Name: 恒河猴脑脊液中Aβ和Tau水平重复经颅磁刺激的试点研究 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-09-03T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 22 s
Description: 了解重复经颅磁刺激对恒河猴脑脊液中淀粉样蛋白β和Tau蛋白水平的影响。该研究采用清醒状态下连续脑池穿刺采样技术，为神经退行性疾病生物标志物研究提供新方法。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

作者感谢四川绿房子生物科技有限公司提供猴椅及其他相关设备。本研究未从公共、商业或非营利机构等任何资助机构获得特定资助。

所有实验均遵循中华人民共和国科学技术部制定的《实验动物管理和使用指南》以及《巴塞尔宣言》的原则进行。本研究已获得中国四川大学华西医院（中国成都）动物护理委员会的批准。图1展示了本研究所采用的单盲、自身对照的研究设计。
1. 重复经颅磁刺激（rTMS）设备
<ol>
	<li>使用8字形磁场刺激线圈进行重复经颅磁刺激（rTMS）。</li>
</ol>
2. 动物
<ol>
	<li>将雄性恒河猴（Macaca mulatta，5 kg，5岁）饲养在单独的笼舍中，自由饮用自来水并提供标准饲料。确保环境条件受控，相对湿度为60-70%，温度为24 ± 2 °C，并维持12:12小时光照:黑暗循环14,15。所有实验均应依照《实验动物护理与使用指南》进行。</li>
</ol>
3. 一种经小脑延髓池的脑脊液连续取样方法
<ol>
	<li>由两名经过培训的实验人员执行导管插入术，从延髓池采集脑脊液（CSF）（图2）。</li>
	<li>体位
	<ol>
		<li>通过肌肉注射5&#160;mg/kg的唑拉西泮-替来他明（见材料表）对猴子进行麻醉。为确保猴子成功麻醉，应观察其是否出现呼吸深慢、角膜反射迟钝或消失以及四肢肌肉松弛等表现。&#160;在此阶段需持续监测其体温、脉搏、呼吸、黏膜颜色及毛细血管再充盈时间。</li>
		<li>每4小时通过肌肉注射给予2 mg/kg的吗啡。&#160;</li>
		<li>将猴子置于手术台上，采取侧卧位。使其颈部屈曲，背部弓起，并将双膝向胸部方向靠近。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>穿刺
	<ol>
		<li>采用无菌技术对腰部区域进行消毒。将脊髓穿刺针插入腰椎L4/L5椎间隙，推进至穿过黄韧带进入腰池时可感受到一次&#34;弹响&#34;。</li>
		<li>继续推进穿刺针，直至第二次出现&#34;弹响&#34;，表示针尖已进入硬脑膜。拔出穿刺针内的针芯，收集脑脊液滴出液。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>导管置入
	<ol>
		<li>在荧光透视引导下，将硬膜外导管经穿刺针置入蛛网膜下腔，直至导管漂浮于延髓池内。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>采样端口植入
	<ol>
		<li>从穿刺点向头部方向做一条5 cm长的切口，分离皮肤与皮下组织以放置采样端口。将端口连接至硬膜外导管末端，并将端口植入皮下，随后缝合切口。每日对伤口进行消毒以预防感染。 
		注：猴子通常在术后当天即可完全恢复。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>脑脊液采集
	<ol>
		<li>利用笼具栏杆固定猴子，使其背部保持弯曲状态。</li>
