Araştırma makalesi
Bu keşif fare modeli çalışması, glukoz toleransı bozulmuş sıçanlarda yerel oksidatif kapasite ve redoks potansiyeliyle ilişkili SERS indekslerinin eşzamanlı akupunktur müdahalesi ve oranimetrik takibi için redoks-duyarlı yüzeyle güçlendirilmiş Raman saçılması (SERS)-aktif mikroiğne sunmaktadır.
Bozulmuş glukoz toleransı (IGT), bozulmuş redoks homeostazı ve artan oksidatif stresle ilişkilidir, ancak akupunktur müdahalesi sırasında redoksla ilişkili değişikliklerin dinamik in vivo takibi teknik olarak zordur. Bu çalışma, IGT'li sıçanlarda eşzamanlı akupunktur müdahalesi ve oksidatif kapasite (OC) ile redoks potansiyeli (RP) ile redoks potansiyeli (RP) ile ilgili SERS indekslerinin göreli orantımetrik izini sağlamak için redoks-duyarlı yüzey gelişmiş Raman saçılması (SERS)-aktif mikroiğne sistemi geliştirdi. Oksidatif ve redoks-duyarlı SERS probları, sırasıyla OC yanıtlılığı için p-fenilenediamin (p-PDA) ve RP tepkisi için antrakinon ile fonksiyonel altın nanoshell (GNS) ile hazırlandı. Problar, akupunktur iğnelerinde iki kazınmış oyuklara yüklenerek SERS-aktif mikroiğneler oluşturuldu. Bu keşif çalışmasında spesifik patojensiz erkek Sprague–Dawley fareleri kullanıldı. Üç fare normal kontrol olarak görev yaptı ve 20 sıçan yüksek yağlı diyetle beslendi ve IGT'yi tetiklemek için streptozotosin (STZ) verildi. Tarama sonrasında, 18 uygun IGT sıçan yüksek yağlı ve normal diyet gruplarına ayrıldı; diyet grubunda 9 fare bulundu. Her diyet grubu, alt grupta 3 fare olmak üzere akupunktur noktası bükülmesi, akupunktur noktası olmayan burulma ve akupunktur noktası doğrudan yerleştirme alt gruplarına ayrıldı. İğneleme 7 gün ardışık günde iki kez yapıldı ve açlık kan şekeri (FPG), 2 saat sonrası kan şekeri (2hPG) ve OC- ile ilgili SERS indeksleri kaydedildi. Sonuçlar, burulma ile akupunktur noktalarında iğnelenmenin daha düşük FPG ve 2hPG değerleriyle ilişkili olduğunu ve bu IGT sıçan modelinde OC- ve RP ile ilişkili SERS indekslerinin değiştiğini gösterdi. Dış kalibrasyon eğrileri, bağımsız biyokimyasal oksidatif stres testleri, prob sızdırma testleri ve biyouyumluluk testleri dahil edilmediğinden, SERS oranları mutlak biyokimyasal konsantrasyonlar veya mutlak redoks-potansiyel değerleri yerine göreceli redoks-ilişkili optik indeksler olarak yorumlanmalıdır. Bu bulgular, IGT sıçanlarında akupunktur müdahalesini yerel ratiometrik SERS takibi ile birleştirmek için SERS-aktif mikroiğnelerin keşfe yönelik bir preklinik platform olarak uygulanabilirliğini desteklemektedir.
Bozulmuş glukoz toleransı (IGT), vücudun glukozu tolere etme yeteneğinin azalmasıdır ve normal kan şekeri ile diyabetik kanşekeri 1 arasında geçiş aşamasını temsil eder. Bu nedenle IGT, tip 2 diyabet2'nin gelişiminde önemli bir erken uyarı sinyali ve geri dönüşebilir bir aşamadır. Klinik veriler, IGT olan nüfusun yaklaşık %30'unun 5–10 yıl içinde tip 2 diyabete geçeceğinigöstermektedir 3; ancak zamanında müdahaleyle bu oran %10'un altına düşebilir4.
