle. Huolimatta muutoksista painoindeksi sydämissä TG hiirillä oli samanlainen märkä massa kuin CG hiirten joka on ristiriidassa muiden tutkimusten avulla kiinteitä kasvaimia [17]. Nämä erot voivat johtua alhaisemmista kasvaintaakka, kokeen keston ajan, hiiren kanta tai kasvainsolujen tyyppiä. Kuten jäljempänä todetaan, stereologiamenetelmää tulokset osoittavat selvästi catabolic fenotyyppiä cardiomyocytes vaikka sydämen surkastumista merkityksessä suhteellinen massa ei tapahtunut. Toiminnallinen suorituskyky sydämen arvioitiin ekokardiografisia parametrien mukaisesti lepotilassa. Kaiken sydämen toiminta ei eroa CG ja TG. Tämä on toisin kuin tuoreessa tutkimuksessa hiirillä ympätty paksusuolen-26 adenokarsinoomasolua Tian ja työtoverit [17], jotka ilmoittivat pienenivät huomattavasti murto lyhentäminen on kasvain verrattuna kontrollihiiriin. Kuitenkin niiden tutkimus osoitti myös eri sydänlihaksen morfologia kuten fibroosia ja epäjärjestyksestä mitokondrioiden kristat jota ei havaittu tässä tutkimuksessa. Siksi näyttää esiintyvän yleisen eroja eläinmalleissa välillä ja tutkimuksemme. Mukaisesti muiden tutkimusten käyttäen Lewisin keuhkokarsinooma [18], havaitsimme systeemisen tulehdusta kunnossa ominaista kohonnut seerumin IL-6 ja TNF-α. Ihmisen syövän aiheuttama kakeksia, erilaisia ​​sytokiinimäärien on kohonnut TNF-α olla keskeinen sytokiini [19]. Ylimääräinen sytokiinit voivat olla peräisin niin kasvainsoluista ja immuunisolujen stimuloidaan suora tai epäsuora signaaleja kasvain [19]. Proinflammatoristen sytokiinien, erityisesti TNF-α, tiedetään vaikuttavan hermostoon ja voi siten vaikuttaa hermosolujen aineenvaihduntaan ja eloonjäämisen [20] – [22], mutta meidän tiedot eivät anna syy-seuraus suhdetta tulehdus ja hermosolujen fenotyyppi muita patofysiologisia tapahtumia ovat läsnä kasvain kakeksiamalliin jotka saattavat vaikuttaa sydänlihaksen hermotuksen (esim laihtuminen).