		<li>将注射器插入采样端口中央，经导管从延髓池中抽取脑脊液。弃去最初的0.2 mL脑脊液（导管与端口的总容积为0.1 mL），然后收集1 mL脑脊液用于分析16。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. 猴子椅适应性训练
<ol>
	<li>在实验前将猴子固定在猴椅上，以避免干扰rTMS干预过程（图3A，B）。</li>
	<li>在猴子清醒状态下采集脑脊液（CSF）用于生物标志物分析，以避免麻醉药物的影响。</li>
	<li>在蛛网膜下腔插管后第3天，即实验开始前2周，对猴子进行猴椅适应性训练，每天2次，每次30分钟。</li>
</ol>
5. 重复经颅磁刺激适应性训练/假刺激
<ol>
	<li>在猴子椅上完成适应性训练后一周，正式实验开始前一周进行重复经颅磁刺激（rTMS）适应性训练/假刺激，以避免刺激过程中产生的振动和声音影响正式实验的进程。</li>
	<li>使用假线圈（仅产生振动和声音，不产生磁场）对猴子进行刺激，刺激后给予食物奖励，帮助猴子适应该过程（图3C）。</li>
	<li>在猴子椅上每天进行两次rTMS适应性训练，每次30分钟，持续2周。</li>
</ol>
6. 治疗方案
<ol>
	<li>按照先前所述方法17，使用三种不同频率（1 Hz/20 Hz/40 Hz）的重复经颅磁刺激（rTMS）刺激猴双侧背外侧前额叶皮层（R-L-DLPFC）。根据国际10-20系统定位DLPFC。
	<ol>
		<li>进行三次不同的rTMS干预，每次干预之间洗脱期超过24小时18,19。
		<ol>
			<li>第一阶段使用以下参数：rTMS频率为1 Hz，刺激模式由20个脉冲串组成，每个脉冲串包含20次脉冲，脉冲串间间隔10秒，刺激强度为平均静息运动阈值（RMT）的100%，每日两次，连续三天20,21。</li>
			<li>第二阶段使用以下参数：高频（20 Hz）rTMS脉冲串，刺激强度为100% RMT，持续时间为2秒，脉冲串间间隔28秒，每次会话共2,000次刺激（每串40次刺激，共50串），每日两次，连续三天22。</li>
			<li>第三阶段使用以下参数：伽马频率（40 Hz）rTMS脉冲串，刺激强度为100% RMT，每串持续1秒，脉冲串间间隔28秒。每次会话的总脉冲数保持与20 Hz rTMS相同，每日两次，连续三天7,22。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
7. 脑脊液生物标志物
<ol>
	<li>分析四种脑脊液生物标志物：Aβ42、Aβ42/Aβ40、总 Tau 蛋白（tTau）和磷酸化 Tau 蛋白（pTau）。</li>
</ol>
8. 脑脊液采集与指数检测方法
<ol>
	<li>采用微创导管插管法采集脑脊液（CSF）。</li>
	<li>利用笼子的栏杆固定猴子，并使其背部弯曲。指示另一操作者将注射器插入采样口的中心位置，确保通过导管抽取脑脊液。</li>
	<li>在5个时间点（每个时间点间隔3分钟，采集4份样本）采集脑脊液：rTMS前、rTMS后0 h/2 h/6 h/24 h23,24,25。针对3种频率共采集60份样本；编号后置于-80 °C冰箱中保存，最长保存1个月。实验结束后，按照试剂盒说明书对所有样本进行液相芯片检测（参见材料表）。</li>
</ol>
9. 统计分析
<ol>
	<li>所有数据均以均值 ± 标准差（SD）表示。</li>
	<li>当样本量较小时，采用 Shapiro-Wilk 检验进行正态性检验。采用双因素重复测量方差分析（ANOVA）及 Tukey 多重比较检验。 
	注意：采用双尾检验，P 值（two-tailed）&#60; 0.05 被认为具有统计学显著性。</li>
</ol>

