डीपीटीक्यू के प्रभाव, डोपामाइन डी1 रिसेप्टर का एक नया सकारात्मक एलोस्टेरिक मॉड्यूलेटर, नॉनह्यूमन प्राइमेट भाग 1 में सहज पलक झपकने की दर और स्थानिक कार्यशील मेमोरी पर

अमूर्त

दलील

डी1 रिसेप्टर के माध्यम से डोपामाइन (डीए) सिग्नलिंग, कार्यशील मेमोरी की मुख्य प्रक्रिया सहित अनुभूति के कई पहलुओं का अभिन्न अंग है। डी1 रिसेप्टर के सकारात्मक एलोस्टेरिक मॉड्यूलेटर (पीएएम) की खोज ने उपचार के तौर-तरीकों को सक्षम किया है, जो कार्यात्मक डी1 रिसेप्टर सिग्नलिंग के साथ क्रिया के तालमेल से उत्पन्न होने वाले ऑर्थोस्टेरिक डी1 एगोनिस्ट के वैकल्पिक लाभ हो सकते हैं।

डोपामाइन एक न्यूरोट्रांसमीटर है जिसका मस्तिष्क के काम करने के तरीके पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। यह भावनाओं, खान-पान, भावना, सीखने, याददाश्त और कई अन्य पहलुओं को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हाल के अध्ययनों में डोपामाइन और स्मृति के बीच एक मजबूत संबंध पाया गया है।

अध्ययनों से पता चला है कि डोपामाइन किसी व्यक्ति की स्थितियों और घटनाओं को याद रखने की क्षमता को बढ़ा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि डोपामाइन मस्तिष्क में न्यूरॉन्स के बीच बातचीत को नियंत्रित करता है, जिससे प्रासंगिक जानकारी को संग्रहीत करना और पुनः प्राप्त करना आसान हो जाता है। साथ ही, डोपामाइन न्यूरॉन्स के बीच संबंध को मजबूत कर सकता है, न्यूरॉन्स के बीच संचरण दक्षता में सुधार कर सकता है और स्मृति के गठन और रखरखाव को और बढ़ावा दे सकता है।

वास्तविक जीवन में, हम अपनी याददाश्त में सुधार के लिए विभिन्न तरीकों से डोपामाइन स्राव बढ़ा सकते हैं। उदाहरण के लिए, व्यायाम डोपामाइन के स्राव को बढ़ावा दे सकता है, इसलिए नियमित शारीरिक व्यायाम याददाश्त में सुधार करने का एक प्रभावी तरीका है। इसके अलावा, कुछ खाद्य पदार्थ जैसे बीन्स, नट्स, साबुत गेहूं की ब्रेड आदि भी डोपामाइन के स्राव को बढ़ा सकते हैं और याददाश्त में सुधार करने में हमारी मदद कर सकते हैं।

दैनिक अध्ययन और कार्य में हम मस्तिष्क के डोपामाइन सिस्टम को उत्तेजित करके भी याददाश्त में सुधार कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हम लक्ष्य निर्धारित करके, खुद को पुरस्कृत करके और नियमित प्रतिक्रिया देकर डोपामाइन प्रणाली को सक्रिय कर सकते हैं, जिससे हमने जो ज्ञान सीखा है उसकी याददाश्त और समझ में सुधार होगा। इसके अलावा, एक सकारात्मक दृष्टिकोण और अच्छा मूड भी डोपामाइन के स्राव को बढ़ावा दे सकता है और याददाश्त में सुधार कर सकता है।

संक्षेप में, डोपामाइन और स्मृति के बीच घनिष्ठ संबंध है। वैज्ञानिक तरीकों और सही दृष्टिकोण के माध्यम से, हम डोपामाइन के स्राव को बढ़ावा दे सकते हैं, अपनी याददाश्त में सुधार कर सकते हैं और अध्ययन और कार्य में चुनौतियों का बेहतर ढंग से सामना कर सकते हैं। यह देखा जा सकता है कि हमें याददाश्त में सुधार करने की आवश्यकता है, और सिस्टैंच डेजर्टिकोला याददाश्त में काफी सुधार कर सकता है, क्योंकि सिस्टैंच डेजर्टिकोला न्यूरोट्रांसमीटर के संतुलन को भी नियंत्रित कर सकता है, जैसे एसिटाइलकोलाइन और विकास कारकों के स्तर को बढ़ाना। ये पदार्थ याददाश्त और सीखने के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। इसके अलावा, मांस रक्त प्रवाह में भी सुधार कर सकता है और ऑक्सीजन वितरण को बढ़ावा दे सकता है, जो यह सुनिश्चित कर सकता है कि मस्तिष्क को पर्याप्त पोषक तत्व और ऊर्जा प्राप्त हो, जिससे मस्तिष्क की जीवन शक्ति और सहनशक्ति में सुधार हो।

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उद्देश्य

इस क्षमता की जांच करने के लिए, हमने रीसस बंदर में स्थानिक विलंबित प्रतिक्रिया कार्यशील स्मृति कार्य पर उपन्यास डी1 पीएएम डीपीटीक्यू के प्रभावों का अध्ययन किया है। प्रारंभिक अध्ययनों से संकेत मिलता है कि डीपीटीक्यू उच्च आत्मीयता और चयनात्मकता के साथ प्राइमेट डी1आर को बांधता है और प्लाज्मा लिगैंड एक्सपोजर और केंद्रीय डी1सक्रियण के अनुरूप खुराक पर निर्भर तरीके से रीसस बंदरों में सहज आंख झपकाने की दर को बढ़ाता है।