tärkeimmät havainnot esillä olevassa tutkimuksessa on vähentää sydänlihaksen hermotuksen ja lasku LDCV per axon profiilin noin 50% kontrolliarvoihin. Nämä morfologiset tiedot ovat hyvin tuettu ja täydentää qRT-PCR-analyysi, joka osoittaa vähentynyttä ilmentymistä NPY että neuronien stellate hermosolu, kun mRNA-tasoja tyrosiinihydroksylaasin voimistuu TG. Lisäksi NGF mRNA ilmaisu pitoisuus väheni sydän ja säteittäisen hermosolu. Lasku kokonaispituus aksonien ramifying välillä sydänlihassolujen on osoitus atrofisesta muutoksia autonomisen hermoston sydämen. Tämä uusi havainto vahvistaa hypoteesia ja tukee voimakkaasti osallistumista sydämen autonomisen hermoston syöpäsairaus. Alentaminen kokonaispituus aksonien voivat olla peräisin i) menetys neuronien hermosolu, ii) menetys arborisation kunkin hermosolun tai iii) menetyksestä yksittäisten Axon pituudesta. Tutkimuksemme osoittaa, että vähennys koko Axon pituus johtuu pääasiassa laskusta hermo kuitujen tiheys, ei siksi lukumäärän vähentämiseen aksonien kohti hermo kuitua. Kuitenkin vähentynyt hermo kuitutiheyttä havaittiin koko kammion ilman laikkuja täydellisen denervaatio. Siten tulos voi joko peräisin rappeuttava prosessi, joka alkaa kehän Axon oksia tai perustuu rakenteellisiin ja /tai metabolisen kiintymystä hermosolu elin. Tutkimukset homotsygoottisia hiiriä null mutaatiot NGF tai NGF tyrosiinikinaasigeeniä ovat osoittaneet, että ylläpito neuronien ja niiden arborisation että sympaattinen hermosto riippuu tarjonnan NGF kohdekudokselle [23]. Pelkistetty ilmaus NGF sydämen ja stellate hermosolu on erittäin todennäköistä, että puute NGF näyttelee kausaalinen rooli vähentämään sydänlihaksen hermotuksen. Kiinnostavaa on myös näyttöä siitä, että aineenvaihdunnan toimintoihin neuronien häiriintyvät kuten pelkistämällä määrän LDCV ja alennetun NPY mRNA: n ilmentymisen. Toisin Katekoliamiini sisältää pieniä vesikkeleitä, nämä LDCV sisältävät neuropeptidejä, jotka on syntetisoitu soma neuronien ja anterogradisesti kuljetetaan kehän axons. Sydämessä, LDCV sisältävät pääasiassa NPY joka on vasoconstrictory vaikutuksia ja palvelee ravintoketjun toimintoja sydänlihassolujen [24]. Se indusoi sydänlihassolujen proteiinisynteesiä [25] ja stimuloi liikakasvu [26]. Vähentäminen NPY sisältävien LDCV voi ainakin osittain olla vastuussa pitoisuus on pienentynyt myofibrilli sisällä sydänlihassolujen. Mielenkiintoista, vaikka NPY ajateltiin olevan tärkeä rooli anoreksia ja kakeksia perustuu sen keskeinen vähentämistä näissä olosuhteissa [16], mittaukset NPY plasmassa ihmisen valvontaa ja syöpäpotilailla ei paljastanut eroja [27]. Siitä huolimatta se on edelleen keskusteltu onko vaikuttamista tämä järjestelmä voi heikentää syöpäkakeksialle [28]. Tärkein välittäjäaine sympaattisen neuronien (noradrenaliinin) syntetisoidaan tyrosiini- kautta eri vaiheet, joita entsymaattisesti katalysoidun. Nopeutta rajoittava entsyymi, tyrosiinihydroksylaasi, havaittiin voimistuvan vuonna stellate hermosolu TG joka näyttää olevan vastavaikuttajahormonivasteet mekanismi alennetun hermotuksen sydänlihaksen. Vähentäminen Axon oksat vasempaan kammioon voidaan siten tasapainottaa tehostaa katekolamiini tuotantoa ja siten voi selittää, miksi emme havaitse mitään toiminnallisia eroja alle lepotilassa. Toisaalta, täysin denervated sydän esittelee erittäin vakio beat taajuus mutta ei toimintakyvyn alenemista alle loput [29] siten, että toiminnallisia muutoksia, jotka liittyvät menetys tai häiriintynyt sydänlihaksen hermotuksen voi melko selviksi stressiolosuhteissa tai analyysi erityisten parametrien, kuten sydämen sykkeen vaihtelun. Valitettavasti, koska monimutkaisuuden mallin (sydänlihassolujen surkastuminen, luurankolihasten surkastumista, anemia) on tuskin mahdollista suorittaa stressitesti, joka selvästi erottaa muutoksia sydänlihaksen hermotuksen ja muut Ekstrakardiaaliset facors.