<ol><li>Niemantsverdriet, E., Valckx, S., Bjerke, M., Engelborghs, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alzheimer%27s+disease+CSF+biomarkers%3A+clinical+indications+and+rational+use%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neurologica+Belgica%22%5BJournal%5D)">Alzheimer's disease CSF biomarkers: clinical indications and rational use.</a> Acta Neurologica Belgica. 117 (3), 591-602 (2017).</li>
<li>Ohnishi, S., Takano, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amyloid+fibrils+from+the+viewpoint+of+protein+folding%5BTitle%5D)+AND+%22Cellular+and+Molecular+Life+Sciences%22%5BJournal%5D)">Amyloid fibrils from the viewpoint of protein folding.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 61 (5), 511-524 (2004).</li>
<li>Hernandez, F., Avila, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tauopathies%5BTitle%5D)+AND+%22Cellular+and+Molecular+Life+Sciences%22%5BJournal%5D)">Tauopathies.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 64 (17), 2219-2233 (2007).</li>
<li>Ballard, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Alzheimer's disease.</a> Lancet. 377 (9770), 1019-1031 (2011).</li>
<li>De Meyer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnosis-independent+Alzheimer+disease+biomarker+signature+in+cognitively+normal+elderly+people%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Diagnosis-independent Alzheimer disease biomarker signature in cognitively normal elderly people.</a> Archives of Neurology. 67 (8), 949-956 (2010).</li>
<li>Jansen, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+cerebral+amyloid+pathology+in+persons+without+dementia%3A+a+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA%22%5BJournal%5D)">Prevalence of cerebral amyloid pathology in persons without dementia: a meta-analysis.</a> JAMA. 313 (19), 1924-1938 (2015).</li>
<li>Iaccarino, H. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gamma+frequency+entrainment+attenuates+amyloid+load+and+modifies+microglia%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia.</a> Nature. 540 (7632), 230-235 (2016).</li>
<li>Martorell, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-sensory+gamma+stimulation+ameliorates+Alzheimer%27s-associated+pathology+and+improves+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Multi-sensory gamma stimulation ameliorates Alzheimer's-associated pathology and improves cognition.</a> Cell. 177 (2), 256-271 (2019).</li>
<li>Kobayashi, M., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+magnetic+stimulation+in+neurology%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Neurology%22%5BJournal%5D)">Transcranial magnetic stimulation in neurology.</a> Lancet Neurology. 2 (3), 145-156 (2003).</li>
<li>Post, A., Muller, M. B., Engelmann, M., Keck, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+in+rats%3A+evidence+for+a+neuroprotective+effect+in+vitro+and+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Repetitive transcranial magnetic stimulation in rats: evidence for a neuroprotective effect in vitro and in vivo.</a> European Journal of Neuroscience. 11 (9), 3247-3254 (1999).</li>
<li>Huang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-frequency+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+ameliorates+cognitive+function+and+synaptic+plasticity+in+APP23%2FPS45+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Aging+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation ameliorates cognitive function and synaptic plasticity in APP23/PS45 mouse model of Alzheimer's disease.</a> Frontiers in Aging Neuroscience. 9, 292(2017).</li>
<li>Tan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-frequency+%281+Hz%29+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+%28rTMS%29+reverses+Abeta%281-42%29-mediated+memory+deficits+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Gerontology%22%5BJournal%5D)">Low-frequency (1 Hz) repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) reverses Abeta(1-42)-mediated memory deficits in rats.</a> Experimental Gerontology. 48 (8), 786-794 (2013).</li>
<li>Bai, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+reverses+Abeta1-42-induced+dysfunction+in+gamma+oscillation+during+working+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Currrent+Alzheimer+Research%22%5BJournal%5D)">Repetitive transcranial magnetic stimulation reverses Abeta1-42-induced dysfunction in gamma oscillation during working memory.</a> Currrent Alzheimer Research. 15 (6), 570-577 (2018).</li>
<li>Heo, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+distribution+of+glucose+hypometabolism+induced+by+intracerebroventricular+streptozotocin+in+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alzheimers+Disease%22%5BJournal%5D)">Spatial distribution of glucose hypometabolism induced by intracerebroventricular streptozotocin in monkeys.</a> Journal of Alzheimers Disease. 25 (3), 517-523 (2011).</li>