परिणाम

उन परिणामों के आधार पर, डीपीटीक्यू का कार्यशील मेमोरी कार्य में 2.5 मिलीग्राम/किलोग्राम आईएम पर परीक्षण किया गया था। खुराक के 1 घंटे बाद कोई तीव्र प्रभाव नहीं देखा गया, लेकिन 48 घंटे बाद प्रदर्शन ख़राब हो गया। उल्लेखनीय रूप से, इस दोष के तुरंत बाद अगले 3 दिनों में अनुभूति में उल्लेखनीय वृद्धि हुई।

दूसरे प्रयोग में, जिसमें डीपीटीक्यू को 1 और 5वें दिन प्रशासित किया गया था, प्रारंभिक हानि छोटी थी और सांख्यिकीय महत्व तक नहीं पहुंची थी, लेकिन अगले सप्ताह में प्रदर्शन में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण वृद्धि देखी गई। 0.1 और 1.{5}} मिलीग्राम/किग्रा की कम खुराक भी किसी भी क्षणिक हानि को प्रेरित किए बिना इस लंबी वृद्धि का उत्पादन करने में सक्षम थी।

निष्कर्ष

DPTQ D1PAMs के एक वर्ग का उदाहरण है जो कार्यशील मेमोरी में दीर्घकालिक सुधार प्रदान करने में सक्षम हो सकता है।

कीवर्ड

सकारात्मक एलोस्टेरिक मॉड्यूलेटर · डोपामाइन · डी1 · आँख झपकाना · कार्यशील स्मृति · स्थानिक विलंबित प्रतिक्रिया · चक्रीय एएमपी · प्लास्टिसिटी।

परिचय
डोपामाइन (डीए) मोटर गतिविधि, जागरुकता और अनुभूति सहित मस्तिष्क समारोह के कई पहलुओं में गंभीर रूप से शामिल है। डी1 रिसेप्टर विशेष रूप से प्राइमेट में उच्च-क्रम के संज्ञानात्मक कार्यों को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें ध्यान, कार्यकारी कार्य और कामकाजी स्मृति शामिल है, और यह रिसेप्टर प्राइमेट प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में प्रचुर मात्रा में है जहां इसका सिग्नलिंग काम करने की मूल संज्ञानात्मक प्रक्रिया का अभिन्न अंग है। मेमोरी (सवागुची और गोल्डमैनराकिक 1991; गोल्डमैन-राकिक एट अल. 2004)।

सिज़ोफ्रेनिया के रोगियों में कार्यशील स्मृति परिणाम का एक प्रमुख संकेतक है और उम्र बढ़ने और न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों में इसका कार्य कम हो जाता है (बोडनार एट अल. 2008; रोडे और काट्ज़ 2017; ज़ोकेई और हुसैन 2019)। ये उच्च अपूरित चिकित्सा आवश्यकता वाले क्षेत्र हैं। विशेष रूप से, उम्र बढ़ने में डोपामाइन ट्रांसमिशन (डी 1 रिसेप्टर सिग्नलिंग सहित) की कमी को उम्र से संबंधित संज्ञानात्मक गिरावट में योगदान करने के लिए जाना जाता है (रोथ और जोसेफ 1994; वोल्को एट अल। 1998; कैरर एट अल। 2017)।

नतीजतन, डी1 रिसेप्टर फ़ंक्शन व्यवहारिक, सेलुलर और आणविक स्तरों पर व्यापक अध्ययन का विषय रहा है (मुली एट अल. 1998; कास्टनर एट अल. 2000; गोल्डमैन-राकिक एट अल. 2000; डुनाह और स्टैंडअर्ट 2001; कास्टनर और विलियम्स) 2007; लियू एट अल. 2017)।

संज्ञान को बढ़ाने के लिए डी1 एगोनिस्ट के विकास ने उल्टे यू-आकार की खुराक-प्रतिक्रिया (विलियम्स और गोल्डमैन-राकिक 1995; विजयराघवन एट अल 2007) के कारण एक कठिन चुनौती पेश की है। इसके अलावा, उच्च आत्मीयता/लंबे समय तक काम करने वाले एगोनिस्ट द्वारा लंबे समय तक डी1 उत्तेजना से सहनशीलता का विकास हो सकता है (असिन और विर्टशाफ्टर 1993; लुईस एट अल. 1998; गुलवाड़ी एट अल. 2001; स्मिथ एट अल. 2002, रमन-रासमुसेन एट अल. 2007) ).

इसलिए, पूर्ण डी1 एगोनिस्ट के साथ नैदानिक ​​​​अध्ययनों को सीमित सफलता मिली है (ब्लैंचेट एट अल. 1996; जिआर्डिना और विलियम्स 2001; ज़ैंग एट अल. 2009)। डी1 सक्रियण के लिए हाल ही में दृष्टिकोण पेश किए गए हैं जिनमें आंशिक डोपामाइन डी1 एगोनिस्ट (रॉबर्ट्स एट अल. 2010; बालिस-गॉर्डन एट अल. 2020; कोजैक एट अल. 2020; रिसेनबर्ग एट अल. 2020) शामिल हैं।

