聚焦超声结合GABAA配体的神经调控技术

作     者：熊伟 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赖欣怡

授予年度：2018年

学科分类：0710[理学-生物学] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 07[理学] 08[工学] 071006[理学-神经生物学] 

主      题：聚焦超声 血脑屏障 神经调控 GABAA 

摘      要：血脑屏障(BBB)保护神经组织免受毒素和传染物质侵入的同时也阻止了大多数治疗性药物进入大脑。前人的研究表明聚焦超声(FUS)联合循环微泡共同作用下能够安全地暂时性开启血脑屏障。实验室之前的研究通过躯体感觉诱发电位(SSEPs)的变化证明了单独聚焦超声诱导血脑屏障开放时伴随着神经调控效应的产生。本研究提出,聚焦超声诱导血脑屏障开放联合静脉注射Y-氨基丁酸A型(GABA)配体能够诱导出超强神经调控。通过尾静脉注射微泡后将机械强度值(MI)为0.5的聚焦超声作用于Sprague-Dawley大鼠左前肢初级躯体感觉皮层区(SIFL)90秒,在大鼠血脑屏障开启后通过尾静脉注射GABA受体激动剂蝇蕈醇(MUS,0.2,0.4及1.0mg/kg)或GABA受体拮抗剂木防己苦毒素(PTX,0.2,0.4及1.0mg/kg)。通过测试触痛觉阈值(MNT)来评估聚焦超声作用前后大鼠行为上的改变,记录SSEPs来分析相应神经元的活动情况,在FUS联合GABA配体作用后1.5小时牺牲大鼠进行c-fos,CAMKII,Dapi切片染色取得免疫组织化学变化。结果表明FUS作用后3小时内大鼠右前肢(FUS作用侧)MNT值相比于对侧发生了明显的改变。在FUS作用后1小时内FUS作用侧的SSEPs波形根据注射GABA配体的不同而呈现不同的趋势,而且其幅值在MUS或PTX药物组中呈现出浓度依赖性。c-fos,CAMKII和Dapi染色结果表明MUS和PTX在FUS开启BBB后能够进入到S1FL区抑制或激发相应神经元的活动。综上所述,FUS联合GABA配体诱导的超强神经调控能够影响大鼠触痛觉灵敏度、神经元活动和免疫组化表达,而且影响随着药物剂量升高而增加。本研究提出了一种新颖无创的、可恢复的局部神经调控方法,未来将在基础神经科学研究与临床应用中发挥重要作用。