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特表2023-521674生理学的状態を治療するための非侵襲的な集束させた超音波の神経調節
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-25
(54)【発明の名称】生理学的状態を治療するための非侵襲的な集束させた超音波の神経調節
(51)【国際特許分類】
A61N 7/02 20060101AFI20230518BHJP
A61B 8/14 20060101ALI20230518BHJP
【ＦＩ】
A61N7/02
A61B8/14
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022560366
(86)(22)【出願日】2021-04-06
(85)【翻訳文提出日】2022-11-23
(86)【国際出願番号】 US2021025922
(87)【国際公開番号】W WO2021207161
(87)【国際公開日】2021-10-14
(31)【優先権主張番号】63/007,766
(32)【優先日】2020-04-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/027,724
(32)【優先日】2020-05-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390041542
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(74)【代理人】
【識別番号】100133503
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 一哉
(71)【出願人】
【識別番号】509339027
【氏名又は名称】オルバニー メディカル カレッジ
(74)【代理人】
【識別番号】100133503
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 一哉
(72)【発明者】
【氏名】プレオ， クリストファー マイケル
(72)【発明者】
【氏名】コテロ， ヴィクトリア ユージニア
(72)【発明者】
【氏名】カオ， トゥツー－ジェン
(72)【発明者】
【氏名】アシェ， ジェフリー マイケル
(72)【発明者】
【氏名】シン， ダミアン セユング－ホー
【テーマコード（参考）】
4C160
4C601
【Ｆターム（参考）】
4C160JJ33
4C160JJ35
4C160JJ43
4C601FF11
4C601FF15
4C601JC37
(57)【要約】
本開示の主題は、一般に、炎症性腸疾患を治療するために腹腔神経叢の神経調節を誘導するために、対象の関心領域に集束させた超音波エネルギーを適用するための技術に関する。関心領域は、腹腔神経叢の末梢神経節の少なくとも一部を含み得る。
【選択図】図２１
【選択図】図２１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法であって、１つまたは複数の神経経路の神経調節を誘導するために、対象の関心領域に集束させた超音波エネルギーを適用することであって、前記関心領域が腹腔神経叢の少なくとも一部を含む、適用することを含む、方法。
【請求項2】
腹部大動脈との肝動脈および／または脾動脈の接合部を識別するために前記対象の内部組織を撮像すること、および前記関心領域を前記接合部に隣接するように選択すること、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記関心領域が、前記対象の末梢神経節、上腸間膜神経節、腹腔神経節、下腸間膜神経節、または後根神経節を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記関心領域が、上腸間膜神経節および左右の腹腔神経節の近位の前迷走神経幹を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記対象が炎症性腸疾患を有する対象であり、集束させた前記超音波エネルギーを適用することが前記炎症性腸疾患を治療する、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記対象がクローン病の診断を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記対象が潰瘍性大腸炎の診断を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項8】
前記関心領域に集束させた前記超音波エネルギーを適用することは、ベースラインＤＡＩスコアと比較して前記対象のＤＡＩスコアの改善をもたらし、前記ベースラインＤＡＩスコアは、前記適用することの前に判定される、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記関心領域に集束させた前記超音波エネルギーを適用することは、前記適用することの前に判定されたベースライン便血中レベルと比較して便血中レベルの低下をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
