चूहों में Transcranial Photobiomodulation थेरेपी के लिए एक प्रोटोकॉल
Summary
Photobiomodulation चिकित्सा स्नायविक और मनोरोग विकारों की एक विस्तृत श्रृंखला के उपचार के लिए एक अभिनव इनवेसिव मोडल है और यह भी स्वस्थ मस्तिष्क समारोह में सुधार कर सकते हैं । इस प्रोटोकॉल transcranial प्रकाश वितरण, जो अंय प्रयोगशाला कुतर में इस्तेमाल के लिए अनुकूलित किया जा सकता द्वारा चूहों में प्रदर्शन मस्तिष्क photobiomodulation के लिए एक कदम दर कदम गाइड भी शामिल है ।
Abstract
Transcranial photobiomodulation मस्तिष्क में सुधार के लिए एक संभावित अभिनव इनवेसिव चिकित्सीय दृष्टिकोण है, मस्तिष्क संबंधी विकार की एक विस्तृत श्रृंखला में दिमाग समारोह, और उम्र से संबंधित संज्ञानात्मक गिरावट में स्मृति वृद्धि और neurodegenerative रोगों । हम चूहों में transcranial photobiomodulation थेरेपी (PBMT) के लिए एक प्रयोगशाला प्रोटोकॉल का वर्णन । बालब आयु वर्ग के चूहों (18 महीने पुराने) एक ६६० एनएम लेजर transcranially के साथ इलाज कर रहे हैं, एक बार दैनिक 2 सप्ताह के लिए । लेजर संप्रेषण डेटा से पता चलता है कि घटना लाल बत्ती के लगभग 1% खोपड़ी पर cortical सतह से एक 1 मिमी गहराई तक पहुंचता है, पृष्ठीय हिप्पोकैम्पस मर्मज्ञ । उपचार के परिणाम दो तरीकों से मूल्यांकन कर रहे हैं: एक बार्ंस भूलभुलैया परीक्षण है, जो एक हिप्पोकैम्पस निर्भर स्थानिक सीखने और स्मृति कार्य मूल्यांकन है, और हिप्पोकैम्पस एटीपी स्तर है, जो एक के रूप में इस्तेमाल किया जाता है को मापने के सूचकांक । बार्ंस टास्क से परिणाम लेजर में स्थानिक स्मृति का एक वृद्धि दिखाने के वृद्ध चूहों का इलाज जब आयु मिलान नियंत्रण के साथ तुलना में । लेजर उपचार के बाद जैव रासायनिक विश्लेषण में वृद्धि हुई हिप्पोकैम्पस एटीपी के स्तर को इंगित करता है । हम मांगना है कि स्मृति प्रदर्शन की वृद्धि संभावित हिप्पोकैम्पस ऊर्जा लाल लेजर उपचार द्वारा प्रेरित चयापचय में सुधार की वजह से है । चूहों में टिप्पणियों के बाद से इस प्रोटोकॉल संभावित अक्सर ऐसे खरगोश, बिल्ली, कुत्ते, या बंदर के रूप में अनुवाद तंत्रिका विज्ञान में इस्तेमाल किया अन्य प्रजातियों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है के बाद से अन्य पशु मॉडलों के लिए बढ़ाया जा सकता है । Transcranial photobiomodulation एक सुरक्षित और लागत प्रभावी तरीका है जो उंर में एक होनहार चिकित्सकीय दृष्टिकोण-संज्ञानात्मक हानि से संबंधित हो सकता है ।
Introduction
PBMT, या निंन स्तर के लेजर लाइट थेरेपी (LLLT), एक सामांय शब्द है जो चिकित्सीय लेजर या प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एल ई डी) से प्रकाश ऊर्जा द्वारा जैविक ऊतकों की उत्तेजना के आधार पर तरीकों को संदर्भित करता है । लगभग सभी PBMT उपचार के लिए लाल के साथ लागू कर रहे हैं के पास-अवरक्त (NIR) प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर ६०० से ११०० एनएम, एक उत्पादन 1 से ५०० मेगावाट तक बिजली, और एक 20 J/cm2 (देखें चुंग एट अल.1) ।
Transcranial PBMT एक बाहरी प्रकाश स्रोत (लेजर या एल ई डी)2का उपयोग कर सिर के विकिरण द्वारा आयोजित किया जाता है कि एक इनवेसिव प्रकाश वितरण विधि है । पशु अनुप्रयोगों के लिए, इस पद्धति में पशु के सिर पर एलईडी या लेजर जांच के संपर्क या संपर्क प्लेसमेंट शामिल हैं । ब्याज की चिकित्सीय क्षेत्र पर निर्भर करता है, एक प्रकाश जांच या तो पूरे सिर पर रखा जा सकता है (सभी मस्तिष्क क्षेत्रों को कवर करने के लिए) या सिर के एक विशिष्ट हिस्से पर, इस तरह के आकडे, ललाट, या पार्श्विका क्षेत्र के रूप में । खोपड़ी, खोपड़ी, और बाडी मेटर के माध्यम से लाल/NIR प्रकाश का आंशिक संचरण cortical सतह स्तर तक पहुँच सकते हैं और चिकित्सीय लाभों का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त फोटॉन ऊर्जा की मात्रा प्रदान करते हैं । बाद में, cortical स्तर पर दिया प्रकाश को प्रभावित ग्रे और सफेद मस्तिष्क मामले में प्रचारित किया जाएगा जब तक यह मस्तिष्क3की गहरी संरचनाओं तक पहुंचता है ।
