전방 시상 핵의 깊은 뇌 자극 후 쥐 해마의 유전자 발현 변화 분석

전기적으로 뇌 회로를 자극 할 가능성이 ² 탐험 때 신경 외과 기술로 뇌 심부 자극의 발전 뒤에 역사는 1870 년대로 거슬러 올라간다. 신경 장애의 치료 만성 고주파 자극의 사용은 1960 년에 시작 ^3. 나중에 만성 이식 DBS 전극 ^4-6의 출현으로 1990 년, DBS로 처리 하였다 신경 질환의 수는 계속 증가. 뇌 심부 자극 태성 진전 제 ⁶ 치료제로 미국에서 사용 하였다. 오늘 수술은 현재 약물의 개입에 의해 치료할 수있는 신경 질환을 치료하는 데 널리 사용된다. DBS는 현재 파킨슨 병 및 근긴장 ^7-9의 운동 장애를 치료하는 데 사용된다. 알츠하이머 형 치매, 헌팅 톤병, 간질, 통증 및 신경 정신 질환 우울증, 강박 장애, 뚜렛7; 증후군 및 중독 DBS ^10-12로 처리 의무 조건의 일부입니다. DBS 수술 FDA는 파킨슨 병, 및 근육 긴장 태성 진전을 치료하기위한 승인을하는 동안, 상기 언급 된 기타 상태의 치료를위한 DBS의 사용은 환자 ^{(13, 14)에} 많은 가능성을 제공하는 랩의 다양한 단계 및 임상 연구이다.

임상 적으로, DBS 수술은 두 단계로 수행된다. 첫 번째 단계는 방사선 수술 위치의 조합을 이용하여 해부학 적 위치에 타겟 DBS 전극을 위치시키는 것을 포함한다, CT, MRI뿐만 아니라 향상된 정밀도를 미세 판독. 두 번째 단계는 환자의 가슴 윗부분에 펄스 발생기를 주입하는 것을 포함하고 연장 설치는 펄스 발생기에 두피로부터 리드. 신경 학적 조건에 기초하여, 펄스 발생기의 프로그래밍을위한 여러 방식이 규격화되어​​ 있고 원하는 전압을 제공하기 위해 사용될 것이다. 최종 권최소 전압 ¹⁵ 가장 임상 적 응답을 수신하도록 다케는 단계적으로 진행한다. 그러나, 우리의 연구에서 만성 DBS 임플란트 달리 간략화를 위해 임상 적으로 사용 된, 우리는 동물 모델에서 (1 시간 동안) 한번 고주파 자극을 연구에 의존했다.

우리의 연구 그룹의 일부는 치료 – 간질 DBS 수술의 사용을 연구에 초점을 맞추고있다. 고주파 자극을 사용하여 정위 수술 방법은 간질 ^10,16,17의 모든 발생률의 약 30 %를 구성하는 의학적 내화물 간질을 치료하는 효과적인 옵션으로 많은 다른 사람에 의해 탐구하고있다. 깊은 소뇌 핵뿐 아니라 피질 표면 타겟팅 소뇌 자극 ^{10,18,19 간질을} 치료 표적으로 이전에 사용되어왔다. 또한, 해마 자극도 시도했지만 혼합 된 결과 ^{(20, 21)와} 함께하고있다. 다른 일부 조사간질에 대한 DBS 목표는 대뇌 피질, 시상, 시상 핵과 미주 신경 ^(8)를 포함한다. 그러나 지난 몇 년 동안 여러 연구에서 다음과 같은 결과는, 전방 시상 핵 (ATN)은 간질 치료 ^10,22에 대한 가장 일반적인 DBS 대상으로 떠오르고있다. 신경 해부학 회로, 및 동물 모델로부터의 결과에 대한 지식에 기초하여, 여러 연구 ^23-26 간질 ^치료에 ATN의 깊은 뇌 자극 치료 효과에 초점을 맞추었다. ATN은 변연계 회로의 일부이며 발작 빈도에 영향을 미치는 뇌의 영역에 위치하고 있습니다. 로 Hamani 등. 연구, 필로 카르 핀에 의한 간질 모델에서 ATN-DBS의 효능을 시험하고 양국 간 ATN 자극이 필로 카핀에 의한 발작과 간질 중첩증 ^(24)에 대한 대기 시간을 연장 것을 발견했다. 또한, ATN의 고주파 자극의 EP pentylenetetrazol (PTZ) 모델에서 발작 빈도수를 감소였다^25,27-29 ilepsy. Lee 등 알., 내화물 부분 간질 ^{(30)의 치료에} ATN의 만성 깊은 뇌 자극에 따라 약 75 %의 발작 빈도의 평균 감소를보고했다.

치료 불응 성 간질에 대한 최근의 임상 연구는 전방 시상 핵 (ATN) ²² 대상 DBS 수술 후 유망한 결과를 보여 주었다. 치료 불응 성 간질 (SANTE 시험)에 대한 ATN의 양자 DBS를받은 110 명의 환자와 다기관 무작위 임상 시험은 약 40 % ^(31)에 의해 발작 빈도의 저하를 지적했다. 본 연구의 결과는 또한 2~3개월 포스트 수술에서 관찰 지연 최적 항 간질 효과를 시사. 토다 등의 등으로 추가적인 연구., 그들은 동물 모델 ¹ 나중에 포스트 DBS (일 3-5)에서 일어나는 신경을 보여 곳 이러한 연구 결과로 뒷받침. 또한, Encinas 등., 해마 neurogene 신고되었습니다ATN ^(32)의 고주파 자극 후 성인 마우스 치아 이랑의 동생. 이전의 연구 ^33-35은 만성 측두엽 간질과 학습 적자와 관련, 기억 손상과 자연 재발 모터 발작 같은 특정 간질의 경우 해마의 신경 발생을 감소 신고되었습니다. 또한, 이러한 동물 모델 ⁽³³⁾ 만성 간질 해마 FGF2 및 IGF-1과 신경 줄기 세포 전구 세포 인자의 감소가 있었다. 이 고려, 치아 이랑 (dentate gyrus)에서 신경의 증가를 보여 같은 DBS 등의 중재 전략 연구를위한 흥미로운 길이다. 이러한 연구 결과는 간질의 메커니즘 기본 신경 포스트 DBS 치료에 더 깊이 탐구하는 우리를 격려했다. 우리는 (대표 결과에) (데이터가보고되지 않음)뿐만 아니라 양측 모두 일방적으로 ATN을 목표로하고 쥐의 치아 이랑에서 볼 수 증가 뉴로 트로 (BDNF) 표현했다. 우리의 Current 가설은 BDNF 발현 DBS 수술의 항 간질 효과로 해석 신경 절정 유전자 발현 캐스케이드를 개시하는 것이다. 이 논문에서는 DBS의 장점을 기본 메커니즘을 연구하는 매력적인 방법으로 유전자 발현 분석 한 다음 쥐의 ATN을 대상으로 DBS 수술에 대한 우리의 방법을 제시한다.