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低强度聚焦超声刺激小鼠伏隔核的有效性

兰云艳 冯煜然 郑宇 杨振东 赵诣 朱梅

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[J]. 昆明医科大学学报, 2021, 42(7): 13-19. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210703
引用本文: 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[J]. 昆明医科大学学报, 2021, 42(7): 13-19. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210703
Yun-yan LAN, Yu-ran FENG, Yu ZHENG, Zhen-dong YANG, Yi ZHAO, Mei ZHU. Effectiveness of Low Intensity Focused Ultrasound Stimulation of Nucleus Accumbens in Mice[J]. Journal of Kunming Medical University, 2021, 42(7): 13-19. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210703
Citation: Yun-yan LAN, Yu-ran FENG, Yu ZHENG, Zhen-dong YANG, Yi ZHAO, Mei ZHU. Effectiveness of Low Intensity Focused Ultrasound Stimulation of Nucleus Accumbens in Mice[J]. Journal of Kunming Medical University, 2021, 42(7): 13-19. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210703

低强度聚焦超声刺激小鼠伏隔核的有效性

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210703
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);昆明医科大学研究生创新基金资助项目(2020S129)
详细信息
    作者简介:

    兰云艳(1996~),女,云南保山人,在读硕士研究生,主要从事超声微创治疗研究工作

    通讯作者:

    朱梅,E-mail: zhumeis@163.com

  • 中图分类号: R454.3;R741.05

Effectiveness of Low Intensity Focused Ultrasound Stimulation of Nucleus Accumbens in Mice

  • 摘要:   目的   使用低强度聚焦超声对正常小鼠的伏隔核进行超声刺激,从行为学、病理改变以及神经生物化学方面,探讨超声刺激进行神经调控的有效性。   方法   100只C57BL/6小鼠随机分为实验组和对照组各50只,实验组给予经颅低强度聚焦超声对伏隔核进行超声刺激,每天2次,每次10 min,连续刺激7 d;对照组给予假刺激。干预结束后,2个大组内又随机分为行为学评估30只(分别进行强迫游泳、旷场和水迷宫实验)、电镜检测10只和神经递质检测10只,立刻进行相关检测。强迫游泳实验评估小鼠的抑郁程度,旷场实验评估小鼠的焦虑程度,水迷宫实验评估小鼠的学习记忆能力。透射电镜观察小鼠伏隔核神经元超微结构的改变,ELISA法测定小鼠NAc中单胺类神经递质(去甲肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺)的含量。   结果   (1)行为学评价结果:与空白对照组比较,超声刺激组在强迫游泳实验中不动时间明显延长(P < 0.001),在旷场中行进总距离、行进平均速度、中央区活动距离、中央区停留时间和中央区穿越次数均显著减少( P < 0.05, P < 0.01),在水迷宫实验中逃避潜伏时间明显延长,穿越平台次数明显减少,在目标象限停留时间明显缩短( P < 0.05, P < 0.001);(2)电镜结果:对照组NAc神经元超微结构基本正常,超声刺激组神经元肿胀,神经纤维溶解坏死,胞浆内细胞器减少或消失,线粒体空泡化,内质网扩张;(3)神经递质测定结果:与对照组比较,超声刺激组小鼠NAc单胺类神经递质去甲肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺的含量均显著降低( P < 0.0001)。   结论   低强度聚焦超声对小鼠可产生抑制性的神经调节作用,并造成NAc神经元形态学以及神经生物化学改变,这可能是超声神经调控的机制之一。
  • 图  1  LIFU刺激小鼠NAc图

    A:超声神经刺激仪实物图;B:LIFU刺激小鼠NAc工作图。

    Figure  1.  Image of NAC stimulated by LIFU

    图  2  2组小鼠的游泳路径图

    A:超声刺激组小鼠游泳路径图;B:对照组小鼠游泳路径图。

    Figure  2.  Swimming paths of the two groups of mice

    图  3  小鼠伏隔核神经元的超微结构

    A、B:对照组;C、D:超声刺激组。

    Figure  3.  Ultrastructure of mouse nucleus accumbens neurons

    表  1  LIFU对小鼠强迫游泳实验漂浮不动时间的影响( $\bar x \pm s$

    Table  1.   Effect of LIFU on floating immobility time of mice in forced swimming experiment ( $\bar x \pm s$

    组别 漂浮不动时间(s) t P
    超声刺激组 46.29 ± 18.40 4.71 < 0.001 ***
    对照组 16.67 ± 7.56
      与对照组比较,***P < 0.001。
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    表  2  LIFU对小鼠旷场实验各项指标的影响( $\bar x \pm s$

