Triglyseridien vaikutukset verenkiertoon ihmisen aivoissa

Yleiskatsaus: Rasvainen ruokinta (HFF) on AD:n riskitekijä, mutta tätä riskitekijää moduloi APOE-genotyyppi. Akuutteja ateriatutkimuksia, mukaan lukien lipiditoleranssitestit, käytetään yhä enemmän ymmärtämään mekanismeja, joilla ruokavalio vaikuttaa sairausprosesseihin. Tutkijat ovat johdonmukaisesti osoittaneet, että E4-kantaajat reagoivat eri tavalla HFF:ään akuuteissa ateriahaasteissa; Tämä tutkimus tutkii edelleen tätä ilmiötä vanhemmilla aikuisilla arvioimalla aivojen verenkiertoa (CBF), koska se liittyy tiiviisti aivojen aineenvaihduntaan. Tässä tutkijat ehdottavat valtimoiden spin-leimauksen (ASL) MRI:n käyttöä, koska tällä ei-invasiivisella kuvantamistekniikalla voidaan havaita pieniä muutoksia globaalissa ja alueellisessa CBF:ssä, ja akuutti ∆CBF vasteena ravintoaineille on osoitettu ihmisillä. Tämän projektin avulla tutkijat määrittävät optimaalisen ajankohdan lipidin jälkeisen ∆CBF:n havaitsemiseksi sekä mitkä aivojen alueet reagoivat HFF:ään. Tietojemme mukaan tämä tutkimus olisi ensimmäinen, joka arvioi ∆CBF:n ASL:n avulla; nämä pilottitiedot auttavat tämän alan tulevissa apurahahakemuksissa.

Erityiset tavoitteet: 1. Sen määrittämiseksi, mikä aikapiste (1, 2 tai 3 tuntia) tuottaa voimakkaimman ∆CBF:n lipidijuoman nauttimisen jälkeen 30 vanhemmalla aikuisella. 2. Määrittää, mitkä aivojen alueet reagoivat HFF:ään.

Menetelmät: Osallistujat: Kaikki tutkimusmenettelyt toimitetaan UW Institutional Review Boardin hyväksyttäväksi. Tutkijat ylläpitävät tietokantaa noin 40-50 Ateria ja muisti -tutkimuksen osallistujasta, jotka ovat jo suostuneet ottamaan yhteyttä tulevia tutkimuksia varten; tutkijat rekrytoivat 30 osallistujaa. Osallistumiskriteerit ovat seuraavat: 55-vuotiaat ja sitä vanhemmat, kykenevät lukemaan ja ymmärtämään englantia, pystyvät antamaan tietoisen suostumuksen ja pystyvät käymään magneettikuvauksessa ja nauttimaan maitotuotteita. Kaikille kiinnostuneille osallistujille tehdään puhelinseuranta varmistaakseen, että he täyttävät osallistumiskriteerit. Jos he täyttävät kriteerit, heille lähetetään muistutuskirje, jossa heitä kehotetaan paastoamaan edellisenä iltana. He saavat myös kopion suostumuslomakkeesta tarkastettavaksi ja sairaushistorialomakkeen täytettäväksi, mukaan lukien MRI-turvallisuustarkistuslista, joka kysyy heiltä aiemmista leikkauksista ja siitä, onko heidän kehossaan metallia.

Opintokäynti: Osallistujat paastoavat edellisenä iltana (12 tuntia ennen vierailuaikaa); lääkkeet ja vesi ovat ok. He saapuvat South Lake Union -laitokseen klo 8-10. Heille annetaan tietoinen suostumus hiljaisessa huoneessa tutkimusryhmältä (joko PI tai tutkimuskoordinaattori) ja heille annetaan runsaasti mahdollisuuksia esittää kysymyksiä. Jos he eivät halua ilmoittautua tutkimukseen, heidät poistetaan yksiköstä ja pysäköinti tai kuljetus korvataan. Osana suostumusprosessia tutkijat pyytävät osallistujia antamaan suostumuslomakkeella valinnaisen kirjallisen luvan vapauttaa APOE-genotyyppinsä ateria- ja muistitutkimuksesta tai muusta Alzheimerin tutkimuksesta, johon he ovat saattaneet osallistua. Tutkijat eivät paljasta tätä genotyyppiä kenellekään tutkimusryhmän ulkopuoliselle, mukaan lukien osallistuja.

Jos osallistuja ilmoittautuu tutkimukseen ja allekirjoittaa suostumuslomakkeen ja tutkimuksen HIPAA-lomakkeen, protokolla alkaa. Tutkimusryhmä arvioi elintärkeät arvot, mukaan lukien verenpaineen, sykkeen ja pituuden/painon sekä BMI-laskennan. Tutkimusryhmä saattaa osallistujan MRI-laitteen luo, joka myös laskee lipidijuoman alas jäähdyttimessä. Tutkimus-MRI-toimenpiteistä kokenut MRI-teknikko suorittaa MRI-osan. Ensin ajetaan 15 minuutin ASL-protokolla, jonka jälkeen osallistujalle annetaan raskasta kermaa (100 ml eli hieman alle puoli kuppia, joka sisältää 370 kaloria, 40,4 grammaa kokonaisrasvaa, 23,6 grammaa tyydyttynyttä rasvaa). Tutkijat rohkaisevat osallistujaa juomaan tuotetta yli 5 minuutin ajan. Osallistujille tehdään sitten vielä kolme 15 minuutin skannausta 1, 2 ja 3 tuntia juomisen jälkeen. On mahdollista, että jotkin hakuajat voivat olla hieman pidempiä kuin 15 minuuttia. Viimeisen MRI-kuvan hankinnan jälkeen tarjotaan lounas (enintään 15 dollaria läheisessä ravintolassa), osallistujat saavat lahjakortin ja pysäköinti tai kuljetus korvataan ja kotiutetaan.