cardiomyocyte lokero kasvain hiirillä pääasiassa tunnusomaista vähentäminen myofibrilli, ja kasvu sarcoplasm ja lipidipisaroita. Tutkimukset patologian ihmisen sydänlihaksen, saatu sydämet potilailla, jotka kuolivat syöpään kuihtuminen, oli osoittanut vähentynyt poikkipinta-ala sydänlihassolujen ja kasvu lipofuscin rakeina [2], [3]. Osittain johtuen lajien eroista, nämä tulokset poikkeavat saatu tässä tutkimuksessa. Esimerkiksi toisin kuin ihmisillä, joilla ikä on yhteydessä määrän lisääntymisestä lipofuscin, tämä ei tapahdu suuressa määrin hiiren sydänlihassolujen, johtunee lyhyt elinkaari hiirillä. Vähentynyt poikkipinta-ala sydänlihassolujen, kuten ovat kuvanneet Burch et ai. [2] on osoitus sydämen surkastumista. Kuitenkin meidän malli ei ollut laskua kokonaismäärän tai lukumäärä sydänlihassolujen. Tämä saattaa johtua kehittyneempiä tautitilan ihmisen sydämet, aikaan kurssin välillä tauti alkaa ja analyysi (21 päivää hiirillä versus kuukausia tai vuosia ihmisillä) ja tietenkin johtuu eroista sairauden monimutkaisuus (no etäpesäke hiiren, vain lievä kakeksia). Kaneilla suoritettiin syöpäkakeksia, ei ollut apoptoottisia sydänlihassolujen verrattuna muihin elimiin, joissa on suuri määrä soluja, tehtiin apoptoosin [30]. Tällä Mikroskooppitutkimus tasolla kuitenkin menetys myofibrilli havaittiin jota seurasi kasvu sarcoplasmic määrän. Lasku myofibrilli indikoi epätasapainossa proteiinien hajoaminen ja synteesi suosimalla proteiinikataboliaa [5]. Koska muuttumaton tilavuus sydänlihassolujen muutosten myofibriili- /sarcoplasmic äänenvoimakkuutta ei voi indusoida solujen turvotus. Mielenkiintoinen rakenteellinen havainto oli lisääntyminen lipidipisaroita joka vahvistettiin biokemialliset mittaukset triglyseridejä. Kasvaimen kakeksia, rasvahapot vapautuvat rasvakudoksesta ja kerääntyä muissa solutyypeissä, joissa ne voivat aiheuttaa lipotoxic vaikutuksia [31], [32]. Sydämen lipotoxicity liittyy reaktiivisten happiradikaalien ja alkaa apoptoottisten reittien [33]. Nykyisessä analyysissä, lipidiperoksidaation arvioitiin mittaamalla malonidialdehydi ja siihen läheisesti liittyvät yhdisteet, ja apoptoosi arvioitiin kaspaasin aktiivisuuden määritys ja morfologiset arviointi. Koska yksikään näistä parametrien oli merkitsevää eroa TG ja CG, voimme päätellä, että havaintojen tämän tutkimuksen eivät liity lipotoxicity. Vaikka tarkkaa toiminnallinen merkitys havaitun Mikroskooppitutkimus korjauksilla cardiomyocytes vielä tutkittava, on hyvin todennäköistä, että nämä muutokset ovat suorassa suhteessa puute myrkkyjen NPY ärsyke kautta NPY Y5 -reseptorin [34] ja voi tulla toiminnallisesti merkitystä, jos metabolinen kysyntää sydämen kasvaa. Suhteellisen suuri sydämen plastisuus nämä muutokset eivät välttämättä johda merkittävästi heikentynyt sydämen toiminnan [35].

Yhteenvetona, tässä tutkimuksessa ensimmäistä kertaa osoittaa, että syöpäkakeksialle liittyy merkittävä rakenteellinen korjauksilla autonomisen hermotuksen sydämen, mukaan lukien sekä heikentyvän rakenteellista eheyttä hermosolun (vähentynyt yhteensä axon pituus) ja organelle menetys. Samanaikaisesti määrä lipidien määrää ja volyymi lipidipisaroita kasvoi cardiomyocytes ja myofibriili- vähenivät, mikä on linjassa käsitteen jatkuvan myrkkyjen tukea sydänlihassolujen mukaan autonomisen neuronien.

Materiaalit ja menetelmät

Ethics lausunto

Kaikki eläinkokeet suoritettiin tiukasti mukaisesti suosituksia opas hoito ja käyttö Laboratory Animals of National Institutes of Health. Protokolla (GZ 66,010 /0085-II /10b /2009) hyväksyttiin Itävallan komitea etiikasta eläinkokeissa (Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung).

Eläimet

Nainen C57BL /6J hiiriä pidettiin säännöllisesti valo-pimeä sykli (12 h valo, 12 h pimeää) ja pidettiin tavallisella laboratorion kuivamuonadieetillä (4,5% paino /paino rasvaa). Hiiret käytettiin kasvainsolujen injektion sekä ohjaus eläimet olivat 8-9 viikkoa ikäisiä. Kokeiden aikana ravinnon sekä kehon painoa seurattiin päivittäin.

