Akupunktur ile Sıçan ve Farelerde Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) Manipülasyon ve Uyku
Summary
This paper demonstrates the performance of acupuncture, epilepsy models, and the analysis of sleep in rodents. The acupuncture procedure and the identification of acupoints are described. Pilocarpine or pentylenetetrazol (PTZ) is used to induce epilepsy. Electrocorticogram (ECoG), electromyogram (EMG), brain temperature, and locomotor activity recordings are employed for sleep analysis.
Abstract
Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little research to reveal the possible mechanisms behind these effects. To investigate the effect of acupuncture on epilepsy and sleep, several issues need to be addressed. The first is to identify the acupoints, which correspond between humans, rats, and mice. Furthermore, the depth of insertion of the acupuncture needle, the degree of needle twist in manual needle acupuncture, and the stimulation parameters for electroacupuncture (EA) need to be determined. To evaluate the effects of acupuncture on epilepsy and sleep, a feasible model of epilepsy in rodents is required. We administer pilocarpine into the left central nucleus of the amygdala (CeA) to simulate focal temporal lobe epilepsy (TLE) in rats. Intraperitoneal (IP) injection of pilocarpine induces generalized epilepsy and status epilepticus (SE) in rats. Five IP injections of pentylenetetrazol (PTZ) with a one-day interval between each injection successfully induces spontaneous generalized epilepsy in mice. Recordings of electrocorticograms (ECoGs), electromyograms (EMGs), brain temperature, and locomotor activity are used for sleep analysis in rats, while ECoGs, EMGs, and locomotor activity are employed for sleep analysis in mice. ECoG electrodes are implanted into the frontal, parietal, and contralateral occipital cortices, and a thermistor is implanted above the cerebral cortex by stereotactic surgery. EMG electrodes are implanted into the neck muscles, and an infrared detector determines locomotor activity. The criteria for categorizing vigilance stages, including wakefulness, rapid eye movement (REM) sleep, and non-REM (NREM) sleep are based on information from ECoGs, EMGs, brain temperature, and locomotor activity. Detailed classification criteria are stated in the text.
Introduction
Epilepsi tekrarlayan nöbetler hastanın yaşam boyu ortaya çıktığı yaygın bir nörolojik hastalıktır. En epilepsi nükslerin antiepileptik ilaçlar (AED'ler) tarafından iyi kontrol edilebilir. Ancak, epilepsi hastalarının yaklaşık% 30 dirençli epilepsi 1 gelişir. Epilepsi nedenleri daha nüks arttırabilir bozuklukları, uyku. Kanıt epilepsi geceleri uyku bozabilir ya da gündüz aşırı uykululuk 2,3 neden olabileceğini göstermektedir. Daha önceki çalışmalar, yani ışık ışık dönemin başlangıcı zeitgeber zaman (ZT) 0, meydana gelen bu epilepsi göstermektedir: karanlık döngüsü, uyku azalır; Bu kortikotropin salan hormon (CRH), sokma faktörü aracılık etmektedir. ZT13 (karanlık dönemin başlangıcı) en Epilepsi uyku artıran bir başka faktör homeostatik, interlökin-1 (IL-1), ifadesini artırır. epilepsi, ZT6 de ortasına oluştuğunda uyku sirkadiyen ritimler değiştirildiğiışık periyodu 4,5. Öte yandan, uyku sorunları daha da epilepsi 6 ilerlemesini ve nüks şiddetlendirebilir. Söz konusu kanıtlara dayanarak, aynı zamanda epilepsi kontrol etmek ve epilepsi hastalarında uyku kesintileri önlemek için optimal tedavi yöntemi ortaya çıkarmak için çalışıyoruz. Daha önce başarılı bir şekilde electrocorticogram (ECOG) epilepsi faaliyetleri ve epilepsi ile indüklenen uyku bozuklukları engeller, mevcut belirli bir miktar bir paslanmaz çelik iğne ile akupunktur noktasına teslim edildiği bir 10-Hz stimülasyon frekansı o elektroakupunktur (EA) Bulunan 7 . 100 Hz stimülasyon frekansı ile EA ayrıca epileptik faaliyetleri ve sıçanlarda 8,9 uyku kesintileri bozulur. Bu başarılı deneme üç faktöre bağlıdır: Birincisi, uygun bir epileptik hayvan modeli; ikinci olarak, kemirgenlerde uyku kayıt ve analiz için bir yöntem olup; ve üçüncüsü, akupunktur doğru performans ve akupunktur locati doğruluğuons.