एक वैकल्पिक दृष्टिकोण डी1 रिसेप्टर के लिए एक सकारात्मक एलोस्टेरिक मॉड्यूलेटर (पीएएम) विकसित करना होगा, जो इस परिकल्पना पर आधारित है कि पीएएम की गतिविधि अंतर्जात डोपामिनर्जिक टोन पर निर्भर होगी, जो डोपामाइन को कब और कहां जारी किया जाता है, इसे प्रबल करता है। यह एक अधिक शारीरिक दृष्टिकोण की पेशकश करेगा जो बेहतर चिकित्सीय मार्जिन प्रदान कर सकता है, संभवतः कुछ डी1 एगोनिस्ट के साथ देखी जाने वाली उल्टे यू-आकार की खुराक-प्रतिक्रिया और सहनशीलता के विकास से बचा जा सकता है। हाल ही में, टेट्राहाइड्रोइसोक्विनोलिन संरचनात्मक वर्ग से कई चयनात्मक D1PAM की सूचना दी गई है और इन विट्रो और इन विवो अध्ययनों की एक श्रृंखला में D1 एगोनिस्ट से औषधीय भेदभाव और औषधीय भेदभाव स्थापित किया गया है (स्वेन्सन एट अल। 2017; ब्रून्स एट अल। 2018; हाओ एट अल। 2019; मेल्टज़र एट अल. 2019 और स्वेन्सन एट अल. 2019)।

D1PAMs के लिए D1 बाइंडिंग में प्रजातियों के अंतर के कारण, ये न्यूरोकेमिकल और व्यवहार संबंधी अध्ययन एक ट्रांसजेनिक माउस में किए गए थे जिसमें म्यूरिन D1 रिसेप्टर को उसके मानव समकक्ष (hD1 माउस) से बदल दिया गया था। कुल मिलाकर, डेटा ने इस दृष्टिकोण के लिए एक पूर्व-संज्ञानात्मक क्षमता का समर्थन किया (ब्रून्स एट अल. 2018 और मेल्टज़र एट अल. 2019)। वर्तमान अध्ययन के लिए, हमने D1PAM DPTQ (हाओ एट अल। 2019) का चयन किया, जो पहले रिपोर्ट किए गए फार्माकोलॉजिकल टूल डीईटीक्यू का एक करीबी संरचनात्मक एनालॉग और नैदानिक ​​​​उम्मीदवार LY3154207 (पदक; हाओ एट अल। 2019; विल्ब्राहम एट अल। 2021, बिगलान) है। एट अल. 2022 और मैक्कार्थी एट अल. 2022)।

डीपीटीक्यू में स्थिर रूप से ट्रांसफ़ेक्ट किए गए मानव डी1 क्लोन कोशिकाओं में सीएमपी में डोपामाइन-प्रेरित वृद्धि की क्षमता के लिए 76 एनएम का ईसी50 है और प्रणालीगत खुराक के बाद स्वीकार्य मस्तिष्क प्रवेश के साथ उपयुक्त भौतिक रासायनिक गुण रखता है (हाओ एट अल। 2019)।

इस अध्ययन में हमारा मुख्य उद्देश्य केंद्रीय फार्माकोडायनामिक गतिविधि स्थापित करना और उच्च प्रजाति, रीसस बंदर में D1PAM के साथ अनुभूति पर संभावित प्रभावकारिता का पता लगाना था। टेट्राहाइड्रोइसोक्विनोलिन D1PAM श्रृंखला के सदस्यों को पहले इस प्रजाति के लिए मनुष्यों के समान उच्च आकर्षण दिखाया गया है (स्वेन्सन एट अल. 2017, वांग एट अल. 2018 हाओ एट अल. 2019)।

प्रारंभिक फार्माकोडायनामिक परीक्षण के लिए, हमने उच्च प्रजातियों में डीपीटीक्यू के लिए केंद्रीय डी1 प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए आवश्यक खुराक स्थापित करने के लिए रीसस बंदर में सहज आंख झपकाने की दर मॉडल का चयन किया। डी1 एगोनिस्ट इस मॉडल में आंखों की झपकाने की दर को बढ़ाने के लिए जाने जाते हैं (एल्सवर्थ एट अल. 1991; जटकीविक्ज़ और बर्गमैन 2004)। इसके अलावा, पार्किंसंस रोग के रोगियों में सहज रूप से पलक झपकने की दर कम हो गई है (डेस्कल और गॉडडेमियर 1998; कार्सन एट अल 1982)।

यद्यपि सहज पलक झपकने की दर में कई इंटरैक्टिव न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम शामिल हैं, इस मॉडल का उपयोग केंद्रीय डोपामाइन डी 1 रिसेप्टर सक्रियण के लिए एक मार्कर के रूप में किया जा सकता है (जुटकिविज़ और बर्गमैन 2004) और अनुभूति पर प्रभाव को भी प्रतिबिंबित कर सकता है (टेलर एट अल। 1999; जोंगकीज़ और) कोल्ज़ाटो 2016)। डीईटीक्यू के साथ एक पिछले अध्ययन में सहज पलक झपकने की दर में वृद्धि देखी गई थी, हालांकि डी1 एगोनिस्ट एसकेएफ82958 (ब्रून्स एट अल., 2018) के साथ देखी गई प्रतिक्रिया की तुलना में कम प्रतिक्रिया के साथ।

रीसस बंदर में संज्ञानात्मक परीक्षण के लिए, हमने स्थानिक विलंबित प्रतिक्रिया कार्य (रॉबर्ट्स एट अल।, 2010) का चयन किया, जो स्थानिक कामकाजी स्मृति का एक उच्च स्थापित अनुवादात्मक उपाय है जिसे मानव और गैर-मानव प्राइमेट्स (जोनाइड्स) में समान तंत्रिका सर्किट्री को संलग्न करने के लिए दिखाया गया है। एट अल., 1993; गोल्डमैनराकिक, 1996; मैक्कार्थी एट अल., 1996; पोस्टले एट अल., 2000)।