IGT dinamik ve karmaşık bir süreçtir ve kalıcı yüksek glikozlu bir ortam, oksidatif metabolizma bozuklukları için önemli birtetikleyicidir 5. Vücut uzun süreli hiperglisemi durumunda olduğunda, mitokondriyal solunum zinciri anormal şekilde çalışır ve reaktif oksijen türlerinin üretim hızı %30–50 artarak vücutta oksidatif gücü doğrudan artırır6; Aynı zamanda, yüksek şeker seviyeleri, glutatyon redüktaz gibi önemli enzimlerin aktivitesini engeller; bu da antioksidan sistemin fazla reaktif oksijen türlerini zamanında çıkarmasını engeller ve oksidasyon-indirgeme dengesini daha da bozar. Buna ek olarak, IGT, insülin direnci ve β hücre fonksiyonunun hafif bozulması gibi patolojik değişikliklerle birlikte gelir; bu da çeşitli biyolojik ve biyokimyasal yanıtlara yolaçar 7,8. Redoks durumunun evrimiyle birlikte, bu değişiklikler glikoz metabolizmasının bozulmasını daha da kötüleştirir ve retinopati, nefropati ve kardiyovasküler hastalıklar gibi diyabet komplikasyonlarının potansiyel riskiniartırır 9,10. Bu nedenle, IGT olan bireylerde veya hayvan modellerinde oksidatif kapasite (OC) ve redoks potansiyeli (RP) izlenmesi, IGT gelişiminin altında yatan mekanizmaları daha iyi anlamamızı ve hedefli terapötik stratejilerin tasarımını yönlendirmelidir.
Akupunkturun 3.000 yılı aşkın bir geçmişi vardır ve birçok hastalığın tedavisinde iyi klinik etkinlik göstermiştir. Ayrıca, hayvanlarda yapılan çok sayıda deneysel çalışma, akupunkturun hayvan modellerinde oksidatif stres durumlarının düzenlenmesinde antioksidan enzim sistemini güçlendirerek ve lipid peroksidasyonunu azaltarak faydalı etkilergösterdiğini göstermiştir. Geleneksel bir Çin tıp uygulaması olarak, akupunktur diyabet ve IGT tedavisinde de önemli faydalar göstermiştir. Guanyuan (CV4) ve Sanyinjiao akupunktur noktaları (SP6), iskelet kaslarında SIRT1/PGC-1α yolunu aktive ettiği ve böylece obezite-diyabetli farelerin insülin direncini azalttığıbildirilmiştir 13. Ayrıca, Tianshu akupunktur noktaları (ST25), lateral hipotalamik bölgede bulunan glikoz-inhibitör nöronların aktivitesini modüle eder ve glikolipidmetabolizmasının düzenlenmesine katkıda bulunur 14. Ancak, intravasküler akupunktur mekanizmaları üzerine yapılan çoğu çalışma, öncelikle nöromodülasyon, immünomodülasyon ve gastrointestinal sistemlere odaklanmıştır; bu sistemlerde akupunktur, otonom fonksiyonun modülasyonu yoluyla glikoz metabolizmasını etkileyebilir veya bağırsak florasının dengesini artırarak dolaylı olarak kan şekeri seviyelerini düzenleyebilir15,16. Akupunkturun IGT tedavisindeki etkisinin özel mekanizması ve oksidatif stres üzerindeki etkileri derinlemesine inceleme ve deneysel veri desteğinden yoksundur.
Yüzeye dayalı Raman saçılması (SERS), çok çeşitli analizlerin tespit edilmesini sağlayan büyük hassasiyet ve özgüllük sağlar. Nano-fiber optik17, kitozanmembranları 18 temelli SERS nano-probları ve önceki çalışmalar, akupunkturiğneleri 19'un biyobelirteçler, nörotransmitterler ve hücresel biyokimyanın diğer yönlerinin in vivo olarak tespit edilmesinde kullanılabileceğini göstermiştir. Özellikle akupunktur iğneleri, derin doku testleri için umut vadeden araçlardır ve minimum invaziv yerinde izleme ve ardından ex vivo analiz yapılmasını sağlar. Akupunktur, köklü bir tedavi yöntemi olarak son derece geniş klinik uygulama yelpazesine sahiptir. Son çalışmalar, SERS destekli optik lifler, yara pansiyonları ve mikroiğne cihazlarının, biyolojik olarak ilgili ortamlarda redoksla ilişkili sinyallerin yerinde veya minimal invaziv olarak izlenmesini destekleyebildiğinigöstermiştir 20,21. Paralel olarak, SERS-aktif akupunktur iğneleri ve ilgili mikroiğne sistemleri, doku müdahalesi19 ile algılama yeteneğini entegre etmek için umut vadeden taşıyıcılar olarak ortaya çıkmış; bu da in vivo yanıt ve in vitro SERS algılama yeteneklerine sahip SERS-aktif mikroiğneler ortaya çıkmıştır.
