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In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

Photobiomodulation Therapie ist eine innovative nicht-invasive Modalität für die Behandlung einer Vielzahl von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen und auch gesunde Gehirnfunktion verbessern kann. Dieses Protokoll enthält eine schrittweise Anleitung zum Durchführen von Gehirn Photobiomodulation bei Mäusen durch transkranielle Lichtleitung, die für den Einsatz in anderen Labors Nagetiere angepasst werden können.

Zusammenfassung

Transkranielle Photobiomodulation ist eine mögliche innovative nicht-invasive therapeutische Ansatz zur Verbesserung der Gehirn Bioenergetik, Gehirnfunktion in einer Vielzahl von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen und Gedächtnisverbesserung in altersbedingte kognitive Abnahme und Neurodegenerative Erkrankungen. Wir beschreiben eine Laborprotokoll für transkranielle Photobiomodulation Therapie (PBMT) bei Mäusen. Im Alter von BALB/c Mäuse (18 Monate) sind mit einem 660 nm Laser Transcranially, einmal täglich für 2 Wochen behandelt. Laserdaten Durchlässigkeit zeigt, dass etwa 1 % des einfallenden Lichts rot auf der Kopfhaut eine 1 mm Tiefe von der kortikalen Oberfläche Eindringen des dorsalen Hippocampus erreicht. Behandlungsergebnisse werden durch zwei Methoden bewertet: eine Barnes Labyrinth-Test, der eine Hippocampus-abhängige räumliche lernen und Gedächtnis Aufgabe Bewertung und hippocampal ATP Messhöhen, die als Bioenergetik-Index verwendet wird. Die Ergebnisse von Barnes Aufgabe zeigen eine Erweiterung des räumlichen Gedächtnisses laserbehandelten im Alter von Mäusen im Vergleich zu Kontrollen Alter abgestimmt. Biochemische Analyse nach Laserbehandlung gibt an erhöhten hippocampal ATP Niveaus. Wir postulieren, dass die Verbesserung der Gedächtnisleistung möglicherweise durch eine Verbesserung der hippocampalen Energiestoffwechsel induziert durch die roten Laser-Behandlung ist. Die Beobachtungen bei Mäusen könnte auf anderen Tiermodellen ausgeweitet werden, da dieses Protokoll möglicherweise auf andere Arten häufig verwendet in den translationalen Neurowissenschaften, wie Kaninchen, Katze, Hund oder Affe angepasst werden könnte. Transkranielle Photobiomodulation ist eine sichere und kostengünstige Modalität, die eine vielversprechende Therapieansatz bei altersbedingten kognitiven Beeinträchtigung sein kann.

Einleitung

PBMT oder Low-Level-Laser-Licht-Therapie (LLLT), ist ein allgemeiner Begriff, der zu therapeutischen Methoden basierend auf die Stimulation von biologischen Geweben von Lichtenergie von Laser oder Leuchtdioden (LEDs). Fast alle PBMT Behandlungen gelten mit roten Nahinfrarot (NIR) Licht im Wellenlängenbereich von 600 bis 1100 nm, eine Ausgangsleistung von 1 bis 500 mW und einer Fluenz von < 1 bis > 20 J/cm2 (siehe Chung Et Al.1).

Transcranial PBMT ist eine nicht-invasive Lichtleitung-Methode, die durch Bestrahlung des Kopfes mit einer externen Lichtquelle (Laser oder LED)2durchgeführt wird. Für Tier-Applikationen beinhaltet diese Methode Kontakt oder berührungslose Platzierung der LED oder Laser-Sonde auf den Kopf des Tieres. Abhängig von der therapeutischen Region von Interesse kann eine leichte Sonde über den ganzen Kopf (zur Deckung der Hirnareale) oder einen bestimmten Teil des Kopfes, wie z. B. der präfrontalen, frontalen und parietalen Region platziert werden. Die teilweise Übertragung von rot/NIR Licht durch die Kopfhaut, die Schädel und die Dura Mater erreichen die kortikalen Oberflächenniveau und bieten eine Menge an Photonen-Energie ausreicht, um die therapeutischen Vorteile bringen. Anschließend würde der gelieferten leichte Fluence auf kortikale Ebene in der grauen und weißen Hirnsubstanz weitergegeben, bis sie die tieferen Strukturen des Gehirns3erreicht.