Vaihtoehtoinen sivusto: UWMC suorittaa viimeiset 2–4 osallistujaa varmistaakseen, että MRI-protokollat ​​ja -sekvenssit ovat samankaltaisia, jotta voidaan valmistautua Lipid MRI 2.0:aan. Osallistujat kirjautuvat sisään DISC-laboratorioon ja siellä tehdään elintärkeitä tietoja, mukaan lukien pituus ja paino BMI-laskentaa varten.

MRI-protokolla: MRI on ei-invasiivinen, eikä kontrastia tarvita. Lisäksi tutkijat eivät suorita kliinistä magneettikuvausta, eikä näitä tuloksia voida käyttää minkään aivosairauden diagnosoimiseen. ASL-protokollassa käytämme pseudo-jatkuvaa valtimon spin-merkintää CBF:n mittaamiseen ml/100 g/min perfuusion merkkinä signaalin laadun parantamiseksi. Tässä lähestymistavassa magneettisesti merkitty valtimoverivesi toimii endogeenisenä kontrastina. Tutkijat käyttävät sarjaa (5,5 minuuttia), jossa pitkä etiketin kesto = 1,8 s, pitkä merkinnän jälkeinen viive = 2 s, etiketin siirtymä = 25-30 mm, viipaleet = 20, spatiaalinen resoluutio = 3,5 × 3,5 × 5 mm3, näkökenttä = 240×240×100 mm3, SENSE-kerroin = 2, TR/TE= 5000/18 ms. Tutkijat käyttävät kahta adiabaattista taustasuppressiopulssia minimoimaan harmaan ja valkoisen aineen kudoskontaminaation TI = 2,05 ja 3,25 s kohdalla. Lopuksi tutkijat saavat tasapainoisen magnetisaatioskannauksen (M0, 1 minuutti), joka on identtinen yllä olevan skannauksen kanssa, mutta TR = 10 000 ms ja ilman merkintöjä tai taustan vaimennusta. Kahdeksalle viimeiselle kohteelle tutkijat lisäävät T2-monikaikusekvenssin (noin 10 minuuttia) havaitakseen muutokset hypotalamuksen ulkonäössä ennen lipidien nauttimista ja sen jälkeen.

Analyysi: Analyysi tehdään tri Ranen ja UW Diagnostic Imaging Sciences Centerin (DISC) valvonnassa. Tutkijat soveltavat ensin liikekorjausta valtimon spin-merkintäkuviin FSL-MCFLIRT:n avulla ja rekisteröivät ne M0-kuvaan. Sitten tutkijat tekevät parittaisen vähennyksen kontrolli- ja nollakuvien välillä ja käyttävät kaksiosastoista mallia CBF:n kvantifiointiin. Tutkijat rekisteröivät tuloksena olevan CBF-kartan T1-skannaukseen, jota seuraa muunnos MNI-avaruuteen. Temporaaliset alueet, kuten entorhinaalinen aivokuori, ohimolohko, hippokampus sekä posterioriset cingulaattiset ja lateraaliset parietaalilohkot tunnistetaan käyttämällä standardia Harvard-Oxfordin aivokuoren ja subkortikaalista atlasta. CBF-arvoja verrataan näillä alueilla kolmen ryhmän välillä. Mielenkiintoisen alueen lähestymistapa voi laimentaa vaikutuksia, jotka ovat pienempiä kuin kiinnostavan alueen koko. Siksi teemme myös permutaatiotestauksen FSL:ssä arvioidaksemme vokselikohtaisia ​​CBF-eroja ryhmien välillä. Varmistaakseen, että vokselikohtaiset tulokset eivät ole pelkkää sattumaa, tutkijat määräävät tiukan perhekohtaisen virheenkorjauksen useissa vertailuissa.

Tilastot: Näistä kuvista tutkijat saavat mittauksia maailmanlaajuisesta verenkierrosta sekä alueellisesta verenkierrosta ennalta määritellyillä alueilla. Tutkijat käyttävät tavanomaisia ​​tilastollisia malleja vertaillakseen 1, 2 ja 3 tunnin ASL:ää lähtötason ASL:ään varmistaakseen, mikä aikapiste tuottaa voimakkaimman muutostuloksen. Jos muutaman ensimmäisen koehenkilön analyysit edellyttävät, aikapisteet voivat siirtyä aikaisemmin tai myöhemmin riippuen siitä, mikä aikapiste näyttää suurimman muutoksen CBF:ssä - ensisijainen tulos.