Methodenartikel

Beeldvormingsstrategieën voor acupunctuurinterventie bij Alzheimer's disease-modelmuizen

186 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/70998

⸱

21 april 2026

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Traditional Chinese Medicine, General Hospital of the Chinese People's Liberation Army, 2Meizhou Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine (Meizhou Hospital of Traditional Chinese Medicine), 3School of Traditional Chinese Medicine, Capital Medical University, 4Department of Psychosomatic Medicine, Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine Affiliated to Capital Medical University

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol beschrijft een in vivo micro-PET beeldvormingsstrategie gecombineerd met gedrags- en moleculaire assays om dynamisch de effecten van elektroacupunctuur op β-amyloïde afzetting en cognitieve functie in een muismodel voor de ziekte van Alzheimer te evalueren.

Samenvatting

De ziekte van Alzheimer (AD) is een neurodegeneratieve aandoening die voornamelijk wordt gekenmerkt door progressieve cognitieve disfunctie. Een van de typische pathologische kenmerken is de vorming van seniele plaques in de hersenen door de afzetting van β-amyloïde (Aβ) eiwitten. Acupunctuur heeft in de klinische praktijk potentieel aangetoond om de cognitieve functie bij AD-patiënten te verbeteren. De dynamische effecten op de Aβ-pathologie vereisen echter objectieve opheldering via moderne technologische benaderingen. Micro-positronemissietomografie (micro-PET) biedt een krachtig hulpmiddel voor in vivo, niet-invasieve observatie van Aβ-afzetting in de hersenen van AD-modelmuizen. In dit protocol beschrijven we een beeldvormingsstrategie waarbij [18F]AV-45 micro-PET wordt gebruikt om de effecten van elektroacupunctuurinterventie te beoordelen, aangevuld met Morris Water Maze gedragstesten en moleculaire analyse van Western blot. De geïntegreerde aanpak maakt het mogelijk om de pathologische progressie van Aβ in de hersenen van AD-modelmuizen te visualiseren en te kwantificeren. Dit levert objectief en kwantitatief bewijs om het regulerende effect van acupunctuur op Aβ-depositie te onderzoeken. Door traditionele Chinese geneeskundeprincipes te integreren met moderne moleculaire beeldvorming en moleculaire biologische technologieën.

Inleiding

In vivo monitoring van β-amyloïde(Aβ) afzetting in de hersenen is cruciaal om de pathologische progressie van AD1 te beoordelen. Na de klinische toepassing van Aβ-gerichte antilichaamtherapieën (bijv. Lecanemab) is longitudinale en kwantitatieve evaluatie van cerebrale Aβ-belasting met PET uitgegroeid tot een gouden standaard voor het bepalen van therapeutische werkzaamheid2. Hoewel acupunctuur potentieel heeft aangetoond in preklinische studies om het Aβ-metabolisme te moduleren, zijn traditionele onderzoeksmethoden grotendeels gebaseerd op ex vivo analyses en ontbreken effectieve instrumenten voor de directe en objectieve beoordeling van de dynamische impact op Aβ-afzetting in levende organismen. In de afgelopen jaren hebben ontwikkelingen in moleculaire beeldvormingstechnologieën kansen gecreëerd om deze kloof te dichten. micro-PET heeft de niet-invasieve waarneming van Aβ-afzetting in AD-modelmuizen1 mogelijk gemaakt. Belangrijker nog, nieuwe beeldvormingsstrategieën evolueren van single-target benaderingen naar multimodale paradigma's. Zo hebben studies bevestigd dat verschillende structurele subtypes van Aβ-fibrillen verschillende bindingsaffiniteiten vertonen voor veelgebruikte PET-tracers, wat nieuwe eisen oproept voor precieze kwantificering3. Tegelijkertijd bieden opkomende technieken zoals neuro-immuunbeeldvorming (bijv. TSPO PET) en beoordelingen van de functie van de bloed-hersenbarrière ongekende perspectieven om de complexe pathologische mechanismen van AD en de multi-doeleffecten van therapeutische interventies volledig te verduidelijken4.

Op basis van deze basis is deze studie bedoeld om een geavanceerde micro-PET-beeldvormingsstrategie te ontwikkelen met gebruik van de nieuwste Aβ-specifieke probes om dynamisch en kwantitatief de impact van acupunctuurinterventie op Aβ-afzetting in de hersenen van AD-modelmuizen in vivo te beoordelen. De studie zal niet alleen de therapeutische effectiviteit van acupunctuur valideren, maar ook direct bewijs leveren voor de onderliggende mechanismen op moleculair beeldvormingsniveau.