Mevcut çalışma, glikozla indüklenen stres modellerinde oksidatif kapasite ve redoks potansiyeliyle ilgili sinyalleri tespit etmek için daha önce bildirilen SERS-aktif mikroiğne stratejisine dayanmaktadır. Ancak mevcut çalışma, önceki çalışmadan hem biyolojik bağlam hem de deneysel amaçla farklıdır. Özellikle, bu çalışma SERS-aktif mikroiğne platformunu bozuk glukoz toleransının bir sıçan modeline uygular ve yerel ratiometrik SERS takibi akupunktur müdahalesiyle entegre eder. Mevcut çalışma, akupunktur noktalarını bitişik akupunktur olmayan bölgelerle karşılaştırıyor, farklı iğneleme manipülasyonlarını değerlendiriyor ve 7 günlük müdahale döneminde redoksla ilişkili SERS indekslerini izliyor. Daha önce bildirilen SERS tabanlı optik lifler, yara sarmanları ve öncelikle tek bölgeli veya tek fonksiyonlu biyokimyasal tespit için tasarlanmış SERS-aktif mikroiğnelerle karşılaştırıldığında, mevcut platform iki gelişme sunmaktadır. İlk olarak, OC- ve RP-duyarlı problar, tek bir akupunktur iğnesinde iki bağımsız oyma olukta entegre edilir ve tamamlayıcı redoks parametrelerinin eşzamanlı izlenmesini sağlar. İkinci olarak, akupunktur iğnesi sadece SERS prob taşıyıcısı olarak değil, aynı zamanda tedavi amaçlı bir cihaz olarak da işlev görür; böylece redoks izleme tedavi sonrası yerine akupunktur müdahalesi sırasında yapılabilir. Şekil 1'de gösterildiği gibi, mikroiğneler dokulara yerleştirildikten sonra küçük yaralar oluşur ve iki oluktaki problar dokularla reaksiyona girerek OC ve RP seviyelerini in vivo tespit etmelerini sağlar. Çalışmanın amacı, bu SERS-aktif mikroiğneleri kullanarak IGT'li sıçanlarda OC ve RP değişikliklerini incelemek ve bu hayvanlarda akupunkturun akupunktur noktalarına eşlik eden etkilerini belirlemek, böylece IGT tedavisinde akupunkturun etkilerinin mekanizması ve redoks ile anormal hiperglisemik durumlar arasındaki ilişki hakkında değerli bilgiler elde etmekti.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
IGT'nin hayvanları ve modelleri
Tüm hayvan prosedürleri Güneydoğu Üniversitesi Suzhou Araştırma Enstitüsü'nün Hayvan Etik Komitesi tarafından onaylandı (onay no. SEU-IACUC-20250318007) ve laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı için kurumsal yönergelere uygun olarak gerçekleştirildi. Fareler alındı ve 25 °C sıcaklıkta, 12 saat ışık/12 saat karanlık döngüyle belirli patojensiz (SPF) koşullarda tutuldu. Anestezi gerektiren işlemlerde, fareler indüksiyon odasından oksijenle iletilen izofluran ile anestezi edildi ve burun konusuyla tutuldu. İndüksiyon için %3, bakım için %1 oranında izofluran kullanıldı; konsantrasyon solunum hızı ve prosedürel yanıta göre ayarlandı.
İğneleme veya enjeksiyondan önce doğru refleksin kaybı ve parmak sıkışmasına yanıt olmaması nedeniyle yeterli anestezik derinliği doğrulandı. Anestezi sırasında solunum düzeni, vücut pozisyonu ve iyileşme izlendi ve hayvanlar vücut sıcaklığını korumak için ısınma pedine yerleştirildi. Hayvanlar, her kafeste 2 kişi barındırıldı ve glukoz testi için oruç gerektirmedikçe yiyecek ve suya ücretsiz erişim sağlandı. Gelişten sonra, sıçanlar model indüksiyonundan önce 1 hafta boyunca alıştırıldı. Hayvan refahı günlük olarak izlendi; genel aktivite, bakım, gıda alımı, vücut ağırlığı, enjeksiyon bölgesi durumu ve anestezi sonrası iyileşme dahil. Çalışmanın sonunda, fareler onaylanmış hayvan protokolüne göre ötenazi edildi. Ötenazi, kademeli doldurma CO₂ solumasıyla gerçekleştirildi ve ardından servikal dislokasyon yöntemiyle ölüm doğrulandı. Şiddetli kilo kaybı, kalıcı hareketsizlik, anormal solunum, yeme veya içme yiyememesi veya şiddetli sıkıntı gibi insancıl son nokta kriterlerini karşılayan hayvanlar, planlanan son noktaya kadar devam etmek yerine hemen ötenazi edildi. Bu çalışmada 200 ± 20 g ağırlığında spesifik patojensiz erkek Sprague–Dawley fareleri kullanıldı. 1 haftalık aklimatizasyonun ardından sıçanlar rastgele iki gruba ayrıldı: normal gruptaki üç fare normal chow ile beslenirken, model grubundaki 20 fare 3 hafta boyunca yüksek yağlı chow (%50 bazal chow + %10 domuz eti + %25 sukroz + %15 sarı tozu) ile beslendi. Model gruptaki hayvanlara, 12 saat boyunca su kısıtlaması olmadan 12 saat boyunca %20 mg/kg STZ solüsyesi (0.1 mol/L, pH 4.4 sitrat tamponunda çözünürülmüş) intraperitoneal enjeksiyon yapıldı. Normal gruptakiler, normal yemek yedikten sonra karşılık gelen sitrat tampon çözeltisi dozunun intraperitoneal enjeksiyonu aldılar. 1 hafta sonra intraperitoneal glukoz tolerans testi (IPGTT) yapıldı. Bu çalışmada kullanılan reaktifler ve ekipmanlar Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.