Licht in die spektrale Bänder an die rote bis dunkelrote Region (600-680 nm) und frühen NIR (800-870 nm) entspricht dem Absorptionsspektrum von Cytochrom C Oxidase, das terminal Enzym der mitochondrialen Atmungskette4. Es wird vermutet, dass PBMT in rot/NIR-Spektrum gelangen von Stickstoffmonoxid (NO) von Cytochrom C Oxidase verursacht, was zu Erhöhungen der mitochondrialen Elektronentransport und letztlich ATP Generation5 erhöht. In Bezug auf neuronale Anwendungen Gehirn das Potenzial der Neurostimulatory der PBMT mit transkranielle Bestrahlung, die Methoden in einer Vielzahl von präklinischen Studien, einschließlich der Nager-Modelle von Schädel-Hirn-Verletzungen (SHT)-6gemeldet wurden, akuten Schlaganfalls7, Alzheimer-Krankheit (AD)8, Parkinson-Krankheit (PD)9, Depression10und Alterung11.

Hirnalterung gilt eine neuropsychologische Bedingung, die einige kognitive Funktionen wie lernen und Gedächtnis12beeinträchtigt. Mitochondrien sind die primären Organellen verantwortlich für ATP Produktion und neuronale Bioenergetik. Mitochondriale Dysfunktion tritt bekanntermaßen altersbedingte Defizite in Hirnarealen zugeordnet werden, die räumliche Navigation Speicher, z. B. der Hippocampus13verknüpft sind. Da kraniale Behandlung mit rot/NIR Licht in erster Linie Handlungen durch Modulation der mitochondrialen Bioenergetik, kann genügend gelieferten Lichtdosis zu Hippocampus bei der Verbesserung des räumlichen Gedächtnisses Ergebnisse14führen.

Das aktuelle Protokoll soll die transkranielle PBMT Verfahren bei Mäusen, die mit niedrigen Niveaus der Rotlicht nachgewiesen werden. Die erforderliche Lichtdurchlässigkeit Lasermessungen durch den Kopf Geweben des gealterten Mäusen werden beschrieben. Darüber hinaus Barnes Labyrinth als Hippocampus-abhängige räumliche Lern- und Gedächtnis-Aufgabe und hippocampal ATP-Werte als Bioenergetik-Index dienen für eine Bewertung der Auswirkungen der Behandlung bei Tieren.

Protokoll

Alle Verfahren wurden im Einklang mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren von den National Institutes of Health (NIH; durchgeführt Publikation Nr. 85-23, revidiert 1985) und genehmigt durch die regionalen Ethik-Kommission der Tabriz Universität der medizinischen Wissenschaften.

Achtung: Dieses Protokoll umfasst die Anwendung der Klasse 3 b Laser Instrumente und erfordern angemessene Ausbildung und Einhaltung der Sicherheitsrichtlinien. Klasse 3 b Laser können die Augen schädigen und können die Haut erhitzen. Klasse 3 b Laser gelten nicht als eine Verbrennungsgefahr. Auge Schutzbrillen getragen werden müssen zu allen Zeiten beim Betrieb des Laser-Gerätes.

(1) Laser-Licht-Transmission-Experimente

Hinweis: Hier verwendet wurden drei 18-Monate-alten männlichen BALB/c Mäuse aus der Tierhaltung von Tabriz Universität der medizinischen Wissenschaften erhalten. Ein 60 mW Laser (660 nm) mit einem kreisförmigen Strahl von 2,5 mm Durchmesser wird als Lichtquelle verwendet. Die Laserquelle erzeugt ein Zirkular polarisiertes Licht mit einem "glockenförmig" Intensität Profil und in kontinuierliche Welle Modus betrieben wird. Ein kommerzielle Photodiode Leistungsmesser mit einer 10 nW-Auflösung, ein Quadrat 1 cm2 Photodiode aktive Fläche und einem spektrale Bereich von 400 bis 1100 nm wird verwendet, um die übertragenen Lichtleistung durch die Proben zu messen.