fokal epilepsi ve jeneralize epilepsinin: Epilepsi iki ana tip olarak kategorize edilmiştir. Biz fokal temporal lob epilepsisi (TLE), jeneralize epilepsi, status epileptikus (SE) ve spontan jeneralize epilepsinin nüks ilgilendi. Bu nedenle, farklı manipülasyonlar eden deneyler için uygun epilepsi modelleri oluşturmak için uygulanır. fokal TLE kurmak için, pilokarpin bir düşük doz amigdala (CEA) sol merkez çekirdek içine tatbik edilmektedir. Bu modeli doğrulamak için, altı EcoG elektrotlar frontal (F1 ve F2), parietal (P1 ve P2) ve oksipital (O1 ve O2) sol ve sağ hemisfer hem de loblar implante ve başka bir iki referans elektrotlar (R1 & edilir R2) her iki hemisferde beyincik üzerine yerleştirilir. Ek bir mikroenjeksiyon yol gösterici kanül, cerrahi (mi, 4,2 mm; DV, bregma 7.8 mm göre, AP bregmadan 2.8 mm) sol CEA implante edilir. Koordinatlar Paxinos ve W uyarlanmıştırATSON sıçan atlas 10. fokal TLE başarıyla başlatılır, sol CEA yakın sol parietal korteks üzerinde elektrot (P1), sadece kayıt, diğer EcoG elektrotlar kaydedilen önemli epilepsi ECoGs ile baskın epileptiform ECoGs alması gerekir. sıçanlara pilokarpin intraperitoneal (İP) enjeksiyonlar epilepsi ve SE yaygın indükleyebilir, ancak bu ölümcül olabilir. her enjeksiyon arasında bir günlük aralıklarla pentilentetrazol (PTZ) ile beş IP enjeksiyonu başarılı farelerde spontan genel epilepsi neden ve farelerin hayatta kalmasını sağlamak. İki telli EcoG elektrotlar EcoG sinyallerini almaya ve kendiliğinden tekrarlayan epilepsi doğrulamak için farelerde frontal ve parietal korteks implante edilir.
Polisomnografi (PSG) uyku sırasında meydana gelen fizyolojik değişiklikleri kaydetmek kapsamlı bir yöntemdir ve nesnel olmayan hızlı göz hareketi (NREM) ve r farklı aşamalarında içine uyku sınıflandırabilirizAPID göz hareketi (REM) uykusu. PSG beyin dalgaları (EEG, EEG), göz hareketleri (elektrookülogram, EOG), iskelet kası sesleri (elektromyogram, EMG), kalp ritimleri (elektrokardiyogram, EKG) ve kan oksijen düzeyleri ve solunum parametreleri içeren vücut fonksiyonlarının parametreleri kaydeder. sıçanlarda, biz uyanıklık, NREM uyku ve REM uykusu içine uyanıklık durumları sınıflandırmak için ECoGs, EMGS, kortikal sıcaklık ve lokomotor aktiviteyi kaydedin. Farelerde uyku analizi ECoGs, EMGS ve lokomotor aktivite sonuçları kullanılarak yapılır. Sıçanlar cerrahi EcoG stereotaksik cerrahi ile frontal, parietal de elektrotlar ve kontralateral serebellar korteks vida üç ile implante edilir. uyanıklık devletler (uyanıklık, NREM uykusu ve REM uykusu) Post-satın alma belirleme ECoGs, EMG, beyin sıcaklığı ve lokomotor aktivite elde edilen parametrelere göre yapılır. Fare ve sıçanlarda hem de hayvan davranışını kategorize Ayrıntılı kriterler t tarif edilmektedirO protokol.
