Abnormal oxidative metabolism in the cuprizone mouse model of demyelination: An in vivo NIRS-MRI study
Notice bibliographique
Résumé
Disruptions in oxidative metabolism may occur in multiple sclerosis and other demyelinating neurological diseases. The impact of demyelination on metabolic rate is also not understood. It is possible that mitochondrial damage may be associated with many such neurological disorders. To study oxidative metabolism with one model of demyelination, we implemented a novel multimodal imaging technique combining Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) and MRI to cuprizone mouse model. The cuprizone model is used to study demyelination and may be associated with inhibition of mitochondrial function. Cuprizone mice showed reduced oxygen extraction fraction (-39.1%, p ≤ 0.001), increased tissue oxygenation (6.4%, p ≤ 0.001), and reduced cerebral metabolic rate of oxygen in cortical gray matter (-62.1%, p ≤ 0.001). These changes resolved after the cessation of cuprizone exposure and partial remyelination. A decrease in hemoglobin concentration (-34.4%, p ≤ 0.001), but no change in cerebral blood flow were also observed during demyelination. The oxidized state of the mitochondrial enzyme, Cytochrome C Oxidase (CCO) increased (46.3%, p ≤ 0.001) while the reduced state decreased (-34.4%, p ≤ 0.05) significantly in cuprizone mice. The total amount of CCO did not change significantly during cuprizone exposure. Total CCO did decline after recovery both in control (-23.1%, p ≤ 0.01) and cuprizone (-28.8%, p ≤ 0.001) groups which may relate to age. A reduction in the magnetization transfer ratio, indicating demyelination, was found in the cuprizone group in the cerebral cortex (-3.2%, p ≤ 0.01) and corpus callosum (-5.5%, p ≤ 0.001). In summary, we were able to detect evidence of altered CCO metabolism during cuprizone exposure, consistent with a mitochondrial defect. We observed increased oxygenation and reduced metabolic rate associated with reduced myelination in the gray and white matter. The novel multimodal imaging technique applied here shows promise for noninvasively assessing parameters associated with oxidative metabolism in both mouse models of neurological disease and for translation to study oxidative metabolism in the human brain.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».