脉冲型近红外光治疗阿尔兹海默症的初步研究

发布时间：2020-04-17 10:01

【摘要】：阿尔茨海默病(AD)是一种常见的神经退行性疾病,占据了痴呆病例的50%以上,严重影响了全球数百万人的生活。最常见的症状包括语言障碍,学习与记忆能力下降,情绪波动,丧失行为能力等。阿尔兹海默症起病隐袭,病情随着时间的推移不断恶化,严重影响病人的正常工作和生活,随着身体功能丧失,最终会导致死亡。病人需要终身照护,跟家庭和社会带来了沉重的负担。阿尔茨海默病的发病机理尚不明确,发病与遗传因素和环境因素均有关系,其中1%至5%的患者根据基因突变被确诊为家族遗传性疾病。在多种发病假设中,人们通过研究发现Aβ淀粉样蛋白与阿尔兹海默症的发病与进展有着密切联系,其可以产生神经毒性,引起神经元纤维缠结,并导致细胞凋亡,病情恶化。减少Aβ淀粉样蛋白斑块沉积是目前临床治疗的主要目标。目前阿尔兹海默症的主要治疗方法是药物治疗。常用药物包括乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEIs)和NMDA拮抗剂,只可暂时减轻症状,不能逆转疾病进程,并且具有各种副作用,因此非药物治疗的方式逐步得到重视。随着研究的深入,近红外光的生物学效应日益凸显,例如近红外光可以减轻疼痛、促进伤口愈合、加快血液循环、提高线粒体功能和促进释放生长因子等,某些先导性研究发现近红外光还具有神经细胞保护与修复功能。因此,我们尝试使用近红外光照射的方式来治疗阿尔兹海默症。在本次研究中,我们通过转基因小鼠研究了红外光照射治疗对阿尔茨海默病的影响。我们选用的小鼠模型为APP/PS1双转基因小鼠,分别被转入了携带有Sweden突变的人前体蛋白APP基因和带有第9外显子突变的人早老素PS1基因。此类动物模型在6月龄的时候海马区和大脑皮层会产生Aβ淀粉样蛋白斑块,模拟阿尔兹海默症发病症状。此外,我们自行设计了照射治疗小鼠的实验装置,主要包括动物容器、照射控制部分和LED阵列,LED阵列可以发射脉冲频率为10 Hz或40Hz的红外光。经过连续45天的光照治疗后,我们分别通过两项实验来评估近红外光的治疗效果:利用动物行为学实验Morris水迷宫来定性评估小鼠的学习与记忆能力,利用免疫荧光实验来定量分析小鼠海马体与大脑皮层中Aβ淀粉样蛋白斑块的沉积情况。两项实验结果表明,治疗组小鼠和对照组小鼠具有显著的统计学差异,近红外光照治疗可以改善小鼠记忆,并减轻Aβ蛋白沉积。近红外光作为一种物理学治疗方式,以其无创性、安全性和有效性的优势,有望成为新型的阿尔兹海默症治疗方式。
【图文】：

透射光谱,水分子,波长

[35]，在近红外波段的水分子透射光谱中，于1072 nm处产生了较强的峰值，如图2-2所示，说明其具有较好的组织穿透性。此外，也有文献比较了1072 nm和880 nm的对于消散淋巴炎症的效果，发现1072 nm波长的近红外光治疗效果更优[36]。因此，此次实验我们采用波长1072 nm的近红外光进行治疗。由于在市场上未找到中心波长恰好为1072 nm且功率足够大的LED灯珠，因而本次实验选择了中心波长为1070 nm的LED灯珠。图 2-2 波长400 nm至1400 nm的水分子透射光谱[36]Fig.2-2 Light transmission spectrum of water between 400 nm and 1400 nm[36]

曲线,治疗效果,实验材料,小鼠模型

上海交通大学硕士学位论文章小结章主要介绍了光照治疗实验的实验材料和方法，实验材料包括APP小鼠模型和近红外光照射治疗装置。照射治疗实验涉及到的各项参没有统一的标准，需要依靠大样本的对照实验来进行条件摸索。正如dt-Schulz 曲线所展示的现象，LLLT（Low level light therapy）在照射射剂量的不同会产生双相应答，过高或过低的照射功率密度和照射生较好的治疗效果[41]。曾经有科学家尝试用近红外光治疗神经退行有取得明显的治疗效果，推测原因是照射方式或治疗参数设置不够各项参数的优化组合对于实验设计的成败尤为重要。在基于大量的我们选取了相对合理的照射参数，，以期取得较好的实验结果。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R749.16

【参考文献】