Açlık kan şekeri (FPG), her gruptaki farelerin kuyruk ucundan su kısıtlaması olmadan 12 saat süren oruçtan sonra alınan kan alımıyla ölçüldü ve 2 saat sonrasında %20 dekstroz 2 g/kg intraperitoneal enjeksiyonun ardından 2 saat sonrasında kan şekeri (2hPG) kaydedildi. Normal grupta FPG aralığı 5.1–6.6 mmol/L, 2hPG glikoz aralığı ise 7.3–9.4 mmol/L idi; model grubunda FPG ≤7.0 mmol/L ve 2hPG aralığı 10–16 mmol/L idi. IGT model indüksiyonuna atanan 20 sıçandan, 18'i IPGTT sonrası önceden tanımlanmış IGT kriterlerini karşıladı ve sonraki müdahale deneyine dahil edildi. İki sıçan, FPG veya 2hPG değerleri önceden tanımlanmış IGT aralığının dışında olduğu için dışlandı. Daha sonra uygun 18 fare rastgele olarak yüksek yağlı ve normal diyetli gruplara ayrıldı; her grupta 9 fare bulunuyordu. Her diyet grubu ayrıca üç alt gruba ayrıldı: akupunktur noktası burulması, akupunktur olmayan bölge bükülmesi ve akupunktur noktası doğrudan yerleştirme; alt grupta üç fare bulunuyor. Bu, akupunktur müdahalesinin SERS tabanlı orantimetrik takip ile birleştirilmesinin uygulanabilirliğini değerlendirmek için tasarlanmış keşif yöntemi geliştirme çalışmasıydı; preklinik bir IGT sıçan modelinde. Resmi istatistiksel güç hesaplaması yapılmadı. Üç sıçanlık alt grup büyüklüğü, fizibilite, ön SERS-mikroiğne çalışmaları ve hayvan indirgemi prensibi temelinde seçildi. Deneyci tarafından fareler rastgele olarak atandı; Resmi tahsis gizleme ve kör etme yapılmadı.
Akupunktur tedavi protokolleri, geleneksel Çin tıbbı için kanıta dayalı klinik uygulama kılavuzları ve hayvan deneylerinin uygulanabilirliği referansındaincelendi 22. Seçilen akupunktur noktaları Zhongwan (RN12/CV12), Shuifen (RN9/CV9), Yinjiao (RN7/CV7), çift taraflı Tianshu (ST25), çift taraflı Shuidao (ST28) ve çift taraflı Zusanli (ST36) idi. RN12, RN9 ve RN7 ön orta hatta yer aldı ve tek orta hat noktaları olarak muamele edildi; ST25, ST28 ve ST36 ise iki taraflı olarak tedavi edildi. Akupunktur nokta eşleşmeleri, IGT23'ün klinik tedavisinde kullanılan eşleşmelere dayanmaktadır. Uyarlama,24,25 literatürüne dayanarak, ikili yöntemle yapılmıştır. Fareler için akupunktur noktaları anatomik işaretlere ve standart insan akupunktur noktalarından orantılı dönüşüme göre lokalize edilmiştir. Karın RN/CV noktaları, anatomik işaretler olarak xiphoid süreci, umbilikus ve pubik simfiz kullanılarak ön orta çizgi boyunca tanımlandı. ST25 göbek seviyesinde iki taraflı olarak işaretlenmiş, ST28 ise alt karın bölgesinde ön orta çizgiden aynı lateral mesafede iki taraflı olarak işaretlenmiştir. ST36, tibial tüberkülün lateral bölgesindeki tibialis anterior bölgedeki anterolateral arka uzuvda tespit edilmiştir. Bitişik akupunktur olmayan karşılaştırma noktaları, ilgili akupunktur noktalarına 5 mm yan tarafta ve tanınan meridyen çizgisinin dışında işaretlenmiş, görünür damarlar, yaralar ve önceki delme noktalarından kaçınılmıştır. İğneleme öncesi, sıçanlar onaylanmış hayvan protokolüne göre izofluran ile anestezi edilip, ısıtıcı pedde sırtüstü pozisyonda konurdu. Her hedef bölgedeki karın ve arka uzuv derisi tıraş edilip %75 etanol ile dezenfekte edildi. SERS-aktif mikro iğneler, cilde yaklaşık dik olarak yaklaşık 10 mm derinliğe yerleştirildi. Akupunktur noktalı burma grupları için, SERS-aktif mikroiğneler seçilen aküpunktur noktalarına yerleştirildi ve 20 dakikalık tutma süresi boyunca nazikçe çift yönlü olarak döndürüldü. Akupunktur bölgesi olmayan gruplar için aynı işlem, 5 mm bitişik akupunktur olmayan karşılaştırma noktalarında da uygulandı. Doğrudan yerleştirme grupları için, SERS-aktif mikro iğneler akümut noktalarına yerleştirildi ve bükülmeden 20 dakika boyunca tutuldu. Tüm iğneleme prosedürleri, operatörler arası değişimi en aza indirmek için aynı eğitimli operatör tarafından gerçekleştirildi.
