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방법 논문

Transcranial 직류 자극 (tDCS) 마우스

14.3K 조회수

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DOI:

10.3791/58517

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2018년 9월 23일

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이 논문에서

요약

Transcranial 직류 자극 (tDCS) 정신 질환 치료를 제안 하는 치료 기술 이다. 동물 모델 tDCS에 의해 갖는 특정 생물 학적 변경 이해 하기 위한 필수적입니다. 이 프로토콜 사용 하 여 만성 이식된 전극 tDCS 마우스 모델을 설명 합니다.

초록

Transcranial 직류 자극 (tDCS) 여러 정신병 질환에 대 한 대체 또는 보완 치료로 제안 하는 비-침략 적 neuromodulation 기술입니다. TDCS의 생물학적 효과 완전히 이해 되지, 인간의 뇌 조직 취득에 어려움으로 인해 일부 설명. 이 프로토콜 사용 만성 이식된 전극 tDCS의 긴-지속적인 생물학적 효과의 연구를 허용 하는 tDCS 마우스 모델을 설명 합니다. 이 실험 모델에서 tDCS 대뇌 피 질의 유전자 발현을 변경 하 고 그것의 치료 적 사용에 대 한 근거의 이해에 두드러진 기여를 제공 합니다.

서론

Transcranial 직류 자극 (tDCS)은 낮은 농도 연속 전류1통해 신경 변조에 초점을 맞추고 비-침략 적, 낮은-비용, 치료 기술입니다. 현재 tDCS에 대 한 두 가지 설정 (anodal 및 cathodal)이 있다. Anodal 자극 한다 활동 전위를 방 아 쇠를 너무 약한 현재 전기 분야, 하는 동안이 방법은 생성 시 냅 스가 소성2변화는 전기 생리학 연구 나타났습니다. 예를 들어 증거 그 tDCS 유도 흥분 성의 postsynaptic 잠재력3,4 의 증가 피크 진폭 및 대뇌 피 질의 흥분5의 변조와 같은 장기 potentiation (LTP) 효과 보여줍니다.

반대로, cathodal 자극 억제, 막 hyperpolarization6결과 유도 합니다. 이 메커니즘에 대 한 가설 tDCS 조절 활동 전위 주파수 및 신경 시체3기간을 설명 하는 생리 적 연구 결과 기반으로 합니다. 특히,이 효과 않습니다 하지 직접....

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프로토콜

개별적으로 보관 되어 남성 성인 (8-12 주) C57BL/6 쥐이 실험에서 사용 되었다. 동물 이전, 도중 및 음식과 물 실험 절차 후 적절 한 치료를 받은 ad libitum. 모든 절차는 연방 대학의 미나스제라이스에서 동물 윤리 위원회에 의해 승인 되었다 (프로토콜 번호 59/2014).

1. 전극 배치

  1. Sedating 및 stereotaxic 기구에 동물을 편집증
    1. 모든 필요한 수술 기구를 소독.
      참고입니다. 440 ° c.에 3 분 동안 수술 기구 소독 했다 면봉 20 분 동안 121 ° C에서 20 psi (평방 인치 당 파운드)에 압력가 마로 소독 했다.
    2. 37 ° c 열 플랫폼 컨트롤러를 조정
    3. 그리고 무게는 동물 마 취 유도 대 한 적절 한 복용량을 계산. 100 mg/kg 케 타 민 및 8 mg/kg xylazine, intraperitoneally 주어진 (바늘 크기, 31 G)의 복용량 마 취 제와 xylazine의 혼합물을 사용 합니다. 동물 2 ~ 3 분 이내 잠들어가 한다.
    4. 수술 사이트 다운 면도 전기 면도기 또는 면도기를 사용 합니다.
    5. 장....

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결과

수술 프로토콜 없이 염증 신호 자극된 사이트에 다른 원치 않는 효과 함께 적어도 한 달 동안 장기 임 플 란 트 안정성을 제시. 모든 동물 살아 수술 절차 및 tDCS 세션 (n = 8). 이 실험에서 tDCS 이식 M1 및 M2 외피가 (1.0 m m 앞쪽 후부 및 bregma에 0.0 m m 옆)에 위치 했다. 1 주일 후, tDCS (n = 3-4)와 가짜 (n = 3) 마우스 0.35에서 10 분 동안 5 일 연속에 대 한 자극 했다 mA. 연락처 품질 (CQ) 값 이식 생존 능력을 평가 하기 위해 등록 하 고 5 일 자극 과정 (그림 3A) 그룹 사이 중요 한 차이가 발견 됐다. 이 동물 모델을 사용 하 여 자극 성공 두뇌 파생 된 neurotrophic 요인 (BDNF)를 폐해 fibrillary 산 성 단백질 유전자 표현 수준의 평가 통해 결정 될 수 있다 (GFAP.......

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토론

최근 몇 년 동안, 통제 기술을 되었습니다 입력 임상 연습 치료 정신병 질환23유망한 절차로. 통제의 메커니즘의 지식의 부족에 의해 부과 된 제약을 줄이기 위해, 우리는 여기 뇌 영역을 대상으로 수 전극 들고 tDCS 마우스 모델 제시. 전극 이식 만성 이기 때문에,이 동물 모델 tDCS (최소 1 개월)에 대 한 복잡 한 자극 패턴에 의해 갖는 긴-지속적인 생물학적 효과의 조사 수 있습니다. 제대로 실행 하는 경우 높은 임 플 란 트 관용과 감염의 기회가 거의 설명된 tDCS 동물 모델을 선물 한다. 전반적으로, 수술 단계는 임 플 란 트 배치를 신속 하 고 간단 실행 (30 분/동물)입니다. 이 tDCS 모델의 하나의 추가 장점은 전극 접촉 품질 및 실제 현재 자극 값을 추적할 수 있다는.

이 동물 모델의 주요 단점은 마우스의 두개골에 있는 적당 한 임 플 란 트 고정입니다. 수술 하는 동안 제한 하는 방식으로 이동 측면 머리 (머리.......

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감사의 글

마우스 식민지를 유지 하는 도움에 감사 씨로 드리고 드 수 자 하 고. L.A.V.M 망 토 박사 후 연구원 이다입니다. 이 작품은 그랜트 PRONEX에 의해 지원 되었다 (FAPEMIG: APQ-00476-14).

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
BD 초미세 50U 주사기BD10033430026peritonially 주사용.
면도기(Philips Multigroom)Philips(브라질)QG3340/16수술 부위 트리밍용.
Surgical Equipment
Model 940 디지털 디스플레이 콘솔이 있는 소형 동물 입체 기구KOPF940동물 수술 제한 및 포지셔닝용.
모델 922 비파열 60도 팁 이어바KOPF922동물 수술 제한 및 포지셔닝용.
캐뉼라 홀더KOPF1766-AP임플란트 포지셔닝용.
붐 스탠드의 정밀 스테레오 줌 쌍안 현미경(III)WPIPZMIII-BS브레그마 위치 파악 및 임플란트 위치 지정용.
온도 제어 시스템 모델 KOPFTCAT-2LV동물 체온 제어용.
차가운 광원 WPIWA-12633초점 밝기
탁상용 실험실 동물 마취 시스템(소기 포함)VetEquip901820이소플루란 전달 및 안전성.
VaporGuard 활성탄 흡착 필터VetEquip931401Delivery 시스템 안전 조치. 
모델 923-B 마우스 가스 마취 헤드 홀더KOPF923-B동물 제한 및 O2 및 이소플루란 전달용.
산소 조절기, E-실린더 VetEquip901305O2 규정 및 배송용.
산소 호스– 녹색 VetEquip931503O2 및 이소플루란 전달용.
적외선 살균기 800 º CMarconiMA1201기기 살균용.
Surgical Instruments
Fine Scissors - ToughCutFine Science Tools14058-11절개용.
수술용 후크INJEX1636In House Fabricated - 수술 부위의 피부와 털을 제거하는 데 사용됩니다.
표준 핀셋 또는 집게--피부 잡기용.
Surgical 소모품
Vetbond3MSC-361931절개 봉합용.
시멘트 및 촉매 KIT (Duralay)Reliance2OZ임플란트 고정용.
멸균 면봉 (오토클레이브)JnJ75U수술 부위 방부제용. 
24 웰 플레이트(조직 배양 플레이트)SARSTEDT831,836시멘트 준비용.
응용 프로그램 : 브러시parkellS286시멘트 혼합 및 적용.
Pharmaceutics
Xylazin (ANASEDAN 2%)Ceva Pharmaceutical (Brazil)P10160마취 유도용.
케타민(DOPALEN 10%)Ceva Pharmaceutical(브라질)P30101마취 유도용.
이소플루란(100%)크리스트&아큐트; lia (브라질)100ML마취 유지 보수용.
리도카인(XYLESTESIN 5%)Cristal Pharma-수술 후 관리용.
케토프로펜(PROFENID 100mg)사노피 아벤티스20ML수술 후 관리용.
Ringer의 젖산 솔루션SANOBIOL LAB7898153652145수술 후 관리용.
TobraDex (덱사메타손 1 mg/g)Alcon631눈 윤활 및 보호용. 
Stimulation
Animal Transcranial StimulatorSoterix Medical2100현 세대용.
핀형 전극 홀더(원통형 홀더 베이스)Soterix Medical2100전극 지지대(임플란트).
핀형 전극(Ag/AgCl)Soterix Medical2100전류 전달용(전극). 
핀형 전극 캡Soterix Medical2100임플란트 보호용.
본체 전극 (Ag/AgCl 코팅)Soterix Medical2100전류 전달용 (전극). 
식염수 (0.9 %)FarmaX7896902206441전류 전달을위한 전도성 매체.
표준 핀셋 또는 집게--tDCS 설정용.
Real Time Polymerase Chain Reaction
BioRad CFX96 Real Time SystemBioRadC1000For qPCR
SsoAdvancedTM Universal SYBR Green Supermix (5 X 1mL)BioRad1725271For
qPCR Hard Shell PCR Plates PCT COM 50 p/ CFX96BioRadHSP9601For qPCR
Microseal "B" seal pct c/ 100qPCR을 위한BioRadMSB1001
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참고문헌

  1. Filmer, H. L., Dux, P. E., Mattingley, J. B. Applications of transcranial direct current stimulation for understanding brain function. Trends in Neurosciences. 37 (12), 742-753 (2014).
  2. Nitsche, M. A., Paulus, W. Sustained exci....

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