Vagus nerve stimulation improves locomotion and neuronal populations in a model of Parkinson's disease

چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه 

2. مواد و روش‌ها

1. 2. حیوانات

تصویر 1. جدول زمانی آزمایش. رت‌ها بصورت تصادفی DSP-4 (50 میلی‌گرم/کیلوگرم، داخل صفاقی) یا محلول نمکی دریافت کردند. هفت روز پس از تزریق، رت‌ها متحمل پیوند ایمپلنت کاف عصبی و پس از آن تجویز داخل جمجمه‌ای 6-OHDA (5 میلی‌گرم/میلی‌لیتر، 2 میلی‌لیتر/محل) یا محلول نمکی شدند. 11 روز پس از ایجاد ضایعه، رت‌های دارای کاف واگی تحریک x2 در روز روز به مدت 30 دقیقه در هر نوبت را دریافت کردند. تمام حیوانات، صرف نظر از گروه تیمار، متحمل ارزیابی حرکتی (LA) در طول نوبت بعدازظهر شدند. پس از گذشت ده روز از تحریک، موش‌ها بیهوش شده و مغزشان برای ایمنوهیستوشیمی (IHC) آماده شد.

2. 2. روش‌های جراحی

3. 2. تحریک VNS

4. 2. فعالیت حرکتی

5. 2. آماده‌سازی مغز

6. 2. رنگ‌امیزی ایمنوهیستوشیمی

7. 2. رنگ‌آمیزی ایمنوفلورسنت و تصویربرداری

8. 2. کمیت سنجی ناقص تراکم رنگ‌آمیزی

9. 2. شمارش سلولی استریولوژیک

10. 2. آنالیزهای آماری

تصویر 2. حرکت در رت‌های آسیب دیده و دارای VNS افزایش یافت. مسافت کل به سانتی‌متر بیان شد، و حرکت در کل ده روز مشخص کرد که فعالیت حرکتی در رت‌های آسیب دیده‌ی فاقد VNS در مقایسه با رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی و فاقد VNS کاهش یافته است. (الف) مسافت کل طی شده در طول ده روز آنالیز شد و بصورت یک نمودار نقطه‌ای رسم شد، میانگین گروه ± انحراف معیار بصورت نقطه و خط نمایان شده‌اند. (ب) رت‌های آسیب دیده و فاقد VNS حرکت کمتری را نسبت به رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی و فاقد VNS نشان دادند (001/0>p***)، در حالیکه VNS سبب افزایش حرکت پس از ضایعه شده بود (05/0>p*).

3. نتایج

1. 3. رفتار فعالیت حرکتی

2. 3. تاثیرات VNS بر نورون‌های LC-NE و SN-DA

تصویر 3. تاثیرات VNS بر TH در LC، جسم مخطط، و SN رت‌های آسیب دیده. فتومیکروگراف‌های LC (A-D، مقیاس= 100 میلی‌متر)، جسم مخطط (E-H، مقیاس=1 میلی‌لیتر)، و SN (I-L، مقیاس= 5/0 میلی‌متر). رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی و VNS تعداد سلول‌های TH-مثبت بیشتری نسبت به رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی و فاقد VNS در LC (A-B، 01/0>P**) داشتند، اما TH-ir در جسم مخطط افزایش نیافت (EeF)، و نورون‌های TH-مثبت نیز در SN رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی و VNS (IeJ) افزایش نیافت. TH در رت‌های آسیب دیده و فاقد VNS در تمام مناطق مغزی بطرز معنی‌دار کمتر بود (تعداد LC: C، 0001/0>P****؛ TH-ir جسم مخطط:G، 0001/0>p****؛ تعداد SN: K، 001/0>p***). رت‌های آسیب دیده TH بالاتری در تمام مناطق مغزی داشتند (تعداد LC: D، 01/0>P**؛ TH-ir جسم مخطط: H، 01/0>P**؛ تعداد SN: L، 01/0>P**). نتایج TH در M (LC)، N (جسم مخطط) و O (SN) بصورت کمی نشان داده شده‌اند. 