İğneleme işlemi günde iki kez, saat 10:00 ve 15:00'te, 7 gün ardışık olarak gerçekleştirildi. Her günün prosedüründen önce, 8 saat oruç tutunmanın ardından su kısıtlaması olmadan FPG ölçüldü. Her günün iğneleme işleminden sonra, OC ve RP yanıtları kaydedildi. 7. gün, akupunktur tedavisinden sonra IPGTT yapıldı ve 2hPG değerleri kaydedildi.
Uyarılar
Streptozotosin tehlikelidir ve toksik bir kimyasal olarak ele alınmalıdır. Streptozotosin çözeltisini kimyasal bir buhar davlumbazında veya sertifikalı bir biyogüvenlik dolabında hazırlayın; bir laboratuvar önlüğü, nitril eldivenler, koruyucu gözlük ve maske takın. Streptozotosin ile kontamine olan şırıngalar, iğneler, mendiller, yatak takımları, kafesler ve hayvansal atıklar, kurumsal tehlikeli biyolojik ve kimyasal atık prosedürlerine uygun şekilde ele alınmalıdır. Kullanılmış iğne ve şırıngalar, kapağı yenilemeden hemen delinmeye dayanıklı keskin kaplara atılmalıdır.
OC ve RP tespiti için SERS-aktif mikroiğnelerin üretimi
Akupunktur iğneleri daha önce bildirildiği gibihazırlandı 26. SERS-aktif mikroiğneler, çalışma boyunca aynı tür ticari paslanmaz çelik akupunktur iğneleri (0,25 mm × 26 mm) kullanılarak üretildi. İğneler deriye yaklaşık dik olarak 10 mm derinliğe yerleştirildi. Dönme grupları için, aynı eğitimli operatör tarafından tutma süresi boyunca 20 dakika boyunca nazikçe ve tutarlı şekilde manuel çift yönlü dönüş uygulandı. Manipülasyon enstrüman kontrolü altında değildi; bu nedenle, tam dönme frekansı ve genlik nicelendirilmedi. Bu sınırlama Tartışmada kabul edilmiştir.
Başlangıçta, iğneler MMA'da %20 (w/v) PMMA çözeltisinde bekletildi, ardından oda sıcaklığında (25 °C) 1 gün boyunca kurutuldu. Sonra, PMMA koruyucu katmanında (5 mm aralıkta) eşit boyutta ve benzer şekil ve derinlikte iki paralel girinti etanolle temizlenmiş küçük bir bıçağı kullanılarak yapıldı; ardından iğneler 0,5 M sülfürik asitin içine batırıldı ve 10 saniye elektrokimyasal aşındırma işlemi için 12 V voltajda elektrokimyasal aşındırma yapıldı, böylece skor noktalarında neredeyse dairesel iki oluk oluştu. Üçüncü olarak, üç kez durulama yapıldıktan sonra, iğneler oda sıcaklığında 24 saat boyunca 0,1 mol L−1 MPTES ve 0,3 mol L−1 APTES içeren etanol çözeltisine daldırıldı; böylece oluklu yüzeylere sülfüdril işlevselliği kazandırdı. Dördüncüsü, iğne MMA'ya batırarak kaplama soyuldu. Redoks-potansiyele duyarlı SERS-aktif mikroiğneler, daha önce bildirilen bir yöntem27 temelinde hazırlanmıştır. SERS substratı, her akupunktur iğnesinin kazıma oluklarından birine adsorbe edildi; ardından ortaya çıkan SERS-aktif mikroiğneler, 37 °C'de 60 dakika boyunca 1 × 10-4 mol/L konsantrasyonda sulu p-PDA çözeltisine batırıldı ve oksidasyona duyarlı SERS-aktif mikroiğneler elde edildi. Altın nanokabuklara dayalı SERS substratları daha önce tarif edildiğigibi sentezlenmiştir 28. Mevcut çalışmada, bu mikro iğneler her akupunktur iğnesinin diğer yivine damlatılmış ve doğal olarak kurumasına izin verilmiştir. Bu, OC ve RP yanıtına sahip SERS-aktif mikroiğneler ortaya çıkardı.
