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行動学

만성 저산소증 유발 인지 기능 장애의 마우스 모델에서 침술 치료

Published: December 08, 2023
doi:
10.3791/65784
, , , , , , , ,
1Heilongjiang University of Chinese Medicine, 2Hebei Provincial Key Laboratory of Luobing, 3Key Laboratory of State Administration of TCM (Cardio-Cerebral Vessel Collateral Disease), 4Hebei University of Chinese Medicine, 5Shijiazhuang Compound Traditional Chinese Medicine Technology Innovation Center, 6National Key Laboratory of Luobing Research and Innovative Chinese Medicine, 7Shijiazhuang Yiling Pharmaceutical Co., Ltd, 8The Second Affiliated Hospital of Heilongjiang University of Chinese Medicine

概要

여기에서는 만성 저산소증 마우스 모델에서 경미한 마취 및 침술 치료를 구현하고 치료 후 인지 변화를 평가하기 위한 행동 테스트를 수행하기 위한 프로토콜을 설명합니다.

Abstract

중추 신경 질환의 치료는 지속적으로 의료 분야에 중대한 도전을 제기해 왔습니다. 침술은 중국 전통 의학에 뿌리를 둔 비약리학적 치료법으로, 미세한 바늘을 신체의 정확한 지점에 삽입하는 것을 수반하며 다양한 질환을 관리하는 데 일반적으로 사용됩니다. 최근 침술은 불안 및 호흡기 질환을 포함한 다양한 신경 질환에 대한 유망한 치료 개입으로 부상했습니다. 그러나 만성 저산소증으로 인한 인지 기능 장애를 치료하는 침술의 잠재력은 아직 연구되지 않았습니다. 이 논문은 만성 저산소증으로 인한 인지 장애의 마우스 모델을 확립하고, 경미한 마취를 시행하고, 침술 치료를 수행하고, 야외 테스트 및 물 미로를 사용하여 행동 변화 및 기억 능력을 평가하기 위한 포괄적인 프로토콜을 제시합니다. 단계별 프로토콜은 인지 개선을 위해 경혈과 바늘을 정확하게 찾고 배치하는 방법에 대한 자세한 지침을 제공합니다. 이 프로토콜을 사용함으로써 연구자들은 인지 기능 장애에 대한 침술의 치료 가능성을 철저히 평가하기 위한 체계적인 연구를 수행할 수 있습니다.

Introduction

전 세계 인구는 현재 심각한 노화 문제에 직면해 있으며, 이로 인해 인지 장애의 유병률이 급격히 증가하고 있습니다. 전 세계적으로 인지 장애의 발생률은 1,000인년당 약 53.97명입니다1. 혈관 기능 장애 또는 순환기/호흡기 장애로 인한 만성 뇌 저산소증은 노화 관련 치매의 주요 위험 요인 중 하나이다2. 이전 연구에서는 대뇌 저산소증이 BACE1 발현을 수정하여 아밀로이드 β 침착을 증가시킬 수 있음을 입증했습니다3. 또한 저산소증은 신경교세포 조절 장애 및 신경염증과 관련이 있습니다 4,5. 이 문제의 규모가 커지고 있음에도 불구하고 만성 저산소증으로 인한 인지 기능 저하를 예방하기 위한 효과적인 서양 의학은 현재 부족합니다. 비약리학적 한의학, 특히 침술은 인지 장애를 치료하기 위해 수천 년 동안 사용되어 왔으며 신경퇴행성 질환을 완화하는 데 유망한 결과를 보여주었습니다 6,7. Baihui, Shenting 및 Zusanli 경혈은 인지 기능 장애 치료에 효과적인 포인트입니다 8,9. 임상연구에 따르면 전기침술치료는 혈관인지장애 환자의 몬트리올 인지평가(Montreal Cognitive Assessment, MoCA)와 간이 정신상태검사(Mini-Mental State Examination, MMSE) 점수를 유의하게 향상시키고 인지기능 장애를 효과적으로 개선하는 것으로 나타났다8. 침술이 동맥 결찰술을 가진 쥐의 기억력을 크게 향상시킬 수 있다는 연구 결과가 있지만(급성 대뇌 저산소증 모델10), 급성 대뇌 저산소증 모델, 만성 저산소증 유발 인지 장애가 있는 설치류 모델에서 침술의 효과에 대한 보고는 없습니다. 메커니즘에 대한 연구의 부족은 임상 적용을 상당히 방해했습니다.