<li>Lee, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insulin%2FIGF+signaling-related+gene+expression+in+the+brain+of+a+sporadic+Alzheimer%27s+disease+monkey+model+induced+by+intracerebroventricular+injection+of+streptozotocin%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alzheimers+Disease%22%5BJournal%5D)">Insulin/IGF signaling-related gene expression in the brain of a sporadic Alzheimer's disease monkey model induced by intracerebroventricular injection of streptozotocin.</a> Journal of Alzheimers Disease. 38 (2), 251-267 (2014).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+analysis+of+blood-brain+barrier+disruption+and+cerebrospinal+fluid+matrix+metalloproteinases+in+rhesus+monkeys+subjected+to+transient+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+and+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Temporal analysis of blood-brain barrier disruption and cerebrospinal fluid matrix metalloproteinases in rhesus monkeys subjected to transient ischemic stroke.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 37 (8), 2963-2974 (2017).</li>
<li>Liao, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+as+an+alternative+therapy+for+cognitive+impairment+in+Alzheimer%27s+disease%3A+a+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alzheimers+Disease%22%5BJournal%5D)">Repetitive transcranial magnetic stimulation as an alternative therapy for cognitive impairment in Alzheimer's disease: a meta-analysis.</a> Journal of Alzheimers Disease. 48 (2), 463-472 (2015).</li>
<li>Hwang, J. M., Kim, Y. H., Yoon, K. J., Uhm, K. E., Chang, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+responses+to+facilitatory+rTMS+according+to+BDNF+genotype%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Different responses to facilitatory rTMS according to BDNF genotype.</a> Clinical Neurophysiology. 126 (7), 1348-1353 (2015).</li>
<li>Uhm, K. E., Kim, Y. H., Yoon, K. J., Hwang, J. M., Chang, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BDNF+genotype+influence+the+efficacy+of+rTMS+in+stroke+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">BDNF genotype influence the efficacy of rTMS in stroke patients.</a> Neuroscience Letters. 594, 117-121 (2015).</li>
<li>Ahmed, M. A., Darwish, E. S., Khedr, E. M., El Serogy, Y. M., Ali, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+low+versus+high+frequencies+of+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+on+cognitive+function+and+cortical+excitability+in+Alzheimer%27s+dementia%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Effects of low versus high frequencies of repetitive transcranial magnetic stimulation on cognitive function and cortical excitability in Alzheimer's dementia.</a> Journal of Neurology. 259 (1), 83-92 (2012).</li>
<li>Tan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-frequency+%281+Hz%29+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+%28rTMS%29+reverses+A%CE%B2%281-42%29-mediated+memory+deficits+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Gerontology%22%5BJournal%5D)">Low-frequency (1 Hz) repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) reverses Aβ(1-42)-mediated memory deficits in rats.</a> Experimental Gerontology. 48 (8), 786-794 (2013).</li>
<li>Cotelli, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+language+performance+in+Alzheimer+disease+following+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurology+Neurosurgery+and+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Improved language performance in Alzheimer disease following brain stimulation.</a> Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry. 82 (7), 794-797 (2011).</li>
<li>Dobrowolska, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CNS+amyloid-beta%2C+soluble+APP-alpha+and+-beta+kinetics+during+BACE+inhibition%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">CNS amyloid-beta, soluble APP-alpha and -beta kinetics during BACE inhibition.</a> Journal of Neuroscience. 34 (24), 8336-8346 (2014).</li>
<li>Sankaranarayanan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+demonstration+of+cerebrospinal+fluid+and+plasma+A+beta+lowering+with+oral+administration+of+a+beta-site+amyloid+precursor+protein-cleaving+enzyme+1+inhibitor+in+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmacology+Experimental+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">First demonstration of cerebrospinal fluid and plasma A beta lowering with oral administration of a beta-site amyloid precursor protein-cleaving enzyme 1 inhibitor in nonhuman primates.</a> Journal of Pharmacology Experimental Therapeutics. 328 (1), 131-140 (2009).</li>
<li>Schoenfeld, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+angiotensin+receptor+neprilysin+inhibitor%2C+sacubitril%2Fvalsartan%2C+on+central+nervous+system+amyloid-beta+concentrations+and+clearance+in+the+cynomolgus+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+and+Applied+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">The effect of angiotensin receptor neprilysin inhibitor, sacubitril/valsartan, on central nervous system amyloid-beta concentrations and clearance in the cynomolgus monkey.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 323, 53-65 (2017).</li>
