A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן, אנו מתארים את ההליך עבור מחקר פיילוט כדי לחקור את ההשפעה של גירוי מגנטי transcranial חוזר עם תדרים שונים (1 Hz / 20 Hz / 40 Hz / 40 הרץ) על Aβ ו Tau חילוף החומרים בנוזל השדרתי קוף רזוס.
מחקרים קודמים הראו כי משטר מהבהב אור לא פולשני וגירוי טון שמיעתי יכול להשפיע על חילוף החומרים Aβ ו tau במוח. כטכניקה לא פולשנית, גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר ונשנה (rTMS) יושם לטיפול בהפרעות ניווניות. מחקר זה בחן את ההשפעות של rTMS על רמות Aβ ו tau בנוזל השדרתי קוף רזוס (CSF). זהו מחקר חד-סמיות, בשליטה עצמית. שלושה תדרים שונים (תדר נמוך, 1 הרץ; תדרים גבוהים, 20 הרץ ו-40 הרץ) של rTMS שימשו להמרצת קליפת המוח הקדם-מצחית הדו-צדדית-דורסולטרלית (DLPFC) של קוף הרזוס. שיטת צנתור שימשה לאיסוף CSF. כל הדגימות היו נתונות לזיהוי שבבים נוזליים כדי לנתח סמנים ביולוגיים CSF (Aβ42, Aβ42/Aβ40, tTau, pTau). רמות הסמן הביולוגי CSF השתנו עם הזמן לאחר גירוי על ידי rTMS. לאחר גירוי, רמת Aβ42 ב- CSF הראתה מגמת עלייה בכל התדרים (1 הרץ, 20 הרץ ו- 40 הרץ), עם הבדלים משמעותיים יותר עבור התדרים הגבוהים (p < 0.05) מאשר עבור התדר הנמוך.
לאחר rTMS בתדר גבוה, רמת הטאו (tTau) הכוללת של CSF עלתה מיד בנקודת הזמן שלאחר rTMS (p < 0.05) וירדה בהדרגה ב- 24 שעות. יתר על כן, התוצאות הראו כי רמת טאו זרחן (pTau) עלה מיד לאחר 40 Hz rTMS (p < 0.05). היחס בין Aβ42/Aβ40 הראה מגמת עלייה של 1 הרץ ו-20 הרץ (p < 0.05). לא היה הבדל משמעותי ברמות הטאו עם גירוי בתדר נמוך (1 הרץ). לפיכך, תדרים גבוהים (20 הרץ ו-40 הרץ) של rTMS עשויים להיות בעלי השפעות חיוביות על רמות Aβ ו- tau ב- CSF של קופי רזוס, בעוד rTMS בתדר נמוך (1 הרץ) יכולים להשפיע רק על רמות Aβ.
עמילואיד-β (Aβ) ו tau הם סמנים ביולוגיים CSF חשובים. Aβ מורכב מ-42 חומצות אמינו (Aβ1-42), שהוא תוצר של חלבון הקדמה עמילואיד טרנסממברן (APP) שעבר הידרוליזה על ידי β- ו-γ-secretases1. Aβ1-42 עשוי להצטבר לתוך לוחות עמילואיד חוץ תאיים במוח בגלל מאפייני המסיסות שלה1,2. טאו הוא חלבון הקשור למיקרוטובולה שנמצא בעיקר באקסון ומעורב בהובלה אקסונית אנטרוגרדית3. היפרפוספורילציה לא תקינה של טאו נגרמת בעיקר על ידי חוסר האיזון בין קינאזים ופוספטזות, וכתוצאה מכך ניתוק של טאו ממיקרוטובולים ויצירת סבך נוירופיברילררי (NFT)1. הריכוז של טאו עולה ב- CSF מכיוון שחלבוני טאו טאו וזרחן (pTau) משתחררים לחלל החוץ תאי במהלך התהליך הנוירודגנרטיבי. מחקרים קודמים הראו כי סמנים ביולוגיים CSF רלוונטיים לשלושת השינויים הפתולוגיים העיקריים של המוח מחלת האלצהיימר (AD): לוחות עמילואיד חוץ תאיים, היווצרות NFT תאית, ואובדן נוירונים4. ריכוזים חריגים של Aβ ו tau נוכחים בשלב המוקדם של AD, ובכך מאפשרים אבחון מוקדם לספירה5,6.
בשנת 2016, צאי ואח ' מצא כי הבהוב אור לא פולשני (40 הרץ) הפחית את רמות Aβ1-40 ו Aβ1-42 בקליפת המוח החזותית של עכברים לפני הפקדה7. לאחרונה, הם דיווחו עוד כי גירוי טון שמיעתי (40 הרץ) שיפור זיהוי וזיכרון מרחבי, ירידה ברמות חלבון עמילואיד בהיפוקמפוס וקליפת המוח השמיעתית (AC) של עכברי 5XFAD, וירידה בריכוזי pTau במודל טאופתיה P301S8. תוצאות אלה מצביעות על כך שטכניקות לא פולשניות יכולות להשפיע על חילוף החומרים של Aβ ו- tau.