तरीकों

सीएमपी परख में इन विट्रो परीक्षण

मानव, रीसस बंदर, कुत्ता, या माउस D1 रिसेप्टर को जंप-इन वेक्टर सिस्टम (लाइफ टेक्नोलॉजीज कॉर्प, सीए) में क्लोन किया गया था और क्षणिक रूप से HEK293 कोशिकाओं में ट्रांसफ़ेक्ट किया गया था। डीपीटीक्यू (फ्री बेस, एली लिली) द्वारा सीएमपी में वृद्धि को डोपामाइन की ईसी20 सांद्रता की उपस्थिति में मापा गया था। % अधिकतम उत्तेजना (जहां डोपामाइन अधिकतम उत्तेजना 100% के बराबर है) के साथ प्रत्येक प्रजाति के लिए EC50 मान तालिका 1 में प्रस्तुत किए गए हैं। ये इन विट्रो अध्ययन यूएसए में एली लिली एंड कंपनी, इंडियानापोलिस में किए गए थे। इन क्षणिक ट्रांसफ़ेक्ट कोशिकाओं में सीएमपी संचय पर प्रभावों के मापन के बारे में अधिक जानकारी के लिए, हाओ एट अल देखें। (2019)।

रीसस बंदर में सहज आँख झपकाने की दर

जानवरों

अध्ययन में 4.83 किलोग्राम औसत वजन वाले ग्यारह 5-6- वर्षीय नर रीसस बंदरों (चेंग्दू पिंग, एन एनिमल ब्रीडिंग एंड रिसर्च बेस, सिचुआन प्रांत, चीन) को शामिल किया गया था। जानवरों को बेतरतीब ढंग से तीन समूहों में विभाजित किया गया था, डीपीटीक्यू उच्च संचयी खुराक समूह (एन =4); DPTQ निम्न संचयी खुराक समूह (n=3); और वाहन (NaPO4 बफर में 20% कैप्टिसोल (CyDex फार्मास्यूटिकल्स, Inc., KS)) समूह (n=4)।

D1 एगोनिस्ट SKF82958 को सकारात्मक नियंत्रण के रूप में शामिल किया गया था; इस यौगिक के परिणाम (यहां नहीं दिखाए गए) हाल ही में एक अलग D1PAM के डेटा के साथ प्रकाशित किए गए थे (DETQ, ब्रून्स एट अल देखें। 2018)। D1 चयनात्मक प्रतिपक्षी SCH39166 हाइड्रोब्रोमाइड (कैट नं.: 2299, बैच नं.: 3A/129719) टोक्रिस, एमएन से खरीदा गया था, और 0.2 मिली/किलोग्राम की इंजेक्शन मात्रा के साथ मिलिपोर शुद्ध पानी में तैयार किया गया था। D1 प्रतिपक्षी को वाहन या DPTQ (n=4 जानवर प्रति समूह) से 15 मिनट पहले खुराक दी गई थी।

बंदरों को जलवायु-नियंत्रित (22-24 डिग्री) और आर्द्रता-नियंत्रित (40-70%) मछलीघर में अलग-अलग रखा गया था। 12 घंटे का प्रकाश/12 घंटे का अंधकार चक्र प्रभावी था (सुबह 7 बजे से शाम 7 बजे तक प्रकाश चालू)। बंदरों को पानी तक असीमित पहुंच प्राप्त थी और उन्हें उच्च-प्रोटीन मंकी चाउ का दैनिक आवंटन प्राप्त होता था, साथ ही हर दिन फल भी मिलते थे। यौगिक प्रशासन से पहले और परीक्षण के घंटों के दौरान, बंदरों को फल या भोजन नहीं दिया गया था।

स्पॉन्टेनियस आई ब्लिंक रेट अध्ययन केमपार्टनर, शंघाई, चीन में किया गया था। शंघाई केमपार्टनर बड़े पशु सुविधा में बंदर आवास पूरी तरह से AAALAC द्वारा मान्यता प्राप्त है। जानवरों को सामाजिक रूप से दो परस्पर जुड़े हुए पिंजरों में रखा गया था, जिससे पड़ोसी बंदरों के साथ दृश्य और मौखिक संचार के साथ-साथ प्रत्येक पिंजरे पर लटके दर्पण से आत्म-दर्शन संभव हो सका। प्रत्येक बंदर के लिए पिंजरे का आयाम 0.9 (एल)×0.9 (डब्ल्यू)×2 (एच) मीटर था, जिसके अंदर एक लौकी, चारा गेंद, या गेंद चबाने की व्यवस्था की गई थी।

संवर्धन कार्यक्रम में प्रति सप्ताह 2-3 बार टेलीविजन शो और हर दूसरे दिन कई घंटों के लिए पृष्ठभूमि संगीत शामिल था। पशु स्वास्थ्य स्थिति की जांच समय-समय पर उपस्थित पशुचिकित्सक द्वारा और दैनिक रूप से पशु देखभाल कर्मचारियों द्वारा उनकी (1) उपस्थिति, बाल और पूंछ के लिए की जाती थी; (2) मल और पेशाब; और (3) स्थूल व्यवहार, भोजन का सेवन, और बीमारी के लक्षण। सभी प्रशिक्षण और परीक्षण प्रोटोकॉल को केमपार्टनर (शंघाई, चीन) में संस्थागत पशु कल्याण IACUC दिशानिर्देशों और नीति समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था।

उपकरण और प्रायोगिक प्रोटोकॉल

विशेष रूप से निर्मित बंदर कुर्सी (मेसन एट अल 2019) में किए गए अवलोकन प्रयोगों के दौरान सहज आंख झपकाने की दर को मापा गया था। एक यू-आकार की गर्दन की प्लेट जो सिर के उन्मुखीकरण को ठीक करने में मदद करती थी, का उपयोग आंखों की झपकाने की दर की प्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए किया गया था। बैठे हुए बंदर के सामने एक तिपाई पर एक कॉम्पैक्ट वीडियो कैमरा (पैनासोनिक/डब्ल्यूवी-सीपी480/सीएच) रखा हुआ था। दो कैमरा छवियों को एक वीडियो कलेक्टर (कलर क्वाड सिस्टम) द्वारा संयोजित किया गया और ऑनलाइन देखने और रिकॉर्डिंग के लिए कंप्यूटर पर एथोविज़न सॉफ़्टवेयर (नोल्डस, लीसबर्ग, वीए) में स्थानांतरित किया गया।