集束させた前記超音波エネルギーを前記関心領域に適用することにより、ベースライン濃度に対する前記対象の１つまたは複数の関心分子の濃度の変化がもたらされ、前記濃度の変化を検出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記１つまたは複数の関心分子が、核周囲抗好中球抗体、抗サッカロミセス・セレビシエ抗体、カルプロテクチン、Ｃ反応性タンパク質または抗フラジェリン抗体を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
集束させた前記超音波エネルギーを前記関心領域に適用することが、腸コリン作動性抗炎症経路（ＣＡＰ）の刺激を引き起こす、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記関心領域に集束させた前記超音波エネルギーを適用することが、脾臓ＣＡＰ刺激を引き起こさないか、または腸ＣＡＰ刺激と比較して比較的少ない脾臓ＣＡＰ刺激を引き起こす、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
一定期間にわたって集束させた前記超音波エネルギーに対する応答を評価すること、および前記評価することに基づいて投与頻度を変更するように治療プロトコルを変更することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
システムであって、対象の腹腔神経叢の末梢神経節を神経調節するために、前記対象の前記腹腔神経叢の少なくとも一部を含む関心領域に、集束させた超音波エネルギーを適用するように構成される超音波プローブ、および
コントローラであって、
撮像モードで動作する前記超音波プローブから前記対象の画像データを取得し、
前記画像データに基づいて前記関心領域を選択し、
前記対象の炎症性腸疾患を治療するための治療プロトコルの一部として、前記関心領域に集束させた前記超音波エネルギーを適用するように前記超音波プローブを制御するよう構成されるコントローラを含む、システム。
【請求項16】
前記超音波トランスデューサは、集束させた前記超音波エネルギーを適用するように構成される治療トランスデューサと、前記画像データを取得するように構成される撮像プローブとを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項17】
前記関心領域が、前記腹腔神経叢の末梢神経節の少なくとも一部を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項18】
前記治療プロトコルが、複数の日にわたって少なくとも毎日、前記関心領域に前記超音波エネルギーを適用することを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項19】
前記コントローラは、前記画像データを表示させ、
表示された前記画像データ内の前記関心領域を示すユーザ入力を受け取り、
前記ユーザ入力に基づいて前記関心領域を選択するように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項20】
方法であって、撮像モードで動作する超音波プローブから対象の画像データを取得することであって、前記対象が炎症性腸疾患と診断される、取得すること、
前記画像データに基づいて、前記腹腔神経叢の少なくとも一部を含む関心領域を選択すること、および
前記炎症性腸疾患を治療するための治療プロトコルの一部として、前記関心領域に集束させた超音波エネルギーを適用するように前記超音波プローブを制御することであって、前記関心領域が腹腔神経叢の末梢神経節の少なくとも一部を含む、制御することを含む、方法。
【請求項21】
集束させた前記超音波エネルギーを前記関心領域に適用することにより、ベースライン濃度に対する前記対象の１つまたは複数の関心分子の濃度の変化がもたらされ、前記濃度の変化を検出することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記１つまたは複数の関心分子が、ＩＬ－１２、ＩＬ－２３、ＴＮＦ、ＴＧＦ、またはＩＬ－１０のうちの１つまたは複数を含む、請求項２１に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、２０２０年４月９日に出願された米国仮出願第６３／００７，７６６号、および２０２０年５月２０日に出願された米国仮出願第６３／０２７，７２４号の優先権および利益を主張する。
本願は、２０２０年４月９日に出願された米国仮出願第６３／００７，７６６号、および２０２０年５月２０日に出願された米国仮出願第６３／０２７，７２４号の優先権および利益を主張する。
【背景技術】
【0002】
本明細書に開示される主題は、神経調節に関し、より具体的には、エネルギー源から適用されるエネルギーを使用して生理学的反応を調節するための技術に関する。
【0003】
