A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
هنا ، نصف إجراء دراسة تجريبية لاستكشاف تأثير التحفيز المغناطيسي المتكرر عبر الجمجمة بترددات مختلفة (1 هرتز / 20 هرتز / 40 هرتز) على استقلاب Aβ و tau في السائل الدماغي الشوكي للقرد الريسي.
وقد أظهرت الدراسات السابقة أن نظام وميض الضوء غير الغازية وتحفيز النغمة السمعية يمكن أن يؤثر على استقلاب Aβ و tau في الدماغ. كتقنية غير غازية ، تم تطبيق التحفيز المغناطيسي المتكرر عبر الجمجمة (rTMS) لعلاج الاضطرابات التنكسية العصبية. استكشفت هذه الدراسة آثار rTMS على مستويات Aβ و tau في السائل الدماغي الشوكي للقرد الريسوس (CSF). هذه دراسة أحادية التعمية وذاتية التحكم. تم استخدام ثلاثة ترددات مختلفة (تردد منخفض ، 1 هرتز ؛ ترددات عالية ، 20 هرتز و 40 هرتز) من rTMS لتحفيز قشرة الفص الجبهي الظهرية الثنائية (DLPFC) لقرد ريسوس. تم استخدام طريقة القسطرة لجمع السائل الدماغي الشوكي. خضعت جميع العينات للكشف عن الرقائق السائلة لتحليل المؤشرات الحيوية CSF (Aβ42 ، Aβ42 / Aβ40 ، tTau ، pTau). تغيرت مستويات المؤشرات الحيوية CSF مع مرور الوقت بعد التحفيز بواسطة rTMS. بعد التحفيز ، أظهر مستوى Aβ42 في CSF اتجاها تصاعديا على جميع الترددات (1 هرتز و 20 هرتز و 40 هرتز) ، مع وجود اختلافات أكثر أهمية للترددات العالية (p < 0.05) مقارنة بالتردد المنخفض.
بعد rTMS عالي التردد ، زاد مستوى Tau (tTau) الكلي ل CSF على الفور في النقطة الزمنية لما بعد rTMS (p < 0.05) وانخفض تدريجيا بمقدار 24 ساعة. علاوة على ذلك ، أظهرت النتائج أن مستوى Tau المفسفرة (pTau) زاد مباشرة بعد 40 Hz rTMS (p < 0.05). أظهرت نسبة Aβ42/Aβ40 اتجاها تصاعديا عند 1 هرتز و 20 هرتز (p < 0.05). لم يكن هناك فرق كبير في مستويات تاو مع التحفيز منخفض التردد (1 هرتز). وبالتالي ، قد يكون للترددات العالية (20 هرتز و 40 هرتز) من rTMS تأثيرات إيجابية على مستويات Aβ و tau في ريسوس CSF ، في حين أن rTMS منخفض التردد (1 هرتز) يمكن أن يؤثر فقط على مستويات Aβ.
أميلويد β (Aβ) وتاو هي مؤشرات حيوية مهمة CSF. يتكون Aβ من 42 حمضا أمينيا (Aβ1-42) ، وهو نتاج بروتين السلائف الأميلويد عبر الغشاء (APP) الذي يتم تحلله بواسطة β و γ الإفراز 1. Aβ1-42 قد تتجمع في لويحات أميلويد خارج الخلية في الدماغ بسبب خصائص قابليتها للذوبان1,2. تاو هو بروتين مرتبط بالأنابيب الدقيقة موجود بشكل رئيسي في المحاور العصبية ويشارك في النقل المحوري الأمامي 3. يحدث فرط فسفرة تاو غير الطبيعي بشكل رئيسي بسبب عدم التوازن بين الكينازات والفوسفاتيز ، مما يؤدي إلى انفصال تاو عن الأنابيب الدقيقة وتشكيل تشابك عصبي ليفي (NFT)1. يزداد تركيز تاو في السائل الدماغي الشوكي لأن بروتينات تاو وبروتينات تاو المفسفرة (pTau) يتم إطلاقها في الفضاء خارج الخلية أثناء العملية التنكسية العصبية. أظهرت الدراسات السابقة أن المؤشرات الحيوية ل CSF ذات صلة بالتغيرات المرضية الرئيسية الثلاثة لدماغ مرض الزهايمر (AD): لويحات الأميلويد خارج الخلية ، وتكوين NFT داخل الخلايا ، وفقدان الخلايا العصبية4. توجد تركيزات غير طبيعية من Aβ و tau في المرحلة المبكرة من AD ، مما يسمح بالتشخيص المبكر لمرض الزهايمر5,6.
في عام 2016 ، وجد تساي وآخرون أن وميض الضوء غير الغازي (40 هرتز) قلل من مستويات Aβ1-40 و Aβ1-42 في القشرة البصرية للفئران قبل الإيداع7. في الآونة الأخيرة ، أبلغوا أيضا أن تحفيز النغمة السمعية (40 هرتز) يحسن التعرف والذاكرة المكانية ، ويقلل من مستويات بروتين الأميلويد في الحصين والقشرة السمعية (AC) لفئران 5XFAD ، ويقلل من تركيزات pTau في نموذج P301S tauopathy 8. تشير هذه النتائج إلى أن التقنيات غير الغازية يمكن أن تؤثر على استقلاب Aβ و tau.