3. 3. تاثیرات VNS بر آلفا-سینوکلئین در SN

جدول 1. نتایج آماری دو طرفه‌ی ANOVA برای داده‌های ایمنوهیستوشیمیایی

4. 3. تاثیرات VNS بر جمعیت‌های گلیال در LC و SN

تصویر 4. واکنش پذیری ایمنیایی آلفا-سینوکلئین با VNS در سلول‌های SN TH مثبت رت‌های آسیب دیده کاهش یافت. رت‌های آسیب دیده‌ی فاقد VNS کاهش فنوتیپی TH را در مقایسه با رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی فاقد VNS نشان دادند (A، C)، هرچند رت‌های اسیب دیده رنگ‌امیزی DAPI قابل مقایسه‌ای با رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی فاقد VNS داشتند (A، D). رت‌های آسیب دیده‌ی فاقد VNS نیز آلفا-سینوکلئین-ir کلی بیشتری در نورون‌های TH-مثبت باقیمانده در مقایسه با رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی فاقد VNS نشان دادند (E، G، 05/0>p*). تیمار VNS سبب تغییر معنی‌دار آلفا-سینوکلئین-ir در رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی (F) نشد و کاهش آلفا-سینوکلئین-ir در رت‌های آسیب دیده در مقایسه با رت‌های آسیب دیده‌ی فاقد VNS (05/0>p*، H). تصاویر E-H، مکان یابی آلفا-سینوکلئین در سلول TH-مثبت را در مربع نشان می‌دهد. همانطور که در بخش G مشاهده می‌کنید، آلفا-سینوکلئین در جسم سلول TH-مثبت در رت‌های آسیب دیده فاقد VNS بدون مکان یابی آشکار آلفا-سینوکلئین در سلول‌های Th-مثبت در گروه‌های تیماری دیگر حضور دارد. مقیاس برای AD (در بخش A) = 10 میلی‌متر. مقیاس برای E-H (در بخش E)= 25 میلی‌متر. مقادیر کمی نتایج در بخش I نشان داده شده است. 

4. بحث

تصویر 5. آستروسیت‌های GFAP-مثبت با VNS در LC و SN رت‌های آسیب دیده کاهش یافتند. منطقه‌ی اندازه‌گیری شده برای استریولوژی برای LC (A) و SN (E) مشخص شده است. فتومیکروگراف‌های LC (A-D، مقیاس=50 میلی‌متر) و SN (E-H، مقیاس=100 میلی‌متر). VNS آستروسیت‌های GFAP-مثبت را در رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی تغییری ایجاد نکرد (LC: A، B؛ SN: E، F). رت‌های آسیب دیده دارای تعداد بیشتری (معنی‌دار) آستروسیت GFAP-مثبت نسبت به رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی بودند (LC: C، 05/0>p*؛ SN:G، 0001/0>p****). تعداد کل آستروسیت‌ها در رت‌های آسیب دیده کمتر از زمان پس از VNS بود (LC: D، 05/0>p*؛ SN: H، 001/0>p***). مقادیر کمی تعداد کل سلول‌های GFAP-مثبت در I (LC) و J (SN) نشان داده شده است. تصاویر کوچکتر هر بخش حالت استراحت ابتدایی آستروسیت‌ها را در رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی و آسیب دیده و VNS نشان می‌دهد (A، B، D، E، F، H)؛ با اینحال تعداد بیشتری از آستروسیت‌‌ها در رت‌های آسیب دیده‌ی فاقد VNS فعالتر از گروه‌های دیگر هستند (C، G). 

تصویر 6. Iba-ir با VNS در LC و SN رت‌های آسیب دیده کاهش یافت. منطقه‌ی اندازه‌گیری برای آنالیز تراکم میکروگلیا برای LC (A) و SN (E) نمایش داده شده است. فتومیکروگراف‌های LC (A-D، مقیاس=50 میلی‌متر) و SN (E-H، مقیاس= 100 میلی‌متر). VNS هیچ تاثیری بر Iba-1-ir در LC رت‌های دریافت کننده‌ی محلول نمکی (A، B) نداشت، اما سبب کاهش Iba-1 در SN شد (E، F، 05/0>p*). رت‌های آسیب دیده Iba-1-ir بیشتری (معنی‌دار) دارند (LC: C، 01/0>**p؛ SN: G، 0001/0>p****). VNS سبب کاهش Iba-1-ir در رت‌های آسیب دیده شد (LC: D، 01/0>P**؛ SN: H، 001/0>p***). مقادیر کمی نتایج در بخش I (LC) و J (SN) نمایش داده شدند. 

5. نتیجه‌گیری