, farelerde ve sıçanlarda el akupunktur EA gerçekleştirmeden önce, normal stereotaksik ameliyat sırasında uygulanması anestezik yarısı dozajı zoletil düşük doz (25 mg / kg), ile anestezi edilmesi gerekir. Bu doz hayvanların enjeksiyonundan sonra 30 ila 35 dakika uyanmak için izin verir. kılavuzu akupunktur ya EA ya 30 dakika sabit bir süre ile karanlık dönemin başlangıcında gerçekleştirilir ve her bir hayvana ardışık iki veya üç gün boyunca tedavi edilir. Uyarıcı EA akımları akupunktur noktasına yerleştirilmiş olan bir paslanmaz çelik bir iğne ile, belirli bir akupunktur noktasına gönderilir. uyarıcı akım bifazik kare bakliyat bir tren, hangi darbe süresi 150 ms ve uyarım yoğunluğu 1 mA. kuru iğne kılavuzu akupunktur kullanılırsa, akupunktur yerleştirilmiş iğne 10 kez her 5 dakika seğirdi edilir. manuel akupunktur veya EA zor kısmı kemirgenlerde acupoints lokalize etmektir. locsıçan veya farelerde acupoints tirme insanlarda anatomik konumda benzer. Örneğin, ikili Fengchi acupoints insanlarda 11 anatomik konuma benzer iki kulak arasında, 3 mm uzakta boyun arka orta hattan yer almaktadır. Ayrıca, deri üzerinde, düşük empedanslı acupoints daha da doğrulanabilir. Sahte akupunktur veya sahte EA manipülasyon akupunktur veya EA deneyler için gereklidir. Sahte akupunktur veya sahte EA gibi koltuk altı 12 yakın olarak, yakın akupunktur noktası bulunan olmayan bir akupunktur noktası yapılmalıdır.
başarıyla epilepsi ve epilepsi kaynaklı uyku aksamalar üzerinde akupunktur veya EA etkilerini araştırmak amacıyla, aşağıdaki faktörler yerde olmalıdır: uygulanabilir bir epileptik hayvan modeli epileptiform ECoGs kesin analiz ve epilepsi nüks, uyanıklık durumları sınıflandırmak için bir yöntem kemirgenlerde akupunktur veya EA ve doğru performans.
Protocol
Representative Results
Discussion
uygun bir epilepsi hayvan modeli seçme, her deney amacıyla gereklidir. Hedeflerimizden biri epilepsi bastırılmasına EA etkilerini aydınlatmak etmektir. EA epilepsi terapötik etkiye gösterebilir ve antik Çin literatüründe belgelenmiştir alternatif bir ilaçtır. Ancak, bunu kanıtlamak için bilimsel kanıt eksikliği vardır. Epilepsi üzerine EA etkilerini belirlemek için, öncelikle oldukça şiddetli jeneralize nöbet veya SE daha hafif fokal epilepsi üzerinde EA etkileri üzerinde duruldu. Daha önceki…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by Ministry of Science and Technology (MOST) grants MOST104-2410-H-002-053 & NSC99-2320-B-002-026-MY3. This manuscript was edited and proofread by Mr. Brian Chang, who has experience revising professional documents.
Materials
| Drugs | |||
| Zoletil | Virbac | 50 mg/kg i.p. | |
| pilocarpine | Sigma-Aldrich | P6503 | 300 mg/kg i.p.; 1.2 mg microinjection |
| PTZ | Sigma-Aldrich | P6500 | 0.035 mg/mouse |
| polysporin | Pfizer | ||
| Surgery | |||
| ECoG electrode | Plastics One | E363/20 | screw electrode for rats |
| Pedestal | Plastics One | MS363 | |
| Cannula | Plastics One | C315G/spc | |
| Thermistor | Omega Engineering | 44008 | |
| Dental acrylic | Tempron | ||
| Stereotaxic Instrument | Stoelting | Dural arms | |
| Recording equipments | |||
| ECoG amplifier | Colbourn Instruments | V75-01 | |
| A/D Board | National Instruments | NI PCI-6033E | |
| Infrared-based motion detectors | Biobserve GmbH | custom-made | |
| ICELUS | G-System | ||
| AxoScope 10 Software | Molecular Devices | ||
| Acupuncture needs | |||
| Stainless needles | Shanghai Yanglong Medical Articles Co. | 32 gauge x 1” | |
| Functions Electrical Stimulator | I.T.O., Japan | Trio 300 | |
| AcuPen | Lhasa OMS | Pointer Excel II |
Referencias
- Regesta, G., Tanganelli, P. Clinical aspects and biological bases of drug-resistant epilepsies. Epilepsy Res. 34 (2-3), 109-122 (1999).
