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超声刺激小鼠伏隔核后c-Fos蛋白及结构可塑性改变的实验

杨振东 兰云艳 郑宇 冯煜然 朱梅

杨振东, 兰云艳, 郑宇, 冯煜然, 朱梅. 超声刺激小鼠伏隔核后c-Fos蛋白及结构可塑性改变的实验[J]. 昆明医科大学学报, 2021, 42(6): 45-49. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210645
引用本文: 杨振东, 兰云艳, 郑宇, 冯煜然, 朱梅. 超声刺激小鼠伏隔核后c-Fos蛋白及结构可塑性改变的实验[J]. 昆明医科大学学报, 2021, 42(6): 45-49. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210645
Zhen-dong YANG, Yun-yan LAN, Yu ZHENG, Yu-ran FENG, Mei ZHU. Changes of c-Fos Protein and Structural Plasticity in Nucleus Accumbens of Mice after Ultrasound Stimulation[J]. Journal of Kunming Medical University, 2021, 42(6): 45-49. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210645
Citation: Zhen-dong YANG, Yun-yan LAN, Yu ZHENG, Yu-ran FENG, Mei ZHU. Changes of c-Fos Protein and Structural Plasticity in Nucleus Accumbens of Mice after Ultrasound Stimulation[J]. Journal of Kunming Medical University, 2021, 42(6): 45-49. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210645

超声刺激小鼠伏隔核后c-Fos蛋白及结构可塑性改变的实验

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210645
基金项目: 云南省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项基金重点项目[202001AY070001(-004)];云南省医学领军人才项目(L-2019032)
详细信息
    作者简介:

    杨振东(1993~),男,云南曲靖人,在读硕士研究生,主要从事超声微创治疗临床工作

    通讯作者:

    冯煜然,E-mail:fengyurankm@163.com

    朱梅,E-mail:zhumeis@163.com

  • 中图分类号: R454.3;R741.05

Changes of c-Fos Protein and Structural Plasticity in Nucleus Accumbens of Mice after Ultrasound Stimulation

  • 摘要:   目的  通过对超声刺激小鼠伏隔核(NAc)后c-Fos蛋白及结构可塑性的检测,观察超声刺激脑区后神经元激活和结构改变情况,初步探讨超声进行神经调控的机制。  方法  将C57 BL/6小鼠随机分为超声刺激组12只,假刺激组6只。超声刺激组使用低强度聚焦超声以固定参数刺激小鼠NAc区,连续刺激7 d后行NAc区免疫组化测定c-Fos蛋白表达、电镜下观察神经元结构可塑性改变情况;假刺激组同样以超声刺激探头照射,不开机无输出功率。  结果  超声刺激后NAc区神经元c-Fos的表达比例显著提高,差异有统计学意义(P < 0.001)。电镜下发现超声刺激组树突棘分布稀疏,数量显著减少,形态呈蘑菇型或矮树桩样,与假刺激组相比,超声刺激后树突棘密度显著降低,差异有统计学意义(P < 0.0001),树突长度显著缩短,差异有统计学意义(P < 0.0001)。  结论  低强度聚焦超声可显著激活NAc脑区神经元,同时可抑制性调节神经元的结构可塑性,这证明了超声刺激具备干预与治疗脑疾病的潜能。
  • 图  1  LIFU刺激小鼠NAc示意图

    Figure  1.  Schematic of stimulating NAc by LIFU

    图  2  LIFU刺激对小鼠NAc区c-Fos阳性神经元的影响

    白色箭头所示为表达c-Fos阳性神经元。

    Figure  2.  Expression of c-Fos positive neurons after stimulating NAc by LIFU

    图  3  LIFU辐照增加小鼠NAc区神经元c-Fos表达

    与假刺激组比较,****P < 0.000 1。

    Figure  3.  Stimulation of LIFU increases c-fos expression in the NAC

    图  4  超声刺激后NAc区轴突的超微结构改变

    Figure  4.  Ultrastructural changes of axons in the NAc after ultrasound stimulation

