Summary

טיפול בדיקור סיני במודל עכברי של תפקוד קוגניטיבי לקוי כרוני כתוצאה מהיפוקסיה

Published: December 08, 2023
doi:

Summary

כאן, אנו מתארים פרוטוקול ליישום טיפול בהרדמה קלה ודיקור סיני על מודל עכבר היפוקסיה כרונית וביצוע בדיקות התנהגותיות כדי להעריך את השינויים הקוגנטיבים לאחר הטיפול.

Abstract

הטיפול בהפרעות עצבים מרכזיות מציב באופן עקבי אתגרים משמעותיים בפני התחום הרפואי. דיקור סיני, פרקטיקה לא תרופתית ששורשיה ברפואה הסינית המסורתית, כרוך בהחדרת מחטים עדינות לנקודות מדויקות בגוף ומשמש בדרך כלל לניהול מצבים מגוונים. לאחרונה, דיקור סיני התגלה כהתערבות טיפולית מבטיחה למגוון מחלות נוירולוגיות, כולל חרדה והפרעות נשימה. עם זאת, הפוטנציאל של דיקור סיני בטיפול בתפקוד קוגניטיבי לקוי הנגרם על ידי היפוקסיה כרונית עדיין לא נחקר. מאמר זה מציג פרוטוקול מקיף לביסוס מודל עכברי של ליקוי קוגניטיבי כרוני הנגרם כתוצאה מהיפוקסיה, מתן הרדמה קלה, ביצוע טיפול בדיקור סיני והערכת שינויים התנהגותיים ויכולות זיכרון באמצעות מבחני שדה פתוח ומבוכי מים. פרוטוקול שלב אחר שלב מספק הוראות מפורטות על איתור ומיקום מדויק של נקודות דיקור ומחטים לשיפור קוגניטיבי. על ידי שימוש בפרוטוקול זה, חוקרים יכולים לערוך מחקרים שיטתיים כדי להעריך ביסודיות את הפוטנציאל הטיפולי של דיקור סיני לבעיות קוגניטיביות.

Introduction

אוכלוסיית העולם מתמודדת כיום עם בעיית הזדקנות קריטית, וכתוצאה מכך עלייה מהירה בשכיחות של הפרעות קוגניטיביות. השכיחות העולמית של ליקוי קוגניטיבי היא כ 53.97 לכל 1000 שנות אדם1. היפוקסיה מוחית כרונית הנגרמת על ידי תפקוד לקוי של כלי הדם או הפרעות במחזור הדם / הנשימה נותרה אחד מגורמי הסיכון העיקריים לדמנציה הקשורה לגיל2. מחקרים קודמים הוכיחו כי היפוקסיה מוחית יכולה להגביר את שקיעת β העמילואיד על ידי שינוי ביטוי BACE13. בנוסף, היפוקסיה נקשרה לחוסר ויסות של תאי גליה ולדלקת עצבית 4,5. למרות ההיקף ההולך וגדל של בעיה זו, תרופות מערביות יעילות למניעת ירידה קוגניטיבית כרונית הנגרמת על ידי היפוקסיה חסרות כיום. רפואה סינית מסורתית לא תרופתית, במיוחד דיקור סיני, משמשת מזה אלפי שנים לטיפול בהפרעות קוגניטיביות והראתה תוצאות מבטיחות בהקלה על מחלות נוירודגנרטיביות 6,7. נקודות הדיקור Baihui, Shenting ו- Zusanli הן נקודות יעילות לטיפול בתפקוד קוגניטיבילקוי 8,9. מחקרים קליניים הוכיחו כי טיפול בדיקור סיני משפר באופן משמעותי את ציוני ההערכה הקוגניטיבית של מונטריאול (MoCA) ובדיקת מצב מיני-מנטלי (MMSE) בחולים עם ליקוי קוגניטיבי וסקולרי ומשפר ביעילות תפקוד קוגניטיבילקוי 8. למרות שמחקרים הראו כי דיקור סיני יכול לשפר באופן משמעותי את יכולת הזיכרון של חולדות עם קשירת עורקים – מודל היפוקסיה מוחית חריפה10, מודל היפוקסיה מוחית חריפה, אין דיווח על ההשפעות של דיקור סיני בכל מודל מכרסם עם הפרעות קוגניטיביות כרוניות הנגרמות על ידי היפוקסיה. היעדר מחקר על המנגנון פגע במידה ניכרת ביישומו הקליני.