  1. Vorbereitung der Probe
    1. Um frische Proben zu erhalten, zu betäuben Sie tief die Maus mit einer Mischung aus Ketamin (100 mg/kg) und Xylazin (10 mg/kg).
    2. Die Maus-Kopf mit normalen Schere, ab dem Punkt direkt oberhalb der Schultern zu sezieren.
    3. Drehen Sie den Kopf, so dass die ventrale Seite des Kiefers nach oben zeigt. Schieben Sie abgewinkelten Dissektion Schere glatt durch die Mundhöhle, bis der Widerstand des Unterkiefers Kreuzung bemerkt wird. Schneiden Sie alle große Muskeln, die Verknüpfung des Unterkiefer-Knochens der Schädel und verwerfen.
    4. Entfernen Sie die Pfälzer Gräten, mit abgewinkelten Dissektion Schere.
    5. Entsorgen Sie alle Fruchtfleisch umgibt den Schädel, mit gebogenen Pinzette.
    6. Sezieren Sie den unteren Teil des Schädels zu, und nehmen Sie dann vorsichtig das Gehirn aus dem restlichen Schädelknochen mit einem gebogenen Spatel.
    7. Befestigen Sie das intakte Hirngewebe in einem 2 % Agarose-Gel, damit das Gewebe zum Schneiden verwendbar sind.
      Hinweis: Um zu erhalten eine intakte Schädel sowie Kopfhaut Probe, sollte das Hirngewebe der ventralen Seite der Kopf des Tieres ohne Schaden an der dorsalen Teil des Kopfes entnommen werden.
  2. Gehirn schneiden Verfahren
    1. Einen Tropfen Sekundenkleber (~0.05 mL) auf der Oberfläche der Vibratome Befestigungsblock zu verbreiten.
    2. Vorsichtig legen Sie die Agarose-Block auf der Vibratome Montage Block, so dass die ventrale Oberfläche des Gehirns unten ist, und stellen Sie seine Position.
    3. Etwas Spiel Vibratome Klinge auf der oberen Fläche der Agarose-Block und nehmen Sie den Fräser-Wert als der Primarstufe.
    4. Füllen Sie die Vibratome mit eiskalten normalen Kochsalzlösung.
    5. Passen Sie die Vibratome Parameter (z. B. die Scheibendicke [1 mm] Geschwindigkeit [5 von 5 auf Gerät] und Schwingungsfrequenz [5 von 5 auf Gerät]) um zufrieden stellende schneiden zu erhalten.
    6. Schneiden Sie das Gehirn quer in eine Scheibe mit einer 1.000 µm Dicke.
      Hinweis: Die Scheibe ist der Teil des Hirngewebes abgegrenzt durch die kortikalen Oberfläche und eine Ebene positioniert 1.000 µm der kortikalen Oberfläche (dorsale Hippocampus) unterlegen.
    7. Geben Sie einen Tropfen des Wassers (~0.05 mL) auf der Oberfläche von optischem Glas und lege die Gehirn-Scheibe oben drauf. Dann geben Sie einen Tropfen Wasser auf den Gehirn-Scheibe und legen Sie vorsichtig das zweite optische Glas oben drauf.
      Hinweis: Ein Tropfen Wasser sollte auf die Probe Glas Grenzen hinzugefügt werden, um Gewebe trocknen und Lichtstreuung von rauen Oberflächen zu vermeiden.
  3. Messung der Lichttransmission durch den Kopf Gewebe
    1. Optische Geräte, einschließlich das Lasergerät reflektiert, Spiegel und Power-Meter-Einheit eingerichtet.
      Achtung: Setzen Sie auf schützende Auge Brille vor dem Einschalten des Lasers.
    2. In Ermangelung einer Probe auf das Powermeter das Lasergerät einschalten und Fokus des Laserstrahls auf dem Spiegel, der den richtigen Abstand zur Führung des Strahls senkrecht auf die Fotodiode aktiven Bereich befindet.
      Hinweis: Lichtdurchlässigkeit Messungen müssen in einer Dunkelkammer bei Raumtemperatur (23-25 ° C), durchgeführt werden, innerhalb von 30 min nach dem Kopf Gewebe extrahiert wurden.
    3. Messungen Sie auf den in Scheiben geschnittenen Hirngewebe.
      1. Legen Sie zwei leere Gläser auf die Oberfläche des Leistungsmessers.
      2. Lesen Sie die übertragene Lichtleistung (ich0) aus des Leistungsmessers Anzeigeschirm und notieren Sie den Wert.
      3. Sanft legen Sie die Gehirn-Probe, die umgeben ist von zwei optische Gläser, auf der Oberfläche des Leistungsmessers, konzentrieren Sie den Strahl auf die jeweiligen Gewebebereich zu, lesen Sie die übertragene Leistung und notieren Sie den Wert.
    4. Messungen Sie auf den Schädel und die Kopfhaut.
      1. Legen Sie ein leeres optisches Glas auf die Oberfläche des Leistungsmessers.
      2. Lesen Sie die übertragene Lichtleistung (ich0) aus des Leistungsmessers Anzeigeschirm und notieren Sie den Wert.
      3. Leicht platzieren Sie ein optisches Glas mit frischen Schädel plus Kopfhaut-Gewebe auf der Oberfläche des Leistungsmessers, entsprechen den Lichtstrahl auf die Bregma Zone, lesen die übertragene Leistung und notieren Sie den Wert.
      4. Um das Signal-Rausch-Verhältnis zu maximieren, wiederholen Sie die Lichtdurchlässigkeit Messung mindestens 3 X für alle Proben.
        Hinweis: Die Bregma Zone befindet sich einer ca. 3 mm rostral zu einer Linie durch die vordere Basis der Ohren. Die Dicke des Schädels sowie Kopfhaut Gewebes wird durch eine standard-Bremssattel gemessen.

