MRI Visualization of Melatonin-Promoted Oligodendrogenesis and Its Neuroprotective Effects in Preterm White Matter Injury Rat Model.

چکیده اصلی

Preterm white matter injury (PWMI) is a serious neurologic condition that threatens neonatal survival and severely impairs the cognitive and motor development of affected children. Melatonin (Mel), a neuroendocrine hormone with anti-inflammatory and antioxidant properties, has shown neuroprotective potential in neonatal brain injury, although the mechanisms underlying its effects in PWMI remain incompletely understood. In this study, we established a neonatal rat model of PWMI and combined multimodal magnetic resonance imaging (MRI) with histological analyses to investigate the effects of Mel on oligodendrocyte precursor cells (OPCs) proliferation, differentiation, and subsequent white matter development. We discovered that Mel administration increased cerebral oxygenation and blood flow, thereby altering the cerebral metabolic microenvironment and mitigating white matter damage caused by hypoxic-ischemic injury. Moreover, Mel promoted the proliferation of OPCs and exerted neuroprotective effects by activating the protein kinase B (AKT)/glycogen synthase kinase 3 beta (GSK-3β)/β-catenin signaling pathway. In addition, Mel treatment facilitated neural fiber formation in distant white matter regions of PWMI models, ultimately alleviating cognitive and motor impairments in affected rats. Collectively, these findings suggest that Mel facilitates oligodendrogenesis and white matter repair after PWMI, at least in part through modulation of the AKT/GSK-3β/β-catenin pathway. Multimodal MRI can provide a useful noninvasive approach for monitoring treatment-related changes in white matter injury and development, supporting further investigation of Mel as a potential therapeutic strategy for PWMI.

ترجمه فارسی چکیده

آسیب سفید مغز زودرس (PWMI) یک وضعیت عصبی جدی است که تهدیدکننده بقای نوزادان است و توسعه شناختی و حرکتی کودکان مبتلا را به شدت مختل می‌کند. ملاتونین (Mel) یک هورمون نورواندوکرین با خواص ضدالتهابی و آنتی‌اکسیدانی، پتانسیل محافظت عصبی را در آسیب مغز نوزاد نشان داده است، اگرچه مکانیسم‌های اثر آن در PWMI هنوز به طور کامل درک نشده است. در این مطالعه، ما یک مدل موش نوزاد PWMI ایجاد کردیم و با ترکیب تصویربرداری رزونانس مغناطیسی چندحالته (MRI) با تحلیل‌های بافت‌شناسی، اثرات Mel بر تکثیر، تفاوت‌یابی و توسعه سفید مغز سلول‌های پیش‌ساز گلیال (OPC) را بررسی کردیم. ما کشف کردیم که تزریق Mel اکسیژن‌رسانی و جریان خون مغزی را افزایش داد و محیط متابولیکی مغزی را تغییر داد و آسیب سفید مغز ناشی از آسیب هیپوکسی-ایسکمیک را کاهش داد. علاوه بر این، Mel تکثیر OPC‌ها را تشویق کرد و اثرات محافظت عصبی را از طریق فعال‌سازی مسیر سیگنالینگ AKT/GSK-3β/β-catenin اعمال کرد. همچنین، درمان Mel تشکیل فیبر عصبی در مناطق سفید مغز دورافتاده مدل‌های PWMI را تسهیل کرد و در نهایت اختلالات شناختی و حرکتی در موش‌های مبتلا را تسکین داد. این یافته‌ها نشان می‌دهند که Mel رشد سلول‌های گلیال و ترمیم سفید مغز را پس از PWMI تسهیل می‌کند، حداقل به طور بخشی از طریق تنظیم مسیر AKT/GSK-3β/β-catenin. MRI چندحالته می‌تواند رویکردی غیرتهاجمی مفیدی برای نظارت بر تغییرات مرتبط با درمان در آسیب سفید مغز و توسعه باشد.

متن کامل اصلی