神経調節は、様々な臨床状態を治療するために使用されてきた。例えば、脊髄に沿った様々な位置での電気刺激は、慢性背部痛を治療するために使用されてきた。植込み式装置は、特定の神経線維を活性化するために組織に適用される電気エネルギーを周期的に発生させることができ、その結果、疼痛の感覚を減少させることができる。脊髄刺激に関して、刺激電極は一般に硬膜外腔に配置されるが、ただしパルス発生器は、電極からある程度離れて、例えば腹部または臀部に配置され得るが、導線を介して電極に接続され得る。他の実施態様では、脳深部刺激を使用して脳の特定の領域を刺激して運動障害を治療することができ、刺激位置は神経撮像によって誘導することができる。そのような中枢神経系の刺激は、一般に、局所神経または脳細胞の機能を標的とし、電気パルスを送達し、標的神経またはその近くに配置された電極によって媒介される。しかし、標的神経またはその近くに電極を配置することは困難である。例えば、そのような技術は、エネルギーを送達する電極の外科的配置を含み得る。さらに、神経調節を介した特定の組織標的化は困難である。特定の標的神経またはその近くに配置された電極は、神経線維の活動電位を誘発することによって神経調節を媒介し、その結果、順次神経シナプスでの神経伝達物質の放出および次の神経とのシナプス伝達をもたらす。そのような伝播は、植込まれた電極の電流の実装が多くの神経または軸索を一度に刺激するので、所望よりも比較的大きなまたはより拡散した生理学的作用をもたらし得る。神経経路は複雑で相互接続されているので、より選択的で標的化された調節作用は、より臨床的に有用であり得る。
【発明の概要】
【0004】
特定の実施形態を以下にまとめる。これらの実施形態は、特許請求される主題の範囲を限定することを意図するものではなく、むしろ、これらの実施形態は、可能な実施形態の簡単な概要を提示することのみを意図する。実際、本開示は、以下に記載される実施形態と同様であっても異なっていてもよい様々な形態を包含し得る。
【0005】
一実施形態では、１つまたは複数の神経経路の神経調節を誘導するために、対象の関心領域に集束させた超音波エネルギーを適用することであって、関心領域が腹腔神経叢の少なくとも一部を含む、適用することを含む方法が提供される。
【0006】
一実施形態では、対象の腹腔神経叢の末梢神経節を神経調節するために、対象の腹腔神経叢の少なくとも一部を含む関心領域に、集束させた超音波エネルギーを適用するように構成される超音波プローブを含むシステムが提供される。システムはまた、撮像モードで動作する超音波プローブから対象の画像データを取得し、画像データに基づいて関心領域を選択し、対象の炎症性腸疾患を治療するための治療プロトコルの一部として関心領域に集束させた超音波エネルギーを適用するように超音波プローブを制御するように構成されるコントローラを含む。
【0007】
一実施形態では、撮像モードで動作する超音波プローブから対象の画像データを取得することであって、対象が炎症性腸疾患と診断される、取得すること、画像データに基づいて、腹腔神経叢の少なくとも一部を含む関心領域を選択すること、および炎症性腸疾患を治療するための治療プロトコルの一部として、関心領域に集束させた超音波エネルギーを適用するように超音波プローブを制御することであって、関心領域が腹腔神経叢の末梢神経節の少なくとも一部を含む、制御することを含む方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面全体を通して、同様の符号は同様の部分を表す。
【0009】
【図1】本開示の実施形態による超音波エネルギー適用のための実験の設定の概略図である。
【0010】
【図2】超音波エネルギー適用のために関心領域を空間的に選択するために使用される超音波撮像を示す。
【0011】
【図3】対照と比較したデキストラン硫酸ナトリウム（ＤＳＳ）摂取動物モデルにおける反復的に集束させた超音波（ＦＵＳ）処置の経過にわたる疾患活性指数（ＤＡＩ）の変化を示す。
【0012】
【図4】対照と比較したＤＳＳ摂取動物モデルにおける毎日の集束させた超音波処置の経過にわたる便の硬さのＤＡＩサブカテゴリの変化を示す。
【0013】
【図5】対照と比較した、ＤＳＳ摂取動物モデルにおける毎日の集束させた超音波処置の経過にわたる肉眼的出血のＤＡＩサブカテゴリの変化を示す。
【0014】
【図6】対照と比較したＤＳＳ摂取動物モデルにおける毎日の集束させた超音波処置の経過にわたる体重のＤＡＩサブカテゴリの変化を示す。
【0015】
【図7】便の硬さに対するＤＳＳおよび集束させた超音波の効果を示す、試験群の動物の死後の結腸の概略図である。
【0016】
【図8】未処置の動物におけるＤＡＩスコアに対するＤＳＳの異なる濃度間の関係を示す。
【0017】
【図9】対照と比較したＤＳＳ摂取動物モデルにおける１日２回の集束させた超音波処置の経過にわたるＤＡＩの変化を示す。
【0018】
【図10】対照と比較したＤＳＳ摂取動物モデルにおける１日２回の集束させた超音波処置の過程にわたる便の硬さのＤＡＩサブカテゴリの変化を示す。
【0019】
【図11A】対照と比較したＤＳＳ摂取動物モデルにおける１日２回の集束させた超音波処置の過程にわたる肉眼的出血のＤＡＩサブカテゴリの変化を示す。
【0020】
【図11B】様々な処置群および対照群からの７日目および８日目のラットからの肉眼的出血の変化を示す代表的な写真を示す。
【0021】
【図12】対照と比較したＤＳＳ摂取動物モデルにおける１日２回の集束させた超音波処置の過程にわたるベースラインからのパーセントとして、重量変化を示す。
【0022】
【図13】対照と比較したＤＳＳ摂取動物モデルにおける１日２回の集束させた超音波処置の過程にわたる個々の動物の便の硬さのスコアを示す。
【0023】
【図14】対照と比較したＤＳＳ摂取動物モデルにおける１日２回の集束させた超音波処置の過程にわたる個々の動物の肉眼的出血スコアを示す。
【0024】
【図15A】試験における様々な群の結腸の長さを示す。
【0025】
【図15B】互いに対してサイズが決められた結腸の長さの代表的な写真を示す。
【0026】