SERS-aktif mikroiğnelere karşı OC ve RP yanıtının ex vivo değerlendirmesi
OC ve RP problarının yanıtları, SERS-aktif mikroiğnelerin ex vivo dokuya yerleştirilmesiyle değerlendirildi. OC probun oksidatif değişikliklere tepkisini doğrulamak için, oksidasyondan önce ve sonra p-PDA'nın SERS spektrumları kaydedildi. Redoks SERS problarının spektrumları ayrıca güçlü indirgeme NaBH4 çözeltisi ve güçlü oksitleyici HAuCl4 çözeltisi içinde de alındı. OC probunun seçiciliği, 1 × 10-4 M FeSO4, 1 × 10-4 M Na2SO 4 ve 1 × 10-4 M askorbik asit ve oksitleyici ajanlar kullanılarak değerlendirildi; bunlar arasında 1 × 10-4 M CuSO4, 1 × 10-4 M H2O2, 1 × 10-4 M FeCl3 yer alıyor, ve 1 × 10-4 M HAuCl4. Tüm çözeltiler 20 mM PBS (pH 7.4) içinde hazırlandı ve problar her çözeltiyle 37 °C'de 20 dakika kuluçka edildi. SERS-aktif mikroiğnelerin sağlamlığı, oda sıcaklığında 1 × 10-4 mol/L FeCl3 ile reaksiyon öncesi ve sonrası OC yanıtları kaydedilerek değerlendirildi. Bu ex vivo ve çözelti tabanlı testler, kontrollü koşullarda prob yanıt vermesini doğrulamak için kullanıldı. Ancak, lokal pH varyasyonu, protein adsorpsiyonu, hücre dışı matriks bileşenleri ve diğer biyolojik maddelerin SERS sinyallerini etkileyebildiği in vivo doku mikro ortamının karmaşıklığını tam olarak yeniden üretemezler. Bu nedenle, in vivo OC ve RP okumaları, matrissiz biyokimyasal ölçümler olarak değil, redoksla ilişkili SERS indeksleri olarak yorumlandı.
Akupunktur ve akupunktur dışı bölgelerde OC ve RP tespiti
OC ve RP problarının akupunktur noktalarında ve akupunktur dışı noktalarda performansını değerlendirmek için, SERS-aktif mikroiğneler sağlıklı sıçanlara ST36 ve RN12 akupunktur noktalarında ve bu noktaların her birine 5 mm bitişik, yaklaşık 10 mm derinlikte aynı süre boyunca yerleştirildi.
İğne burulmasının OC ve RP algılama üzerindeki etkileri
OC ve RP problarının farklı iğneleme teknikleri altında yanıt vermesini değerlendirmek için, SERS-aktif mikroiğneler ST36 ve RN12 akupunktur noktalarına ve bu noktalara 5 mm bitişikte sağlıklı sıçanlarda yaklaşık 10 mm derinliğe yerleştirildi. Her akupunktur noktasında bir iğne bükülür, iken noktaya bitişik iğne bükülür ve tam tersi (akupunktur noktasına bitişik iğne bükülür, akupunktur noktasındaki iğne ise bükülür). Problardan gelen SERS sinyalleri her iğne için aynı yerleştirme zamanında toplandı.
IGT'li sıçanlarda akupunktur noktaları, iğne burulması ve beslenme koşulları açısından OC ve RP değişiklikleri
Akupunktur noktaları, iğne burulması ve diyet koşullarının IGT'li sıçanların OC ve RP üzerindeki etkilerini değerlendirmek için, yüksek yağlı diyet grubundaki fareler rastgele üç gruba (A1, A2 ve A3; her grupta üç fare) ayrıldı; normal diyet grubundakiler ise (B1, B2 ve B3 grupları; her grupta üç fare). A1 ve B1 gruplarındaki fareler için, sedasyon sonrası akupunktur noktalarına SERS-aktif mikroiğneler yerleştirildi ve 20 dakika boyunca büküldü; aynı prosedür A2 ve B2 gruplarındaki fareler için de uygulandı, ancak mikroiğneler akupunktur noktalarının yanına 5 mm yerleştirildi. A3 ve B3 içindeki sıçanlarda SERS-aktif mikroiğneler burulmadan sıçan akupunktur noktalarına yerleştirildi; İğneler 20 dakika yerinde bırakıldı. İğneleme işlemi günde iki kez, saat 10:00 ve 15:00'te, 7 gün boyunca gerçekleştirildi. Her günün prosedürlerinden önce, her fare grubunun FPG değerlerini (oruçtan sonra 8 saat su kısıtlaması olmadan) bir glukoz ölçer olarak kaydedildi. Her günün iğnelemesinden sonra, OC ve RP yanıtları ölçülüp kaydedildi. 7. gün, akupunkturdan sonra, her fare grubuna IPGTT uygulandı ve 2hPG değerleri kaydedildi.