<li>Blennow, K., Mattsson, N., Scholl, M., Hansson, O., Zetterberg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amyloid+biomarkers+in+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Pharmacological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Amyloid biomarkers in Alzheimer's disease.</a> Trends in Pharmacological Sciences. 36 (5), 297-309 (2015).</li>
<li>Janelidze, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CSF+Abeta42%2FAbeta40+and+Abeta42%2FAbeta38+ratios%3A+better+diagnostic+markers+of+Alzheimer+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Clinical+and+Translational+Neurology%22%5BJournal%5D)">CSF Abeta42/Abeta40 and Abeta42/Abeta38 ratios: better diagnostic markers of Alzheimer disease.</a> Annals of Clinical and Translational Neurology. 3 (3), 154-165 (2016).</li>
<li>Vogelgsang, J., Wedekind, D., Bouter, C., Klafki, H. W., Wiltfang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+of+Alzheimer%27s+disease+cerebrospinal+fluid-biomarker+measurements+under+clinical+routine+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alzheimers+Disease%22%5BJournal%5D)">Reproducibility of Alzheimer's disease cerebrospinal fluid-biomarker measurements under clinical routine conditions.</a> Journal of Alzheimers Disease. 62 (1), 203-212 (2018).</li>
<li>Dubois, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancing+research+diagnostic+criteria+for+Alzheimer%27s+disease%3A+the+IWG-2+criteria%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Neurology%22%5BJournal%5D)">Advancing research diagnostic criteria for Alzheimer's disease: the IWG-2 criteria.</a> Lancet Neurology. 13 (6), 614-629 (2014).</li>
<li>Schuff, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+of+hippocampal+volume+loss+in+early+Alzheimer%27s+disease+in+relation+to+ApoE+genotype+and+biomarkers%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">MRI of hippocampal volume loss in early Alzheimer's disease in relation to ApoE genotype and biomarkers.</a> Brain. 132, Pt 4 1067-1077 (2009).</li>
<li>Stricker, N. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CSF+biomarker+associations+with+change+in+hippocampal+volume+and+precuneus+thickness%3A+implications+for+the+Alzheimer%27s+pathological+cascade%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Imaging+and+Behavior%22%5BJournal%5D)">CSF biomarker associations with change in hippocampal volume and precuneus thickness: implications for the Alzheimer's pathological cascade.</a> Brain Imaging and Behavior. 6 (4), 599-609 (2012).</li>
<li>Cirrito, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+activity+regulates+interstitial+fluid+amyloid-beta+levels+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Synaptic activity regulates interstitial fluid amyloid-beta levels in vivo.</a> Neuron. 48 (6), 913-922 (2005).</li>
<li>Duits, F. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+and+complications+of+lumbar+puncture+in+memory+clinics%3A+Results+of+the+multicenter+lumbar+puncture+feasibility+study%5BTitle%5D)+AND+%22Alzheimers+%26+Dementia%22%5BJournal%5D)">Performance and complications of lumbar puncture in memory clinics: Results of the multicenter lumbar puncture feasibility study.</a> Alzheimers & Dementia. 12 (2), 154-163 (2016).</li>
<li>Engelborghs, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consensus+guidelines+for+lumbar+puncture+in+patients+with+neurological+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Alzheimers+Dement%22%5BJournal%5D)">Consensus guidelines for lumbar puncture in patients with neurological diseases.</a> Alzheimers Dement. 8, 111-126 (2017).</li>
<li>Costerus, J. M., Brouwer, M. C., van de Beek, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technological+advances+and+changing+indications+for+lumbar+puncture+in+neurological+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Neurology%22%5BJournal%5D)">Technological advances and changing indications for lumbar puncture in neurological disorders.</a> Lancet Neurology. 17 (3), 268-278 (2018).</li>
<li>Wang, Y. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebrospinal+fluid+leakage+and+headache+after+lumbar+puncture%3A+a+prospective+non-invasive+imaging+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Cerebrospinal fluid leakage and headache after lumbar puncture: a prospective non-invasive imaging study.</a> Brain. 138, Pt 6 1492-1498 (2015).</li>
<li>Schmidt, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+and+quantification+of+beta-amyloid%2C+pyroglutamyl+Abeta%2C+and+tau+in+aged+canines%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuropathology+and+Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Detection and quantification of beta-amyloid, pyroglutamyl Abeta, and tau in aged canines.</a> Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 74 (9), 912-923 (2015).</li>
</ol>