2. Photobiomodulation Therapie (PBMT)

Hinweis: 45 männliche BALB/c Mäusen drei Gruppen von 15 Mäuse zugewiesen wurden verwendet. Die Gruppen bestanden aus jungen-Kontroll-Mäusen (2 Monate alt), die Schein-PBMT erhalten, im Alter-Kontroll-Mäusen (18 Monate), die Schein-PBMT erhalten, und im Alter-PBMT Mäuse (18 Monate), die PBMT erhielten. Die Schein-PBMT-Behandlung bestand aus Behandlung identisch mit der PBMT Gruppe, aber mit dem Laser inaktiv. Mäusen stammen aus der Tierhaltung von Tabriz Universität der medizinischen Wissenschaften und im Tier halten Einheit der Neurowissenschaften Research Center (BSFZ) bei 24-25 ° C und 55 % relativer Luftfeuchtigkeit, mit einem 12 h Licht und 12 h dunkel Photoperiode untergebracht waren. Nahrung und Wasser wurden Ad Libitumzur Verfügung gestellt. Alle Mäuse waren für mindestens 1 Woche vor der Behandlung akklimatisiert.

  1. Laser-Behandlung-Verfahren
    Hinweis: Ein GaAlAs Diodenlaser mit kontinuierliche Welle Modus bei 660 nm Wellenlänge diente transkranielle PBMT Behandlung. Die Laser-Gerät wurde auf eine Ausgangsleistung von 200 ± 2 mW und eine Bestrahlungsstärke von 6,66 W/cm2, mit einer Spotgröße von 0,03 cm2betrieben. Eine durchschnittliche Fluenz von 99,9 J/cm2 pro Sitzung lieferte an die Kopfhaut Oberfläche für 15 s der Bestrahlung. Die Bestrahlung war verabreichten 1 X täglich für 2 Wochen.
    1. Therapieraum, ca. 20 min vor Beginn der Behandlung bringen Sie die Mäuse in ihren Käfigen nach Hause.
    2. Einen elektrische Beschützer an die Steckdose anschließen.
    3. Stecken Sie den Laser Gerätestecker in eine elektrische Beschützer.
    4. Decken Sie die Spitze der Laser-Sonde mit einem transparenten Nylon Film um zu verhindern, dass Kratzer auf der Oberfläche ab.
    5. Schließen Sie sorgfältig die Sonde auf den Kanal des Laser-Gerät.
    6. Das Lasergerät einschalten und warten ein paar Sekunden zum Aufwärmen.
    7. Einstellen Sie die Laserbehandlung/Parameter, einschließlich der Bestrahlung Zeit und Betriebs-Modus.
    8. Bestimmen Sie in Abwesenheit von Proben die durchschnittliche Leistung des Lasers durch Kontaktaufnahme mit der Spitze der Sonde in den aktiven Bereich des Leistungsmessers auf dem Lasergerät. Notieren Sie den Wert.
    9. Wiederholen Sie die Kalibrierung (Schritt 2.1.8) mindestens 5 X zu lesen, den Vorfall Kräfte aus des Leistungsmessers Bildschirm, und zeichnen Sie die Werte.
    10. Vorsichtig eine Maus durch die dorsale Haut von den Hals des Tieres in der Handfläche einer Hand zu halten und den Kopf zu immobilisieren.
      Hinweis: In das aktuelle Protokoll der Lasersonde auf der Bregma Zone befindet sich ~ 3 mm rostral, eine Linie zwischen der internen Basis der Ohren ist.
    11. Legen Sie die Sondenspitze leicht direkt auf die Kopfhaut auf der Mittellinie, ca. 3 mm rostral zu einer Linie durch die vordere Basis der Ohren.
      Hinweis: Halten Sie die Sonde in einem ca. 45° Winkel zur Ebene des Bauches.
    12. Zur Vermeidung von direkten Einstrahlung auf das Tier Augen zuerst wenden Sie sich an die Spitze der Sonde auf den Kopf, und schalten Sie dann das Lasergerät.
    13. Schalten Sie den Laser und halten Sie die Sonde bis zum Abschluss der Bestrahlung stabil zu.
    14. Nach dem Ende der Therapie der Kopf der Lasersonde entziehen und sanft die Maus zu seinen Käfig zurückkehren.
    15. Schalten Sie den Lasergerät und trennen Sie die Sonde aus dem Gerät.
    16. Reinigen Sie die Laser-Probe mit einer entsprechenden optischen Reiniger.
    17. Übertragen Sie die Mäuse auf der Tierstation.

