Name: Protokół przezczaszkowej terapii fotobiomodulacyjnej u myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 7 s
Description: Poznaj protokół przezczaszkowej terapii fotobiomodulacyjnej u myszy, oceniający wpływ na pamięć przestrzenną i poziom ATP w hipokampie. Metoda oferuje nieinwazyjne podejście do badania funkcji poznawczych.

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

Ta praca była wspierana przez grant z Uniwersytetu Medycznego w Tabriz (grant nr 61019) dla S.S.-E. oraz grant na publikację od LiteCure LLC, Newark, DE, USA dla L.D.T. Autorzy pragną podziękować Zakładowi Immunologii i Centrum Rozwoju Edukacji (EDC) Uniwersytetu Medycznego w Tabrizie za życzliwą pomoc.

Wszystkie procedury zostały przeprowadzone zgodnie z Przewodnikiem dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych National Institutes of Health (NIH; Publikacja nr 85-23, poprawiona w 1985 r.) i zatwierdzona przez regionalną komisję etyczną Uniwersytetu Medycznego w Tabrizie.
UWAGA: Ten protokół obejmuje zastosowanie przyrządów laserowych klasy 3B i będzie wymagał odpowiedniego szkolenia oraz przestrzegania wytycznych bezpieczeństwa. Lasery klasy 3B mogą poważnie uszkodzić oczy i mogą ogrzewać skórę. Lasery klasy 3B nie są uważane za zagrożenie poparzeniem. Podczas obsługi urządzenia laserowego należy nosić okulary ochronne.
1. Eksperymenty z transmisją światła laserowego
UWAGA: Użyto tutaj trzech 18-miesięcznych samców myszy BALB/c uzyskanych z zakładu dla zwierząt Uniwersytetu Medycznego w Tabrizie. Jako źródło światła zastosowano laser o mocy 60 mW (660 nm) z okrągłą wiązką o średnicy 2,5 mm. Źródło lasera wytwarza światło spolaryzowane kołowo o profilu intensywności Gaussa i działa w trybie fali ciągłej. Komercyjny miernik mocy fotodiody o rozdzielczości 10 nW, kwadratowym obszarze aktywnym fotodiody 1cm2 i zakresie odpowiedzi spektralnej od 400 do 1100 nm służy do pomiaru mocy światła przechodzącego przez próbki.
<ol>
	<li>Przygotowanie próbki
	<ol>
		<li>W celu uzyskania świeżych próbek należy głęboko znieczulić mysz mieszaniną ketaminy (100 mg/kg) i ksylazyny (10 mg/kg).</li>
		<li>Wytnij głowę myszy zwykłymi nożyczkami, zaczynając od punktu znajdującego się tuż nad ramionami.</li>
		<li>Obróć głowę tak, aby brzuszna strona szczęki była skierowana do góry. Przesuwaj kątowe nożyczki preparacyjne płynnie przez jamę ustną, aż do zauważenia oporu połączenia żuchwowego. Przetnij wszystkie duże mięśnie łączące kość żuchwy z czaszką i odrzuć je.</li>
		<li>Usuń kości podniebienne za pomocą skośnych nożyczek preparacyjnych.</li>
		<li>Odrzuć całe mięso otaczające czaszkę za pomocą zakrzywionych kleszczy.</li>
		<li>Wypreparuj dolną część czaszki, a następnie ostrożnie wyjmij mózg z pozostałej kości czaszki za pomocą zakrzywionej szpatułki.</li>
		<li>Utrwal nienaruszoną tkankę mózgową w 2% żelu agarozowym, aby tkanka nadawała się do krojenia. 
		UWAGA: W celu uzyskania nienaruszonej próbki czaszki i skóry głowy, tkanka mózgowa powinna zostać usunięta z brzusznej strony głowy zwierzęcia bez uszkodzenia grzbietowej części głowy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Procedura krojenia mózgu
	<ol>
		<li>Rozprowadź kroplę superglue (~0,05 ml) na powierzchni bloku montażowego wibratomu.</li>
		<li>Ostrożnie przymocuj blok agarozy do bloku montażowego wibratomu tak, aby brzuszna powierzchnia mózgu była skierowana w dół i dostosuj jego położenie.</li>
		<li>Lekko dopasuj ostrze wibratomu do górnej powierzchni bloku agarozy i zapisz wartość noża jako poziom podstawowy.</li>
		<li>Napełnij zbiornik wibratomu lodowatym roztworem soli fizjologicznej.</li>
		<li>Dostosuj parametry wibratomu (np. grubość plastra [1 mm], prędkość [5 z 5 na urządzeniu urządzenia] i częstotliwość wibracji [5 z 5 na urządzeniu urządzenia]), aby uzyskać zadowalające krojenie.</li>
		<li>Pokrój mózg poprzecznie na plasterek o grubości 1 000 μm. 
		UWAGA: Wycinek to część tkanki mózgowej ograniczona powierzchnią kory mózgowej i płaszczyzną położoną 1,000 μm niżej od powierzchni kory (grzbietowy hipokamp).</li>
		<li>Dodaj kroplę wody (~0,05 ml) na powierzchnię szkła optycznego i połóż na niej plasterek mózgu. Następnie dodaj kroplę wody na plasterek mózgu i ostrożnie umieść na nim drugie szkło optyczne. 
		UWAGA: Do granic szkła próbki należy dodać kroplę wody, aby zapobiec wysuszeniu tkanek i rozpraszaniu światła od szorstkich powierzchni.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pomiar przepuszczalności światła przez tkanki głowy
	<ol>
		<li>Skonfiguruj sprzęt optyczny, w tym urządzenie laserowe, lustra odbijające i miernik mocy. 
		UWAGA: Przed włączeniem lasera załóż okulary ochronne.</li>
		<li>W przypadku braku próbki na mierniku mocy włącz urządzenie laserowe i skoncentruj wiązkę laserową na lustrze, które znajduje się w odpowiedniej odległości do prowadzenia wiązki prostopadle do obszaru aktywnego fotodiody. 
		UWAGA: Pomiary przepuszczalności światła należy wykonywać w ciemni w temperaturze pokojowej (23-25 °C), w ciągu 30 minut po ekstrakcji tkanek głowy.</li>
		<li>Wykonaj pomiary na pokrojonej tkance mózgowej.
		<ol>
			<li>Umieść dwa puste okulary optyczne na powierzchni miernika mocy.</li>
			<li>Odczytaj moc światła przechodzącego (I0) z ekranu wyświetlacza miernika mocy i zapisz wartość.</li>
			<li>Delikatnie umieść próbkę mózgu, która jest otoczona dwoma szkłami optycznymi, na powierzchni miernika mocy, skup wiązkę na odpowiednim obszarze tkanki, odczytaj przesyłaną moc i zapisz wartość.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Wykonaj pomiary na czaszce i skórze głowy.
		<ol>
			<li>Umieść puste szkło optyczne na powierzchni miernika mocy.</li>
			<li>Odczytaj moc światła przechodzącego (I0) z ekranu wyświetlacza miernika mocy i zapisz wartość.</li>
			<li>Lekko umieść szkło optyczne ze świeżą czaszką i tkanką skóry głowy na powierzchni miernika mocy, dopasuj wiązkę światła do strefy bregma, odczytaj transmitowaną moc i zapisz wartość.</li>
			<li>Aby zmaksymalizować stosunek sygnału do szumu, powtórz pomiar przepuszczalności światła co najmniej 3 razy dla wszystkich próbek. 
			UWAGA: Strefa bregma jest umieszczona w odległości około 3 mm od linii przeprowadzonej przez przednią podstawę uszu. Grubość czaszki i tkanki skóry głowy mierzy się za pomocą standardowej suwmiarki.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Terapia fotobiomodulacyjna (PBMT)
UWAGA: Wykorzystano czterdzieści pięć samców myszy BALB/c przydzielonych do trzech grup po 15 myszy każda. Grupy składały się z młodych myszy kontrolnych (w wieku 2 miesięcy), które otrzymywały pozorowane PBMT, myszy w wieku kontrolnym (18 miesięcy), które otrzymywały pozorowane PBMT, oraz myszy w wieku PBMT (18 miesięcy), które otrzymywały PBMT. Leczenie pozorowane PBMT polegało na leczeniu identycznym jak w grupie PBMT, ale z nieaktywnym laserem. Myszy pozyskano z zakładu zoologicznego Uniwersytetu Medycznego w Tabrizie i umieszczono w jednostce hodowli zwierząt Centrum Badawczego Neuronauk (NSRC) w temperaturze 24-25 °C i wilgotności względnej 55%, przy 12 godzinach światła i 12 godzinach ciemnego fotoperiodu. Żywność i wodę dostarczano ad libitum. Wszystkie myszy były zaaklimatyzowane przez co najmniej 1 tydzień przed leczeniem.
<ol>
	<li>Zabieg laserowy 
	UWAGA: Do przezczaszkowego leczenia PBMT zastosowano laser diodowy GaAlAs z trybem fali ciągłej o długości fali 660 nm. Urządzenie laserowe pracowało z mocą wyjściową 200 ± 2 mW i natężeniem promieniowania 6,66 W/cm2, przy wielkości plamki 0,03cm2. Średnia fluencja 99,9 J/cm2 na każdą sesję była dostarczana na powierzchnię skóry głowy przez 15 s napromieniania. Napromienianie podawano 1 raz dziennie przez 2 kolejne tygodnie.
	<ol>
		<li>Przyprowadź myszy w ich domowych klatkach do gabinetu terapeutycznego, około 20 minut przed rozpoczęciem leczenia.</li>
		<li>Podłącz ochraniacz elektryczny do gniazdka ściennego.</li>