परीक्षण से दो सप्ताह पहले, बंदरों को प्रतिदिन भोजन पुरस्कार के साथ दो 2-घंटे की अवधि के लिए बंदर की कुर्सी पर बैठने के लिए प्रशिक्षित किया गया था। हर दिन सुबह 9:33 बजे से शाम 4:30 बजे के बीच आयोजित प्रशिक्षण के बाद के परीक्षण सत्रों के दौरान, प्रत्येक बंदर का लगातार नौ मिनट तक अध्ययन किया गया। प्रत्येक 15-मिनट के ब्लॉक में 10-मिनट की अभ्यस्त अवधि शामिल होती है और उसके बाद 5-मिनट की अवधि होती है, जिसके दौरान आंखों का झपकना गिना जाता है।

The video was displayed on a computer screen to allow continual observation of the subject. Observers blind to the treatment conditions later scored each 5-minute videotaped session. An eye blink was defined as a visible, rapid opening and closing of the eyelid. Two observers independently confirmed the measurement with reliability>90%.

औषधीय परीक्षण

सहज पलक झपकने की दर पर विभिन्न डी1 लिगेंड्स के प्रभावों का अध्ययन एक संचयी खुराक प्रक्रिया (जुटिकिविज़ और बर्गमैन 2004) द्वारा किया गया था। सक्रिय यौगिक या वाहन (कैप्टिसोल 20% w/v NaPO4 बफर) को दो बेसलाइन आई ब्लिंक रिकॉर्डिंग प्राप्त करने के बाद प्रशासित किया गया था। ऊपर बताए अनुसार प्रत्येक समूह के अलग-अलग बंदरों को लिगैंड यादृच्छिक क्रम में दिया गया था। खुराक-प्रतिक्रिया और समय पाठ्यक्रम का अध्ययन करने के लिए, प्रत्येक परीक्षण सत्र के 5 मिनट के अंत में डीपीटीक्यू की वृद्धिशील खुराक प्रशासित की गई।

रसायन

डीपीटीक्यू (फ्री बेस, हाओ एट अल देखें 2019) की आपूर्ति एली लिली कंपनी द्वारा की गई थी। कैप्टिसोल (लॉट नं.: NC04A-05034) इस प्रकार तैयार किया गया था: कैप्टिसोल 20% w/v NaPO4 बफर 25 mM, pH 8. DPTQ के लिए इंजेक्शन की मात्रा 0.5 थी एमएल/किग्रा आईएम। 0.1 मिलीग्राम/किलोग्राम, 0.5 मिलीग्राम/किलोग्राम, और 1 मिलीग्राम/किलोग्राम पर डीपीटीक्यू को स्पष्ट समाधान के रूप में खुराक दिया गया था, जबकि 5 मिलीग्राम/किग्रा और 10 मिलीग्राम/किग्रा खुराक को ठीक निलंबन के रूप में तैयार किया गया था।

उपरोक्त वाहन समाधान को रेफ्रिजरेटर में 4 डिग्री पर संग्रहीत किया गया था और उपयोग से पहले कमरे के तापमान पर बहाल किया गया था। डीपीटीक्यू को रोजाना ताजा तैयार करते समय, वाहन का एक भाग (20% कैप्टिसोल) यौगिक में जोड़ा गया और गीला करने के लिए हिलाया गया, इसके बाद वाहन का शेष भाग मिलाया गया और तब तक मिलाया गया जब तक कि समाधान सजातीय नहीं हो गया। कण आकार को कम करने के लिए निलंबन को 40 मिनट के लिए बर्फ के स्नान पर सोनिकेट किया गया था। कुर्सी पर बैठे-बैठे जानवरों को खुराक दी गई।

आँख झपकाने की दर के लिए डेटा विश्लेषण

प्रत्येक बंदर के परिणाम प्रत्येक 5- मिनट के परीक्षण युग में औसत रूप से आंख झपकाने (प्रति मिनट झपकने) की दर के रूप में व्यक्त किए गए थे। आँख झपकाने पर वाहन और D1 PAM का प्रभाव बंदरों के प्रत्येक समूह के लिए औसत था और इसे माध्य±SE के रूप में व्यक्त किया गया था। डीपीटीक्यू और वाहन के प्रभावों का विश्लेषण दो-तरफा एनोवा (डी1 पीएएम और समय) के साथ किया गया और उसके बाद बोनफेरोनी पोस्ट हॉक टेस्ट (ग्राफपैड प्रिज्म, सैन डिएगो सीए) किया गया।