Protocol

Voer alle experimenten uit in overeenstemming met de Richtlijnen voor de Zorg en het Gebruik van Laboratoriumdieren, uitgegeven door de National Institutes of Health. Het studieprotocol werd goedgekeurd door de Commissie Ethiek voor Experimentele Dieren van de Beijing Universiteit voor Chinese Geneeskunde (nr.: bucm-4-2021102707-5421).

1. Bereiding van proefdieren

  1. Verkrijg 6 maanden oude mannelijke APP/PS1-muizen en leeftijds- en geslachtsgematchte C57BL/6-muizen met een gewicht van 28,0 ± 2,0 g.
  2. Houd de muizen in standaard kooien bij een kamertemperatuur van 24 ± 2 °C met een luchtvochtigheid van 40%–60%.
    OPMERKING: De dieren werden gehuisvest in standaardkooien in het Laboratoriumdierencentrum van de Beijing University of Chinese Medicine, Capital Medical University.
  3. Houd de dieren onder een standaard licht/donker cyclus van 12 uur (donkere periode: 20:00 tot 8:00 uur) met gratis toegang tot voedsel en water. Verschoon het beddengoed dagelijks om een schone en droge woonsituatie te garanderen.
  4. Wennen de dieren aan de laboratoriumomgeving gedurende 7 dagen. Begin experimenten op de achtste dag na de aanpassing.

2. Diergroepering en interventies

  1. Wees willekeurig twintig mannelijke APP/PS1-muizen van zes maanden oud toe aan een Alzheimer-modelgroep (AD-groep, n = 10) en een elektroacupunctuurgroep (EA-groep, n = 10). Ken tien leeftijds- en geslachtsgematchte C57BL/6N-muizen toe aan een normale controlegroep (N-groep, n = 10).
  2. Identificeer de drie acupunkturen op het hoofd voor de interventie: GV20 (Baihui), GV26 (Shuigou) en GV29 (Yintang).
    OPMERKING: De lokalisatie van acupunkturen is gebaseerd op de "Animal Acupuncture Acupoint Atlas" die is opgesteld door de Experimental Acupuncture Research Society van de China Association of Acupuncture-Moxibustion. GV20 bevindt zich in het midden tussen de toppen van beide oren; GV29 ligt in het midden tussen de mediale uiteinden van de wenkbrauwen; en GV26 bevindt zich onder het neusseptum van de muis, op de overgang van de onderste twee derde en het bovenste derde van de middenlijn van de lipspleet. Het schematische diagram is weergegeven in Figuur 1.
  3. Geef de EA-groep eenmaal daags elektroacupunctuurstimulatie gedurende 20 minuten gedurende 15 opeenvolgende dagen.
    1. Bind de muis stevig vast met identieke, op maat gemaakte stoffen begrenzingsmouwen. Zorg ervoor dat het lichaam comfortabel is omwikkeld terwijl het hoofd volledig blootgesteld blijft voor nauwkeurige naaldinsteek en normale ademhaling.
    2. Bereid wegwerp steriele acupunctuurnaalden voor (0,25 mm × 13 mm).
    3. Pas een snelle prikmethode toe (snelle inbreng en direct terugtrekken zonder retentie) op het GV26 (Shuigou) acupointuur met behulp van de steriele acupunctuurnaald.
    4. Verbind de handvatten van de naalden bij GV20 en GV29 op de uitlaatklemmen van een elektronisch elektroacupunctuurapparaat.
    5. Stel de stimulatieparameters op het apparaat in om een continue spaarzame golf te leveren, met een frequentie van 2 Hz, een constante spanning van 2 V en een stroomintensiteit van 0,1 mA.
    6. Observeer de muis zorgvuldig en controleer dat de stimulatieintensiteit een milde, ritmische trilling van de kop veroorzaakt.
  4. Houd muizen in de N- en AD-groepen onder identieke huisvestingsomstandigheden zonder enige interventie. Onderwerp de N- en AD-groepen aan dezelfde dagelijkse behandelings- en vasthoudingsprocedures als de EA-groep gedurende de 15-daagse periode om consistentie in experimentele omstandigheden te waarborgen.

3. De Morris waterdoolhof (MWM) test

OPMERKING: Het gedragskader (Morris Water Maze) bouwt voort op ons eerdere werk5.