Karakterizasyon ve ölçüm
SERS-aktif mikroiğnelerin morfolojisi, taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile incelendi. SERS spektrumları, 50× uzun çalışma mesafesi hedefi (NA: 0.5) ve 785 nm lazer ile yapılandırılmış bir Raman spektrometresi kullanılarak 25 °C'de alındı. Tüm ölçümlerde alım süresi 10 saniyeydi ve Raman sistemi aynı optik konfigürasyonda nominal lazer gücü 600 μW olarak çalıştırıldı. Bu çalışmada doku yüzeyine verilen gerçek lazer gücü doğrudan ölçülmemiştir. Bu nedenle, aynı alım ortamlarında gruplar arasında göreceli karşılaştırmalar için SERS spektrumları kullanıldı ve mutlak doku fototermal güvenliği konusunda hiçbir sonuç çıkarılmadı. İki SERS probun yoğunluk oranları aşağıdaki yaklaşımla hesaplandı: 1450 cm−1'deki yoğunluk değerlerinin 1500 cm−1'deki oranı, 1700 cm−1'deki yoğunluk her iki zirveden çıkarıldıktan sonra (I1450 cm−1/I 1500 cm−1) OC göstergesi olarak belirlenmiştir. önceki raporlarda olduğu gibi sırasıyla 17; ve I1606 cm−1/I1666 cm−1 RP göstergesi olarak kullanılarak, 1700 cm−1'deki yoğunluk (arka plan olarak) sırasıyla iki zirveden her birinden çıkarıldı. Hesaplanan I1450 cm−1/I 1500 cm−1 ve I1606 cm−1/I1666 cm−1 değerleri, sırasıyla OC- ve RP ile ilişkili yanıtların göreceli SERS teşrekili indeksleri olarak analiz edilmiştir. Bu oranlar, aynı satın alma ayarlarında gruplar ve zaman noktaları arasındaki değişiklikleri karşılaştırmak için kullanıldı.
Bu çalışmada bu oranları mutlak oksidatif türlerin konsantrasyonlarına veya mutlak elektrokimyasal redoks-potansiyel değerlerine dönüştürmek için harici bir kalibrasyon eğrisi oluşturulmamıştır. Her spektrum, SERS probunda beş farklı noktada üç kopya örnekte iki kez kaydedildi. Origin verileri işlemek ve grafikler oluşturmak için kullanıldı. Satın alma ile ilgili değişkenliği en aza indirmek için tüm gruplara aynı lazer dalga boyu, hedef, alım süresi, lazer gücü ayarı ve spektral işleme iş akışı uygulandı. Lazer ışınının neden olduğu potansiyel fototermal veya fotokimyasal etkiler bağımsız olarak nicelendirilmemiş ve bir sınırlama olarak kabul edilmiştir. İstatistiksel veriler, ortalama ± ortalama standart hata (SEM) olarak sunulur. Her deney veya şekil paneli için kullanılan örneklem boyutu ve istatistiksel test, ilgili şekil efsanelerinde belirtilmiştir. Ex vivo prob doğrulama deneylerinde, analiz birimi olarak SERS probu veya bağımsız hazırlanmış mikroiğne kullanılmıştır. In vivo kan glikozu ve SERS-indeks analizleri için sıçan biyolojik analiz birimi olarak kullanıldı. Aynı probda birden fazla noktadan toplanan spektrumlar teknik ölçüm olarak ele alındı ve grup düzeyinde analizden önce ortalamaları alındı. İstatistiksel analizler SPSS yazılımı kullanılarak gerçekleştirildi. Gruplar arasındaki karşılaştırmalar, ilgili şekil efsanelerinde belirtilen istatistiksel testler kullanılarak yapıldı. 7 günlük müdahale döneminde seri açlık kan şekeri ve SERS-indeks ölçümleri, küçük alt grup büyüklüğü nedeniyle keşif amaçlı boylamasına eğilimler olarak yorumlandı ve resmi tekrarlanan ölçüm veya karışık etki modeli uygulanmadı. İstatistiksel anlamlılık p < 0.05 olarak tanımlandı. *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
OC ve RP tespiti için SERS-aktif mikroiğnelerin üretimi
OC ve RP'deki değişiklikleri tespit etmek için, ilgili probları içeren SERS-aktif mikroiğneler üretildi. Temsilli SEM görüntüleri, SERS-aktif mikroiğnelerin iki oluklu yapısını doğruladı. Şekil 2A, iki kazıklı oluklu akupunktur iğne gövdesini gösterir, Şekil 2B'de GNS yüklü bir oluk ve Şekil 2C, oluk...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bozulmuş glukoz toleransı, tip 2 diyabetten önce geri dönebilir bir geçiş aşamasını temsil eder ve metabolik dengesizlik, insülin direnci ve oksidatif stresle ilişkili düzensizlikle yakından ilişkilidir. Yaşam tarzı müdahalesi ve diğer erken tedavi stratejileri, glukoz toleransının bozulmasından diyabete ilerleme riskini azaltabilir, ancak müdahale sırasında yerel biyokimyasal yanıtların dinamik olarak izlenmesi için araçlar sınırlıkalır30. Akupunkturun deneysel v...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar çıkar çatışması olmadığını belirtmektedir.