स्थानिक कार्यशील स्मृति कार्य

जानवरों

येल विश्वविद्यालय, न्यू हेवन सीटी, यूएसए में किए गए अध्ययन में सोलह रीसस और एक स्टंपटेल मकाक ने भाग लिया (विवरण नीचे दिया गया है)। सभी अमेरिकी संघीय नीतियों और विनियमों के अलावा येल विश्वविद्यालय के IACUC दिशानिर्देशों और नीतियों के अनुसार जानवरों का उपयोग और देखभाल की गई। बंदरों को हर दिन उनका सामान्य आहार दिया जाता था, जिसमें संवर्धन के लिए उचित पोषण वाले बिस्कुट और कई फल और सब्जियाँ शामिल थीं। परीक्षण और कोई भी प्रशिक्षण उनके मुख्य भोजन पाठ्यक्रम से ठीक पहले हुआ।
इस भोजन में बिस्कुट शामिल थे, जो हर दिन वितरित किए जाते थे, और सभी जानवरों को पूरे 24-घंटे के लिए एड लिबिटम पानी उपलब्ध था। संज्ञानात्मक परीक्षण में भागीदारी पर्यावरणीय उत्तेजना के संवर्धन और कार्य में पुरस्कार के रूप में जानवरों के पसंदीदा भोजन के प्रावधान द्वारा सुनिश्चित की गई थी, जिसमें दही, किशमिश, बादाम, अंगूर, फलों के लूप और कई अन्य खाद्य पदार्थ शामिल थे (रॉबर्ट्स एट अल) 2010).

संज्ञानात्मक परीक्षण

स्थानिक विलंबित प्रतिक्रिया स्थानिक कार्यशील स्मृति का एक स्थापित अनुवादात्मक माप है जिसे मानव और गैर-मानव प्राइमेट्स (मैककार्थी एट अल 1996) में समान तंत्रिका सर्किटरी को संलग्न करने के लिए दिखाया गया है। इस प्रतिक्रिया में शामिल सर्किट्री लगभग विशेष रूप से "पृष्ठीय धारा" है जिसमें पृष्ठीय प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, विशेष रूप से क्षेत्र 46, और पार्श्व इंट्रापैरिएटल सल्कस (गोल्डमैनराकिक 1996) शामिल है। यहां प्रयुक्त कार्य के पूर्ण विवरण के लिए, रॉबर्ट्स एट अल देखें। (2010)। जानवरों का परीक्षण एक ध्वनि-क्षीण कमरे में किया गया जिसमें एक परीक्षण कक्ष भी शामिल था। इस कार्य में कई कुओं में से एक स्थान पर जानवरों को दिए जाने वाले भोजन को डाला जाता है और फिर कुओं को समान पट्टिकाओं से ढक दिया जाता है।

फिर एक अपारदर्शी शटर को 5 परिवर्तनीय विलंबों में से एक के लिए नीचे कर दिया जाता है और फिर जानवर को भोजन प्राप्त करने के लिए अच्छी जगहों में से किसी एक पर प्रतिक्रिया करने की अनुमति देने के लिए उठाया जाता है। प्रत्येक विलंब अवधि को प्रत्येक परीक्षण सत्र में 2{6}} परीक्षणों में अर्ध-यादृच्छिक वितरण में 4 बार दोहराया गया था। किसी भी प्रशासन को शुरू करने से पहले प्रत्येक जानवर को धीरे-धीरे कुओं की संख्या (केवल 2 से शुरू) और देरी की लंबाई में वृद्धि करके स्थिर किया गया था। 5 परिवर्तनीय विलंब लंबाई को कारक "एन" से गुणा करके 0, 1, 2, 3 और 4 एस पर सेट किया गया था। इस प्रकार, एन को 1 से अधिकतम 10 तक बढ़ाया गया जब तक कि विषय ने लगातार 3 परीक्षण सत्रों में 80% या उससे अधिक प्रदर्शन नहीं किया, जिसके बाद कुओं की संख्या 1 से बढ़ गई।

यह प्रक्रिया प्रत्येक व्यक्ति के लिए तब तक दोहराई गई जब तक कि वे स्थिर प्रदर्शन (65-75% ± 2.5% से कम या उसके बराबर सही) तक नहीं पहुंच गए। प्रदर्शन का यह सामान्यीकृत स्तर प्रायोगिक स्थितियों से उत्पन्न किसी भी हानि या सुधार की संवेदनशील पहचान की अनुमति देता है। इस अध्ययन के लिए आधारभूत डेटा के लिए, हमने पिछले सप्ताहों में एकत्र किए गए 7 या अधिक लगातार डेटा बिंदु लिए जो परीक्षण के लिए स्थिर सीमा के भीतर आते थे। इस अध्ययन में भाग लेने वाले 17 जानवरों के कुल समूह के लिए, औसत कुएं की संख्या 4 (सीमा 2-7) थी और औसत एन मान 3 (सीमा 1-7) थी। जानवरों का परीक्षण आमतौर पर सप्ताह में 2 से 3 दिन किया जाता था।

यौगिक प्रशासन

डीपीटीक्यू (फ्री बेस, एली लिली एंड कंपनी) को सहज नेत्र झपकी परीक्षण के लिए ऊपर बताए अनुसार तैयार किया गया था। जानवरों (4 नर और 6 मादा, औसत आयु{{2%).1±1.7 वर्ष) को मूल रूप से अर्ध-यादृच्छिक डिज़ाइन में वाहन या डीपीटीक्यू 2.5 मिलीग्राम/किग्रा आईएम प्राप्त करने के लिए सौंपा गया था। एक जानवर को एक वाहन मिला लेकिन उसे डीपीटीक्यू की खुराक नहीं दी गई। जानवरों के इसी समूह को बाद में डीपीटीक्यू 2.5 मिलीग्राम/किग्रा बनाम वाहन के साथ बार-बार खुराक देने वाले अध्ययन में इस्तेमाल किया गया। कई महीनों की लंबी वाशआउट अवधि के बाद, हमने आरोही क्रम में 0.1 मिलीग्राम/किग्रा और 1.0 मिलीग्राम/किलोग्राम की निचली खुराक का परीक्षण किया।