  1. Voorbereiding van het apparaat
    1. Plaats een ronde watertank (90 cm in diameter, 50 cm diep) in de testruimte. Vul het aquarium met water (22 ± 2 °C) tot een diepte van 30 cm.
    2. Voeg 0,5 kg magere melkpoeder toe aan het water om het dekkend te maken. Verdeel de tank vrijwel in vier gelijke kwadranten (I, II, III en IV).
    3. Plaats een ontsnappingsplatform (rond, 5 cm in diameter, 28 cm hoog) in het midden van kwadrant I.
    4. Plaats duidelijke visuele aanwijzingen van verschillende vormen op de binnenwand van elk kwadrant om de muis te helpen het platform te leren en te onthouden.
    5. Bevestig een digitale camera 2 m boven het midden van de tank aan het plafond en sluit deze aan op een beeldverwerkingssysteem6.
  2. Habituatie
    1. Haal het platform uit de tank op de dag voor de verborgen platformtest. Laat de muis vrij zwemmen in het aquarium gedurende 90 seconden in de ochtend en 's middags om te wennen aan de experimentele omgeving.
  3. Verborgen platformtest
    1. Voer de verborgen platformtest uit over vijf opeenvolgende dagen.
    2. Selecteer startpunten uit respectievelijk het tweede, derde en vierde kwadrant, zodat elk startpunt even ver van het midden van de tank ligt.
    3. Plaats de muis in het water, met het gezicht naar de wand. Laat de muis 10 seconden haar omgeving observeren nadat ze in het water is geplaatst.
    4. Noteer de ontsnappingslatentie en het zwempad als de muis het verborgen platform vindt en er 5 seconden op blijft binnen een limiet van 60 seconden. Leid de muis handmatig naar het platform als deze het platform niet binnen 60 seconden vindt.
    5. Laat het dier 10 seconden op het platform blijven om de locatie te observeren en te onthouden, en registreer de ontsnappingslatentie als 60 seconden.
  4. Ruimtelijke probetest
    1. Verwijder het verborgen platform uit de tank na vijf opeenvolgende dagen van training met verborgen platform.
    2. Plaats elke muis in het water vanaf een van de startpunten in het tweede, derde of vierde kwadrant. Laat de muis 60 seconden vrij zwemmen. Noteer het zwempad en de tijd die je in het doelkwadrant (kwadrant I) doorbrengt.
    3. Breng alle muizen onmiddellijk tussen de proeven door terug naar hun thuiskooien om direct contact met de onderzoeker te minimaliseren.

4. Western blot-analyse

  1. Euthanaseer zes muizen per groep 24 uur na afronding van de 15-daagse interventie. Ontleed en isoleer snel verse hippocampale weefsels op ijs.
  2. Weeg het hippocampale weefsel en plaats het in voorgekoelde microcentrifugebuizen. Voeg een koude RIPA-lysisbuffer toe, aangevuld met 1% protease-remmercocktail en 1% fosfataseremmer-cocktail in een verhouding van 10 μL buffer per 1 mg weefsel.
  3. Homogeniseer de weefsels grondig met een mechanische weefselhomogenisator op ijs. Centrifugeer de homogenaten op 12.000 x g gedurende 15 minuten bij 4 °C om cellulair afval te verwijderen. Verzamel voorzichtig het supernatant en doe het over in een nieuwe, voorgekoelde microcentrifugebuis.
  4. Meng de eiwitmonsters met een 5× SDS-laadbuffer en kook het mengsel op 95 °C gedurende 10 minuten om de eiwitten volledig te denatureren. Laad gelijke hoeveelheden eiwit (20 μg) per put op een 15% SDS-PAGE gel. Voeg een vooraf gekleurde eiwitmolecuulmassamarker toe in een aangrenzende put.
  5. Draai de stapelgel op een constante spanning van 80 V gedurende 30 minuten, en los vervolgens de eiwitten in de scheidingsgel op bij 120 V totdat de voorkant van de bromofenolblauwe kleurstof de onderkant van de gel bereikt.
  6. Breng de gescheiden eiwitten over op een 0,22 μm polyvinylidienfluoride (PVDF) membraan met een constante stroom van 250 mA gedurende 90 minuten op ijs. Blokkeer het PVDF-membraan met 5% magere magere melk opgelost in Tris-buffered zoutoplossing met 0,1% Tween 20 (TBST) gedurende 1 uur bij kamertemperatuur met voorzichtige schudder op een shaker.
  7. Incubeer het membraan met een primaire antistof tegen Aβ (verdund [1:1000] in blocking buffer) en een primaire antistof tegen GAPDH (verdund [1:5000] in blocking buffer) 's nachts bij 4 °C op een horizontale shaker. Incubeer het membraan met een mierikswortelperoxidase (HRP)-geconjugeerd secundair antilichaam (verdund [1:2000] in blokkeringsbuffer) gedurende 1 uur bij kamertemperatuur.
  8. Was het membraan drie keer met TBST gedurende elk 10 minuten om ongebonden secundaire antilichamen te verwijderen.
  9. Breng een versterkt chemiluminescentie (ECL) substraat toe op het membraan en vang het signaal op met een chemiluminescentiebeeldvormingssysteem.
  10. Kwantificeer de intensiteiten van de eiwitbanden met ImageJ-software (versie 1.53a). Normaliseer de grijswaardenwaarden van de doelbanden met die van GAPDH en bereken de relatieve expressieniveaus van de eiwitten van belang.