- Malow, B. A., Bowes, R. J., Lin, X. Predictors of sleepiness in epilepsy patients. Sleep. 20 (12), 1105-1110 (1997).
- Stores, G., Wiggs, L., Campling, G. Sleep disorders and their relationship to psychological disturbances in children with epilepsy. Child Care Health Dev. 24 (1), 5-19 (1998).
- Yi, P. L., Tsai, C. H., Lin, J. G., Lee, C. C., Chang, F. C. Kindling stimuli delivered at different times in the sleep-wake cycle. Sleep. 27 (2), 203-212 (2004).
- Yi, P. L., Chen, Y. J., Lin, C. T., Chang, F. C. Occurrence of epilepsy at different zeitgeber times alters sleep homeostasis differently in rats. Sleep. 35 (12), 1651-1665 (2012).
- Bazil, C. W. Sleep and epilepsy. Semin Neurol. 22, 321-327 (2002).
- Yi, P. L., Lu, C. Y., Jou, S. B., Chang, F. C. Low frequency electroacupuncture suppress focal epilepsy and improves epilepsy-induced sleep disruptions. J Biomed Sci. 22, 49 (2015).
- Yi, P. L., Lu, C. Y., Cheng, C. H., Tsai, Y. F., Lin, C. T., Chang, F. C. Activation of amygdala opioid receptors by electroacupuncture of Feng-Chi (GB20) acupoints exacerbates focal epilepsy. BMC Complement Altern Med. 13, 290 (2013).
- Yi, P. L., Lu, C. Y., Cheng, C. H., Tsai, Y. F., Lin, C. T., Chang, F. C. Amygdala opioid receptors mediate the electroacupuncture-induced deteriortation of sleep disruptions in epilepsy rats. J Biomed Sci. 20, 85 (2013).
- Paxinos, G., Watson, W. . The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates (4th edition). , (1998).
- Siu, F. K. W., Lo, S. C. L., Leung, M. C. P. Electro-acupuncture potentiates the disulphide-reducing activities of thioredoxin system by increasing thioredoxin expression in ischemia-reperfused rat brains. Life Sci. 77 (4), 386-399 (2005).
- Yi, P. L., Tsai, C. H., Lin, J. G., Liu, H. J., Chang, F. C. Effects of electroacupuncture at ‘Anmian’ (extra) acupoints on sleep activities in rats: the implication of the caudal nucleus tractus solitaries. J Biomed Sci. 11 (5), 579-590 (2004).
- Jou, S. B., Kao, I. F., Yi, P. L., Chang, F. C. Electrical stimulation of left anterior thalamic nucleus with high-frequency and low-intensity currents reduces the rate of pilocarpine-induced epilepsy in rats. Seizure. 22 (3), 221-229 (2012).
- Chang, F. C., Opp, M. R. Blockade of corticotropin-releasing hormone receptors reduces spontaneous waking in the rat. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 275 (3), 793-802 (1998).
- Cheng, C. H., Yi, P. L., Lin, J. G., Chang, F. C. Endogenous opiates in the nucleus tractus solitaries mediate electroacupuncture-induced sleep activities in rats. Evid Based Complement Alternat Med. 2011, 159209 (2011).
- Tsui, P., Leung, M. C. Comparison of the effectiveness between manual acupuncture and electro-acupuncture on patients with tennis elbow. Acupunct Electrother Res. 27 (2), 107-117 (2002).
- Napadow, V., Makris, N., Liu, J., Kettner, N. W., Kwong, K. K., Hui, K. K. Effects of electroacupuncture versus manual acupuncture on the human brain as measured by fMRI. Hum Brain Mapp. 24 (3), 193-205 (2005).