    图  5  LIFU对小鼠NAc区神经元树突棘密度和树突长度的影响

    与假刺激组比较,****P < 0.000 1。

    Figure  5.  Effect of LIFU on dendritic spine density and dendritic length in the NAc

    表  1  小鼠NAc区 c-Fos阳性神经元比例统计分析($\bar x \pm s $

    Table  1.   Statistical analysis of the proportion about c-Fos positive neurons in the NAc ($\bar x \pm s $

    组别nc-Fos阳性神经元比例(%)
    假刺激组 30 8.58 ± 4.78
    超声刺激组 30 29.50 ± 10.91****
      与假刺激组比较,****P < 0.0001。
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    表  2  LIFU对小鼠NAc区树突棘密度的影响($\bar x \pm s $

    Table  2.   Effect of LIFU on dendritic spine density in the NAc ($\bar x \pm s $

    组别n树突棘密度(个/µm)
    假刺激组 30 0.36 ± 0.06
    超声刺激组 30 0.23 ± 0.04****
      与假刺激组比较,****P < 0.0001。
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    表  3  LIFU对正常小鼠NAc区树突长度的影响[M(P25,P75)]

    Table  3.   Effect of LIFU on dendritic length in the NAc [M(P25,P75)]

    组别n树突长度(µm/50个神经元)Z值P值
    假刺激组 30 43.65(32.19,56.05) −4.28 < 0.0001
    超声刺激组 30 31.95(22.20,33.13)
      与假刺激组比较,****P < 0.0001。
    下载: 导出CSV
  • [1] Gibson B C,Sanguinetti J L,Badran B W,et al. Increased excitability induced in the primary motor cortex by transcranial ultrasound stimulation[J]. Front Neurol,2018,(9):1007.
    [2] Hyungmin K. Suppression of EEG visual-evoked potentials in rats through neuromodulatory focused ultrasound[J]. Neuroreport,2015,26(4):211-215. doi: 10.1097/WNR.0000000000000330
    [3] Tyler W J,Lani S W,Hwang G M. Ultrasonic modulation of neural circuit activity[J]. Curr Opin Neurobiol,2018,50(2):22-31.
    [4] Kubanek J,Shukla P,Das A,et al. Ultrasound elicits behavioral responses through mechanical effects on neurons and ion channels in a simple nervous system[J]. J Neurosci,2018,38(12):3081-3091. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1458-17.2018
    [5] Greenberg M E,Ziff E B. Stimulation of 3T3 cells induces transcription of the c-fos proto-oncogene[J]. Nature,1984,311(5985):433-438. doi: 10.1038/311433a0
    [6] Wang K,Lu J M,Xing Z H,et al. Effect of 1.8 GHz radiofrequency electromagnetic radiation on novel object associative recognition me mory in mice[J]. Sci Rep,2017,(7):44521.
    [7] Grossman N,Bono D,Dedic N,et al. Noninvasive deep brain stimulation via temporally interfering electric fields[J]. Cell,2017,169(6):1029-1041. doi: 10.1016/j.cell.2017.05.024
    [8] Yap E L,Pettit N L,Davis C P,et al. Bidirectional perisomatic inhibitory plasticity of a Fos neuronal network[J]. Nature,2021,590(7844):115-121. doi: 10.1038/s41586-020-3031-0
    [9] Qiu Z,Kala S,Guo J,et al. Targeted neurostimulation in mouse brains with non-invasive ultrasound[J]. Cell Rep,2020,32(7):108033. doi: 10.1016/j.celrep.2020.108033
    [10] Robinson T E,Berridge K C. Addiction[J]. Annu Rev Psychol,2003,54:25-53. doi: 10.1146/annurev.psych.54.101601.145237
