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。

这项研究旨在研究针对睡眠障碍的经颅超声治疗，在第一年，创建了模型小鼠，小胶质细胞的形态以及对超声辐照后小鼠活性的评估。应力诱导的慢性睡眠障碍模型是使用专用装置（以下称为睡眠障碍设备：梅赛德斯。）创建的。使用睡眠障碍设备，小鼠被迫生活在不稳定的旋转环上，压力会导致睡眠障碍。首先，将小鼠保存在带有旋转环的条件笼中10天，然后在产生睡眠障碍装置上持续1或4周。由于分析了小鼠的连续记录的环形旋转运动（旋转速度），运动的昼夜节律被遮盖了，并且在黑暗相（小鼠的活性相）的活动降低。另外，还观察到体重增加和饮食增加（潜在暴饮暴食），从而证实了压力引起的睡眠障碍。从暴露于应激的小鼠中制备冷冻脑切片1或4周，然后进行荧光免疫染色，并通过共聚焦激光显微镜成像下丘脑旁脊髓核中的小胶质细胞。在使用ImageJ对小胶质细胞进行骨骼分析以及密度和分布分析后，小胶质细胞的密度和突起数与正常小鼠的密度和数量没有差异，并且突出长度仅在4周模型中显着降低。与上述实验并行，对慢性睡眠障碍模型小鼠进行了经颅超声刺激。低强度脉冲超声的小鼠特定脑区域的辐射抑制了小鼠的环运动。进一步的分析表明，延长的小鼠固定时间减少了环的运动。在正常小鼠中观察到了相同的现象，但在睡眠障碍模型小鼠中受到超声的影响。从以上发现，在小鼠模型的下丘脑旁脑室小胶质细胞中，形态略有改变，并且超声照射可能一遍又一遍地影响小鼠的活性。