作者声明无利益冲突。

Aβ1-42 是阿尔茨海默病（AD）公认的生物标志物，属于与脑内 Aβ 代谢及淀粉样斑块形成相关的脑脊液核心生物标志物，已在临床试验和临床实践中广泛应用26。近期研究表明，脑脊液中 Aβ42/Aβ40 比值比单独检测 Aβ42 更能有效诊断 AD，因其更能反映 AD 特征性病理变化27,28。在神经退行性变过程中，Tau 蛋白和磷酸化 Tau（pTau）蛋白会释放到细胞外空间，导致脑脊液中 Tau 浓度升高20,29。因此，脑脊液中的 Aβ1-42、Aβ42/Aβ40、总 Tau（tTau）和 pTau 已被确认为联合生物标志物，并被纳入修订后的阿尔茨海默病诊断标准1</...

淀粉样蛋白-β（Aβ）和tau蛋白是重要的脑脊液生物标志物。Aβ由42个氨基酸组成（Aβ1-42），是跨膜淀粉样前体蛋白（APP）被β-和γ-分泌酶水解后的产物1。由于其溶解特性，Aβ1-42可在脑内聚集形成细胞外淀粉样斑块1,2。tau蛋白是一种微管相关蛋白，主要存在于轴突中，参与顺向轴突运输3。异常的tau蛋白过度磷酸化主要由激酶与磷酸酶之间的失衡引起，导致tau蛋白从微管上解离并形成神经原纤维缠结（NFT）1。在神经退行性过程中，tau蛋白和磷酸化tau蛋白（pTau）被释放到细胞外空间，从而使脑脊液中tau蛋白浓度升高。既往研究表明，脑脊液生物标志物与阿尔茨海默病（AD）大脑的三大主要病理改变相关：细胞外淀粉样斑块、细胞内NFT形成以及神经元丢失4。Aβ和tau蛋白的异常浓度在AD早期即已出现，因此可用于AD的早期诊断5,6。
2016年，Tsai 等人发现，非侵入性光闪烁刺激（40 Hz）可降低早前沉积阶段小鼠视觉皮层中 Aβ1-40 和 Aβ1-42 的水平7。最近，他们进一步报道，听觉音调刺激（40 Hz）可改善5XFAD小鼠的识别记忆和空间记忆，降低其海马体和听觉皮层（AC）中的淀粉样蛋白水平，并减少P301S tau蛋白病模型中的pTau浓度8。这些结果表明，非侵入性技术可能影响Aβ和tau蛋白的代谢。
作为一种非侵入性工具，经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation, TMS）能够对包括脊髓、外周神经和大脑皮层在内的神经组织进行电刺激9。此外，它还可以改变受刺激部位大脑皮层的兴奋性以及功能连接。因此，TMS 已被用于神经退行性疾病的治疗及预后评估和诊断检测。TMS 中最常见的临床干预形式——重复经颅磁刺激（rTMS），可诱导皮层激活，调节皮层兴奋性，并调控认知/运动功能。
据报道，20 Hz rTMS 具有 体外 对谷氨酸和Aβ等氧化应激因子具有神经保护作用，并提高了小鼠单克隆海马HT22细胞的整体存活率101 Hz rTMS 刺激后，海马体中的 β 位点淀粉样前体蛋白裂解酶 1、APP 及其 C 末端片段显著减少。值得注意的是，海马 CA1 区的长时程增强、空间学习和记忆功能损伤得到逆转11,12白等人研究了重复经颅磁刺激（rTMS）对β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的伽马振荡功能障碍在工作记忆测试中的影响。他们得出结论，rTMS可逆转Aβ引起的伽马振荡功能障碍，从而对工作记忆产生潜在益处。13然而，关于重复经颅磁刺激（rTMS）对tau蛋白代谢的影响，以及rTMS前后脑脊液（CSF）中Aβ和tau动态变化的研究报道较少。本方案描述了在食蟹猴脑脊液中，研究不同频率rTMS（低频：1 Hz；高频：20 Hz和40 Hz）对Aβ和tau水平影响的实验操作流程。

<table><tbody><tr><td>一次性麻醉穿刺包</td><td>Weigao, 山东, 中国</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CCY-I 磁场刺激仪</td><td>YIRUIDE MEDICAL, 武汉, 中国</td><td></td><td></td></tr><tr><td>GraphPad Prism 7.0 版</td><td>GraphPad Software, Inc., 圣地亚哥, 加利福尼亚州, 美国</td><td></td><td></td></tr><tr><td>人淀粉样蛋白 β 和 Tau 蛋白磁珠检测试剂盒</td><td>EMD Millipore 公司, 比勒里卡, 马萨诸塞州 01821, 美国</td><td></td><td>液相芯片检测</td></tr><tr><td>MILLIPLEX Analyst 5.1</td><td>EMD Millipore 公司, 比勒里卡, 马萨诸塞州 01821, 美国</td><td></td><td></td></tr><tr><td>猴用固定椅 HH-E-1</td><td>Brainsight, 剑桥, 马萨诸塞州 02140, 美国</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zoletil 50</td><td>Virbac, 法国</td><td></td><td>唑拉西泮&amp;ndash;替来他明</td></tr></tbody></table>

一项关于重复经颅磁刺激对恒河猴脑脊液中aβ和tau蛋白水平影响的初步研究

A Pilot Study on the Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation of A&#946; and Tau Levels in Rhesus Monkey Cerebrospinal Fluid

既往研究表明，非侵入性光闪烁干预和听觉音调刺激可影响大脑中 Aβ 和 tau 蛋白的代谢。作为一种非侵入性技术，重复经颅磁刺激（rTMS）已被用于治疗神经退行性疾病。本研究探讨了 rTMS 对恒河猴脑脊液（CSF）中 Aβ 和 tau 蛋白水平的影响。这是一项单盲、自身对照研究。采用三种不同频率（低频：1 Hz；高频：20 Hz 和 40 Hz）的 rTMS 刺激恒河猴双侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）。通过导管法采集脑脊液样本。所有样本均接受液相芯片检测，以分析脑脊液中的生物标志物（Aβ42、Aβ42/Aβ40、tTau、pTau）。脑脊液生物标志物水平在 rTMS 刺激后随时间发生变化。刺激后，脑脊液中 Aβ42 水平在所有频率（1 Hz、20 Hz 和 40 Hz）下均呈上升趋势，其中高频刺激组的变化更为显著（p &lt; 0.05），而低频刺激组差异较小。
高频重复经颅磁刺激（rTMS）后，脑脊液中总Tau蛋白（tTau）水平在刺激后即刻显著升高（p &lt; 0.05），并在24小时后逐渐下降。此外，结果显示，磷酸化Tau蛋白（pTau）水平在40 Hz rTMS后即刻升高（p &lt; 0.05）。Aβ42/Aβ40的比值在1 Hz和20 Hz刺激后呈上升趋势（p &lt; 0.05）。低频（1 Hz）刺激对Tau蛋白水平无显著影响。因此，高频（20 Hz和40 Hz）rTMS可能对猕猴脑脊液中Aβ和Tau蛋白水平具有积极作用，而低频（1 Hz）rTMS仅能影响Aβ水平。

