रीसस बंदर मस्तिष्कमेरु द्रव में ए और ताऊ के स्तर के दोहराए जाने वाले ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना पर एक पायलट अध्ययन
Summary
यहां, हम एक पायलट अध्ययन के लिए प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए विभिन्न आवृत्तियों (1 हर्ट्ज / 20 हर्ट्ज / 40 हर्ट्ज) के साथ दोहराए जाने वाले ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना के प्रभाव का पता लगाने के लिए एक π और रीसस बंदर मस्तिष्कमेरु द्रव में ताऊ चयापचय पर।
Abstract
पिछले अध्ययनों से पता चला है कि एक गैर-इनवेसिव लाइट-झिलमिलाहट शासन और श्रवण स्वर उत्तेजना मस्तिष्क में ए और ताऊ चयापचय को प्रभावित कर सकती है। एक गैर-इनवेसिव तकनीक के रूप में, दोहराए जाने वाले ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना (आरटीएमएस) को न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों के उपचार के लिए लागू किया गया है। इस अध्ययन ने रीसस बंदर मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) में ए और ताऊ के स्तर पर आरटीएमएस के प्रभावों का पता लगाया। यह एक एकल-अंधा, आत्म-नियंत्रित अध्ययन है। रीसस बंदर के द्विपक्षीय-डोरसोलेटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (डीएलपीएफसी) को उत्तेजित करने के लिए आरटीएमएस की तीन अलग-अलग आवृत्तियों (कम आवृत्ति, 1 हर्ट्ज; उच्च आवृत्तियों, 20 हर्ट्ज और 40 हर्ट्ज) का उपयोग किया गया था। सीएसएफ एकत्र करने के लिए कैथीटेराइजेशन विधि का उपयोग किया गया था। सभी नमूनों को सीएसएफ बायोमार्कर का विश्लेषण करने के लिए तरल चिप का पता लगाने के अधीन किया गया था (Aπ42, Aπ42 / Aπ40, tTau, pTau)। सीएसएफ बायोमार्कर का स्तर आरटीएमएस द्वारा उत्तेजना के बाद समय के साथ बदल गया। उत्तेजना के बाद, सीएसएफ में Aπ42 स्तर ने सभी आवृत्तियों (1 हर्ट्ज, 20 हर्ट्ज, और 40 हर्ट्ज) पर एक ऊपर की ओर रुझान दिखाया, जिसमें कम आवृत्ति की तुलना में उच्च-आवृत्तियों (पी < 0.05) के लिए अधिक महत्वपूर्ण अंतर थे।
उच्च आवृत्ति आरटीएमएस के बाद, सीएसएफ का कुल ताऊ (टीटीएयू) स्तर तुरंत पोस्ट-आरटीएमएस टाइमपॉइंट (पी < 0.05) पर बढ़ गया और धीरे-धीरे 24 घंटे तक कम हो गया। इसके अलावा, परिणामों से पता चला है कि फॉस्फोराइलेटेड ताऊ (pTau) का स्तर 40 हर्ट्ज आरटीएमएस (पी < 0.05) के तुरंत बाद बढ़ गया। Aπ42/Aπ40 के अनुपात ने 1 हर्ट्ज और 20 हर्ट्ज (p < 0.05) पर एक ऊपर की ओर रुझान दिखाया। कम आवृत्ति (1 हर्ट्ज) उत्तेजना के साथ ताऊ के स्तर में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था। इस प्रकार, RTMS की उच्च-आवृत्तियों (20 हर्ट्ज और 40 हर्ट्ज) का रीसस बंदर CSF में Aπ और ताऊ के स्तर पर सकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है, जबकि कम आवृत्ति (1 हर्ट्ज) RTMS केवल Aπ स्तरों को प्रभावित कर सकता है।
Introduction
अमाइलॉइड-β (ए π) और ताऊ महत्वपूर्ण सीएसएफ बायोमार्कर हैं। Aπ में 42 अमीनो एसिड (Aπ1-42) होते हैं, जो ट्रांसमेम्ब्रेन अमाइलॉइड अग्रदूत प्रोटीन (एपीपी) का उत्पाद है जो β- और γ-secretases1 द्वारा हाइड्रोलाइज्ड होता है। Aπ1-42 अपनी घुलनशीलता विशेषताओं के कारण मस्तिष्क में बाह्य कोशिकीय अमाइलॉइड सजीले टुकड़े में एकत्रित हो सकता है1,2. ताऊ एक सूक्ष्मनलिकाएं से जुड़ा प्रोटीन है जो मुख्य रूप से अक्षतंतुओं में मौजूद होता है और एंटेरोग्रेड चेताक्षीय परिवहन 3 में शामिल होता है। असामान्य ताऊ हाइपरफॉस्फोराइलेशन मुख्य रूप से किनेसेस और फॉस्फेट के बीच असंतुलन से प्रेरित होता है, जिसके परिणामस्वरूप सूक्ष्मनलिकाएं से ताऊ की टुकड़ी और न्यूरोफिब्रिलरी टैंगल्स (एनएफटी) 1 का गठन होता है। सीएसएफ में ताऊ की एकाग्रता बढ़ जाती है क्योंकि ताऊ और फॉस्फोराइलेटेड ताऊ प्रोटीन (पीटीएयू) न्यूरोडीजेनेरेटिव प्रक्रिया के दौरान बाहरी अंतरिक्ष में जारी किए जाते हैं। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि सीएसएफ बायोमार्कर अल्जाइमर रोग (एडी) मस्तिष्क के तीन मुख्य रोग संबंधी परिवर्तनों के लिए प्रासंगिक हैं: एक्स्ट्रासेल्युलर एमिलॉयड सजीले टुकड़े, इंट्रासेल्युलर एनएफटी गठन, और न्यूरॉन हानि 4। एडी के शुरुआती चरण में मौजूद ए और ताऊ की असामान्य सांद्रता, इस प्रकार प्रारंभिक एडी निदान 5,6 की अनुमति देती है।