(3) Verhaltens Aufgaben

  1. Open-Feldtest
    1. Bewerten der Bewegungsorgane Aktivität jeder Maus durch die insgesamt zurückgelegte Strecke während einer offenen Feldversuch als zuvor beschriebenen15.
  2. Barnes Labyrinth Aufgabe
    1. Apparat
      Hinweis: Die räumliche lernen und Gedächtnis Aufgabe erfolgt in einem Barnes Labyrinth16. Das Gerät für diese Neurobehavioral Aufgabe besteht aus einer runden Plattform aus schwarzem Holz (95 cm Durchmesser) mit 20 gleich weit entfernt, 5 cm Durchmesser Runde Löcher, die auf der Plattform, 3 cm vom Umkreis befinden. Der Apparat ist erhöhte 50 cm über dem Boden zu verhindern, dass das Tier nach unten klettern. Eine bewegliche schwarze Kunststoff-Flucht-Box (20 x 15 cm x 5 cm) befindet sich unter dem Loch zu entkommen. Ein schwarzes Labyrinth ist weiße Mäuse zu Testzwecken verwendet, und eine schwarze Matte sollte unter dem Labyrinth gesetzt werden, wenn eine Software tracking-System verwendet wird.
      1. Legen Sie die Labyrinth-Vorrichtung, in der Mitte ein ruhiges Zimmer mit hellen Beleuchtung.
      2. Setzen Sie ein Zeichen "Geben Sie" auf der Außenseite der Tür Aufgabe.
      3. Befestigen Sie visuell-räumlich Hinweise an den Umfassungswänden.
      4. Positionieren Sie eine digitale Videokamera über der Labyrinth-Plattform.
      5. Reinigen Sie die Oberfläche der Labyrinth-Plattform mit 70 % Ethanol, unerwünschte olfaktorische Signale zu entfernen.
      6. Fügen Sie eine kleine Menge an Einstreu aus das Tier nach Hause Käfig an der Innenseite des Feldes Flucht als eine olfaktorische Cue dienen.
    2. Anpassung-Sitzung
      1. Bringen Sie jede Maus Aufgabe Zimmer ca. 30 min vor Beginn des Experiments, in Reihenfolge für die Maus gewöhnt werden.
      2. Entfernen Sie die Maus aus seinem Käfig und legen Sie das Tier vorsichtig in die Flucht-Box für 1 min.
    3. Trainingseinheit
      Hinweis: Das Training ist für jede Maus an 4 aufeinander folgenden Tagen wiederholt.
      1. Entfernen Sie vorsichtig die Maus aus Feld zu entkommen.
      2. Platzieren Sie den Mauszeiger in die Mitte der Arena; dann setzen Sie die Start-Kammer auf die Maus.
      3. Entfernen Sie die Start-Kammer nach 10 s, und lassen Sie die Maus, um die Arena für 3 min zu erkunden.
      4. Bewegen Sie leise auf den Computerbereich und setzen auf Noise-Cancelling-Kopfhörer.
