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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
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  • 收稿日期:  2021-04-26
  • 刊出日期:  2021-07-25

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