10 जानवरों के इस समूह में पिछले अध्ययन के 3 (3 नर, और 7 मादा (एक वृद्ध स्टंपटेल मकाक सहित); औसत आयु=22.6±1.7 वर्ष) शामिल थे। इस अध्ययन में सबसे कम उम्र के जानवर की उम्र 17.3 वर्ष थी। कोई भी जानवर भोला नहीं था और सभी का उपयोग पिछले अध्ययनों में अन्य यौगिकों के साथ किया गया था। इस अध्ययन से पहले उन्हें हफ्तों या महीनों का व्यापक वाशआउट दिया गया था और कार्य पर सामान्य आधारभूत प्रदर्शन करने के लिए स्थापित किया गया था।

अध्ययन के दौरान, इस दवा के ज्ञात पीके गुणों (आधा जीवन) के साथ-साथ प्रत्येक जानवर के आधारभूत प्रदर्शन के आधार पर जानवरों को धोया गया। अर्थात्, किसी भी अन्य स्थिति को शुरू करने से पहले प्रदर्शन को बेसलाइन पर लौटने की आवश्यकता थी और कम से कम दो सप्ताह की वॉशआउट अवधि आमतौर पर नियोजित की गई थी। मूल आँख झपकाने के अध्ययन में देखे गए अधिकतम प्रभाव के समय से मिलान करने के लिए इंजेक्शन के 1 घंटे बाद संज्ञानात्मक परीक्षण किया गया था।

संज्ञानात्मक डेटा विश्लेषण

वाहन के प्रशासन के प्रभाव और डीपीटीक्यू की प्रत्येक खुराक का विश्लेषण विचरण (एनोवा) के 1-वे विश्लेषण का उपयोग करके किया गया था, जिसके बाद दो-चरण चरण का उपयोग करके झूठी खोज दर (एफडीआर) के आधार पर पोस्ट हॉक तुलना की गई थी- बेंजामिनी एट अल की अप विधि। (2006; ग्राफपैड प्रिज्म 9.1)। इस पद्धति को समूहों (दिनों) की उच्च संख्या और परीक्षणों (जानवरों) की सीमित संख्या को ध्यान में रखते हुए चुना गया था।

सांख्यिकीय महत्व निर्धारित करने के लिए 0.05 के स्तर का उपयोग किया गया था। प्रारंभिक परीक्षण के बाद यह सुनिश्चित करने के लिए कि वाहन का कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं है (नीचे "परिणाम" देखें) नियंत्रण के रूप में बेसलाइन (कई सत्रों में औसत) के साथ तुलना की गई।

प्लाज्मा लिगैंड एक्सपोज़र विश्लेषण

प्लाज्मा के नमूने EDTA ट्यूबों में {{0}}, 0.25, 0.50, 1, 2, 4, 8, 12, और 24 घंटे बाद एक बोलस के बाद एकत्र किए गए थे। आईएम इंजेक्शन और एलसी/एमएस द्वारा आगे के विश्लेषण तक -70C पर संग्रहीत किया जाता है (अधिक जानकारी के लिए हाओ एट अल 2019 देखें)। 0.1 मिलीग्राम/किग्रा, आईएम की निचली खुराक के लिए, येल विश्वविद्यालय में स्थानिक कार्यशील स्मृति कार्य में भाग लेने वाले तीन जानवरों से खुराक के लगभग 1.5 घंटे बाद (व्यवहार परीक्षण सत्र पूरा होने के ~ 30 मिनट बाद) प्लाज्मा नमूने एकत्र किए गए थे।

जानवरों को अनुकूलित कुर्सी पर स्वतंत्र रूप से बैठने और बालों की ट्रिमिंग (यदि आवश्यक हो) के लिए एक पैर रखने, 70% अल्कोहल के साथ पोंछने और एक सुरक्षा धारक के अंदर एक बीडी वैक्यूटेनर ट्यूब का उपयोग करके सैफेनस वेनिपंक्चर करने की आदत थी। 5 मिलीग्राम/किग्रा, आईएम खुराक के लिए, एली लिली एंड कंपनी, इंडियानापोलिस, आईएन में तीन नर वयस्क मकाक बंदरों में एक अलग अध्ययन में प्लाज्मा नमूने एकत्र किए गए थे। नमूनों का संग्रह और भंडारण ऊपर वर्णित प्रक्रिया का पालन किया गया, और डी1 लिगैंड स्तरों का विश्लेषण एली लिली एंड कंपनी, इंडियानापोलिस, आईएन, यूएसए में तरल क्रोमैटोग्राफी और टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करके किया गया।

परिणाम

चार प्रजातियों में सीएमपी संचय पर डीपीटीक्यू का प्रभाव

DPTQ का परीक्षण HEK293 कोशिकाओं में किया गया जो मानव, कुत्ते, रीसस बंदर और माउस डोपामाइन D1 रिसेप्टर्स को क्षणिक रूप से व्यक्त करता है। कुत्ते और रीसस बंदर डी1 रिसेप्टर्स के लिए पोटेंशिएटर ईसी50 और ईमैक्स मान मानव डी1 रिसेप्टर (तालिका 1) के समान थे। हालाँकि, माउस D1 रिसेप्टर के लिए पोटेंशिएटर EC50 को रीसस बंदर और मानव की तुलना में क्रमशः लगभग 14- से 23- गुना दाईं ओर स्थानांतरित किया गया था। इसके अलावा, माउस डी1 रिसेप्टर के लिए ईमैक्स केवल 41% था, जबकि अन्य तीन प्रजातियों के लिए 77-88% था।