    [11] Ren Z,Sun W L,Jiao H,et al. Dopamine D1 and N-methyl-D-aspartate receptors and extracellular signal-regulated kinase mediate neuronal morphological changes induced by repeated cocaine administration[J]. Neuroscience,2010,168(1):48-60. doi: 10.1016/j.neuroscience.2010.03.034
    [12] Kruyer A,Scofield M D,Wood D,et al. Heroin cue-evoked astrocytic structural plasticity at nucleus accumbens synapses inhibits heroin seeking[J]. Biol Psychiatry,2019,86(11):811-819. doi: 10.1016/j.biopsych.2019.06.026
    [13] Robinson T E,Gorny G,Savage V R,et al. Widespread but regionally specific effects of experimenter- versus self-administered morphine on dendritic spines in the nucleus accumbens,hippocampus,and neocortex of adult rats[J]. Synapse,2002,46(4):271-279. doi: 10.1002/syn.10146
    [14] Huang X,Lin Z,Wang K,et al. Transcranial low-intensity pulsed ultrasound modulates structural and functional synaptic plasticity in rat hippocampus[J]. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control,2019,66(5):930-938. doi: 10.1109/TUFFC.2019.2903896
  • [1] 马丽, 杨兆郁, 李军瑶, 蒋佳慧, 宁佳丽, 马懿.  触觉/运动刺激按摩对早产儿喂养效果、神经及运动发育的影响, 昆明医科大学学报.
    [2] 张成才, 宁蓉, 陈娜, 彭艺晨, 周丽, 杨晰宸, 卢静怡, 张彭跃, 李蕊.  正中神经电刺激对缺血性脑卒中大鼠突触可塑性的影响, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20231201
    [3] 张瑜, 李梦妍, 王捍英, 郭艳芳, 马加庆, 王卫群.  YLR358C对酿酒酵母细胞壁完整性的调控, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220730
    [4] 毛俊鸿, 鲁丹枫, 徐玉, 代毅聪, 张哲瑞, 李悦, 王昆华.  甲基苯丙胺改变成瘾小鼠突触可塑性基因的甲基化修饰, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220121
    [5] 房树华, 陈昕晟, 曹莉, 王娜.  内源性NO介导的Stargazin亚硝基化修饰在脑缺血再灌注后突触可塑性中的作用及机制, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210809
    [6] 兰云艳, 冯煜然, 郑宇, 杨振东, 赵诣, 朱梅.  低强度聚焦超声刺激小鼠伏隔核的有效性, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210703
    [7] 王彬, 廖烨晖, 陈茉弦, 刘垚, 赵云欣, 敖丽娟.  超声在神经病理性疼痛中的应用研究进展, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210430
    [8] 黄治国, 殷维, 晏毅.  异氟烷对脑缺血再灌注脑损伤的保护作用及对海马区c-fos和Bax表达的影响, 昆明医科大学学报.
    [9] 舒芊, 兰鹰, 陈苑, 兰小曼.  神经肌肉电刺激对人工流产术后宫腔粘连及月经量减少的预防作用, 昆明医科大学学报.
    [10] 李蕊, 魏鲁刚, 杨艳, 张林森, 张洪秀.  脑卒中低肌张力患者超声引导下外周神经电刺激的临床对照, 昆明医科大学学报.
    [11] 黄璞.  FUS/TLS在基因表达调控中的作用及与神经退行性疾病的关系, 昆明医科大学学报.
    [12] 曹维涵.  超声对正常腕部神经干的检查价值, 昆明医科大学学报.
    [13] 储雯.  云南白药对体外培养人牙周膜成纤维细胞C-fos、C-jun基因表达的影响, 昆明医科大学学报.
    [14] 李明.  超声引导联合神经刺激器在上肢臂丛神经阻滞的临床研究, 昆明医科大学学报.
    [15] 何秋楠.  高频超声对外周神经损伤一期缝合术后的临床观察, 昆明医科大学学报.
    [16] 何颖红.  磷脂酶Cγ2对自身反应性B细胞的调控作用, 昆明医科大学学报.
    [17] 刘翱翔.  经颅磁刺激在神经系统疾病中的应用, 昆明医科大学学报.
    [18] 高频超声在上肢外周神经损伤性疾病的应用价值, 昆明医科大学学报.
    [19] 外周神经鞘瘤的超声诊断及误诊分析, 昆明医科大学学报.
    [20] 胡艳丽.  c-jun mRNA和c-fos mRNA在成年猫脊髓及L6背根神经节的定位, 昆明医科大学学报.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-06
  • 网络出版日期:  2021-07-03
  • 刊出日期:  2021-07-21

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