    Table  2.   Effects of LIFU on various indicators of open field experiment in mice ( $\bar x \pm s$

    组别 行进总距离
    (cm)
    行进平均速度(cm/s) 中央区活动距离(cm) 中央区停留时间(s) 中央区穿越次数(次)
    超声刺激组 44.00 ± 17.81 0.15 ± 0.06 4.81 ± 3.06 16.35 ± 9.20 7.30 ± 4.08
    对照组 67.79 ± 25.80 0.23 ± 0.09 11.11 ± 4.60 32.36 ± 11.15 17.10 ± 7.55
    t −2.40 −2.40 −3.60 −3.50 −3.61
    P < 0.05 * < 0.05 * < 0.01 ** < 0.01 ** < 0.01 **
      与对照组比较,*P < 0.05, **P < 0.01。
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    表  3  LIFU对小鼠水迷宫实验各项指标的影响( $\bar x \pm s$

    Table  3.   Effects of LIFU on various indicators of water maze experiment in mice ( $\bar x \pm s$

    组别 逃避潜伏时间(s) 穿越平台次数(次) 目标象限停留时间(s)
    超声刺激组 32.50 ± 20.14 1.08 ± 0.72 22.40 ± 7.50
    对照组 16.04 ± 4.55 2.38 ± 0.74 31.37 ± 6.63
    t 2.52 −4.00 −2.83
    P < 0.05 * < 0.001 *** < 0.05 *
      与对照组比较,*P < 0.05, ***P < 0.001。
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    表  4  LIFU对小鼠单胺类神经递质含量的影响( $\bar x \pm s$

    Table  4.   Effects of LIFU on monoamine neurotransmitters in mice ( $\bar x \pm s$