이전 연구에서는 쥐를 8주 동안 저산소 환경에 노출시키면 뇌의 산화 스트레스와 염증 수치가 크게 증가하여 기억 기능이 저하될 수 있음을 입증했다11. 본 연구는 우리의 이해를 넓히기 위해 침술이 설치류 모델에 미치는 영향을 조사하는 것을 목표로 합니다. 그러나 반복적인 자극 동안 동요의 가능성 때문에 설치류의 침술 치료 중에 일반적으로 마취가 필요하다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 대부분의 마취제는 신경 활동을 억제하고 정보 처리를 방해하여 행동 장애를 유발할 수 있기 때문에 장기간의 마취는 생쥐의 인지 기능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다12. 여러 연구에 따르면 2.5% 세보플루란을 6시간 동안 투여하면 생쥐의 공간 기억력, 학습 능력 및 주의력이 현저히 손상될 수 있다13. 더욱이, 증거는 고용량의 마취가 마우스에서 신경 세포 사멸 또는 신경 손상을 초래할 수 있음을 시사한다14. 따라서 사용되는 전체 마취량을 최소화하기 위해 적절한 접근 방식을 식별하는 것이 필수적입니다. 이 연구에서는 인지 장애가 있는 쥐를 치료하기 위한 효과적인 침술 방법과 기억력을 평가하기 위한 행동 테스트를 소개합니다. 중요한 것은 실험 중에 투여되는 마취의 총 투여량을 효과적으로 줄일 수 있는 수정된 치료 전 마취 기술을 제시한다는 것입니다.

Protocol

동물 실험은 허베이 이링 의학 연구소 동물 연구 및 윤리 위원회(승인 번호: N2022148)의 승인을 받아 수행되었습니다. 18-22g 무게의 수컷 C57BL/6J 마우스( 재료 표 참조)를 허베이 이링 의학 연구소의 신약 평가 센터에 수용했습니다. 그들은 정상적인 음식과 깨끗한 물을 제공받았고 매일 12시간 동안 인공 조명에 노출되었습니다. 실내는 20-26 °C의 온도 범위와 40%-70%의 상대 습도를 유지했?…

Representative Results

야외 실험에서 쥐의 운동 궤적 특성화궤적 지도는 정상 그룹의 쥐가 낯선 환경에서 탐험하려는 깊은 성향을 나타낸다는 것을 보여줍니다. 그들의 활동 궤적은 주로 구석에 집중되어 있으며 전체 열린 필드(왼쪽 패널)를 덮고 있습니다. 대조적으로, 장기간 저산소증 모델 그룹의 마우스는 새로운 환경을 탐험하려는 욕구가 현저히 감소했습니다. 그들은 주로 열린 들판의 중앙(중간 …

Discussion

침술은 2,000여 년 전 중국에서 시작된 비약물적 의료 행위로, 경혈로 알려진 신체의 특정 부위에 가는 바늘을 삽입하는 것입니다. 이 지점들은 신체의 생명 에너지 또는 “기(氣)”가 흐르는 통로 또는 경락으로 연결되어 있다고 믿어진다24. 침술은 이러한 점들을 자극함으로써 신체의 균형과 조화를 회복하는 것을 목표로 한다. 만성 통증, 불안/우울증, 소화 문제, 생리통 및 호흡기 …

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작업은 허베이 S&T 프로그램(NO.E2020100001 및 NO.22372502D), 스자좡 고위급 S&T 혁신 및 기업가 정신 인재 프로젝트(07202203위)의 지원을 받았습니다.

Materials

10% paraformaldehyde solution Bioroyee (Beijing) Biotechnology Co., Ltd RL3234
ANY-maze Science  SA201 Video tracking system
C75BL/6J mice BEIJING HFK BIOSCIENCE CO.,LTD No.110322220103041767 Gender: Male,  Weight: 18–22 g
Electroacupuncture device Great Wall KWD-808 I
Hwato acupuncture  needle Suzhou Medical Appliance Factory 2655519 
Isoflurane RWD Life Science Co.,Ltd R510-22
NanoZoomer Digital Pathology Hamamatsu Photonics K. K C9600-01
Small animal anesthesia machine RWD YL-LE-A106
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参考文献