结果显示，重复经颅磁刺激（rTMS）可影响恒河猴脑脊液中的Aβ和tau蛋白水平。在不同频率（1 Hz、20 Hz和40 Hz）的rTMS刺激后，脑脊液生物标志物水平随时间发生变化。
Aβ42 和 Aβ42/Aβ40 
如图4A所示，经过1 Hz rTMS刺激后，Aβ42水平在24小时内逐渐升高（p &lt; 0.05），在洗脱期后恢复至基线水平。类似地，在以20 Hz rTMS刺激猴双侧DLPFC后，Aβ42水平随时间推移而升高，并在刺激后6小时达到峰值（p &lt; 0.05）。然而，在以40 Hz rTMS刺激后，Aβ42水平在rTMS后即刻显著升高（p &lt; 0.05），随后缓...

本文描述了一项初步研究的实验方案，旨在探讨不同频率（1 Hz/20 Hz/40 Hz）的重复经颅磁刺激对猕猴脑脊液中Aβ和tau蛋白代谢的影响。

一项关于重复经颅磁刺激对恒河猴脑脊液中Aβ和Tau蛋白水平影响的初步研究

先前的研究表明，非侵入性的光闪烁干预和听觉音调刺激可影响 Aβ 和 tau 蛋白的代谢……

本方案采用连续小脑延髓池脑脊液采样方法，研究重复经颅磁刺激（rTMS）对恒河猴α-β和tau蛋白水平的影响。该技术采用一种新型脑脊液采样方法，可在完全清醒状态下进行多次脑脊液采集，且不良事件风险较低。演示该操作的是来自西南医科大学生理学系的研究助理Ying-Qian Zhang，以及来自四川大学的研究生Hui-Xin Tan。给予镇痛剂并确认麻醉成功后，将一只五岁雄性恒河猴置于手术台上，取侧卧位，并对其下背部周围区域进行消毒。弓起其背部，将双膝向胸部靠拢。在腰椎第4至第5椎体（L4-L5）之间插入脊髓穿刺针，推进至出现弹响感，提示针已进入含有黄韧带的腰池。继续推进针头，直至出现第二次突破感，表明已进入硬脑膜，随后拔出脊髓穿刺针内的针芯，收集脑脊液滴。接下来，在荧光透视引导下进行导管置入，将硬膜外导管经穿刺针插入蛛网膜下腔，直至导管漂浮于枕大池内。然后进行端口植入，在穿刺点向头部方向做一长约5厘米的切口，分离皮肤与皮下组织，以放置采样端口。将端口连接至硬膜外导管末端，将端口植入皮下并缝合切口。采集脑脊液时，利用笼具的栏杆固定猴子，使其背部弯曲。然后用酒精棉片擦拭，将注射器插入采样端口中心，通过导管从枕大池抽取脑脊液。弃去前200微升脑脊液，然后收集1毫升脑脊液用于分析。在实验前将猴子固定在猴椅上，以避免在重复经颅磁刺激（rTMS）干预过程中发生中断；并在猴子清醒状态下采集脑脊液，以避免麻醉药物对生物标志物分析的干扰。在蛛网膜下腔插管后的第三天开始，于实验启动前两周，每天进行两次猴椅适应性训练，每次30分钟。在正式实验开始前一周，使用猴椅进行一次rTMS适应性训练或假刺激，且在适应性训练后一周进行假刺激，以避免刺激过程中产生的振动和声音影响实验进程。对于假刺激，应使用可产生振动和声音但不产生磁场的假线圈。刺激结束后，给予猴子食物，以帮助其适应该过程。根据国际10-20系统定位双侧背外侧前额叶皮层，并使用三种不同频率进行三次不同的重复经颅磁刺激（rTMS）干预，每次干预之间洗脱期不超过24小时。每天进行两次第一、第二和第三轮干预，连续三天。为分析四种脑脊液（CSF）生物标志物，采用微创导管插入法采集脑脊液。在三个时间频率下，每个时间点采集四份样本，共五个时间点，时间间隔为三分钟。三个频率共采集60份样本后，对样本进行编号，并在零下80摄氏度冰箱中保存，最长可保存一个月。实验结束后，根据试剂盒制造商的说明书，对所有样本进行液相芯片检测。经过1赫兹rTMS刺激后，Abeta42水平在24小时内逐渐升高。同样，在20赫兹rTMS刺激后，Abeta42水平随时间推移而升高，并在刺激后6小时达到峰值。相比之下，在40赫兹刺激后，Abeta42水平在rTMS结束后即刻显著升高，随后缓慢下降。在以1 Hz和20 Hz rTMS刺激后，Abeta42与Abeta40的比值呈上升趋势，并在刺激后两小时显著升高；然而，在40 Hz刺激后，该比值无显著变化。脑脊液中的tTau水平在20 Hz和40 Hz rTMS刺激后立即升高，随后逐渐下降。然而，1赫兹刺激后无显著差异。40赫兹刺激后，pTau水平立即升高，24小时后下降至基线水平以下。相比之下，1赫兹和20赫兹刺激下，pTau水平呈下降趋势。需要多次采集猴脑脊液样本的研究人员可考虑采用这种连续小脑延髓池脑脊液采集方法。