كأداة غير جراحية، يمكن للتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) تحفيز الأنسجة العصبية كهربائيا، بما في ذلك الحبل الشوكي والأعصاب الطرفية والقشرة الدماغية9. علاوة على ذلك ، يمكنه تعديل استثارة القشرة الدماغية في الموقع المحفز وفي الاتصالات الوظيفية. لذلك ، تم استخدام TMS في علاج الاضطرابات العصبية التنكسية والاختبارات التشخيصية والتشخيصية. الشكل الأكثر شيوعا للتدخل السريري في TMS ، rTMS ، يمكن أن يحفز تنشيط القشرة ، ويعدل استثارة القشرة ، وينظم الوظيفة المعرفية / الحركية.
وأفيد أن 20 هرتز rTMS كان له تأثير وقائي عصبي في المختبر ضد الضغوطات التأكسدية، بما في ذلك الغلوتامات وAβ وحسن الجدوى الكلية لخلايا HT22 الحصين وحيدة النسيلة في الفئران10. بعد تحفيز 1 هرتز rTMS ، تم تقليل إنزيم APP-cشق الموقع β 1 ، APP ، وشظاياه الطرفية C في الحصين بشكل كبير. والجدير بالذكر أن ضعف التقوية طويلة الأجل والتعلم المكاني والذاكرة في CA1 الحصين قد تم عكسه11،12. قام Bai et al. بالتحقيق في تأثير rTMS على خلل تذبذب غاما الناجم عن Aβ أثناء اختبار الذاكرة العاملة. وخلصوا إلى أن rTMS يمكن أن يعكس الخلل الوظيفي الناجم عن Aβ ، مما يؤدي إلى فوائد محتملة للذاكرة العاملة 13. ومع ذلك ، هناك عدد قليل من التقارير حول آثار rTMS على استقلاب تاو والتغيرات الديناميكية في Aβ و tau في CSF قبل وبعد rTMS. يصف هذا البروتوكول إجراء التحقيق في آثار rTMS على ترددات مختلفة (تردد منخفض ، 1 هرتز ؛ ترددات عالية ، 20 هرتز ، و 40 هرتز) على مستويات Aβ و tau في ريسوس CSF.
وأجريت جميع التجارب بموجب إرشادات رعاية واستخدام المختبرات، التي صاغتها وزارة العلوم والتكنولوجيا في جمهورية الصين الشعبية، فضلا عن مبادئ إعلان بازل. تم منح الموافقة من قبل لجنة رعاية الحيوان في مستشفى غرب الصين بجامعة سيتشوان (تشنغدو ، الصين). يوضح الشكل 1 تصميم الدراسة أحادي التعمية والتحكم الذاتي المستخدم هنا.
1. أجهزة rTMS
2. الحيوان
3. سلسلة سيستيرنا ماجنا CSF طريقة أخذ العينات
4. كرسي القرد التدريب التكيفي
5. rTMS التدريب التكيفي / التحفيز الصوري
6. بروتوكول العلاج
7. المؤشرات الحيوية CSF
8. طريقة جمع CSF والكشف عن الفهرس
9. التحليل الإحصائي
أظهرت النتائج أن rTMS يمكن أن يؤثر على مستويات Aβ و tau في CSF ريسوس. تغيرت مستويات المؤشرات الحيوية CSF مع مرور الوقت بعد تحفيز rTMS بترددات مختلفة (1 هرتز و 20 هرتز و 40 هرتز).
Aβ42 و Aβ42/ Aβ40
كما هو موضح في
Aβ1-42 ، وهي علامة حيوية راسخة ل AD ، هي علامة حيوية أساسية CSF تتعلق باستقلاب Aβ وتكوين لوحة الأميلويد في الدماغ وقد استخدمت على نطاق واسع في التجارب السريرية والعيادة 26. أظهرت الدراسات الحديثة أن نسبة السائل الدماغي الشوكي Aβ42 / Aβ40 هي علامة حيوية تشخيصية أفضل ل AD من Aβ42 ...
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان.
يود المؤلفون أن يشكروا شركة Sichuan Green-House Biotech Co.، Ltd على توفير كرسي القرد والأجهزة النسبية الأخرى. لم يتلق هذا البحث أي منحة محددة من أي وكالة تمويل في القطاعات العامة أو التجارية أو غير الربحية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anesthesia Puncture Kit for Single Use | Weigao, Shandong, China | ||
CCY-I magnetic field stimulator | YIRUIDE MEDICAL, Wuhan, China | ||
GraphPad Prism version 7.0 | GraphPad Software, Inc., San Diego, CA, USA | ||
Human Amyloid Beta and Tau Magnetic Bead Panel | EMD Millipore Corporation, Billerica, MA 01821 USA | liquid chip detection | |
MILLIPLEX Analyst 5.1 | EMD Millipore Corporation, Billerica, MA 01821 USA | ||
Monkey Chair HH-E-1 | Brainsight, Cambridge, MA 02140 USA | ||
Zoletil 50 | Virbac, France | zolazepam–tiletamine |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved