뇌 회로의 비 침습적 단절에 대한 표적 신경 부상

Wilson Wang; Yanrong Zhang; Matthew J. Anzivino; Edward H. Bertram; James Woznak; Alexander Klibanov; Erik Dumont; Max Wintermark; Kevin S. Lee

doi:10.3791/61271

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방법 논문

뇌 회로의 비 침습적 단절에 대한 표적 신경 부상

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DOI:

10.3791/61271

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2020년 9월 27일

Wilson Wang^*¹ , Yanrong Zhang^*² , Matthew J. Anzivino¹ , Edward H. Bertram³ , James Woznak¹^,⁴ , Alexander Klibanov⁵ , Erik Dumont⁶ , Max Wintermark^*² , Kevin S. Lee^*¹^,⁷^,⁸

¹Department of Neuroscience, University of Virginia, ²Department of Radiology, Stanford University, ³Department of Neurology, University of Virginia, ⁴Global Internship Program, Focused Ultrasound Foundation, ⁵Department of Medicine, University of Virginia, ⁶Image Guided Therapy, ⁷Department of Neurosurgery, University of Virginia, ⁸Center for Brain, Immunology, and Glia, University of Virginia

^* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

프로토콜의 목표는 뇌에서 비 침습적 신경 병변을 생산하기위한 방법을 제공하는 것입니다. 이 방법은 자기 공명 유도 집중 초음파 (MRgFUS)를 사용하여 뇌 의 parenchyma에 순환 신경 독소를 제공하기 위해 일시적이고 초점 방식으로 혈액 뇌 장벽을 엽니 다.

초록

외과 적 개입은 의학적으로 난치성 신경 질환의 특정 유형을 치료하는 데 매우 효과적일 수 있습니다. 이 접근법은 식별 가능한 신경 회로가 간질 및 운동 장애와 같은 중요한 역할을하는 장애에 특히 유용합니다. 현재 유효한 외과 양식, 효과적인 동안, 일반적으로 비 표적 조직에 외과 상해귀착될 수 있는 침략적인 외과 적 절차를 관련시킵니다. 따라서 비침습적 및 신경 독성 기술을 포함하는 수술 접근법의 범위를 확장하는 것이 가치가 있을 것입니다.

여기서, 비침습적 방식으로 뇌의 초점, 신경 병변을 생산하기 위한 방법이 제시된다. 이 접근법은 정맥 내 마이크로 버블과 함께 저강도 집중 초음파를 사용하여 혈액 뇌 장벽 (BBB)을 일시적으로 그리고 집중적으로 엽니다. 일시적인 BBB 개방 기간은 표적 뇌 영역에 체계적으로 투여된 신경 독소를 초점으로 전달하기 위해 악용됩니다. 신경 독소 퀴놀린 산 (QA)은 일반적으로 BBB-불투과성이며, 관류 또는 정맥 내 투여 할 때 잘 용납된다. 그러나 QA가 뇌 조직에 직접 접근할 때 뉴런에 독성이 있습니다. 이 방법은 특정 뇌 영역을 대상으로 쥐와 마우스에서 사용되었습니다. MRgFUS 직후, BBB의 성공적인 개방은 대조 강화 된 T1 가중 이미징을 사용하여 확인됩니다. 절차 후, T2 이미징은 뇌의 표적 부위에 제한되는 부상을 나타내며 표적 부위의 뉴런 손실은 조직학 기술을 활용하여 사후 평가를 확인할 수 있다. 특히, QA보다는 식염수로 주입된 동물은 BBB의 개방을 보여주지만, 점은 부상이나 뉴런 손실을 나타내지 않습니다. 이 방법은 정확한 인트레이스렐 비침습적 가이드 수술(PING)이라고 불리는 이 방법은 신경 회로의 장애와 관련된 신경 장애 치료에 비침습적 접근법을 제공할 수 있습니다.

서론

이 방법의 목적은 뇌의 표적 영역에서 비 침습적 뉴런 병변을 생산하기위한 수단을 제공하는 것입니다. 이러한 접근 방식을 개발하기위한 근거는 신경 장애에 기여하는 신경 회로를 분리하는 것입니다. 예를 들어, 수술은 약물 내성 간질(DRE)^1과같은 특정 의학적으로 난치성 신경 장애 치료에 매우 효과적일 수 있다. 그러나, 유효한 수술 양식의 각각은 두뇌에 바람직하지 않은 부수적인 손상을 생성하는 관점에서 한계를 가지고 있습니다. 전통적인 절제 수술은 출혈, 감염, 혈전, 뇌졸중, 발작, 뇌의 붓기 및 신경 손상^2의위험으로 매우 침습적 일 수 있습니다. 최소 침습 또는 비 침습적 인 절제 수술에 대한 대안은 레이저 간질 열 치료 및 방사선 수술을 포함, 이는 또한 DRE에서 발작을 억제에 효과적인 것으로 입증되었다. 최근에는 고강도 집중 초음파(HIFU)에 의해 생성된 열 병변이 발작을 줄이는 데 있어 약속을 보여주었습니다. HIFU는 비침습적입니다; 그러나, 그것의 처리 창은 현재 두개골 의 부근에 있는 비 표적 조직에 열 상해의 리스크 때문에 두뇌의 더 중앙 지역으로 제한됩니다. 이러한 제한에도 불구 하 고, 수술의 혜택 종종 잠재적인 위험을 보다 큽니다. 예를 들어, DRE에 대 한 수술 부수적인 뇌 손상을....