		<li>Włóż wtyczkę urządzenia laserowego do ochraniacza elektrycznego.</li>
		<li>Przykryj końcówkę sondy laserowej przezroczystą folią nylonową, aby zapobiec zarysowaniu powierzchni.</li>
		<li>Ostrożnie podłącz sondę do kanału urządzenia laserowego.</li>
		<li>Włącz urządzenie laserowe i poczekaj kilka sekund, aż się rozgrzeje.</li>
		<li>Dostosuj parametry lasera/zabiegu, w tym czas naświetlania i tryb pracy.</li>
		<li>W przypadku braku jakichkolwiek próbek należy określić średnią moc lasera, stykając końcówkę sondy z aktywnym obszarem miernika mocy na urządzeniu laserowym. Zapisz wartość.</li>
		<li>Powtórz proces kalibracji (krok 2.1.8) co najmniej 5 razy, odczytaj moc padającą z ekranu wyświetlacza miernika mocy i zapisz wartości.</li>
		<li>Delikatnie przytrzymaj mysz za grzbietową skórę szyi zwierzęcia w dłoni i unieruchamij jej głowę. 
		UWAGA: W obecnym protokole sonda laserowa jest umieszczona w strefie bregma, która jest ~3 mm rostralna do linii poprowadzonej między wewnętrzną podstawą uszu.</li>
		<li>Delikatnie umieść końcówkę sondy bezpośrednio na skórze głowy w linii środkowej, około 3 mm rostral do linii przeprowadzonej przez przednią podstawę uszu. 
		UWAGA: Trzymaj sondę pod kątem około 45° do płaszczyzny brzucha.</li>
		<li>Aby uniknąć bezpośredniego napromieniowania oczu zwierzęcia, należy najpierw przyłożyć końcówkę sondy do głowy, a następnie włączyć urządzenie laserowe.</li>
		<li>Włącz laser i stabilnie trzymaj sondę aż do zakończenia napromieniania.</li>
		<li>Po zakończeniu terapii należy zdjąć sondę laserową z głowy i delikatnie umieścić mysz z powrotem w klatce.</li>
		<li>Wyłącz urządzenie laserowe i odłącz sondę od urządzenia.</li>
		<li>Wyczyść sondę laserową odpowiednim środkiem do czyszczenia optycznego.</li>
		<li>Przenieś myszy do obiektu dla zwierząt.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Zadania behawioralne
<ol>
	<li>Test w terenie otwartym
	<ol>
		<li>Oceń aktywność lokomotoryczną każdej myszy na podstawie całkowitego dystansu przebytego podczas testu w otwartym polu, jak opisano wcześniej15.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zadanie labiryntu Barnesa
	<ol>
		<li>Aparatura 
		UWAGA: Zadanie uczenia się przestrzennego i zapamiętywania jest wykonywane w labiryncie Barnesa 16. Aparat używany do tego zadania neurobehawioralnego składa się z okrągłej platformy wykonanej z czarnego drewna (o średnicy 95 cm) z 20 równoodległymi okrągłymi otworami o średnicy 5 cm, które znajdują się na platformie, 3 cm od obwodu. Aparat jest podniesiony na wysokość 50 cm od podłogi, aby zwierzę nie zschodziło w dół. Pod otworem ewakuacyjnym umieszczono ruchomą czarną plastikową skrzynkę ewakuacyjną (20 cm x 15 cm x 5 cm). labirynt służy do testowania białych myszy, a mata powinna być umieszczona pod labiryntem, gdy używany jest system śledzenia oprogramowania.
		<ol>
			<li>Umieść urządzenie labiryntowe na środku cichego pomieszczenia z jasnym oświetleniem górnym.</li>
			<li>Umieść znak "Nie wchodź" na zewnątrz drzwi pokoju zadań.</li>
			<li>Dołącz wskazówki wizualno-przestrzenne do murów obwodowych.</li>
			<li>Umieść cyfrową kamerę wideo nad platformą labiryntu.</li>
			<li>Oczyść powierzchnię platformy labiryntu 70% etanolem, aby usunąć niechciane sygnały węchowe.</li>
			<li>Dodaj niewielką ilość ściółki z domowej klatki zwierzęcia do wnętrza pudełka ucieczkowego, aby służyła jako wskazówka węchowa</li>.
		</ol>
		</li>
		<li>Sesja adaptacyjna
		<ol>
			<li>Przyprowadź każdą mysz do pokoju zadań około 30 minut przed rozpoczęciem eksperymentu, aby mysz się przyzwyczaiła.</li>
			<li>Wyjmij mysz z klatki i delikatnie umieść zwierzę w skrzynce ucieczkowej na 1 minutę.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Sesja treningowa 
		UWAGA: Sesja treningowa jest powtarzana dla każdej myszy przez 4 kolejne dni.
		<ol>
			<li>Delikatnie wyjmij mysz z pudełka ucieczki.</li>
			<li>Umieść mysz na środku areny, a następnie umieść komorę startową na górze myszy.</li>
			<li>Usuń komorę startową po 10 s i pozwól myszy eksplorować arenę przez 3 minuty.</li>
			<li>Cicho przejdź do obszaru komputera i załóż słuchawki z redukcją szumów.</li>
			<li>Wywołaj negatywny bodziec słuchowy składający się z głośnego białego szumu o natężeniu około 80 dB na poziomie platformy i rozpocznij filmowanie myszy.</li>
			<li>Wyłącz biały szum i zatrzymaj nagrywanie wideo, gdy mysz znajdzie się w polu ucieczki. Pozwól zwierzęciu pozostać w spokoju w boksie przez 1 minutę.</li>
			<li>Wyjmij mysz z pudełka ewakuacyjnego i umieść ją z powrotem w klatce.</li>
			<li>Powtarzaj kroki od 3.4.2 do 3.4.7 4 razy dziennie, z 3-minutowymi przerwami między powtórzonymi próbami. 
			UWAGA: Pomiędzy wszystkimi próbami usuń mocz lub kał z powierzchni areny i oczyść labirynt 70% etanolem.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Sesja próbna sondy
		<ol>
			<li>Po ostatniej próbie treningowej, 24 godziny później, usuń skrzynkę ewakuacyjną z platformy labiryntu i powtórz kroki od 3.4.2 do 3.4.5.</li>
			<li>Po 3 minutach wyłącz biały szum i przerwij nagrywanie. Usuń mysz z areny labiryntu i umieść ją z powrotem w klatce.</li>
			<li>Po przetestowaniu wszystkich zwierząt wyczyść platformę labiryntu i komorę startową. Wyłącz światła w pokoju i usuń znak "Nie wchodzić" z drzwi.</li>
			<li>Zapisz nagrania wideo z sesji testowych na zewnętrznym dysku twardym w celu dalszej analizy.</li>
			<li>Skonfiguruj oprogramowanie do śledzenia wideo i wyodrębnij interesujące Cię parametry z nagranych filmów, w tym czas opóźnienia w znalezieniu otworu docelowego podczas 4 dni sesji treningowych oraz czas spędzony w kwadrancie docelowym podczas sesji próbnej sondy.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Ocena biochemiczna
<ol>
	<li>Poziomy ATP w hipokampie
	<ol>
		<li>Głęboko znieczulij każdą mysz wstrzyknięciem dootrzewnowym mieszaniny ketaminy (100 mg na gram masy ciała) i ksylazyny (10 mg na gram masy ciała).</li>
		<li>Odetnij głowę zwierzęciu i szybko usuń tkankę mózgową z czaszki.</li>
		<li>Wypreparuj hipokamp i homogenizuj tkankę w lodowatym buforze do próbek (dostarczonym przez zestaw) za pomocą homogenizatora tkankowego.</li>
		<li>Natychmiast odwirować homogenat o stężeniu 2 000 x g przez 3 minuty w temperaturze 4 °C.</li>
		<li>Przenieść supernatant do czystej probówki.</li>
		<li>Oceń poziomy ATP w hipokampie, używając metody spektrofotometrycznej, jak opisano wcześniej11.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Chung, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+nuts+and+bolts+of+low-level+laser+%28light%29+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">The nuts and bolts of low-level laser (light) therapy.</a> Annals of Biomedical Engineering. 40 (2), 516-533 (2012).</li>
<li>Salehpour, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+Photobiomodulation+Therapy%3A+a+Narrative+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Brain Photobiomodulation Therapy: a Narrative Review.</a> Molecular Neurobiology. , 1-36 (2018).</li>
<li>Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shining+light+on+the+head%3A+photobiomodulation+for+brain+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22BBA+Clinical%22%5BJournal%5D)">Shining light on the head: photobiomodulation for brain disorders.</a> BBA Clinical. 6, 113-124 (2016).</li>
<li>Karu, T. I., Pyatibrat, L. V., Kolyakov, S. F., Afanasyeva, N. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absorption+measurements+of+a+cell+monolayer+relevant+to+phototherapy%3A+reduction+of+cytochrome+c+oxidase+under+near+IR+radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Photochemistry+and+Photobiology+B%3A+Biology%22%5BJournal%5D)">Absorption measurements of a cell monolayer relevant to phototherapy: reduction of cytochrome c oxidase under near IR radiation.</a> Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 81 (2), 98-106 (2005).</li>
<li>de Freitas, L. F., Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proposed+mechanisms+of+photobiomodulation+or+low-level+light+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Journal+of+Selected+Topics+in+Quantum+Electronics%22%5BJournal%5D)">Proposed mechanisms of photobiomodulation or low-level light therapy.</a> IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 22 (3), 348-364 (2016).</li>
<li>Xuan, W., Vatansever, F., Huang, L., Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+low-level+laser+therapy+enhances+learning%2C+memory%2C+and+neuroprogenitor+cells+after+traumatic+brain+injury+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Transcranial low-level laser therapy enhances learning, memory, and neuroprogenitor cells after traumatic brain injury in mice.</a> Journal of Biomedical Optics. 19 (10), 108003(2014).</li>
<li>DeTaboada, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+application+of+low-energy+laser+irradiation+improves+neurological+deficits+in+rats+following+acute+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+in+Surgery+and+Medicine%3A+The+Official+Journal+of+the+American+Society+for+Laser+Medicine+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">Transcranial application of low-energy laser irradiation improves neurological deficits in rats following acute stroke.</a> Lasers in Surgery and Medicine: The Official Journal of the American Society for Laser Medicine and Surgery. 38 (1), 70-73 (2006).</li>
<li>De Taboada, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+laser+therapy+attenuates+amyloid-%CE%B2+peptide+neuropathology+in+amyloid-%CE%B2+protein+precursor+transgenic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alzheimer%E2%80%99s+Disease%22%5BJournal%5D)">Transcranial laser therapy attenuates amyloid-β peptide neuropathology in amyloid-β protein precursor transgenic mice.</a> Journal of Alzheimer’s Disease. 23 (3), 521-535 (2011).</li>
<li>Oueslati, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photobiomodulation+suppresses+alpha-synuclein-induced+toxicity+in+an+AAV-based+rat+genetic+model+of+Parkinson%E2%80%99s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Photobiomodulation suppresses alpha-synuclein-induced toxicity in an AAV-based rat genetic model of Parkinson’s disease.</a> PloS One. 10 (10), e0140880(2015).</li>
<li>Xu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-level+laser+irradiation+improves+depression-like+behaviors+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Low-level laser irradiation improves depression-like behaviors in mice.</a> Molecular Neurobiology. 54 (6), 4551-4559 (2017).</li>
<li>Salehpour, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+low-level+laser+therapy+improves+brain+mitochondrial+function+and+cognitive+impairment+in+D-galactose%E2%80%93induced+aging+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Aging%22%5BJournal%5D)">Transcranial low-level laser therapy improves brain mitochondrial function and cognitive impairment in D-galactose–induced aging mice.</a> Neurobiology of Aging. 58, 140-150 (2017).</li>
<li>Grady, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cognitive+neuroscience+of+ageing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The cognitive neuroscience of ageing.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (7), 491(2012).</li>
<li>Beal, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondria+take+center+stage+in+aging+and+neurodegeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurology.+Official+Journal+of+the+American+Neurological+Association+and+the+Child+Neurology+Society%22%5BJournal%5D)">Mitochondria take center stage in aging and neurodegeneration.</a> Annals of Neurology. Official Journal of the American Neurological Association and the Child Neurology Society. 58 (4), 495-505 (2005).</li>
<li>Lu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-level+laser+therapy+for+beta+amyloid+toxicity+in+rat+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Aging%22%5BJournal%5D)">Low-level laser therapy for beta amyloid toxicity in rat hippocampus.</a> Neurobiology of Aging. 49, 165-182 (2017).</li>
<li>Seibenhener, M. L., Wooten, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+the+open+field+maze+to+measure+locomotor+and+anxiety-like+behavior+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Use of the open field maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (96), e52434(2015).</li>
<li>Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Barnes+maze+testing+strategies+with+small+and+large+rodent+models%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Barnes maze testing strategies with small and large rodent models.</a> Journal of Visualized Experiments. (84), e51194(2014).</li>
<li>Huang, Y. Y., Chen, A. C. H., Carroll, J. D., Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biphasic+dose+response+in+low+level+light+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Dose+Response%22%5BJournal%5D)">Biphasic dose response in low level light therapy.</a> Dose Response. 7 (4), 358-383 (2009).</li>
<li>Mohammed, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+low-level+infrared+laser+irradiation+ameliorates+depression+induced+by+reserpine+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+in+Medical+Science%22%5BJournal%5D)">Transcranial low-level infrared laser irradiation ameliorates depression induced by reserpine in rats.</a> Lasers in Medical Science. 31 (8), 1651-1656 (2016).</li>
<li>Zhang, Y., Zhang, C., Zhong, X., Zhu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+evaluation+of+SOCS-induced+optical+clearing+efficiency+of+skull%5BTitle%5D)+AND+%22Quantitative+Imaging+in+Medicine+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">Quantitative evaluation of SOCS-induced optical clearing efficiency of skull.</a> Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 5 (1), 136(2015).</li>
<li>Shaw, V. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroprotection+of+midbrain+dopaminergic+cells+in+MPTP-treated+mice+after+near-infrared+light+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Neurology%22%5BJournal%5D)">Neuroprotection of midbrain dopaminergic cells in MPTP-treated mice after near-infrared light treatment.</a> Journal of Comparative Neurology. 518 (1), 25-40 (2010).</li>
<li>Moro, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photobiomodulation+inside+the+brain%3A+a+novel+method+of+applying+near-infrared+light+intracranially+and+its+impact+on+dopaminergic+cell+survival+in+MPTP-treated+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Photobiomodulation inside the brain: a novel method of applying near-infrared light intracranially and its impact on dopaminergic cell survival in MPTP-treated mice.</a> Journal of Neurosurgery. 120 (3), 670-683 (2014).</li>
<li>Reinhart, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+behavioural+and+neuroprotective+outcomes+when+670+nm+and+810+nm+near+infrared+light+are+applied+together+in+MPTP-treated+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Research%22%5BJournal%5D)">The behavioural and neuroprotective outcomes when 670 nm and 810 nm near infrared light are applied together in MPTP-treated mice.</a> Neuroscience Research. 117, 42-47 (2017).</li>
<li>Sadowski, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amyloid-%CE%B2+deposition+is+associated+with+decreased+hippocampal+glucose+metabolism+and+spatial+memory+impairment+in+APP%2FPS1+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuropathology+and+Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Amyloid-β deposition is associated with decreased hippocampal glucose metabolism and spatial memory impairment in APP/PS1 mice.</a> Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 63 (5), 418-428 (2004).</li>
</ol>

Wynagrodzenie P.C. było wspierane przez Harvard Psychiatry Department (Dupont-Warren Fellowship i Livingston Award), przez Brain and Behavior Research Foundation (NARSAD Young Investigator Award) oraz przez nieograniczony grant Photothera Inc. Dawka leku pochodziła od TEVA. Zwrot kosztów podróży został przyznany przez firmę Pharmacia-Upjohn. Firma P.C. otrzymała wynagrodzenie za konsultacje od Działu Badań i Rozwoju Janssen. P.C. złożył kilka patentów związanych z wykorzystaniem światła bliskiej podczerwieni w psychiatrii. Firma PhotoMedex, Inc. dostarczyła cztery urządzenia do badania klinicznego. P.C. otrzymała nieograniczone finansowanie od Litecure Inc. na przeprowadzenie badania nad przezczaszkową fotobiomodulacją w leczeniu głównych zaburzeń depresyjnych oraz na przeprowadzenie badania na zdrowych osobach. P.C. był współzałożycielem firmy (Niraxx Light Therapeutics) zajmującej się opracowywaniem nowych metod leczenia opartych na świetle bliskiej podczerwieni; Jest również konsultantem w tej samej firmie. P.C. otrzymał dofinansowanie z Cerebral Sciences na przeprowadzenie badania nad przezczaszkową fotobiomodulacją w zespole lęku uogólnionego. Pozostali autorzy nie mają do ujawnienia konfliktu interesów.

Opisujemy protokół przeprowadzania przezczaszkowej procedury PBMT u myszy. Protokół ten jest szczególnie skierowany do laboratoriów neurobiologicznych, które prowadzą badania nad fotobiomodulacją skoncentrowane na gryzoniach. Jednak protokół ten można dostosować do innych zwierząt laboratoryjnych, które są często używane w dziedzinie neurobiologii, takich jak królik, kot, pies lub małpa.
Obecnie obserwuje się zwiększone zainteresowanie badaniem przezczaszkowego PBMT za pomocą laserów czerwonyc...

PBMT, czyli niskopoziomowa laserowa terapia światłem (LLLT), to ogólny termin odnoszący się do metod terapeutycznych opartych na stymulacji tkanek biologicznych przez energię świetlną z laserów lub diod elektroluminescencyjnych (LED). Prawie wszystkie zabiegi PBMT są stosowane światłem czerwonym do bliskiej podczerwieni (NIR) o długości fal od 600 do 1100 nm, mocy wyjściowej w zakresie od 1 do 500 mW i fluencji w zakresie od <1 do >20 J/cm2 (patrz Chung i wsp.1).
Przezczaszkowy PBMT to nieinwazyjna metoda dostarczania światła, która odbywa się poprzez naświetlanie głowy za pomocą zewnętrznego źródła światła (laser lub diody LED)2. W przypadku zastosowań u zwierząt metoda ta obejmuje kontaktowe lub bezdotykowe umieszczenie diody LED lub sondy laserowej na głowie zwierzęcia. W zależności od obszaru terapeutycznego będącego przedmiotem zainteresowania, sondę świetlną można umieścić na całej głowie (w celu pokrycia wszystkich obszarów mózgu) lub na określonej części głowy, takiej jak obszar przedczołowy, czołowy lub ciemieniowy. Częściowa transmisja światła czerwonego/NIR przez skórę głowy, czaszkę i oponę twardą może dotrzeć do poziomu powierzchni kory mózgowej i dostarczyć ilość energii fotonów wystarczającą do uzyskania korzyści terapeutycznych. Następnie, dostarczona fluencja światła na poziomie kory mózgowej byłaby propagowana do szarej i białej materii mózgowej, aż dotrze do głębszych struktur mózgu3.
Światło w pasmach widmowych w obszarze od czerwonego do dalekiej czerwieni (600-680 nm) i wczesnym obszarze NIR (800-870 nm) odpowiada widmu absorpcyjnemu oksydazy cytochromu c, końcowego enzymu mitochondrialnego łańcucha oddechowego4. Przypuszcza się, że PBMT w widmie czerwonym/NIR powoduje fotodysocjację tlenku azotu (NO) z oksydazy cytochromu c, co skutkuje wzrostem mitochondrialnego transportu elektronów i ostatecznie zwiększonym wytwarzaniem ATP5. Jeśli chodzi o zastosowania neuronalne, potencjalne neurostymulujące korzyści płynące z PBMT mózgu przy użyciu metod napromieniania przezczaszkowego zostały zgłoszone w różnych badaniach przedklinicznych, w tym w modelach urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) u gryzoni6, ostry udar mózgu7, choroba Alzheimera (AD)8, choroba Parkinsona (PD)9, depresja10, oraz aging<sup class="xref">11.
Starzenie się mózgu jest uważane za stan neuropsychologiczny, który negatywnie wpływa na niektóre funkcje poznawcze, takie jak uczenie się i pamięć12. Mitochondria są głównymi organellami odpowiedzialnymi za produkcję ATP i bioenergetykę neuronów. Wiadomo, że dysfunkcja mitochondriów jest związana z związanymi z wiekiem deficytami w obszarach mózgu, które są związane z pamięcią nawigacji przestrzennej, takich jak hippocampus13. Ponieważ leczenie czaszki światłem czerwonym/NIR działa głównie poprzez modulację bioenergetyki mitochondriów, wystarczająca dawka światła dostarczana do hipokampa może skutkować poprawą wyników pamięci przestrzennej14.
Celem obecnego protokołu jest zademonstrowanie procedury przezczaszkowego PBMT u myszy, przy użyciu niskich poziomów światła czerwonego. Opisano wymagane pomiary przepuszczalności światła laserowego przez tkanki głowy starzejących się myszy. Dodatkowo, labirynt Barnesa, jako zależne od hipokampa zadanie przestrzennego uczenia się i pamięci, oraz poziomy ATP w hipokampie, jako indeks bioenergetyczny, są wykorzystywane do oceny wpływu leczenia u zwierząt.

<table><tbody><tr><td>Ketamina</td><td>Alfasan</td><td>#1608234-01</td><td></td></tr><tr><td>Ksylazyna</td><td>Alfasan</td><td>#1608238-01</td><td></td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Sigma</td><td>#A4679</td><td></td></tr><tr><td>Superglue</td><td>Quickstar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vibratome</td><td>Campden Instruments</td><td>#MA752-707</td><td></td></tr><tr><td>Szkło optyczne</td><td>Marka żagla</td><td>#7102</td><td></td></tr><tr><td>Power miernik</td><td>Thor labs</td><td>#PM100D</td><td></td></tr><tr><td>Detektor fotodiod</td><td>Thor labs</td><td>#S121C</td><td></td></tr><tr><td>Suwmiarka</td><td>Pittsburgh</td><td></td><td></td></tr><tr><td>GaAlAs laser</td><td>Thor Photomedicine</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Etho Vision</td><td>Noldus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wirówka</td><td>Froilabo</td><td>#SW14R</td><td></td></tr><tr><td>Nauszniki</td><td>Blue Eagle</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aparat cyfrowy</td><td>Visionlite</td><td>#VCS2-E742H</td><td></td></tr><tr><td>Wzmacniacz Sterio</td><td>Sony</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Hamonteb</td><td>#665.128321</td><td></td></tr><tr><td>Labirynt Barnesa</td> Zestaw testowy ATP <td>wyprodukowany</td><td></td><td></td>przez</tr><tr><td></td><td>Costom Sigma</td><td>#MAK190</td><td></td></tr><tr><td>Czytnik Elisa</td><td>Świadomość</td><td>#Stat Faks 2100</td><td></td></tr></tbody></table>

protokół przezczaszkowej terapii fotobiomodulacyjnej u myszy

A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice

Przezczaszkowa fotobiomodulacja jest potencjalnie innowacyjnym nieinwazyjnym podejściem terapeutycznym do poprawy bioenergetyki mózgu, funkcji mózgu w szerokim zakresie zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych oraz poprawy pamięci w związanym z wiekiem spadku funkcji poznawczych i chorobach neurodegeneracyjnych. Opisujemy protokół laboratoryjny transczaszkowej terapii fotobiomodulacyjnej (PBMT) u myszy. Starsze myszy BALB/c (w wieku 18 miesięcy) są leczone laserem 660 nm przezczaszkowo, raz dziennie przez 2 tygodnie. Dane dotyczące przepuszczalności lasera pokazują, że około 1% czerwonego światła padającego na skórę głowy osiąga głębokość 1 mm od powierzchni kory mózgowej, przenikając do grzbietowego hipokampa. Wyniki leczenia ocenia się za pomocą dwóch metod: testu labiryntu Barnesa, który jest zależną od hipokampa oceną zadań związanych z uczeniem przestrzennym i pamięcią, oraz pomiaru poziomu ATP w hipokampie, który jest używany jako indeks bioenergetyczny. Wyniki zadania Barnesa pokazują poprawę pamięci przestrzennej u starszych myszy leczonych laserem w porównaniu z grupą kontrolną dopasowaną do wieku. Analiza biochemiczna po leczeniu laserowym wskazuje na podwyższony poziom ATP w hipokampie. Postulujemy, że poprawa wydajności pamięci jest potencjalnie spowodowana poprawą metabolizmu energetycznego hipokampa wywołaną leczeniem czerwonym laserem. Obserwacje na myszach mogą zostać rozszerzone na inne modele zwierzęce, ponieważ protokół ten może być potencjalnie zaadaptowany do innych gatunków często stosowanych w neuronauce translacyjnej, takich jak królik, kot, pies lub małpa. Fotobiomodulacja przezczaszkowa jest bezpieczną i opłacalną metodą, która może być obiecującym podejściem terapeutycznym w zaburzeniach poznawczych związanych z wiekiem.

Analizy statystyczne
Analizę statystyczną danych uzyskanych z sesji treningowych w labiryncie Barnesa przeprowadzono za pomocą dwuczynnikowej analizy wariancji (ANOVA); pozostałe testy behawioralne oraz analizę poziomu ATP w hipokampie pomiędzy grupami wykonano za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA), a następnie zastosowano test post hoc Tukeya. Wszystkie dane przedstawiono jako średnie ± błąd stan...

Terapia fotobiomodulacyjna jest innowacyjną nieinwazyjną metodą leczenia szerokiego zakresu zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych, a także może poprawić zdrowe funkcjonowanie mózgu. Protokół ten zawiera przewodnik krok po kroku dotyczący wykonywania fotobiomodulacji mózgu u myszy poprzez przezczaszkowe dostarczanie światła, który można dostosować do stosowania u innych gryzoni laboratoryjnych.

Protokół przezczaszkowej terapii fotobiomodulacyjnej u myszy

Transcranial photobiomodulation is a potential innovative noninvasive therapeutic approach for improving brain bioenergetics, brain function in a wide ...

Ogólnym celem poniższego protokołu eksperymentalnego jest przeprowadzenie przezczaszkowej terapii fotobiomodulacyjnej przy użyciu niskiego poziomu czerwonego lasera u myszy. Osiąga się to poprzez bezpośredni kontakt sondy laserowej z głowicą myszy. Pierwszym krokiem, w celu oceny przepuszczalności światła laserowego, jest dokładne wypreparowanie tkanki mózgowej z czaszki.A następnie zmierz moc światła przepuszczanego przez czaszkę, skórę głowy i jeden milimetrowy wycinek tkanki mózgowej. W sekcji terapii należy przyłożyć końcówkę sondy laserowej bezpośrednio do skóry głowy w punkcie bregma. To przestrzenne uczenie się i funkcje pamięci są oceniane za pomocą zadania labiryntu Barnesa.Następnie poziomy ATP w hipokampie określa się metodą spektrofotometryczną. Dane z transmisji laserowej pokazują, że około 1% poprzedzającego światła na powierzchni skóry głowy osiągało głębokość jednego milimetra od powierzchni kory mózgowej. Wyniki zadania labiryntu Barnesa pokazują poprawę pamięci przestrzennej u starszych myszy po dwóch tygodniach leczenia przezczaszkowym czerwonym laserem.Wyniki sugerują również podwyższony poziom ATP w hipokampie u starzejących się myszy leczonych laserem. Fotobiomodulacja przezczaszkowa jest nieinwazyjnym podejściem terapeutycznym stosowanym w leczeniu szerokiego zakresu zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych oraz w celu poprawy prawidłowego funkcjonowania mózgu. Rzeczywiście, uważa się, że terapia fotobiomodulacyjna powoduje fotodysocjację tlenku azotu z oksydazy cytochromu c w mitochondriach.Te z kolei zwiększają mitochondrialny transport elektronów, co ostatecznie prowadzi do wzrostu produkcji ATP. Metoda ta jest bezpiecznym i opłacalnym podejściem do dostarczania światła, które odbywa się poprzez promieniowanie głowy przy użyciu zewnętrznych źródeł światła, w tym laserów i diod elektroluminescencyjnych. Prawie wszystkie procedury fotobiomodulacji przezczaszkowej są stosowane za pomocą światła czerwonego do bliskiej podczerwieni o długości fali od 600 do 1100 nanometrów, mocy od jednego do 500 miliwatów i fluencji od jednego do 20 dżuli na centymetr kwadratowy.U głęboko znieczulonej myszy ostrożnie wypreparuj tkankę mózgową z czaszki. Najpierw utrwal nienaruszoną tkankę mózgową na żelu agarozowym i przygotuj wszystkie wymagane materiały, w tym chlorek sodu i klej. Następnie rozprowadź cienką warstwę kleju na powierzchni bloku montażowego wibratomu.Ostrożnie przymocuj blok agarozy i dostosuj jego położenie. Lekko dopasuj ostrze wibratomu do górnej powierzchni bloku i zapisz wartość licznika. Napełnij zbiornik wibratomu lodowatym roztworem soli fizjologicznej.Dostosuj prędkość i częstotliwość wibracji wibratomu i zmień licznik na odpowiednią wartość, aby uzyskać grubość warstwy jednego milimetra. Włącz wibratomium i naciśnij przycisk start i pokrój mózg poprzecznie na plasterek o grubości jednego milimetra. Najpierw dodaj kroplę wody na powierzchnię szkła optycznego.Następnie połóż plasterek mózgu na szklance. Dodaj na niego kroplę wody i ostrożnie umieść drugie szkło optyczne. Należy pamiętać, że kropla wody powinna zostać dodana do granicy próbki i szkła, aby zapobiec wysuszeniu tkanki, a także rozpraszaniu światła od szorstkich powierzchni.Przenieść próbki do laboratorium optycznego. Skonfiguruj urządzenia optyczne i włącz miernik mocy. Załóż okulary ochronne przed rozpoczęciem pracy z urządzeniem laserowym.Włącz laser i skoncentruj wiązkę na lustrze, aby skierować wiązkę do aktywnego obszaru fotodiody. Najpierw umieść dwa puste okulary optyczne na powierzchni miernika mocy i odczytaj moc przepuszczanego światła z ekranu wyświetlacza. Zdejmij puste okulary i delikatnie umieść próbkę mózgu na powierzchni miernika mocy, a następnie skup wiązkę na odpowiednim obszarze tkanki i odczytaj przesyłaną moc.Tym razem umieść puste szkło optyczne na powierzchni miernika mocy i odczytaj moc przepuszczanego światła. Następnie usuń puste szkło i delikatnie umieść szkło optyczne ze świeżą czaszką i oskalpowaną tkanką na powierzchni miernika mocy. Skoncentruj wiązkę na bregmie i odczytaj przesyłaną moc.Na koniec wyłącz urządzenie laserowe i miernik mocy. Sekcja terapeutyczna obecnego protokołu obejmuje zastosowanie instrumentów laserowych klasy 3B, co wymaga odpowiedniego szkolenia i wytycznych dotyczących bezpieczeństwa. W celu przystosowania się zwierząt do nowego środowiska, należy przynieść myszy z ich domowych klatek do gabinetu terapeutycznego na około 20 minut przed rozpoczęciem zabiegu.Najpierw włóż wtyczkę urządzenia laserowego do ochraniacza elektrycznego. Przykryj końcówkę sondy laserowej przezroczystą folią nylonową, aby zapobiec zarysowaniu powierzchni sondy. Ostrożnie podłącz sondę laserową do kanału urządzenia.Załóż okulary ochronne przed rozpoczęciem pracy z urządzeniem laserowym. Włącz urządzenie laserowe i poczekaj kilka sekund na jego rozgrzanie. Po zaobserwowaniu znaku Laser Ready na panelu urządzenia, należy dostosować parametry zabiegu, w tym czas naświetlania i tryb pracy.Przed rozpoczęciem zabiegu należy określić średnią moc lasera, stykając końcówkę sondy z obszarem aktywnym miernika mocy na urządzeniu. W obecnym protokole sonda laserowa jest umieszczana w strefie bregma, która jest około trzech milimetrów rostralna do linii poprowadzonej między przednią podstawą uszu. Aby uniknąć bezpośredniego promieniowania do oczu zwierzęcia, najpierw umieść końcówkę sondy laserowej na głowie, a następnie włącz laser i stabilnie trzymaj sondę aż do zakończenia napromieniania.Następnie wyłącz urządzenie laserowe i odłącz sondę od urządzenia. Pod koniec zabiegu wyczyść sondę laserową odpowiednim środkiem do czyszczenia optycznego. Zadanie uczenia się przestrzennego i zapamiętywania jest wykonywane w labiryncie Barnesa.Najpierw umieść znak "nie wchodź" na zewnętrznej stronie drzwi pokoju zadań. Dołącz wizualne wskazówki przestrzenne do ścian obwodowych. Umieść kamerę wideo nad platformą labiryntu.Oczyść powierzchnię platformy labiryntu 70% etanolem, aby usunąć niechciane sygnały węchowe. Dodaj niewielką ilość ściółki z domowej klatki zwierzęcia do pudełka ucieczkowego, aby służyła jako wskazówka węchowa. Przed rozpoczęciem zadania umieść każdą mysz w nowej klatce i przenieś klatkę do labiryntu Barnesa.Aby się przyzwyczaić, pozwól zwierzęciu pozostać w pomieszczeniu przez 30 minut przed zadaniem. Następnie wyjmij mysz z klatki i delikatnie umieść zwierzę w skrzynce ewakuacyjnej i pozwól mu tam pozostać przez minutę. Po minucie delikatnie wyjmij mysz z pudełka ewakuacyjnego, umieść zwierzę na środku areny i umieść na nim komorę startową.Po dziesięciu sekundach podnieś komorę startową i pozwól zwierzęciu eksplorować arenę przez trzy minuty. Cicho przenieś się do obszaru komputera, załóż nauszniki i wywołaj negatywny bodziec słuchowy składający się z głośnego białego szumu. Następnie rozpocznij filmowanie i obserwuj zachowanie zwierzęcia na monitorze komputera.Należy pamiętać, że labirynt powinien być używany do testowania białych myszy. Pod labiryntem należy również umieścić czarną matę, w której ma być używane oprogramowanie systemu śledzenia skrzynek. Skonfiguruj oprogramowanie do śledzenia wideo i wyodrębnij interesujące Cię parametry z nagranych filmów.W celu oceny biochemicznej należy wypreparować tkanki hipokampa, homogenizować je w buforze próbki, odwirować, a następnie ocenić poziom ATP za pomocą metody spektrofotometrycznej. Transmisja światła laserowego o długości 660 nm przez czaszkę i skórę głowy starszych myszy wynosiła około 16%Wartość około 10% mierzono również jako przepuszczalność lasera przez jednomilimetrowy wycinek starzejącej się tkanki mózgowej. Nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic w logarytmie aktywności ruchowej w teście otwartym pomiędzy wszystkimi grupami doświadczalnymi.Dane z zadania labiryntu Barnesa wykazały, że czasy opóźnienia starszych zwierząt kontrolnych są oczywiście dłuższe niż w młodej grupie kontrolnej w trzecim i czwartym dniu sesji treningowej. Jednak leczenie czerwonym laserem znacznie skróciło czas opóźnienia w czwartym dniu. W sesji próbnej rekwizytów starsze zwierzęta kontrolne spędzają znacznie krótszy czas w kwadrancie docelowym w porównaniu z młodymi zwierzętami kontrolnymi.Jednak starzejące się myszy leczone laserem spędzały znacznie dłuższy czas w docelowych kwadrantach w porównaniu ze starzejącymi się myszami kontrolnymi. Dane bioenergetyczne hipokampa ujawniają spadek poziomu ATP u starzejących się zwierząt kontrolnych. Z drugiej strony, leczenie czerwonym laserem znacznie zwiększa średnią zawartość ATP w hipokampie starszych myszy.Opisano protokół laboratoryjny przeprowadzający procedurę przezczaszkowej terapii fotobiomudulacyjnej u myszy. Nasz protokół można dostosować do dowolnych innych zwierząt laboratoryjnych, które są często używane w dziedzinie neuronauki translacyjnej, takich jak królik, pies, małpa i tak dalej. Na podstawie naszych badań, niski poziom światła czerwonego może przywrócić dysfunkcję hipokampa w starzejącym się mózgu poprzez zwiększenie produkcji ATP, co znajduje odzwierciedlenie w ulepszonej funkcji pamięci przestrzennej.W tej metodzie, w oparciu o którą obszary mózgu są dotknięte patologią, konieczne jest optymalne dostosowanie kilku parametrów fizycznych i leczniczych, w tym czasu napromieniania, interwału leczenia, zastosowanego promieniowania i fluencji, aby osiągnąć lepsze wyniki. Przezczaszkowa terapia fotobiomodulacyjna jest proponowana jako obiecujące podejście do poprawy metabolizmu mózgu i poprawy funkcji poznawczych, które może być potencjalną strategią w przypadku związanego z wiekiem spadku funkcji poznawczych i chorób neurodegeneracyjnych.

a-protocol-for-transcranial-photobiomodulation-therapy-in-mice

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Źródło: Zhang, L., et al. Światło bliskiej podczerwieni (NIr) zwiększa ekspresję markera funkcji mitochondriów w przedsionkowym nabłonku czuciowym myszy. J. Vis. Exp. (2015)Ten film pokazuje proces nakładania światła NIr na ogoloną skórę głowy myszy w celu aktywacji neuronów przedsionkowych i stymulacji produkcji dysmutazy ponadtlenkowej-1 (SOD-1), wspierając funkcje neuronów. Procedura podkreśla terapię NIr jako strategię neuroprotekcyjną.

Modulowanie czuciowej sygnalizacji neuronalnej w modelu mysim za pomocą światła bliskiej podczerwieni

Źródło: Kodani, S., et.al. Manipulacja optogenetyczna obwodów neuronalnych podczas monitorowania stanów snu/czuwania u myszy. J. Vis. Exp. (2019 rok)Ten film pokazuje optogenetyczną manipulację obwodami neuronalnymi zaangażowanymi w przejście ze snu do czuwania u myszy. Zabieg polega na chirurgicznym wszczepieniu światłowodu i elektrod do mózgu i mięśni, aby umożliwić stymulację światłem i zapis elektrofizjologiczny. Dostarczając światło w celu aktywacji światłoczułych kanałów kationowych w...

Manipulacja optogenetyczna obwodów neuronowych w celu przejścia ze snu do czuwania u myszy

Ten film demonstruje procedurę generowania udaru fotozakrzepowego w modelu mysim poprzez laserowe oświetlenie nienaruszonej czaszki po podaniu barwnika światłoczułego.

Modelowanie udaru fotozakrzepowego w modelu mysim: technika oświetlenia laserowego przez czaszkę myszy po podaniu barwnika światłoczułego w celu wywołania fotozakrzepicy

Fotozakrzepica to szybka, minimalnie inwazyjna technika wywoływania małego i dobrze zdefiniowanego zawału w obszarach zainteresowania w wysoce powtarzalny sposób. Jest szczególnie przydatny do badania odpowiedzi komórkowych i molekularnych leżących u podstaw plastyczności mózgu u myszy transgenicznych.

Fotozakrzepowe niedokrwienie: minimalnie inwazyjny i powtarzalny fotochemiczny model zmiany korowej do badań nad udarem u myszy

Dysfunkcja mitochondriów jest cechą charakterystyczną starzenia się komórek. W tym artykule zastosowano nieinwazyjne leczenie w bliskiej podczerwieni (NIr) w celu poprawy funkcji mitochondriów w starzejącym się nabłonku czuciowym przedsionkowym myszy.

Światło bliskiej podczerwieni (NIr) zwiększa ekspresję markera funkcji mitochondriów w przedsionkowym nabłonku czuciowym myszy

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) jest techniką terapeutyczną proponowaną do leczenia chorób psychicznych. Model zwierzęcy jest niezbędny do zrozumienia konkretnych zmian biologicznych wywoływanych przez tDCS. Ten protokół opisuje model myszy tDCS, który wykorzystuje przewlekle wszczepioną elektrodę.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) u myszy

Ten protokół przedstawia zestaw eksperymentów przyjętych do oceny fotoprzełączalnych peptydów przeciwnowotworowych, które mogą być użyte w przedklinicznych badaniach przesiewowych takich związków. Obejmuje to ocenę cytotoksyczności w hodowlach komórkowych 2D i 3D, ocenę skuteczności fotoizomeryzacji ex vivo (tkanki modelowej) oraz skuteczności in vivo.

Ocena in vitro i in vivo fotokontrolowanych związków biologicznie czynnych - potencjalni kandydaci na leki w fotofarmakologii nowotworów

To badanie przedstawia oryginalną i przenośną technologię tPBM pod elektroencefalograficzną (EEG) kontrolą głębokiego lub nieszybkiego ruchu gałek ocznych (NREM) snu u nieznieczulonych samców myszy C57BL/6 w różnym wieku, aby stymulować klirens limfatyczny Aβ z mózgu do obwodowego układu limfatycznego (głębokie węzły chłonne szyjne, dcLNs).

Fotobiomodulacja pod elektroencefalograficzną kontrolą snu w celu stymulacji limfatycznego usuwania toksyn z mózgu myszy

Protokół obejmuje produkcję przetworników, raportowanie parametrów, zabieg chirurgiczny i rejestrację sygnału dla całego operacyjnego przepływu pracy jednoczesnej skoncentrowanej neuromodulacji ultradźwiękowej i rejestracji fotometrii światłowodowej u myszy o swobodnym ruchu.

Jednoczesna zogniskowana neuromodulacja ultradźwiękowa i zapis fotometrii światłowodowej w myszy swobodnej

W protokole tym przedstawiono techniki i metodologię niezbędne do celowanej terapii hipertermicznej w modelach guzów litych. Podejście to wykorzystuje fototermiczną konwersję światła w bliskiej podczerwieni przez wstrzykiwane domięśniowo złote nanopręty w celu wywołania miejscowego ogrzewania w mikrośrodowisku guza.

Indukowanie ukierunkowanej łagodnej hipertermii w mysich modelach nowotworów poprzez fototermiczną konwersję światła w bliskiej podczerwieni za pomocą wewnątrznowotworowych nanoprętów złota

Stosując całkowicie optyczne podejście, udar niedokrwienny jest indukowany, jednocześnie rejestrując aktywność neuronów Ca2+ za pomocą fluorescencyjnego biosensora w wyłaniającym się rdzeniu udaru czujnej, zachowującej się myszy.

Jednoczesna fotozakrzemia i fotometria włókien w celu wywołania i monitorowania udaru niedokrwiennego u zachowujących się myszy

Poznaj protokół przezczaszkowej terapii fotobiomodulacyjnej u myszy, oceniający wpływ na pamięć przestrzenną i poziom ATP w hipokampie. Metoda oferuje nieinwazyjne podejście do badania funkcji poznawczych.

Protokół przezczaszkowej terapii fotobiomodulacyjnej u myszy

Przeglądaj więcej filmów