5. [18F]AV-45 radiosynthese

  1. Voer radiolabeling uit via nucleofiele substitutie van 3,0 mg van de voorloperverbinding met [18F]KF.
  2. Zuiver het product met behulp van high-performance liquid chromatografie (HPLC) om een radiochemische zuiverheid (RCP) van meer dan 95% te bereiken.
  3. Los de gelabelde verbinding op in ethanol.
  4. Verdun de oplossing met 0,9% natriumchloride en bereid het eindproduct voor in 10% ethanol voor volgend gebruik7.

6. In vivo PET-beeldvorming

  1. Kies willekeurig vier muizen uit elke experimentele groep.
    1. Plaats de muis op een circulerende waterverwarmingsmat (37 °C) of onder een verwarmingslamp gedurende 5–10 minuten voorafgaand aan de ingreep om vasodilatatie van de staartaders te bevorderen.
    2. Zet de muis vast in een geschikte transparante cilindrische knaagdierrem, waarbij de staart volledig blootligt. Desinfecteer de staart en visualiseer de laterale staartaren verder door de huid af te vegen met een 70% ethanol swab.
  2. Trek de geformuleerde [18F]AV-45 radiotracer in een 0,5 mL insulinespuit uitgerust met een naald. Bereid een injectievolume van ongeveer 100–150 μL voor om een streefdosis radioactiviteit van 3,0 MBq (radiochemische zuiverheid > 95%)2 te bereiken.
  3. Meet en registreer de initiële radioactiviteit van de met tracer gevulde spuit met behulp van een dosiskalibrator.
  4. Steek de naald, met de afschuining omhoog, onder een ondiepe hoek (ongeveer 10°–20°) in de laterale staartader. Wacht 60 minuten na toediening en doof de muis vervolgens door 2% isofluraan in te ademen.
  5. Positioneer de muis en maak een 15-minuten durende driedimensionale statische PET-scan.
  6. Reconstrueer de PET-gegevens met behulp van een driedimensionaal geordende-subset verwachtingsmaximatie-algoritme (OSEM).
  7. Verwerk de gereconstrueerde data met PMOD-software (versie 4.5).
    1. Registreer de data samen in een hersensjabloon dat geschikt is voor kleine tot middelgrote muizen binnen de PMOD-fusiemodule. Laat de software automatisch de interessegebieden (ROI's) in het muisbrein afbakenen.
  8. Bereken de gestandaardiseerde opnamewaarden (SUV's). Verkrijg de gestandaardiseerde opnamewaarde ratio (SUVR) door de SUV van elke ROI te vergelijken met die van de cerebellum8.
    OPMERKING: De acceptabele variabiliteit in de toegediende dosis (2,0–3,8 MBq) houdt rekening met dagelijkse fluctuaties in radiotraceropbrengst en individuele muisgewichten. Omdat latere kwantificaties vertrouwen op de gestandaardiseerde opnamewaardeverhouding (SUVR)—die het doelgebied normaliseert ten opzichte van een referentiegebied (cerebellum)—compromitteren absolute dosisvariaties binnen dit bereik de vergelijkende beeldvormingsuitkomsten niet. Micropositronemissietomografie (Micro-PET) is weergegeven in Figuur 2.

7. Statistische analyse

  1. Voer alle statistische analyses uit met SPSS-software (versie 19.0).
  2. Presenteer de gegevens als gemiddelde ± standaarddeviatie (SD).
  3. Pas eenrichtings-ANOVA toe om de testresultaten van het verborgen platform te analyseren.
  4. Analyseer de gegevens van de ruimtelijke probetest en PET-beeldvorming met herhaalde metingen van ANOVA of eenrichtings-ANOVA, gevolgd door LSD post-hoc tests voor paargewijze vergelijkingen.

Resultaten

Effect van elektroacupunctuur op cognitieve functie bij APP/PS1-muizen

Om het ruimtelijke leervermogen te beoordelen, ondergingen muizen trainingsproeven van dag 1 tot dag 5. In de verborgen platformtest (Figuur 3A,B) liet de ontsnappingslatentie van muizen in alle groepen een afnemende trend zien gedurende de trainingsperiode. Vergeleken met de N-groep vertoonde de AD-groep een significant verlengde ontsnappingslatentie (p < 0,05), wat wijst op uitgesproken leer- en geheugentekorten bij 6 maanden oude APP/PS1-muizen. De ontsnappingslatentie in de AD-groep was aanzienlijk langer dan die in zowel de N- als de EA-groep (p < 0,01). Opmerkelijk is dat op dag 5 de ontsnappingslatentie in de EA-groep significant korter was dan die in de AD-groep (p < 0,05) (Figuur 3C). Na de trainingsperiode van 5 dagen werd het ruimtelijk geheugen geëvalueerd met behulp van de ruimtelijke probe-test. De verhouding tussen de zwemtijd in het doelkwadrant (platform) en de totale zwemtijd werd berekend; een hogere verhouding duidt op een beter geheugenbehoud. De resultaten toonden aan dat de zwemtijdverhouding in de AD-groep significant lager was dan die in de N-groep (p < 0,01). Daarentegen vertoonde de EA-groep een significant hogere verhouding vergeleken met de AD-groep (p < 0,01). De verhouding in de EA-groep bleef echter lager dan die in de N-groep (p < 0,05) (Figuur 3D).