  1. Pais, R., Ruano, L., Carvalho, O. P., Barros, H. Global cognitive impairment prevalence and incidence in community dwelling older adults- A systemic review. Geriatrics. 5 (4), 84 (2020).
  2. Tian, Z., Ji, X., Liu, J. Neuroinflammation in vascular cognitive impairment and dementia: Current evidence, advances, and prospects. International Journal of Molecular Sciences. 23 (11), 6224 (2022).
  3. Yuan, Y., et al. Activation of ERK-Drp1 signaling promotes hypoxia-induced Aβ accumulation by upregulating mitochondrial fission and BACE1 activity. FEBS open bio. 11 (10), 2740-2755 (2021).
  4. Zhu, X., et al. NLRP3 deficiency protects against hypobaric hypoxia induced neuroinflammation and cognitive dysfunction. Ecotoxicology and Environmental Safety. 255, 114828 (2023).
  5. Li, B., Dasgupta, C., Huang, L., Meng, X., Zhang, L. MiRNA-210 induces microglial activation and regulates microglia-mediated neuroinflammation in neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy. Cellular & Molecular Immunology. 17 (9), 976-991 (2020).
  6. Cai, M., Lee, J. H., Yang, E. J. Electro-acupuncture attenuates cognition impairment via anti-neuroinflammation in an Alzheimer’s disease animal model. Journal of Neuroinflammation. 16 (1), 264 (2019).
  7. Xie, L., et al. Electro-acupuncture improves M2 microglia polarization and glia anti-inflammation of hippocampus in Alzheimer’s disease. Frontiers in Neuroscience. 15, 689629 (2021).
  8. Huang, L., et al. Effects of acupuncture on vascular cognitive impairment with no dementia: A randomized controlled trial. Journal of Alzheimer’s Disease: JAD. 81 (4), 1391-1401 (2021).
  9. Xi, L., Fang, F., Yuan, H., Wang, D. Transcutaneous electrical acupoint stimulation for postoperative cognitive dysfunction in geriatric patients with gastrointestinal tumor: a randomized controlled trial. Trials. 22 (1), 563 (2021).
  10. Du, S. Q., et al. Acupuncture inhibits TXNIP-associated oxidative stress and inflammation to attenuate cognitive impairment in vascular dementia rats. CNS Neuroscience & Therapeutics. 24 (1), 39-46 (2018).
  11. Zhang, C. E., et al. Hypoxia-induced tau phosphorylation and memory deficit in rats. Neuro-Degenerative Diseases. 14 (3), 107-116 (2014).
  12. Liang, X., Zhang, R. Effects of minocycline on cognitive impairment, hippocampal inflammatory response, and hippocampal Alzheimer’s related proteins in aged rats after propofol anesthesia. Disease Markers. 2022, 4709019 (2022).
  13. Lee, J. R., et al. Effect of dexmedetomidine on sevoflurane-induced neurodegeneration in neonatal rats. British Journal of Anaesthesia. 126 (5), 1009-1021 (2021).
  14. Matsumoto, Y., Fujino, Y., Furue, H. Anesthesia and surgery induce a functional decrease in excitatory synaptic transmission in prefrontal cortex neurons, and intraoperative administration of dexmedetomidine does not elicit the synaptic dysfunction. Biochemical and Biophysical Research Communications. 572, 27-34 (2021).
  15. Kraeuter, A. K., Guest, P. C., Sarnyai, Z. The open field test for measuring locomotor activity and anxiety-like behavior. Methods in Molecular Biology. 1916, 99-103 (2019).
  16. Bromley-Brits, K., Deng, Y., Song, W. Morris water maze test for learning and memory deficits in Alzheimer’s disease model mice. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (53), e2920 (2011).
  17. Lin, W., et al. TNEA therapy promotes the autophagic degradation of NLRP3 inflammasome in a transgenic mouse model of Alzheimer’s disease via TFEB/TFE3 activation. Journal of Neuroinflammation. 20 (1), 21 (2023).
  18. Liu, S., et al. A neuroanatomical basis for electro-acupuncture to drive the vagal-adrenal axis. Nature. 598 (7882), 641-645 (2021).
  19. Jang, J. H., et al. Acupuncture inhibits neuroinflammation and gut microbial dysbiosis in a mouse model of Parkinson’s disease. Brain, Behavior, and Immunity. 89, 641-655 (2020).
  20. Dong, W., et al. Electro-acupuncture improves synaptic function in SAMP8 mice probably via inhibition of the AMPK/eEF2K/eEF2 signaling pathway. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine: eCAM. 2019, 8260815 (2019).
  21. Han, Y. G., et al. Electro-acupuncture prevents cognitive impairment induced by lipopolysaccharide via inhibition of oxidative stress and neuroinflammation. Neuroscience Letters. 683, 190-195 (2018).
  22. Zhang, Q., et al. Electro-acupuncture pre-treatment ameliorates anesthesia and surgery-induced cognitive dysfunction via inhibiting mitochondrial injury and neuroapoptosis in aged rats. Neurochemical Research. 47 (6), 1751-1764 (2022).
  23. Zheng, X., et al. Electro-acupuncture ameliorates beta-amyloid pathology and cognitive impairment in Alzheimer disease via a novel mechanism involving activation of TFEB (transcription factor EB). Autophagy. 17 (11), 3833-3847 (2021).