a-pilot-study-on-repetitive-transcranial-magnetic-stimulation-tau

Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

恒河猴脑脊液中Aβ和Tau水平重复经颅磁刺激的试点研究

经颅磁刺激（TMS）是一种非侵入性工具，可用于深入了解人类神经系统的生理学和功能。本文中，我们介绍利用TMS技术研究上肢和腰段肌肉皮质兴奋性的方法。...

利用经颅磁刺激研究人类神经肌肉系统

来源：Taube, W., 等., 人类皮质运动神经元传递变化的非侵入性评估. J. Vis. Exp.

重复经颅磁刺激引起的人类皮质运动神经元突触变化

来源：Beom, J., 等。大鼠脑单侧半球的重复经颅磁刺激。J. Vis. Exp.

利用重复经颅磁刺激调节大鼠皮层兴奋性

来源：Dunlop, K., et al. 采用MRI引导的背内侧前额叶皮层重复经颅磁刺激治疗难治性重度抑郁症。J. Vis. Exp.

磁共振成像引导下背内侧前额叶皮层重复经颅磁刺激

我们探讨使用重复经颅磁刺激（rTMS）来改善慢性卒中伴非流利性失语症患者的语言能力。在为每位患者确定右侧额回中对刺激反应最佳的靶点后，我们在为期十天的rTMS治疗中针对该靶点进行刺激。...

利用重复经颅磁刺激改善慢性非流利性失语卒中患者的语言功能

本文概述了以磁共振成像引导的重复经颅磁刺激作用于背内侧前额叶皮层，作为重度抑郁症实验性治疗方法的操作步骤。...

MRI引导的背内侧前额叶皮层重复经颅磁刺激治疗难治性重度抑郁症

本研究旨在验证以下假设：与诱发健康受试者在图片命名任务中的反应时间延迟程度相比，由神经导航系统引导的经颅磁刺激在定位目标区域时具有更高的准确性，且该延迟程度可反映虚拟性失语的严重程度。...

神经导航引导的重复经颅磁刺激治疗失语症

我们通过将一个25毫米的8字形线圈放置在双耳连线距头顶1厘米处，并将线圈倾斜45°，对大鼠脑的单侧半球施加重复经颅磁刺激（rTMS）。对于持续超过20分钟的rTMS，使用了自制的水冷系统。...

大鼠脑单侧半球重复经颅磁刺激

本方案介绍了一种在实验任务期间利用神经导航和机器人系统对背外侧和背内侧前额叶皮层进行重复经颅磁刺激的更精确、更有效的方法。根据研究结果，对未来在线刺激研究提出了重要的启示。...

在线重复经颅磁刺激背内侧与背外侧前额叶皮层在认知决策及认知失调中的应用

本方案介绍了针对难治性重度抑郁症的重复经颅磁刺激治疗的精准且以患者为中心的应用指南。内容详细阐述了精确线圈定位、可调节刺激剂量、严格的安全措施，以及在急性期和维持治疗期间最大限度提高舒适性、可重复性和长期临床疗效的策略。...

用于抑郁症的传统重复经颅磁刺激：逐步操作方案

了解重复经颅磁刺激对恒河猴脑脊液中淀粉样蛋白β和Tau蛋白水平的影响。该研究采用清醒状态下连续脑池穿刺采样技术，为神经退行性疾病生物标志物研究提供新方法。

一项关于重复经颅磁刺激对恒河猴脑脊液中Aβ和Tau蛋白水平影响的初步研究

探索更多视频