Het aantal perronovergangen, dat de precisie van ruimtelijk geheugen weerspiegelt, werd ook geanalyseerd. Een groter aantal kruisingen wijst op een beter geheugenretentie. De AD-groep vertoonde significant minder perronovergangen dan de N-groep (p < 0,05), terwijl de EA-groep een significante toename liet zien vergeleken met de AD-groep (p < 0,05). Desondanks had de EA-groep nog steeds minder overgangen dan de N-groep (p < 0,05) (Figuur 3E).

Effecten van elektroacupunctuur op Aβ-afzetting in de hippocampus van APP/PS1-microfoone

Aβ-depositie werd geëvalueerd met PET-beeldvorming, en de gestandaardiseerde opnamewaardeverhouding (SUVR) van de radiogelabelde Aβ-tracer werd berekend in de hippocampus van APP/PS1-muizen (Figuur 4A). Micro-PET-scans toonden aan dat zowel de N-groep als de EA-groep significant lagere SUVR-waarden vertoonden vergeleken met de AD-groep (Figuur 4B). Verdere kwantitatieve analyse bevestigde dat de hippocampale SUVR en Aβ in de EA-groep significant hoger waren dan die in de N-groep (p < 0,05), terwijl deze significant lager bleef dan die in de AD-groep na elektroacupunctuurinterventie (p < 0,05) (Figuur 4C).

Effecten van elektroacupunctuur op de expressie van Aβ-eiwitten

Na de gedrags- en beeldvormingsbeoordelingen werd de expressie van Aβ-eiwitten in de hippocampus geëvalueerd via Western blot-analyse (Figuur 5A). Kwantitatieve analyse toonde aan dat de relatieve expressie van Aβ in de AD-groep significant verhoogd was ten opzichte van de N-groep (p < 0,05). De EA-groep vertoonde een significante vermindering van hippocampale Aβ-expressie vergeleken met de AD-groep (p < 0,05). De expressieniveaus in de EA-groep bleven echter hoger dan die van de N-groep, wat aangeeft dat hoewel de interventie effectief de Aβ-ophoping verzwakte, de bestaande plaques niet volledig verwijderd (Figuur 5B).

figure-results-1
Figuur 1: Schematisch diagram dat de locaties van de acupoints GV20 (Baihui), GV26 (Shuigou) en GV29 (Yintang) bij muizen toont. Deze figuur is hergebruikt met toestemming van Sun et al.5. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: Micro-positron emissietomografie (Micro-PET). De IRIS PET/CT (Inviscan) is een preklinisch beeldvormingssysteem voor muizen en ratten, met een hoge gevoeligheid (>9%) en een ruimtelijke resolutie van 1 mm met een axiale gezichtsveld van 96 mm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: Effect van elektroacupunctuur op cognitieve functie. (A) MWM-apparaat. (B) Muizen werden getest met behulp van het Morris water maze (MWM) apparaat. (C) Trends in ontsnappingslatentie tijdens de verborgen platformtest. Vergeleken met de N-groep is ◆◆p < 0,05; vergeleken met de Alzheimer-groep (AD) < ▲▲p 0,05. (D) Verhouding zwemtijd in het eerste kwadrant. Vergeleken met de N-groep < ◆◆p 0,05; vergeleken met de AD-groep < ▲▲p 0,05. (E) Aantal perronovergangen in het perronkwadrant. Vergeleken met de N-groep is ◆◆p < 0,05; vergeleken met de AD-groep < ▲▲p 0,05. Deze figuur is hergebruikt met toestemming van Sun et al.5. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-4
Figuur 4: Effecten van elektroacupunctuur op Aβ-depositie. (A) Het interessegebied in de muis-hippocampus wordt in groen weergegeven. (B) Micropositronemissietomografiebeelden van Aβ in muizen uit elke groep. (C) Vergelijking van [18F]AV-45 gestandaardiseerde opnamewaardeverhoudingen (SUVR; doelgebied/cerebellum) in de hippocampus van elke groep, gekwantificeerd door micro-PET. Vergeleken met de N-groep < ◆◆p 0,05; vergeleken met de Alzheimer-groep (AD) < ▲▲p 0,05. Deze figuur is hergebruikt met toestemming van Sun et al.5. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-5
Figuur 5: Effecten van elektroacupunctuur op de expressie van Aβ-eiwitten. (A) Representatieve Western blot-banden die de expressieniveaus van Aβ (4 kDa) en GAPDH (146 kDa) als belastingscontrole tonen. De banden tonen een lage Aβ-expressie in de N-groep, hoge expressie in de AD-groep en een verminderde expressie in de EA-groep vergeleken met het AD-model. (B) Kwantitatieve analyse van de relatieve expressie van Aβ tot GAPDH over de experimentele groepen. Vergeleken met de N-groep < ◆◆p 0,05; vergeleken met de Alzheimer-groep (AD) < ▲▲p 0,05. Deze figuur is hergebruikt met toestemming van Sun et al.5. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussie

Het visualiseren en kwantificeren van een depositie in de hippocampus biedt een cruciaal venster op de pathologische ontwikkeling van9 na Christus. Hoewel er meerdere neuroimagingmodaliteiten bestaan, blijft het bereiken van hoge resolutie, kwantitatieve en cross-species vertaling een belangrijke hindernis. Zo wordt nabij-infraroodfluorescentiebeeldvorming vaak beperkt door ruimtelijke resolutie, en MRI—hoewel het structurele veranderingen in kaart kan brengen—vereist vaak extreem hoge contrastdoses om amyloïde plaques in vivo af te bakenen. Daarentegen vertegenwoordigt PET een optimaal translationeel instrument, dat de dynamische beoordeling van neuro-inflammatie, glucosemetabolisme en A-accumulatie mogelijk maakt in zowel diermodellen als klinische populaties10,11. Moleculaire beeldvorming via PET faciliteert niet alleen vroege diagnose en nauwkeurige pathologische stadiëring. maar is ook onmisbaar voor het monitoren van de doelbetrokkenheid en effectiviteit van opkomende AD-therapieën12. De opkomst van micro-PET-technologie in de preklinische sector heeft het nut van PET aanzienlijk uitgebreid buiten klinische omgevingen en onderzoek naar niet-menselijke primaten. Gekenmerkt door een superieure ruimtelijke resolutie en hoge gevoeligheid die is afgestemd op kleine gezichtsvelden, stelt micro-PET onderzoekers in staat om neurodegeneratieve progressie in knaagdiermodellen longitudinaalte volgen 13,14. Cruciaal is dat gevestigde kwantitatieve metrics zoals de door SUVR berekende ten opzichte van referentiegebieden zonder robuuste A-pathologie, zoals het cerebellum, naadloos van de bench naar bed15 kunnen worden vertaald. Historisch gezien vertoonde PET-beeldvorming met specifieke tracers een hoge diagnostische gevoeligheid (tot 90%) en specificiteit (89%) voor AD16,17. Hoewel [11C]PIB-tracer de vroege amyloïdevisualisatie revolutioneerde, beperkte de korte halfwaardetijd de brede inzet18. De daaropvolgende ontwikkeling en FDA-goedkeuring in 2012 van [18F]AV-45 (Florbetapir) verzachttendeze beperkingen, wat zorgde voor een langere halfwaardetijd en uitstekende bindingsaffiniteit en selectiviteit voor Aβ. Daardoor is [18F]AV-45 een vaste waarde geworden voor zowel klinische diagnostiek als preklinische evaluaties20.

Bij het gebruik van dit protocol moeten verschillende cruciale stappen en mogelijke aanpassingen worden overwogen. Ten eerste is rigoureuze controle van de radiosyntheseparameters essentieel; elke afwijking in de hoeveelheid voorloper of reactietemperatuur kan de radiochemische zuiverheid en opbrengst van [18F]AV-45 ernstig aantasten. Ten tweede is nauwkeurige stereotaxische uitlijning tijdens PET-beeldvorming cruciaal om gedeeltelijke volume-effecten te voorkomen, die de SUVR-berekeningen in kleine hippocampusgebieden van muizen kunstmatig kunnen vertekenen. Voor het oplossen van lage signaal-ruisverhoudingen in PET-beelden moeten onderzoekers de specifieke activiteit van de geïnjecteerde tracer verifiëren en ervoor zorgen dat de diepte van de isoflurane anesthesie stabiel blijft, omdat ademhalingsbewegingen beelden kunnen vervagen.