    组别 DA(pg/mL) NE(ng/mL) 5-HT(ng/mL)
    超声刺激组 25.69 ± 3.22 1.95 ± 0.19 46.83 ± 5.38**
    对照组 33.52 ± 1.82 2.73 ± 0.25 78.19 ± 5.47
    t −6.69 −7.41 −15.37
    P < 0.0001 ** < 0.0001 ** < 0.0001 **
      与对照组比较,**P < 0.0001。
    下载: 导出CSV
  • [1] Di Biase L,Falato E,Di Lazzaro V. Transcranial focused ultrasound (tFUS) and transcranial unfocused ultrasound (tUS) neuromodulation:from theoretical principles to stimulation practices[J]. Front Neurol,2019,10:549. doi: 10.3389/fneur.2019.00549
    [2] Cui W,Aida T,Ito H. Dopaminergic signaling in the nucleus accumbens modulates stress-coping strategies during inescapable stress[J]. Neurosci,2020,40(38):7241-7254. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0444-20.2020
    [3] PuW,Jiaqi Z,Jiadan Y,et al. Brain modulatory effects by low-intensity transcranial ultrasound stimulation (TUS):a systematic review on both animal and human studies[J]. Front Neurosci,2019,13:696. doi: 10.3389/fnins.2019.00696
    [4] Lee W,Lee S,Park M et al. Image-guided focused ultrasound-mediated regional brain stimulation in sheep[J]. Ultrasound in medicine & biology,2016,42(2):459-470.
    [5] Dallapiazza R,Timbie K,Holmberg S et al. Noninvasive neuromodulation and thalamic mapping with low-intensity focused ultrasound[J]. Journal of Neurosurgery,2018,128(3):875-884. doi: 10.3171/2016.11.JNS16976
    [6] Davide F,Lennart V,Rogier B et al. Manipulation of subcortical and deep cortical activity in the primate brain using transcranial focused ultrasound stimulation[J]. Neuron,2019,101(6):1109-1116. doi: 10.1016/j.neuron.2019.01.019
    [7] Lee W,Kim H C,Jung Y et al. Transcranial focused ultrasound stimulation of human primary visual cortex[J]. Sci Rep,2016,6(1):383-393.
    [8] 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. doi: 10.3389/fneur.2018.01007
    [9] Legon W,Bansal P,Tyshynsky R et al. Transcranial focused ultrasound neuromodulation of the human primary motor cortex[J]. Sci Rep,2018,8(1):10007. doi: 10.1038/s41598-018-28320-1
    [10] Yoo S S,Bystritsky A,Lee J H et al. Focused ultrasound modulates region-specific brain activity[J]. Neuroimage,2011,56(3):1267-1275. doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.02.058
    [11] Kim H,Park M Y,Lee S D et al. Suppression of EEG visual-evoked potentials in rats through neuromodulatory focused ultrasound[J]. Neuroreport,2015,26(4):211-215. doi: 10.1097/WNR.0000000000000330
    [12] 孟文. 低强度聚焦超声调控小鼠学习记忆的实验研究[D]. 北京: 中国科学院大学中国科学院深圳先进技术研究院硕士论文, 2020.
    [13] WeiTing L,RanChou C,WenWei L,et al. Protective effects of low-intensity pulsed ultrasound on aluminum-induced cerebral damage in Alzheimer’ s disease rat model[J]. Scientific Reports,2015,5(1):17-20.
    [14] Min B,Yang P,Bohlke M,et al. Focused ultrasound modulates the level of cortical neurotransmitters:potential as a new functional brain mapping technique[J]. Int J Imag Syst Tech,2011,21(2):232-240. doi: 10.1002/ima.20284
    [15] Yang P,Kim H,Lee W,et al. Transcranial focused ultrasound to the thalamus is associated with reduced extracellular GABA levels in rats[J]. Neuropsychobiology,2012,65(3):153-160. doi: 10.1159/000336001
    [16] Wang W W, Li L, Wu W, et al. Effects of ultrasound on behavior and dopamine content in striatum of parkinson’s disease model mouse[C]. Paris: Atlantis Press, 2017: 186-191.
    [17] Constans C,Ahnine H,Santin M. Non-invasive ultrasonic modulation of visual evoked response by GABA delivery through the blood brain barrier[J]. J Control Release,2020,318:223-231. doi: 10.1016/j.jconrel.2019.12.006
  • [1] 张彩妮, 李娅.  卡瑞利珠联合化疗治疗非小细胞肺癌的有效性及安全性Meta分析, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240610
    [2] 刘幸, 李畏娴, 武彦, 吴雪娇, 姚晓蝶, 陈洁, 沈凌筠, 樊浩.  金刚藤胶囊联合抗菌药物治疗慢性盆腔炎的有效性和安全性的Meta分析, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240412
    [3] 王克棪, 林冰婷, 翁晓琳, 黄滨, 王烈.  环泊酚联合瑞芬太尼在腔镜胃癌根治术麻醉中的有效性与安全性, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240621
    [4] 李蕊, 李巧芬, 徐安书, 林闽明.  以培养目标为导向的教师临床带教能力多维度考评体系探索实践, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230803
    [5] 白云, 李蕾, 吴月蓉, 钟兰萍.  子宫内膜容受性检测对于反复种植失败的有效性研究及影响种植窗的临床因素分析, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220501
    [6] 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
    [7] 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, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210645
    [8] 李梦楠, 徐焕焕, 刘亚南, 杨双, 李崇阳, 徐世莲.  伏核神经元ERK1/2在GalR1激活对神经痛大鼠镇痛作用中的机制, 昆明医科大学学报.
    [9] 岑键昌, 高鸿, 刘博虎, 吴钧, 钱晓敏, 王京, 苏平.  LVIS支架辅助栓塞破裂的BBA的有效性和安全性, 昆明医科大学学报.
    [10] 刘娟, 张小梅, 张帆, 杨春燕, 李娜, 田莹.  药物联合音乐疗法对缓解慢性神经病理性疼痛的有效性, 昆明医科大学学报.
    [11] 卢江昆, 袁绍峰, 潘良明, 吴鸣, 孔祥东.  快速康复外科在十二指肠溃疡穿孔治疗应用的安全性及有效性, 昆明医科大学学报.
    [12] 柯子立.  多沙唑嗪治疗轻、中度原发性高血压有效性和安全性的Meta分析, 昆明医科大学学报.
    [13] 艾佳.  新型糖皮质激素在炎症性肠病治疗中有效性和安全性的研究现状, 昆明医科大学学报.
    [14] 杨慧.  全甲状腺切除术后有效控制低钙血症的护理体会, 昆明医科大学学报.
    [15] 万云艳.  PAD和VAD方案治疗MM患者临床有效性及安全性比较, 昆明医科大学学报.
    [16] 周洁.  活性γ型与MLCu375宫内节育器有效性比较的系统评估, 昆明医科大学学报.
    [17] 黄晓斌.  伽玛刀治疗吗啡依赖猴双侧伏隔核后多巴胺D3受体变化的研究, 昆明医科大学学报.
    [18] 闫晋.  臂丛神经两点阻滞法的安全性和有效性, 昆明医科大学学报.
    [19] 瑞芬太尼用于ICU术后患者镇痛安全性和有效性的临床观察, 昆明医科大学学报.
    [20] Extra-Care软性亲水接触镜临床应用的有效性和安全性, 昆明医科大学学报.
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  • 收稿日期:  2021-04-26
  • 刊出日期:  2021-07-25

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