सहज आँख झपकाने की दर

खुराक देने से पहले औसत आधारभूत आँख झपकाने की दर 10 पलक झपकने/मिनट से अधिक नहीं थी, और वाहन इंजेक्शन के बाद व्यक्तिगत विषयों के भीतर परीक्षण सत्रों में आँख झपकाने की दर अपेक्षाकृत स्थिर थी। डीपीटीक्यू का परीक्षण दो संचयी खुराक आहारों में किया गया (चित्र 1)। डीपीटीक्यू की उच्च संचयी खुराक (0.5 मिलीग्राम/किग्रा, 5 मिलीग्राम/किग्रा, और 10 मिलीग्राम/किग्रा, आईएम) के परिणामस्वरूप आंखें झपकाने की दर सबसे अधिक रही। इन उच्च खुराकों के बाद समय पाठ्यक्रम प्रभाव से पता चला कि डीपीटीक्यू के बाद आंख झपकाने की दर में 30 मिनट (पी) पर उल्लेखनीय वृद्धि हुई<0.01), 45 min (p<0.001), 60 min (p<0.01), and 75 min (p<0.05) (Fig. 1). The lower cumulative dose of DPTQ (0.1 mg/ kg, 1 mg/kg and 5 mg/kg, resulted in small but significant (p < 0.05) increases in rates of eye blinking only at the 45-min and 60-min time points (Fig. 1). During recording and observation, some vehicle group monkeys fell asleep or became drowsy in the monkey chair as time went by. In contrast, all of the DPTQ-treated monkeys remained alert throughout the test period of close to 2.5 hours.

डीपीटीक्यू की उच्च और निम्न दोनों संचयी खुराकों के परिणामस्वरूप कुछ हद तक मौखिक हलचल हुई जैसे कि जीभ का बाहर निकलना (डेटा नहीं दिखाया गया)। हालाँकि, वाहन समूह की तुलना में केवल उच्च संचयी खुराक ने डीपीटीक्यू प्रशासन के बाद 30 मिनट में स्पष्ट प्रभाव दिखाया। यह बंदरों में रिपोर्ट की गई डी1 रिसेप्टर उत्तेजना के बाद जीभ की गति की सक्रियता के अनुरूप है (बेडार्ड और बाउचर 1989)।

अकेले D1 चयनात्मक प्रतिपक्षी SCH39166 (0.03 mg/kg, IM) के प्रशासन से आँख झपकने की दर में थोड़ी कमी आई, और दृश्य अवलोकनों से संकेत मिला कि जानवर थोड़े बेहोश थे। यह प्रभाव लगभग 15 मिनट तक रहा (चित्र 2)। SCH39166 से पूर्व उपचारित पशुओं में केवल एक छोटा, गैर-महत्वपूर्ण (पृ<0.05) increase in eye blink rate induced by higher accumulated doses (0.5, 5, 10 mg/kg) of DPTQ (Fig. 2; compare to Fig. 1).

बंदर में DPTQ के प्लाज्मा स्तर का विश्लेषण

पहले अध्ययन में, 5 मिलीग्राम/किलोग्राम आईएम (चित्र 7) की खुराक के बाद 24 घंटे तक तीन जानवरों से विभिन्न समय बिंदुओं पर प्लाज्मा नमूने एकत्र किए गए थे। डीपीटीक्यू के उच्च कुल प्लाज्मा स्तर को शुरुआती 2 घंटों के लिए लगभग 9 {8} 0 0 से 1800 एनएम तक मापा गया था, जिसमें अनुमानित अनबाउंड प्लाज्मा सांद्रता 674 से 125 एनएम थी। डेटा के आधार पर कि डीपीटीक्यू में अनबाउंड मस्तिष्क बनाम अनबाउंड प्लाज्मा एकाग्रता अनुपात लगभग 0.3 है और अनबाउंड लिगैंड अंश 0.068 (जे. क्रैमर, अप्रकाशित डेटा) है, 5 मिलीग्राम/किग्रा इंजेक्शन के बाद डीपीटीक्यू के लिए अनुमानित अनबाउंड मस्तिष्क सांद्रता इस प्रकार होगी खुराक देने के बाद पहले 2 घंटे में 202 से घटकर 38 एनएम हो गया। ये सांद्रता सीएमपी परख में डीपीटीक्यू के लिए एचडी1 ईसी50 मान की सीमा के भीतर 76 एनएम (हाओ एट अल 2019) बताई गई है और 38 एनएम के बंदर डी1 ईसी50 पर या उससे ऊपर है जो यहां क्षणिक रूप से व्यक्त कोशिकाओं (तालिका 1) का उपयोग करके रिपोर्ट किया गया है। .

दूसरे अध्ययन में, अनुभूति अध्ययन में खुराक के बाद ~1.5 घंटे पर तीन जानवरों से {0}}.1 मिलीग्राम/किग्रा, आईएम की कम खुराक के बाद नमूने एकत्र किए गए थे। जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, 0.1 मिलीग्राम/किग्रा आईएम की कम खुराक के परिणामस्वरूप डीपीटीक्यू का प्लाज्मा स्तर लगभग 50×कम हो गया। कुल D1 PAM प्लाज्मा सांद्रता 56 से 91 nM तक थी (चित्र 7)। अनबाउंड लिगैंड अंश और अनबाउंड मस्तिष्क बनाम अनबाउंड प्लाज्मा अनुपात के लिए उपरोक्त समान मान्यताओं का उपयोग करते हुए, मस्तिष्क में अनुमानित अनबाउंड लिगैंड सांद्रता 0.1 मिलीग्राम/किग्रा, आईएम खुराक के बाद 1.5 घंटे पर 1-2 एनएम होगी। इन विट्रो परख में सीएमपी के डोपामाइन-प्रेरित सक्रियण की क्षमता के लिए ये स्तर बंदर और मानव दोनों EC50 मूल्यों से काफी नीचे हैं।

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