Yazarlar, hayvan tesisi ve görüntüleme platformu personeline teknik destek için teşekkür ediyor. Bu çalışma, Jiangsu eyaletinin Çin tıbbı temel araştırma ve geliştirme projeleri (2020ZX05), Jiangsu eyaleti temel araştırma ve geliştirme projeleri (BE2022684), Piyasa Düzenlemesi için Devlet İdaresi Bilim ve Teknoloji Projesi (2022MK158) ve Suzhou Bilim-Teknoloji Vakfı (SYW2024031) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES, 98%) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | A800524 | |
| (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane (MPTES, 95%) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | M742544 | |
| Askorbik asit | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | CFAD310554 | |
| Kan şekeri ölçer | Cofoe Medical Technology Co., Ltd. | Cofoe A03 | |
| Kan şekeri test şeritleri | Cofoe Medical Technology Co., Ltd. | Cofoe-A03-C | |
| Bakır sülfat (CuSO4) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | PHR1477 | |
| Etil alkol (≥99.7%) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | XW00641752 | |
| Demir sülfat (FeSO4) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | XW01772078701 | |
| Glukoz (Glu) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | D9434 | |
| Hidrojen peroksit (H2O2) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | P-17-0500 | |
| Demir klorür (FeCl3) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | CP81015228 | |
| Metil metakrilat (MMA) | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd. | M109626 | |
| Mikro-Raman spektrometresi | Renishaw | InVia Raman Mikroskobu | |
| p-Fenilendiamin (p-PDA) | Shanghai TCI Chemical Industry Development Co., Ltd. | P128784 | |
| Polimetil metakrilat (PMMA) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | P742581 | |
| Taramalı elektron mikroskobu | Zeiss | ULTRA Plus | |
| Sodyum borohidrit (NaBH4) | Shanghai Adamas-beta Reagents Co., Ltd. | S432207 | |
| Sodyum sülfit (Na2SO4) | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | S572396 | |
| Paslanmaz çelik akupunktur iğneleri | Suzhou Tianxie Acupuncture Instruments Co., Ltd. | X-20-03 | |
| İstatistiksel analiz yazılımı | International Business Machines Corporation | Versiyon 2021 | |
| Streptozosin (STZ) | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd. | S408311 | |
| Tetrakloroauririk asit (HAuCl4) | Tianjin Heowns Bio-Chemical Technology Co., Ltd. | A124024 | |
| SPSS yazılımı | International Business Machines Corporation, Armonk, New York State, USA | versiyon 26.0 | |
| sıçanlar | Jiangsu Qinglongshan Biotechnology Co., Ltd. | Spesifik patojen içermeyen erkek Sprague-Dawley | |
| bazal yem | Anuokang Biotech. | SY10001 | |
| Domuz yağı | MCE | HY-W127601 | |
| Sükroz | MCE | HY-B1779 | |
| Yumurta sarısı tozu | MCE | HY-B2235B | |
| Sitrik asit monohidrat | Sigma-Aldrich | C1909 | |
| Trisodyum sitrat dihidrat | Sigma-Aldrich | S4641 | |
| Sitrik asit tamponu | beyotime | P0086 | |
| Fosfat tamponlu salin | beyotime | ST448-1L | |
| İzofluran | Bioss | D54468 | |
| Küçük hayvanlar için izofluran anestezi sistemi | RWD Life Science | R500 | |
| İndüksiyon odası ve burun konisi | RWD Life Science | R500 uyumlu aksesuarlar | |
| Isıtma pedi | Shanghai Yuyan Life Science | Y69020 | |
| %75 etanol | Boyu Bio. | YB60401 | |
| CO2 ötenazi odası | Lab Animal Tec. Co. | LAT-10-0090 | |
| WPS | Beijing Kingsoft Office Software | WPS365 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste