Investigation on low-intensity pulsed transcranial focused ultrasound stimulation for sleep disorders via regulation of microglial polarization

通过调节小胶质细胞极化来研究低强度脉冲经颅聚焦超声刺激治疗睡眠障碍

基本信息

批准号：
22K15692
负责人：
間祐太朗
金额：
$ 3万
依托单位：
Josai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、睡眠障害に対する経頭蓋超音波療法の検討を目的としており、初年度はモデルマウスの作成とミクログリアの形態評価、超音波照射後のマウス活動量の評価を実施した。ストレス誘発性の慢性睡眠障害モデルマウスは、専用の装置（以下、睡眠障害作成装置：メルクエスト社）を利用して作成した。睡眠障害作成装置では、マウスは不安定な回転輪上で生活することを強制され、そのストレスにより睡眠障害を発症する。まず最初に、マウスを回転輪の付いた馴化ケージで10日間飼育し、その後睡眠障害作成装置にて１週間もしくは４週間飼育した。連続的に記録されたマウスの輪回し運動（回転数）を解析した結果、運動の概日リズムが不明瞭化し、暗期（マウスにとっての活動期）における活動性が低下した。また、体重増加率の低下と摂食量の増加（過食傾向）も観察され、ストレス性睡眠障害の誘発を確認した。ストレス暴露１週間もしくは４週間のマウスから凍結脳切片を作製し、蛍光免疫染色後、共焦点レーザー顕微鏡により視床下部室傍核のミクログリアを撮像した。ImageJを用いてミクログリアの骨格解析、密度・分布解析をした結果、ミクログリアの密度や突起の端点数は正常マウスと差はなく、４週モデルでのみ突起長が有意に減少した。上記の実験に並行して、慢性睡眠障害モデルマウスに対する経頭蓋超音波刺激を実施した。低強度パルス超音波をマウスの特定の脳領域に連日照射すると、マウスの輪回し運動が抑制された。さらに解析を進めたところ、マウス無動時間の延長により輪回し運動が低下することがわかった。正常マウスにおいても同様な現象が観察されたが、睡眠障害モデルマウスで顕著に超音波の影響を受けた。以上より、本モデルマウスの視床下部室傍核ミクログリアにおいてわずかに形態を変化させていること、また超音波照射がマウスの活動性を経日的影響を及ぼす可能性があることがわかった。

本研究的目的是检查经颅超声治疗睡眠障碍，在第一年，我们创建了模型小鼠，评估了小胶质细胞的形态，并评估了超声照射后小鼠的活动量。使用专用装置(以下称为睡眠障碍产生装置：Melquest)制作应激性慢性睡眠障碍模型小鼠。在睡眠障碍制造装置中，老鼠被迫生活在不稳定的旋转轮上，压力导致它们出现睡眠障碍。首先，将小鼠关在带有转轮的习惯笼中10天，然后关在睡眠障碍产生装置中1或4周。对小鼠连续记录的旋转运动（旋转）的分析表明，运动的昼夜节律变得不清楚，黑暗期（小鼠的活跃期）的活动减少。还观察到体重增加的减少和食物摄入量的增加（暴饮暴食的倾向），证实了压力引起的睡眠障碍的诱发。从暴露于压力 1 或 4 周的小鼠中制备冰冻脑切片，并在荧光免疫染色后，使用共焦激光显微镜对下丘脑室旁核中的小胶质细胞进行成像。使用 ImageJ 进行小胶质细胞骨骼分析和密度/分布分析的结果显示，小胶质细胞密度或过程终点数量与正常小鼠没有差异，并且仅在 4 周模型中过程长度显着缩短。与上述实验平行，对慢性睡眠障碍模型小鼠进行经颅超声刺激。当连续几天对小鼠的特定大脑区域施加低强度脉冲超声波时，小鼠的圆周运动受到抑制。进一步的分析表明，增加小鼠不动时间会导致圆周运动减少。在正常小鼠中也观察到类似的现象，但睡眠障碍模型小鼠受到超声波的显着影响。综上所述，我们发现该小鼠模型中下丘脑室旁核的小胶质细胞形态略有变化，超声照射可能会随着时间的推移影响小鼠的活动。