מחקרים קודמים הראו כי חשיפת חולדות לסביבה היפוקסית לתקופה של 8 שבועות יכולה להעלות באופן משמעותי את רמות העקה החמצונית והדלקת במוח, וכתוצאה מכך ירידה בתפקוד הזיכרון11. המחקר הנוכחי נועד לחקור את השפעת הדיקור על מודלים של מכרסמים על מנת לקדם את הבנתנו זו. ראוי לציין, עם זאת, כי הרדמה נדרשת בדרך כלל במהלך טיפול דיקור במכרסמים בשל הפוטנציאל לתסיסה במהלך גירוי חוזר. הרדמה ממושכת יכולה להשפיע באופן משמעותי על התפקוד הקוגניטיבי בעכברים, שכן רוב תרופות ההרדמה יכולות לדכא פעילות עצבית ולעכב עיבוד מידע, מה שמוביל לליקויים התנהגותיים12. מספר מחקרים הראו כי מתן 2.5% sevoflurane למשך 6 שעות יכול לפגוע באופן משמעותי בזיכרון מרחבי, יכולת למידה ותשומת לב בעכברים13. יתר על כן, ראיות מצביעות על כך שמינונים גבוהים של הרדמה עלולים לגרום למוות עצבי או נזק עצבי בעכברים14. לכן, חובה לזהות גישה מתאימה כדי למזער את כמות ההרדמה הכוללת בשימוש. במחקר זה אנו מציגים שיטת דיקור יעילה לטיפול בעכברים עם ליקוי קוגניטיבי, יחד עם מבחנים התנהגותיים להערכת יכולות הזיכרון שלהם. חשוב לציין, אנו מציגים טכניקת הרדמה מותאמת לפני הטיפול שיכולה להפחית ביעילות את המינון הכולל של הרדמה הניתנת במהלך הניסוי.

Protocol

הניסויים בבעלי חיים נערכו באישור הוועדה למחקר ואתיקה בבעלי חיים של מכון המחקר הרפואי חביי יילינג (מספר אישור: N2022148). עכברי C57BL/6J זכרים במשקל 18-22 גרם (ראו טבלת חומרים) שוכנו במרכז החדש להערכת תרופות במכון המחקר הרפואי חביי יילינג. הם קיבלו מזון רגיל ומים נקיים ונחשפו לאור מלאכותי במש…

Representative Results

אפיון מסלולי תנועה של עכברים בניסוי השדה הפתוחמפת המסלול מגלה כי עכברים בקבוצה הנורמלית מפגינים נטייה עמוקה לחקור בסביבות לא מוכרות. מסלולי הפעילות שלהם מרוכזים בעיקר בפינות תוך כיסוי כל השדה הפתוח (פאנל שמאלי). לעומת זאת, קבוצת מודל ההיפוקסיה ארוכת הטווח של עכברים מפגינה רצון…

Discussion

אקופונקטורה, פרקטיקה רפואית לא פרמקולוגית שמקורה בסין לפני למעלה מ -2,000 שנה, כוללת החדרת מחטים דקות לנקודות ספציפיות בגוף הידועות כנקודות דיקור. מאמינים כי נקודות אלה מחוברות על ידי ערוצים או מרידיאנים שדרכם זורמת האנרגיה החיונית של הגוף, או “צ’י”,24 . על ידי גירוי נקודות אלה, דיק…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית S&T של חביי (NO.E2020100001, ו- NO.22372502D), פרויקט כישרונות חדשנות ויזמות ברמה גבוהה של Shijiazhuang (מס ‘07202203).

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

References

  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. Medicine. 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. Medicine. 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).

Play Video

Cite This Article
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).

View Video