      5. Lösen Sie eine negative auditive Anregung bestehend aus ein lautes Geräusch von White von etwa 80 dB auf der Bahnsteigebene aus und beginnen Sie, Videoaufnahmen der Maus.
      6. Schalten Sie das weiße Rauschen und stoppen Sie Videoaufnahmen betritt die Maus Feld Flucht zu. Lassen Sie das Tier in der Box für 1 min ungestört bleiben.
      7. Entfernen Sie die Maus aus dem Feld zu entkommen, und setzen Sie es wieder in seinen Käfig.
      8. Wiederholen Sie die Schritte 3.4.2 durch 3.4.7 4 X pro Tag, mit 3 min Intervalle zwischen den wiederholten versuchen.
        Hinweis: Zwischen allen Prüfungen entfernen Sie Urin oder Kot von der Arena-Oberfläche zu und reinigen Sie das Labyrinth mit 70 % Ethanol.
    4. Sonde Probetraining
      1. Im Anschluss an die letzte Ausbildung Prüfung entfernen 24 h später Feld Flucht aus dem Labyrinth-Plattform und wiederholen Sie die Schritte 3.4.2 durch 3.4.5.
      2. Schalten Sie nach 3 min das weiße Rauschen und Videoaufnahmen zu stoppen. Entfernen Sie die Maus von der Labyrinth-Arena und setzen Sie es wieder in seinen Käfig.
      3. Nachdem alle Tiere getestet haben, reinigen Sie die Labyrinth-Plattform und die Start-Kammer. Schalten Sie das Raumlicht und entfernen Sie das Zeichen "Geben Sie" von der Tür.
      4. Speichern Sie die Videoaufnahmen aus der Testsitzungen auf eine externe Festplatte zur weiteren Analyse.
      5. Richten Sie die Video-Tracking-Software-Programm und Extrakt der Parameter von Interesse aus den aufgezeichneten Videos, darunter die Latenzzeit, die Ziel-Loch während 4 Tagen Trainingseinheiten zu finden und die Zeit in der Ziel-Quadranten während die Sonde Probetraining verbrachte.

(4) biochemische Bewertung

  1. ATP-Werte im hippocampus
    1. Jede Maus mit einer intraperitonealen Injektion einer Mischung von Ketamin (100 mg pro Gramm Körpergewicht) und Xylazin (10 mg pro Gramm Körpergewicht) tief zu betäuben.
    2. Enthaupten Sie das Tier zu und entfernen Sie schnell das Hirngewebe aus dem Schädel.
    3. Sezieren Sie, Hippocampus und homogenisieren Sie das Gewebe im eiskalten Probenpuffer (bereitgestellt durch das Kit) mit einem Gewebe-Homogenisator zu.
    4. Zentrifugieren Sie sofort das Homogenat bei 2.000 X g für 3 min bei 4 ° C.
    5. Übertragen des Überstands in ein sauberes Röhrchen.
    6. Bewerten der hippocampal ATP Niveaus, mit die photometrische Methode wie oben beschrieben11.