2016 में, त्साई एट अल ने पाया कि गैर-इनवेसिव लाइट-फ्लिकरिंग (40 हर्ट्ज) ने पूर्व-जमा करने वाले चूहों के दृश्य प्रांतस्था में Aπ1-40 और Aπ1-42 के स्तर को कम कर दिया। हाल ही में, उन्होंने आगे बताया कि श्रवण टोन उत्तेजना (40 हर्ट्ज) ने मान्यता और स्थानिक स्मृति में सुधार किया, हिप्पोकैम्पस और 5XFAD चूहों के श्रवण प्रांतस्था (एसी) में अमाइलॉइड प्रोटीन के स्तर को कम कर दिया, और P301S टौपैथी मॉडल 8 में pTau सांद्रता में कमी आई। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि गैर-इनवेसिव तकनीकें ए और ताऊ चयापचय को प्रभावित कर सकती हैं।
एक गैर-इनवेसिव उपकरण के रूप में, ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना (टीएमएस) रीढ़ की हड्डी, परिधीय तंत्रिकाओं और सेरेब्रल कॉर्टेक्स 9 सहित तंत्रिका ऊतक को विद्युत रूप से उत्तेजित कर सकती है। इसके अलावा, यह उत्तेजित साइट पर और कार्यात्मक कनेक्शन में सेरेब्रल कॉर्टेक्स की उत्तेजना को संशोधित कर सकता है। इसलिए, टीएमएस का उपयोग न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों और भविष्यवाणी और नैदानिक परीक्षणों के उपचार में किया गया है। टीएमएस, आरटीएमएस में नैदानिक हस्तक्षेप का सबसे आम रूप, कॉर्टेक्स सक्रियण को प्रेरित कर सकता है, कॉर्टेक्स की उत्तेजना को संशोधित कर सकता है, और संज्ञानात्मक / मोटर फ़ंक्शन को विनियमित कर सकता है।
यह बताया गया था कि 20 हर्ट्ज आरटीएमएस में ग्लूटामेट और ए सहित ऑक्सीडेटिव तनावों के खिलाफ इन विट्रो न्यूरोप्रोटेक्टिव प्रभाव था और चूहों 10 में मोनोक्लोनल हिप्पोकैम्पल एचटी 22 कोशिकाओं की समग्र व्यवहार्यता में सुधार हुआ था। 1 हर्ट्ज आरटीएमएस उत्तेजना के बाद, β-साइट एपीपी-क्लीविंग एंजाइम 1, एपीपी, और हिप्पोकैम्पस में इसके सी-टर्मिनल टुकड़े काफी कम हो गए थे। विशेष रूप से, हिप्पोकैम्पस CA1 में दीर्घकालिक potentiation, स्थानिक सीखने, और स्मृति की हानि को उलट दिया गया था11,12। Bai et al. ने एक कार्यशील स्मृति परीक्षण के दौरान Aπ-प्रेरित गामा दोलन शिथिलता पर RTMS के प्रभाव की जांच की। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि RTMS ए π-प्रेरित शिथिलता को उलट सकता है, जिसके परिणामस्वरूप काम करने वाली मेमोरी 13 के लिए संभावित लाभ होते हैं। हालांकि, ताऊ चयापचय पर आरटीएमएस के प्रभावों और आरटीएमएस से पहले और बाद में सीएसएफ में ए और ताऊ में गतिशील परिवर्तनों पर कुछ रिपोर्टें हैं। यह प्रोटोकॉल रीसस बंदर सीएसएफ में ए और ताऊ स्तरों पर विभिन्न आवृत्तियों (कम आवृत्ति, 1 हर्ट्ज; उच्च आवृत्तियों, 20 हर्ट्ज, और 40 हर्ट्ज) पर आरटीएमएस के प्रभावों की जांच करने की प्रक्रिया का वर्णन करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
ए 1-42, एडी का एक अच्छी तरह से स्थापित बायोमार्कर, मस्तिष्क में ए चयापचय और अमाइलॉइड पट्टिका गठन से संबंधित एक सीएसएफ कोर बायोमार्कर है और व्यापक रूप से नैदानिक परीक्षणों और क्लिनिक 26 में उपय?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों को सिचुआन ग्रीन हाउस बायोटेक कं, लिमिटेड बंदर कुर्सी और अन्य रिश्तेदार उपकरणों प्रदान करने के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं. इस शोध को सार्वजनिक, वाणिज्यिक, या गैर-लाभकारी क्षेत्रों में किसी भी फंडिंग एजेंसी से कोई विशिष्ट अनुदान नहीं मिला।
Materials
| 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 |
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