  24. Zhou, W., Benharash, P. Effects and mechanisms of acupuncture based on the principle of meridians. Journal of Acupuncture and Meridian Studies. 7 (4), 190-193 (2014).
  25. Sun, Y., et al. Efficacy of Acupuncture For Chronic Prostatitis/Chronic Pelvic Pain Syndrome : A Randomized Trial. Annals of Internal Medicine. 174 (10), 1357-1366 (2021).
  26. Jung, J., et al. Lipidomics reveals that acupuncture modulates the lipid metabolism and inflammatory interaction in a mouse model of depression. Brain, Behavior, and Immunity. 94, 424-436 (2021).
  27. Yang, N. N., et al. Electro-acupuncture ameliorates intestinal inflammation by activating α7nAChR-mediated JAK2/STAT3 signaling pathway in postoperative ileus. Theranostics. 11 (9), 4078-4089 (2021).
  28. Shetty, G. B., Shetty, B., Mooventhan, A. Efficacy of acupuncture in the management of primary dysmenorrhea: A randomized controlled trial. Journal of Acupuncture and Meridian Studies. 11 (4), 153-158 (2018).
  29. Nurwati, I., Purwanto, B., Mudigdo, A., Saputra, K., Prasetyo, D. H., Muthmainah, M. Improvement in inflammation and airway remodelling after acupuncture at BL13 and ST36 in a mouse model of chronic asthma. Acupuncture in Medicine. 37 (4), 228-236 (2019).
  30. Li, P., et al. Acupuncture can play an antidepressant role by regulating the intestinal microbes and neurotransmitters in a rat model of depression. Medical Science Monitor. 27, 929027 (2021).
  31. Ding, N., Jiang, J., Xu, A., Tang, Y., Li, Z. Manual acupuncture regulates behavior and cerebral blood flow in the SAMP8 mouse model of Alzheimer’s disease. Frontiers in Neuroscience. 13, 37 (2019).
  32. Yang, J. W., Wang, X. R., Ma, S. M., Yang, N. N., Li, Q. Q., Liu, C. Z. Acupuncture attenuates cognitive impairment, oxidative stress and NF-κB activation in cerebral multi-infarct rats. Acupuncture in Medicine. 37 (5), 283-291 (2019).
  33. Li, X., et al. Traditional Chinese acupoint massage, acupuncture, and moxibustion for people with diabetic gastroparesis: A systematic review and meta-analysis. 医学. 101 (48), 32058 (2022).
  34. Yang, X. Y., et al. Effect of combined acupuncture-medicine anesthesia in thyroid nodule ablation and its effect on serum β-endorphin. Acupuncture Research. 45 (12), 1006-1009 (2020).
  35. Uchida, C., et al. Effects of Acupuncture Sensations on Transient Heart Rate Reduction and Autonomic Nervous System Function During Acupuncture Stimulation. Medical Acupuncture. 31 (3), 176-184 (2019).
  36. Liang, C., Wang, K. Y., Gong, M. R., Li, Q., Yu, Z., Xu, B. Electro-acupuncture at ST37 and ST25 induce different effects on colonic motility via the enteric nervous system by affecting excitatory and inhibitory neurons. Neurogastroenterology and Motility. 30 (7), 13318 (2018).
  37. Michelson, N. J., Kozai, T. Isoflurane and ketamine differentially influence spontaneous and evoked laminar electrophysiology in mouse V1. Journal of Neurophysiology. 120 (5), 2232-2245 (2018).
  38. Yu, X., Zhang, F., Shi, J. Sevoflurane anesthesia impairs metabotropic glutamate receptor-dependent long-term depression and cognitive functions in senile mice. Geriatrics & Gerontology International. 19 (4), 357-362 (2019).
  39. Jeong, J. H., et al. Investigation of combined treatment of acupuncture and neurofeedback for improving cognitive function in mild neurocognitive disorder: A randomized, assessor-blind, pilot study. 医学. 100 (37), 27218 (2021).
  40. Lin, Y. K., Liao, H. Y., Watson, K., Yeh, T. P., Chen, I. H. Acupressure improves cognition and quality of life among older adults with cognitive disorders in long-term care settings: A clustered randomized controlled trial. Journal of the American Medical Directors Association. 24 (4), 548-554 (2023).
  41. Wu, W. Z., et al. Effect of Tongdu Tiaoshen acupuncture on serum GABA and CORT levels in patients with chronic insomnia. Chinese Acupuncture & Moxibustion. 41 (7), 721-724 (2021).
  42. Zhuo, P. Y., et al. Efficacy and safety of acupuncture combined with rehabilitation training for poststroke cognitive impairment: A systematic review and meta-analysis. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases. 32 (9), 107231 (2023).
  43. Li, R. Y., Huang, R. J., Yu, Q. Comparison of different physical therapies combined with acupuncture for poststroke cognitive impairment: A network meta-analysis. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine: eCAM. 2021, 1101101 (2021).

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Wan, F., Guo, Z., Wang, M., Hou, Y., Wang, L., Li, W., Kang, N., Zhu, P., Li, M. Acupuncture Treatment in a Mouse Model of Chronic Hypoxia-Induced Cognitive Dysfunction. J. Vis. Exp. (202), e65784, doi:10.3791/65784 (2023).
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