Профілактичні ефекти ферментованого молочного продукту проти хвороби Альцгеймера та ідентифікація

Ясухіса Ано

1 Центральна лабораторія ключових технологій, компанія Kirin Company, 1–13–5 Фукуура Каназава-ку, Йокогама-ши, Канагава, 236–0004, Японія,

Макіко Одзава

2 Вища школа сільського господарства та наук про життя Токійського університету, 1–1–1 Яйой, Бункьо-ку, Токіо, 113–8657, Японія,

Тосіко Куцукаке

Шинья Сугіяма

3 Koiwai Dairy Products Co., Ltd., 36–1 Maruyachi, Shizukuishi-cho, Iwate, 020–0507, Японія,

Кадзююкі Учіда

Аруто Йошида

Хіроюкі Накаяма

Задумав та спроектував експерименти: YA KU AY HN. Виконував експерименти: Я. А. МО ТЗ. Проаналізовані дані: Я. А. МО ТЗ. Внесені реагенти/матеріали/інструменти аналізу: SS. Написав папір: YA HN.

Пов’язані дані

Усі відповідні дані містяться в роботі.

Анотація

Вступ

Зі швидким зростанням населення у всьому світі, зниження когнітивних функцій та деменція стають дедалі більшим тягарем не лише для пацієнтів та їх сімей, але й для національних систем охорони здоров’я. Хвороба Альцгеймера - це прогресуючий незворотний розлад головного мозку, симптомами якого є втрата пам’яті, сплутаність свідомості, порушення судження та втрата мовних навичок, а кількість хворих різко зростає. Оскільки когнітивна функція знижується відповідно до накопичення амілоїду β (Aβ) у мозку, відкладення Aβ є вирішальною частиною патології [1].

Нещодавні патологічні та імунологічні дослідження показали, що хронічне запалення після відкладення Аβ у мозку тісно пов’язане з патологією хвороби Альцгеймера [2–4]. Мікроглія відіграє унікальну імунологічну роль, включаючи видалення апоптотичних клітин та таких відходів, як Aβ, шляхом фагоцитозу, а також захист господаря від вірусної інфекції в центральній нервовій системі [5–6]. Однак у мозку Альцгеймера мікроглія проникає в область навколо бляшок Aβ, стає надмірно активованою і виробляє велику кількість запальних цитокінів та хемокінів, таких як фактор некрозу пухлини-α (TNF-α), макрофагальний запальний білок-1α (MIP) -1α), реактивний кисень (АФК) та оксид азоту (NO) [7–9]. Ці продукти, які хронічно генеруються мікроглією, після осадження β токсичні для нейронів і спричиняють загибель нейрональних клітин [7, 10–11].

Численні звіти свідчать про те, що контроль за діяльністю мікроглії є ефективним у профілактиці та лікуванні хвороби Альцгеймера та зниження когнітивних здібностей [12–14]. Епідеміологічні дослідження показують, що тривале використання нестероїдних протизапальних препаратів (НПЗЗ), включаючи загальноприйняті ліки ібупрофен, значно знижує ризик хвороби Альцгеймера [15–16]. Відповідно до епідеміологічних досліджень було встановлено, що хронічне лікування ібупрофеном суттєво пригнічує мікрогліальне запалення та розвиток Aβ-патології у трансгенної моделі миші на хворобу Альцгеймера [17]. Однак побічні ефекти у шлунково-кишковому тракті, печінці та нирках, спричинені інгібуванням циклооксигенази I, виключають широке використання НПЗЗ для профілактики захворювання. Отже, слід вивчити альтернативні методи лікування хвороби Альцгеймера та зниження когнітивних здібностей, і, як результат, все більшу увагу привертають профілактичні підходи, засновані на дієті, фізичних вправах та навчанні.

Кілька недавніх епідеміологічних досліджень свідчать про те, що вживання ферментованих молочних продуктів може зменшити ризик зниження когнітивних здібностей у людей похилого віку та запобігти деменції, включаючи хворобу Альцгеймера [18–20]. Однак основний механізм та активні сполуки залишаються нез'ясованими.

У цьому дослідженні профілактичний ефект ферментованих молочних продуктів оцінювали за допомогою трансгенної мишачої моделі хвороби Альцгеймера, з особливим акцентом на мікрогліальну діяльність. Крім того, після оцінки на тваринах сполуки в молочних продуктах пройшли скринінг для виявлення компонентів, здатних посилити мікрогліальний Aβ-фагоцитоз та протизапальну активність.

Матеріали і методи

Тварини

Вагітні миші C57BL/6J, 8-тижневі миші-самці C57BL/6J та 6-тижневі миші-самці CD-1 були придбані у Charles River Japan (Токіо, Японія). Миші моделі хвороби Альцгеймера, миші B6SJL-Tg (APPSwFlLon, PSEN1 * M146L * L286V, http://jaxmice.jax.org/strain/006554.html, [21]) були придбані у лабораторії Джексона (Каліфорнія, США). Мишей віком до 3 місяців годували стандартною очищеною дієтою для росту гризунів (AIN-93G, східні дріжджі, Токіо, Японія), а мишам віком до 3 місяців - підтримуючою дієтою (AIN-93M, східні дріжджі).

Мишей B6SJL-Tg утримували в експериментальному приміщенні Токійського університету, а експерименти були схвалені Комітетом з догляду за тваринами та використанням Токійського університету та проводились у суворій відповідності до їх керівних принципів. Вагітних мишей C57BL/6J, 8-тижневих мишей C57BL/6J та 6-тижневих мишей CD-1 утримували в компанії Kirin Company Ltd, а експерименти були схвалені Комітетом з експериментів на тваринах компанії Kirin Company Ltd та проведені в сувора відповідність їх керівним принципам. Всі зусилля були зроблені, щоб мінімізувати страждання.

Приготування зразка молочного продукту, ферментованого Penicillium candidum

Молочні продукти з ферментованим пендицилом (P.) (сир камамбер) готували згідно із загальною процедурою виготовлення. Коротше кажучи, стерилізоване молоко зброджували Lactococcus lactis для зниження рН і обробляли телячим сичугом. Агреговані сирки зброджували P. candidum. Потім ферментовані продукти сушили ліофілізацією та деліпідували н-гексаном (Wako, Токіо, Японія) для видалення тригліцеридів. Склад поживних речовин вилучених зразків розраховували Японські лабораторії досліджень продуктів харчування (Токіо, Японія).