ככלי לא פולשני, גירוי מגנטי גולגולתי (TMS) יכול לעורר חשמלית רקמה עצבית, כולל חוט השדרה, עצבים היקפיים וקליפת המוח9. יתר על כן, זה יכול לשנות את ההתרגשות של קליפת המוח באתר מגורה ובקשרים פונקציונליים. לכן, TMS שימש לטיפול בהפרעות ניווניות ובדיקות פרוגנוסטיות ואבחון. הצורה הנפוצה ביותר של התערבות קלינית ב- TMS, rTMS, יכולה לגרום להפעלת קליפת המוח, לשנות את ההתרגשות של קליפת המוח, ולווסת את התפקוד הקוגניטיבי / מוטורי.
דווח כי 20 Hz rTMS היה אפקט נוירו-הגנתי במבחנה נגד גורמי לחץ חמצוני, כולל גלוטמט ו Aβ ושיפר את הכדאיות הכוללת של תאי HT22 היפוקמפוס חד שבטי בעכברים10. לאחר גירוי rTMS של 1 הרץ, האנזים β 1, APP-cleaving 1, APP, ורסיסי מסוף C שלו בהיפוקמפוס הופחתו במידה ניכרת. ראוי לציין, הליקוי של potentiation לטווח ארוך, למידה מרחבית, וזיכרון בהיפוקמפוס CA1 היה הפוך 11,12. Bai ואח ' חקר את ההשפעה של rTMS על תפקוד תנודת גמא הנגרמת על ידי Aβ במהלך בדיקת זיכרון עבודה. הם הגיעו למסקנה כי rTMS יכול להפוך תפקוד לקוי הנגרמת על ידי Aβ, וכתוצאה מכך יתרונות פוטנציאליים עבור זיכרון עבודה13. עם זאת, ישנם דיווחים מעטים על ההשפעות של rTMS על חילוף החומרים טאו ואת השינויים הדינמיים Aβ ו tau ב CSF לפני ואחרי rTMS. פרוטוקול זה מתאר את ההליך לבדיקת ההשפעות של rTMS בתדרים שונים (תדירות נמוכה, 1 הרץ; תדרים גבוהים,20 הרץ, ו 40 הרץ) על רמות Aβ ו tau ב CSF קוף רזוס.
כל הניסויים בוצעו תחת ההנחיה לטיפול ושימוש בחיות מעבדה, שגובשה על ידי משרד המדע והטכנולוגיה של הרפובליקה העממית של סין, כמו גם את עקרונות הצהרת באזל. האישור ניתן על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים של בית החולים הסיני המערבי של אוניברסיטת סצ'ואן (צ'נגדו, סין). איור 1 מציג את עיצוב המחקר החד-סמיות הנשלט על ידי עצמו המשמש כאן.
1. התקני rTMS
2. בעלי חיים
3. שיטת דגימת CSF CSF של בור מים סדרתי
4. אימון אדפטיבי כיסא קוף
5. אימון אדפטיבי rTMS/גירוי מזויף
6. פרוטוקול טיפול
7. סמנים ביולוגיים CSF
8. שיטת איסוף וזיהוי אינדקסים של CSF
9. ניתוח סטטיסטי
התוצאות הראו כי rTMS יכול להשפיע על רמות Aβ ו tau ב CSF קוף רזוס. רמות הסמן הביולוגי CSF השתנו עם הזמן לאחר גירוי rTMS בתדרים שונים (1 הרץ, 20 הרץ ו- 40 הרץ).
Aβ42 ו Aβ42/Aβ40
כפי שניתן לראות באיור 4A, לאחר ?...
Aβ1-42, סמן ביולוגי מבוסס היטב של AD, הוא סמן ביולוגי מרכזי CSF הקשורים חילוף החומרים Aβ ו היווצרות פלאק עמילואיד במוח, היה בשימוש נרחב בניסויים קליניים במרפאה26. מחקרים אחרונים הראו כי יחס CSF Aβ42/Aβ40 הוא סמן ביולוגי אבחוני טוב יותר של AD מאשר Aβ42 לבד כי זה אינדיק?...
למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.
המחברים רוצים להודות סצ'ואן גרין-האוס ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ על מתן כיסא הקופים והתקנים יחסיים אחרים. מחקר זה לא קיבל מענק ספציפי מאף סוכנות מימון במגזר הציבורי, המסחרי או ללא מטרות רווח.
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