Ergebnisse

Statistische Analysen

Die statistische Auswertung der Daten aus den Barnes Schulungen wurde von zwei-Wege-ANOVA analysiert; die anderen Verhaltensstörungen Tests und Analyse der hippocampalen ATP-Werte zwischen den Gruppen wurden durch einfache ANOVA, gefolgt von Tukey post-hoc-Test durchgeführt. Alle Daten werden ausgedrückt als ± Standardfehler des Mittelwertes (SEM), bedeutet mit Ausnahme der Laser Übert...

Diskussion

Wir beschreiben ein Protokoll für die Durchführung einer transkranielle PBMT Verfahren bei Mäusen. Dieses Protokoll ist gezielt für Neurowissenschaften Laboratorien, die Photobiomodulation Forschung konzentrierte sich auf Nagetiere durchführen. Jedoch kann dieses Protokoll zu anderen Versuchstieren angepasst werden, die häufig im Bereich Neurowissenschaften wie Kaninchen, Katze, Hund oder Affe verwendet werden.

Derzeit gibt es verstärktes Interesse bei der Untersuchung transkranielle PB...

Offenlegungen

Die P.C. Gehalt wurde unterstützt von der Harvard-Psychiatrie-Abteilung (Dupont-Warren Fellowship und Livingston Award), durch das Gehirn und Verhalten Research Foundation (NARSAD Young Investigator Award) und von der Photothera Inc. uneingeschränkten Grant. Die Droge Spende kam von TEVA. Reisekostenerstattung kam von Pharmacia Upjohn. P.C. erhielt Beratungsgebühren von Janssen Forschung und Entwicklung. P.C. hat mehrere Patente im Zusammenhang mit der Verwendung von Nah-Infrarot-Licht in der Psychiatrie. PhotoMedex, Inc. gelieferten vier Geräte für eine klinische Studie. P.C. wird finanziell uneingeschränkten von Litecure Inc., eine Studie über transkranielle Photobiomodulation für die Behandlung von großen depressive Störungen und zur Durchführung einer Studie an gesunden Probanden. P.C. gründeten eine Unternehmen (Niraxx-Licht-Therapie) konzentriert sich auf die Entwicklung der neuen Modalitäten der Behandlung aufgrund der Nah-Infrarot-Licht; Er ist auch ein Berater für das gleiche Unternehmen. P.C. finanziell unterstützt von zerebralen Wissenschaften zur Durchführung einer Studie über die transkranielle Photobiomodulation für generalisierte Angststörung. Die anderen Autoren haben keine Interessenkonflikte offenlegen.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde unterstützt durch einen Zuschuss aus den Tabriz Universität der medizinischen Wissenschaften (gewähren Nr. 61019) S.S-e. und Veröffentlichung von LiteCure LLC, Newark, DE, USA, L.D.T. Die Autoren möchten die Abteilung Immunologie und Education Development Center (EDC) der Tabriz Universität der medizinischen Wissenschaften für ihre freundliche Unterstützung bedanken.

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
KetamineAlfasan#1608234-01
XylazineAlfasan#1608238-01
AgaroseSigma#A4679
SuperglueQuickstar
VibratomeCampden Instruments#MA752-707
Optical glassSail Brand#7102
Power meterThor labs#PM100D
Photodiode detectorThor labs#S121C
CaliperPittsburgh
GaAlAs laserThor Photomedicine
Etho VisionNoldus
CentrifugeFroilabo#SW14R
EarmuffsBlue Eagle
Digital cameraVisionlite#VCS2-E742H
Sterio amplifierSony
EthanolHamonteb#665.128321
Barnes mazeCostom-made
ATP assay kitSigma#MAK190
Elisa readerAwareness#Stat Fax 2100

Referenzen

  1. Chung, H., et al. The nuts and bolts of low-level laser (light) therapy. Annals of Biomedical Engineering. 40 (2), 516-533 (2012).
  2. Salehpour, F., et al. Brain Photobiomodulation Therapy: a Narrative Review. Molecular Neurobiology. , 1-36 (2018).
  3. Hamblin, M. R. Shining light on the head: photobiomodulation for brain disorders. BBA Clinical. 6, 113-124 (2016).
  4. Karu, T. I., Pyatibrat, L. V., Kolyakov, S. F., Afanasyeva, N. I. Absorption measurements of a cell monolayer relevant to phototherapy: reduction of cytochrome c oxidase under near IR radiation. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 81 (2), 98-106 (2005).
  5. de Freitas, L. F., Hamblin, M. R. Proposed mechanisms of photobiomodulation or low-level light therapy. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 22 (3), 348-364 (2016).
  6. Xuan, W., Vatansever, F., Huang, L., Hamblin, M. R. Transcranial low-level laser therapy enhances learning, memory, and neuroprogenitor cells after traumatic brain injury in mice. Journal of Biomedical Optics. 19 (10), 108003 (2014).
  7. DeTaboada, L., et al. Transcranial application of low-energy laser irradiation improves neurological deficits in rats following acute stroke. Lasers in Surgery and Medicine: The Official Journal of the American Society for Laser Medicine and Surgery. 38 (1), 70-73 (2006).
  8. De Taboada, L., et al. Transcranial laser therapy attenuates amyloid-β peptide neuropathology in amyloid-β protein precursor transgenic mice. Journal of Alzheimer’s Disease. 23 (3), 521-535 (2011).
  9. Oueslati, A., et al. Photobiomodulation suppresses alpha-synuclein-induced toxicity in an AAV-based rat genetic model of Parkinson’s disease. PloS One. 10 (10), e0140880 (2015).
  10. Xu, Z., et al. Low-level laser irradiation improves depression-like behaviors in mice. Molecular Neurobiology. 54 (6), 4551-4559 (2017).
  11. Salehpour, F., et al. Transcranial low-level laser therapy improves brain mitochondrial function and cognitive impairment in D-galactose–induced aging mice. Neurobiology of Aging. 58, 140-150 (2017).
  12. Grady, C. The cognitive neuroscience of ageing. Nature Reviews Neuroscience. 13 (7), 491 (2012).
  13. Beal, M. F. Mitochondria take center stage in aging and neurodegeneration. Annals of Neurology. Official Journal of the American Neurological Association and the Child Neurology Society. 58 (4), 495-505 (2005).
  14. Lu, Y., et al. Low-level laser therapy for beta amyloid toxicity in rat hippocampus. Neurobiology of Aging. 49, 165-182 (2017).
  15. Seibenhener, M. L., Wooten, M. C. Use of the open field maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice. Journal of Visualized Experiments. (96), e52434 (2015).
  16. Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A. Barnes maze testing strategies with small and large rodent models. Journal of Visualized Experiments. (84), e51194 (2014).
  17. Huang, Y. Y., Chen, A. C. H., Carroll, J. D., Hamblin, M. R. Biphasic dose response in low level light therapy. Dose Response. 7 (4), 358-383 (2009).
  18. Mohammed, H. S. Transcranial low-level infrared laser irradiation ameliorates depression induced by reserpine in rats. Lasers in Medical Science. 31 (8), 1651-1656 (2016).
  19. Zhang, Y., Zhang, C., Zhong, X., Zhu, D. Quantitative evaluation of SOCS-induced optical clearing efficiency of skull. Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 5 (1), 136 (2015).
  20. Shaw, V. E., et al. Neuroprotection of midbrain dopaminergic cells in MPTP-treated mice after near-infrared light treatment. Journal of Comparative Neurology. 518 (1), 25-40 (2010).
  21. Moro, C., et al. Photobiomodulation inside the brain: a novel method of applying near-infrared light intracranially and its impact on dopaminergic cell survival in MPTP-treated mice. Journal of Neurosurgery. 120 (3), 670-683 (2014).
  22. Reinhart, F., et al. The behavioural and neuroprotective outcomes when 670 nm and 810 nm near infrared light are applied together in MPTP-treated mice. Neuroscience Research. 117, 42-47 (2017).
  23. Sadowski, M., et al. Amyloid-β deposition is associated with decreased hippocampal glucose metabolism and spatial memory impairment in APP/PS1 mice. Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 63 (5), 418-428 (2004).

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