Deze methode kent bepaalde beperkingen. Hoewel de [18F]AV-45 micro-PET een macroscopisch beeld biedt van de regionale Aβ-belasting, maakt de ruimtelijke resolutie het niet mogelijk om enkele, microscopische amyloïde plaques te visualiseren. Bovendien toonde de 15-daagse elektroacupunctuurinterventie die in deze studie werd toegepast een significante vermindering van de Aβ-last vergeleken met onbehandelde antidepressiva muizen; echter, aangezien volledige verwijdering van gevestigde Aβ-plaques doorgaans maanden van langdurige interventie vereist, weerspiegelt het huidige paradigma voornamelijk een vroege modulatie van oplosbare Aβ-dynamiek of een stop van progressieve afzetting in plaats van volledige structurele plaque-opruiming. Daarnaast zou het verkrijgen van PET-scans vóór en na de interventie binnen dezelfde proefpersoon zorgen voor een sterkere longitudinale controle, een strategie die in toekomstige experimentele ontwerpen zou moeten worden toegepast.

Samenvattend suggereren de resultaten van deze studie dat elektroacupunctuur (EA) interventie de Aβ-accumulatie significant vermindert en de ruimtelijke cognitieve functie bij APP/PS1-muizen behoudt. De mechanistische basis voor deze verbetering kan verband houden met de neuromodulerende effecten van het stimuleren van Governor Vessel (Du Mai) acupunkturen21, die anatomisch zijn gekoppeld aan fasciale en neurovasculaire netwerken die de cefale bloedstroom en clearance-routes bevorderen. Door robuust, kwantificeerbaar bewijs van moleculaire beeldvorming te bieden, onderstreept dit protocol het belang van het integreren van traditionele therapeutische methoden met geavanceerde neuroimaging. Dit methodologische kader effent de weg voor diepgaand onderzoek naar de therapeutische paden van acupunctuur in de strijd tegen AD.

Openbaarmakingen

Alle auteurs hebben geen mogelijke belangenconflicten verklaard.

Dankbetuigingen

Dit onderzoek werd ondersteund door de Nationale Natuurwetenschappelijke Stichting van China (nr. 82004482, 82274654, 82274644), Beijing Natural Science Foundation (nr. 7252219) en het Innovation Cultivation Fund van het Zesde Medisch Centrum van het PLA General Hospital (nr. CXPY202405). Wij danken Biorender (biorender.com) voor het beschikbaar stellen van de grafische hulpmiddelen die in deze studie zijn gebruikt.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
[18F]AV-45Radiopharmaceutical Laboratory of Beijing Normal University——De meest gebruikte tracer in de industrie
0.22 μm PVDF membraanBeyotimeFFP71Efficiënte filmoverdracht
15% SDS-PAGE GelBeyotimeP0066Remt de migratie van kleine moleculaire eiwitten
5× SDS loading bufferBeyotimeP0015Zorgt voor duidelijke strepen en nauwkeurige scheiding.
6-maand-oude mannelijke APP/PS1 muizenCavenberg(Suzhou) Labotatory Animal Research Co.,Ltd.SCXK (Su) 2018-0002Wordt veel gebruikt voor Alzheimer-onderzoek.
 
6-maand-oude mannelijke C57BL/6 muizenCavenberg(Suzhou) Labotatory Animal Research Co.,Ltd.SCXK (Su) 2018-0002Voor de normale controlegroep
Aβ antilichaamproteintech25524-1-APDetectie van A β monomeer
Sterile wegwerpnaalden voor acupunctuurZhongYan TaiHe Medicial Instrument Co.,LtdZYTH2013030504Gangbare acupunctuurtools
ECL substraatThermo Fisher (Pierce) 32106 (500 mL)Detectie van doeleiwitten
Elektroacupunctuur (EA) apparaatBeijing Huawei Industrial Development Co., Ltd.HANSLH202Gangbare elektroacupunctuurapparatuur in China
GAPDHproteintech23567-1-CBKlassiek referentie-eiwit (1:5000)
HRP-geconjugeerd secundair antilichaamThermo Fisher Scientific (Invitrogen)31430 (2mL) / C31430100 (100μL)Detectie van doeleiwitten (1:2000)
ImageJ softwareNIH Versie 1.53aAnalyse van grijswaarden op strips
IsofluraanCentaur30135687 (250ml)Veilige en snelle anesthesie van muizen
PET-CTIRIS PET/CT beeldvormingssysteemIRISHoge PET-gevoeligheid en uitstekende kwantitatieve prestaties
Fosfatase-remmercocktailBeyotimeP0055BBehoud van de fosforylatietoestand van eiwitten
PMOD softwarePMOD Technologies Versie 4.5 Gebruikt voor  verwerking en analyse van PET-beeldgegevens
Voorgekleurde eiwit moleculair gewicht markerThermo Fisher (Pierce)26619 (2×250µL) Bewaking van elektroforese en membraanoverdracht 
Protease-remmercocktailBeyotimeP1046Breedspectrumremming van endogene protease-activiteit
RIPA lysis bufferBeyotimeP0013CBehoud van eiwitfosforyleringsmodificatie
Gemelkte melkpoeder gebruikt in het Morris Water Maze apparaatYili6907992637815Water ondoorzichtig maken en onderwaterplatforms verbergen
Het Morris water maze-systeemChengdu Taimeng Software Co., Ltd.WMT-100SWaterlabyrintapparatuur dat veel wordt gebruikt in China