Kasvaimen implantaatio

Hiiret jaettiin satunnaisesti kahteen ryhmään: ohjaamaan muita kuin on kasvain (CG, n = 18), ja hiiret, jotka oli injektoitu Lewisin keuhkokarsinooma soluja (TG, n = 18). Karsinooma soluja ylläpidettiin soluviljelmässä DMEM-korkean glukoosin väliaineessa, jota täydensi 10% (v /v) FBS: ää, 2 mM L-glutamiinia ja 1% penisilliini-streptomysiiniä. Myöhemmin, 2 x 10

6 LLC soluja, saatu eksponentiaalisesti lisääntyvien soluviljelmämallissa, injektoidaan subkutaani- alle eläimen niskan. Sibling hiiriin injektoitiin PBS: ää samassa paikassa toimia laparotomiakontrolleissa. Sekä ohjaus- ja kasvain hiiret tapettiin 21 päivää. Erillisissä sarjaa kokeita, hiiret käytettiin (i) sydämen ultraäänitutkimuksessa (n = 4 kasvaimen ryhmä, n = 5 kontrolliryhmässä) ja stereology (n = 5 kasvaimen ryhmä, n = 6 kontrolliryhmässä), (ii ) mitata sydämen rasvojen kokonaismäärästä, kaspaasiaktiivisuus, lipidiperoksidaatiossa ja seerumin sytokiinien tasot (n = 6 kussakin ryhmässä), ja (iii) mitata kehon, vasemman kammion ja kasvaimen paino ja polymeraasiketjureaktion vasemman kammion ja stellate hermosolu ( n = 6 kussakin ryhmässä). Erot käytettävien eläinten määrää sydämen ultraäänitutkimuksessa ja stereology aiheuttavat syrjäytymistä eläimiä, lakkasi hengittämästä spontaanisti anestesian aikana (kaikukardiografia) tai joita ei ole kiinnitetty kunnolla verisuonitukoksia perfuusion (stereology).

Echocardiography

2D ohjattu M-tilassa kaikuja (30 MHz) saatiin lyhyen ja pitkän akselin näkymät tasolla suurimman LV-halkaisijaltaan käyttäen VS-VEVO 770 High Resolution Imaging System (Visualsonics, Toronto, Kanada) varustettu 30 MHz RMV (Reaaliaikainen microvisualization) skanneriosan. Hiiret kevyesti nukutettiin 2% isofluraani ja annettiin hengittää spontaanisti. Rinta ajeltu, akustinen kytkentä geeliä levitettiin, ja lämpöpehmustetta käytettiin ylläpitämiseksi normothermia. Hiiriä kuvantaa matalaan vasemman sivusuunnassa makuuhaavojen asentoon. Vasemman kammion loppudiastolisten ja lopussa systolinen mitat mitattiin alkuperäisestä tracings käyttämällä etureunan konventioita American Society of Echocardiography. Vasemman kammion prosenttia murto lyhentäminen laskettiin kuten aiemmin on kuvattu [36].

TNF-α ja IL-6 ELISA

Verinäytteet otettiin nukutetuista ohjaus ja kasvaimen kantavien hiirten silmäkuopan punktio. Seerumi jäädytettiin -20 ° C: ssa. Seerumin TNF-α ja IL-6 mitattiin käyttäen TNF-a ELISA ReadySETGo (88-7324, eBiosciences, San Diego, USA) ja hiiren IL-6 ELISA ReadySETGo (88-7064), eBiosciences, San Diego, USA) . Levy lopulta luettiin 450 nm: ssä.

triglyseridin mittaamiseen

Triglyseridit uutettiin sydänkudoksissa valvonta- ja tuumoreita kantavaa hiirtä käyttäen hexane:isopropanol ja saippuoidaan käyttäen 1% Triton-x liuotettuna kloroformi. Orgaaniset liuottimet haihdutettiin käyttämällä N

2 kaasu ja triglyseridien pitoisuus mitattiin käyttämällä Triglyceride FS Kit (Diasys, Saksa) mukaan toimittajan käsikirja. Triglyseridin tasot normalisoitiin kudoksen painoa.

