Aging is often accompanied by exacerbated activation of cell death-related signaling pathways and decreased energy metabolism. We hypothesized that transcranial near-infrared laser may increase intracellular signaling pathways beneficial to aging brains, such as those that regulate brain cell proliferation, apoptosis, and energy metabolism. To test this hypothesis, we investigated the expression and activation of intracellular signaling proteins in the cerebral cortex and hippocampus of aged rats (20 months old) treated with the transcranial near-infrared laser for 58 consecutive days. As compared to sham controls, transcranial laser treatment increased intracellular signaling proteins related to cell proliferation and cell survival, such as signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3), extracellular signal-regulated protein kinase (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK), p70 ribosomal protein S6 kinase (p70S6K) and protein kinase B (PKB), also known as Akt that is linked to glucose metabolism. In addition, ERK is linked to memory, while ERK and JNK signaling pathways regulate glucose metabolism. Specifically, the laser treatment caused the activation of STAT3, ERK, and JNK signaling proteins in the cerebral cortex. In the hippocampus, the laser treatment increased the expression of p70S6K and STAT3 and the activation of Akt. Taken together, the data support the hypothesis that transcranial laser photobiomodulation improves intracellular signaling pathways linked to cell survival, memory, and glucose metabolism in the brain of aged rats.

中文翻译：

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经颅激光光生物调节可改善与衰老大脑中细胞存活、记忆和葡萄糖代谢相关的细胞内信号传导：一项初步研究。

衰老通常伴随着细胞死亡相关信号通路的激活加剧和能量代谢的减少。我们假设经颅近红外激光可能会增加有益于衰老大脑的细胞内信号通路，例如调节脑细胞增殖、凋亡和能量代谢的信号通路。为了验证这一假设，我们研究了连续 58 天经颅近红外激光治疗的老年大鼠（20 个月大）大脑皮层和海马中细胞内信号蛋白的表达和激活。与假对照组相比，经颅激光治疗增加了与细胞增殖和细胞存活相关的细胞内信号蛋白，如信号转导和转录激活因子 3 (STAT3)，细胞外信号调节蛋白激酶 (ERK)、c-Jun N 端激酶 (JNK)、p70 核糖体蛋白 S6 激酶 (p70S6K) 和蛋白激酶 B (PKB)，也称为 Akt，与葡萄糖代谢有关。此外，ERK 与记忆有关，而 ERK 和 JNK 信号通路调节葡萄糖代谢。具体而言，激光治疗导致大脑皮层中 STAT3、ERK 和 JNK 信号蛋白的激活。在海马中，激光治疗增加了 p70S6K 和 STAT3 的表达以及 Akt 的激活。总之，这些数据支持这样一种假设，即经颅激光光生物调节改善了与老年大鼠大脑中的细胞存活、记忆和葡萄糖代谢相关的细胞内信号通路。p70 核糖体蛋白 S6 激酶 (p70S6K) 和蛋白激酶 B (PKB)，也称为 Akt，与葡萄糖代谢有关。此外，ERK 与记忆有关，而 ERK 和 JNK 信号通路调节葡萄糖代谢。具体而言，激光治疗导致大脑皮层中 STAT3、ERK 和 JNK 信号蛋白的激活。在海马中，激光治疗增加了 p70S6K 和 STAT3 的表达以及 Akt 的激活。总之，这些数据支持这样一种假设，即经颅激光光生物调节改善了与老年大鼠大脑中的细胞存活、记忆和葡萄糖代谢相关的细胞内信号通路。p70 核糖体蛋白 S6 激酶 (p70S6K) 和蛋白激酶 B (PKB)，也称为 Akt，与葡萄糖代谢有关。此外，ERK 与记忆有关，而 ERK 和 JNK 信号通路调节葡萄糖代谢。具体而言，激光治疗导致大脑皮层中 STAT3、ERK 和 JNK 信号蛋白的激活。在海马中，激光治疗增加了 p70S6K 和 STAT3 的表达以及 Akt 的激活。总之，这些数据支持这样一种假设，即经颅激光光生物调节改善了与老年大鼠大脑中的细胞存活、记忆和葡萄糖代谢相关的细胞内信号通路。激光治疗导致大脑皮层中 STAT3、ERK 和 JNK 信号蛋白的激活。在海马中，激光治疗增加了 p70S6K 和 STAT3 的表达以及 Akt 的激活。总之，这些数据支持这样一种假设，即经颅激光光生物调节改善了与老年大鼠大脑中的细胞存活、记忆和葡萄糖代谢相关的细胞内信号通路。激光治疗导致大脑皮层中 STAT3、ERK 和 JNK 信号蛋白的激活。在海马中，激光治疗增加了 p70S6K 和 STAT3 的表达以及 Akt 的激活。总之，这些数据支持这样一种假设，即经颅激光光生物调节改善了与老年大鼠大脑中的细胞存活、记忆和葡萄糖代谢相关的细胞内信号通路。