Referenties

  1. Chiotis, K., Wang, Y., La Joie, R., Rabinovici, G. D. The role of amyloid-β and tau PET in the new era of Alzheimer disease therapies. J Nucl Med. 67 (2), 175-185 (2026).
  2. Zhao, Q., et al. Unraveling Alzheimer's complexity with a distinct Aβ42 fibril type and specific AV-45 binding. Nat Chem Biol. 22 (3), 482-490 (2025).
  3. Machado, L. S., et al. Association between FDG- and TSPO-PET signals across human and animal studies investigating neurodegenerative conditions: a systematic review. Mol Psychiatry. 31 (1), 559-575 (2025).
  4. Yin, H., Lu, Z., Deng, Y., Tian, X., Gong, Q. Decoding blood-brain barrier dysfunction in Alzheimer's disease: innovations and challenges in multimodal MRI and PET imaging biomarkers. Ageing Res Rev. 114, 102952(2025).
  5. Sun, R. -Q., et al. Improvement of electroacupuncture on APP/PS1 transgenic mice in behavioral probably due to reducing deposition of Aβ in hippocampus. Anat Rec (Hoboken). 304 (11), 2521-2530 (2021).
  6. Lakatos, I., et al. AI-driven framework for enhanced and automated behavioral analysis in Morris water maze studies. Sensors (Basel). 25 (5), 1564(2025).
  7. Zha, Z., Ploessl, K., Choi, S. R., Alexoff, D., Kung, H. F. Preclinical evaluation of [18F]D3FSP, deuterated AV-45, for imaging of β-amyloid in the brain. Nucl Med Biol. 92, 97-106 (2020).
  8. Wong, D. F., et al. In vivo imaging of amyloid deposition in Alzheimer disease using the radioligand 18F-AV-45 (florbetapir [corrected] F 18). J Nucl Med. 51 (6), 913-920 (2010).
  9. Almeida, Z. L., Vaz, D. C., Brito, R. M. M. Morphological and molecular profiling of amyloid-β species in Alzheimer's pathogenesis. Mol Neurobiol. 62 (4), 4391-4419 (2024).
  10. Naganuma, F., et al. A novel near-infrared fluorescence probe THK-565 enables in vivo detection of amyloid deposits in Alzheimer's disease mouse model. Mol Imaging Biol. 25 (6), 1115-1124 (2023).
  11. Kim, E., et al. In vivo multi-parametric manganese-enhanced MRI for detecting amyloid plaques in rodent models of Alzheimer's disease. Sci Rep. 11 (1), 12419(2021).
  12. van Dyck, C. H., et al. Lecanemab in early Alzheimer's disease. N Engl J Med. 388 (1), 9-21 (2022).
  13. Masdeu, J. C., Pascual, B., Fujita, M. Imaging neuroinflammation in neurodegenerative disorders. J Nucl Med. 63 (Suppl 1), 45S-52S (2022).
  14. Zhan, Y., et al. Hybrid PET/MRI imaging of Alzheimer's disease based on 18F-AV-1451. J Vis Exp. (218), e67574(2025).
  15. Lopresti, B. J., et al. Simplified quantification of Pittsburgh compound B amyloid imaging PET studies: a comparative analysis. J Nucl Med. 46 (12), 1959-1972 (2005).
  16. Herschman, H. R. Micro-PET imaging and small animal models of disease. Curr Opin Immunol. 15 (4), 378-384 (2003).
  17. Patwardhan, M. B., McCrory, D. C., Matchar, D. B., Samsa, G. P., Rutschmann, O. T. Alzheimer disease: operating characteristics of PET–a meta-analysis. Radiology. 231 (1), 73-80 (2004).
  18. Mintun, M. A., et al. [11C]PIB in a nondemented population: potential antecedent marker of Alzheimer disease. Neurology. 67 (3), 446-452 (2006).
  19. Romano, M., Buratti, E. Florbetapir F 18 for brain imaging of β-amyloid plaques. Drugs Today (Barc). 49 (3), 181-193 (2013).
  20. Choi, S. R., et al. Preclinical properties of 18F-AV-45: a PET agent for Abeta plaques in the brain. J Nucl Med. 50 (11), 1887-1894 (2009).
  21. Wang, G. -J., Ayati, M. H., Zhang, W. -B. Meridian studies in China: a systematic review. J Acupunct Meridian Stud. 3 (1), 1-9 (2010).

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Micro-PET-beeldvormingAmyloïd-beta-depositieElektroacupunctuurMorris water mazeWestern blotCognitieve disfunctieMoleculaire beeldvorming
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.