लाल पर वर्णक्रमीय बैंड में प्रकाश तक लाल क्षेत्र (600-680 एनएम) और जल्दी NIR क्षेत्र (800-870 एनएम) cytochrome सी oxidase, mitochondrial श्वसन श्रृंखला4के टर्मिनल एंजाइम के अवशोषण स्पेक्ट्रम से मेल खाती है । यह कल्पना की है कि लाल/NIR स्पेक्ट्रम में PBMT cytochrome सी oxidase से नाइट्रिक ऑक्साइड (सं) के photodissociation का कारण बनता है, mitochondrial इलेक्ट्रॉन परिवहन में वृद्धि में जिसके परिणामस्वरूप और, अंत में, एटीपी जनरेशन5वृद्धि हुई है । न्यूरॉन अनुप्रयोगों के संबंध में, transcranial विकिरण के तरीकों का उपयोग कर मस्तिष्क PBMT के संभावित neurostimulatory लाभ के लिए नैदानिक अध्ययन की एक किस्म में सूचित किया गया है, सहित दर्दनाक मस्तिष्क चोट (TBI) के कुतर मॉडल6, एक्यूट स्ट्रोक7, अल्जाइमर रोग (AD)8, पार्किंसंस रोग (पीडी)9, डिप्रेशन10, और उम्र बढ़ने11.
मस्तिष्क उम्र बढ़ने एक neuropsychological शर्त है कि नकारात्मक कुछ संज्ञानात्मक कार्यों, जैसे सीखने और स्मृति12को प्रभावित करता है माना जाता है । Mitochondria एटीपी उत्पादन और न्यूरॉन्स के लिए प्राथमिक organelles जिंमेदार हैं । Mitochondrial शिथिलता मस्तिष्क क्षेत्रों है कि स्थानिक नेविगेशन स्मृति, जैसे हिप्पोकैम्पस13से जुड़े हुए है में उंर से संबंधित घाटे के साथ जुड़े होने के लिए जाना जाता है । क्योंकि लाल/NIR प्रकाश के साथ कपाल उपचार मुख्य रूप से mitochondrial का मॉडुलन द्वारा कार्य करता है, हिप्पोकैम्पस के लिए पर्याप्त वितरित प्रकाश की खुराक स्थानिक स्मृति परिणामों के सुधार में परिणाम कर सकते हैं14.
वर्तमान प्रोटोकॉल का उद्देश्य चूहों में transcranial PBMT प्रक्रिया का प्रदर्शन, लाल बत्ती के निम्न स्तर का उपयोग करना है. वृद्ध चूहों के सिर के ऊतकों के माध्यम से आवश्यक लेजर प्रकाश संचरण मापन का वर्णन किया गया है. इसके अतिरिक्त, एक हिप्पोकैम्पस निर्भर स्थानिक सीखने और स्मृति कार्य के रूप में, बार्ंस भूलभुलैया, और हिप्पोकैम्पस एटीपी स्तर, एक के रूप में ऊर्जावान सूचकांक, पशुओं में उपचार के प्रभाव का मूल्यांकन के लिए उपयोग किया जाता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
हम चूहों में एक transcranial PBMT प्रक्रिया के संचालन के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन । इस प्रोटोकॉल को विशेष रूप से तंत्रिका विज्ञान प्रयोगशालाओं कि photobiomodulation अनुसंधान को कुतर पर ध्यान केंद्रित प्रदर्शन करने के लिए ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम चिकित्सा विज्ञान के Tabriz विश्वविद्यालय से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था (अनुदान सं. ६१०१९) से एस॰एस॰-ई. और LiteCure LLC, Newark, DE, संयुक्त राज्य अमेरिका से L.D.T. के लिए एक प्रकाशन अनुदान लेखक अपनी तरह की सहायता के लिए चिकित्सा विज्ञान के Tabriz विश्वविद्यालय के इम्यूनोलॉजी विभाग और शिक्षा विकास केंद्र (EDC) का शुक्रिया अदा करना चाहते हैं ।
Materials
| Ketamine | Alfasan | #1608234-01 | |
| Xylazine | Alfasan | #1608238-01 | |
| Agarose | Sigma | #A4679 | |
| Superglue | Quickstar | ||
| Vibratome | Campden Instruments | #MA752-707 | |
| Optical glass | Sail Brand | #7102 | |
| Power meter | Thor labs | #PM100D | |
| Photodiode detector | Thor labs | #S121C | |
| Caliper | Pittsburgh | ||
| GaAlAs laser | Thor Photomedicine | ||
| Etho Vision | Noldus | ||
| Centrifuge | Froilabo | #SW14R | |
| Earmuffs | Blue Eagle | ||
| Digital camera | Visionlite | #VCS2-E742H | |
| Sterio amplifier | Sony | ||
| Ethanol | Hamonteb | #665.128321 | |
| Barnes maze | Costom-made | ||
| ATP assay kit | Sigma | #MAK190 | |
| Elisa reader | Awareness | #Stat Fax 2100 |
References
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