Measurement lipidiperoksidaation ja kaspaasiaktiivisuus

arvioimiseksi läsnä lipotoxic vaikutuksia sydänlihassolujen, lipidiperoksidaation määritettiin mittaamalla malonidialdehydi ja apoptoosi määritettiin mittaamalla kaspaasiaktiivisuus.

Sydämen kudos pestiin huolellisesti hepariini-PBS-liuosta, joka sisälsi 1 mM EDTA: ta ja homogenisoitiin 500 ul: aan homogenointipuskuria (0,25 M sakkaroosi, 1 mM EDTA, 1 mM DTT, 1 mM deferoksamiini mesylaatti , 1 mM PMSF) 4 ° C: ssa. Proteiinipitoisuus määritettiin käyttämällä RC-DC-proteiinin määritys (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) supernatantista. Lipidiperoksidaatiota mitattiin supernatantista käyttäen Oxiselect MDA adduktin ELISA-kittiä (STA-332, Cell Biolabs, San Diego, CA, USA) ja TBARS määritys (STA-330, Cell Biolabs) mukaan valmistajan protokollaa.

mittaamiseksi kaspaasi 3/7 toiminnan, 15-25 mg sydänkudoksen homogenisoitiin 300 ui homogenointipuskuria (25 mM Hepes pH 7,5, 5 mM EGTA, 1 mM Pefabloc SC, 1% proteaasiestäjäseostabletit [v /v ]) (P8340, Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) 4 ° C: ssa. Lysaattia sentrifugoitiin 13000 g: ssä 20 minuutin ajan 4 ° C: ssa. Supernatantti kerättiin ja proteiinipitoisuus mitattiin käyttämällä DC Protein Assay (Bio-Rad, Hercules, CA, USA). Kaspaasi-aktiivisuus määritettiin inkuboimalla 50 ug proteiinia 100 ul: ssa kaspaasi-Glo®3 /7-reagenssia (Promega, Madison, WI, USA) 1,5 tunnin ajan 20 ° C: ssa, ja luminesenssi määritettiin käyttämällä luminometriä (LUMIstar Optima BMG Labtec, Offenburg, Saksa).

kvantitatiivinen RT-PCR

Yhteensä RNA uutettiin sydämet ja stellate hermosolmu ohjaus ja jolla on kasvain (n = 6 kussakin), jonka Trizol reagenssilla (Invitrogen , Carlsbad, Kalifornia, USA) valmistajan protokollan. Yksi mikrogramma kokonais-RNA transkriptoidaan käänteisesti osaksi cDNA käyttäen suuren kapasiteetin cDNA käänteistranskriptiolle Kit (Applied Biosystems, Carlsbad, CA, USA). Kvantitatiivinen reaaliaikainen polymeraasiketjureaktio (qRT-PCR) suoritettiin käyttäen geenispesifisiä alukkeita ostettiin MWG-Biotech (Ebersberg, Saksa) (taulukko 6). 18 s RNA: ta käytettiin sisäisenä kontrollina. Kaikki reaktiot suoritettiin kolmena rinnakkaisena. Kvantitatiivinen RT-PCR suoritettiin 7900T standardin rea-ltime PCR -järjestelmää (Applied Biosystems) käyttäen SYBR vihreä, kun tunnistus flurophore. Tulokset esitetään suhteellisina ekspressiotasot jälkeen laskelma perustuu delta delta C

T-menetelmä [37].

Tissue kiinnitys, näytteenotto ja käsittely

Kun ekokardiografia, hiiret oli antikoaguloitu 500 IE hepariinia ip, nukutettiin isofluraanilla ja tapettiin murtamalla niska 3 min myöhemmin. Sydän leikattiin sitten, asennettu Langendorffin laitteeseen, perfusoitiin 4% paraformaldehydillä fosfaattipuskurissa retrogradisesti kautta aorttaan 10 min ja pidettiin paraformaldehydin 4 ° C: ssa, kunnes se jatkokäsiteltiin. Mittakaava = 50 pm.