【図16A】対照と比較した、１日２回の集束させた超音波処置（ＤＳＳ）摂取動物モデルの結腸ヘマトキシリンおよびエオシンＹ染色切片を示す。
【0027】
【図16B】対照と比較した、毎日の集束させた超音波処置（ＤＳＳ）摂取動物モデルの結腸ヘマトキシリンおよびエオシンＹ染色切片を示す。
【0028】
【図16C】試験における様々な群の組織病理学的スコアを示す。
【0029】
【図17】「ナイーブ」、「水＋２×ＦＵＳ」、「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」および「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群のラットの結腸から評価したラットのサイトカイン活性についてのアレイの座標およびアレイのデータを示す。
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【図21】本開示の実施形態による神経調節システムの概略図である。
【0034】
【図22】本開示の実施形態による神経調節システムのブロック図である。
【0035】
【図23】本開示の実施形態による神経調節の方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
１つ以上の具体的な実施形態を下段にて説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提示するべく、実際の実施態様の全特徴を本明細書に記載させてはいない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトにおけるような、何らかのこうした実際の実施態様の開発で、開発者の特定の目標を達成するために、例えばシステム関連や事業関連の制約条件への対応など、実施態様に特有の数多くの決定をしなければならず、これらの制約条件が実施態様ごとに異なる場合があるということを理解されたい。さらに、そのような開発努力は複雑で時間がかかるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとっては設計、製作、および製造の日常的な業務であることを理解されたい。
【0037】
本明細書で与えられる任意の例または例示は、それらが使用される任意の１つ以上の用語に対する制限、限定、または定義を表すものと決して見なされるべきではない。代わりに、これらの例または例示は、様々な特定の実施形態に関して説明されていると見なされるべきであり、例示としてのみ見なされるべきである。当業者であれば、これらの例または例示が利用される任意の１つ以上の用語は、それと共にまたは本明細書の他の場所で与えられる場合も与えられていない場合もある他の実施形態を包含し、すべてのそのような実施形態は、その１つ以上の用語の範囲に含まれることが意図されることを理解するであろう。そのような非限定的な例および例示を称する文言は、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「例えば（ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅ）」、「など（ｓｕｃｈ ａｓ）」、「例えば（ｅ．ｇ．）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「特定の実施形態では（ｉｎｃｅｒｔａｉｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「いくつかの実施形態では（ｉｎ ｓｏｍｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、および「一実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ（ａｎ）ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」を含んでいるが、これらに限定されない。
【0038】
本開示の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、要素の１つまたは複数があることを意味することを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味する。さらに、以下の説明における任意の数値的な例は非限定的であることを意図しており、したがって、追加の数値、範囲、および割合は、開示された実施形態の範囲内である。
【0039】
炎症性腸疾患（ＩＢＤ）は、クローン病（ＣＤ）および潰瘍性大腸炎（ＵＣ）が２つの主要な注目すべき言及である一連の慢性および再発性の胃腸（ＧＩ）障害を包含したものである。ＩＢＤは、持続性の下痢、腹痛、出血および／または直腸出血を含む症状を伴うＧＩ管への慢性的な炎症を引き起こす。多くのＩＢＤの症状はまた、関節炎、上強膜炎および疲労を含み、ＧＩ管の外側に現れる。２０１５年現在、ＩＢＤと診断された米国の成人は約３００万人であり、これは米国の人口の約１％に相当する。近年の診断数の増加は、ＩＢＤを世界的な健康問題として位置付けており、１０年間に発生する新たな診断数は２０％増加すると推定されており、これはまたかなりの経済的負担をもたらしている。
【0040】
努力しているにもかかわらず、ＩＢＤの治療の選択肢は、入手可能性および／または有効性が著しく不足している。多くの患者は、第一選択の薬物療法に対して難治性になるか、または狭窄、穿孔または瘻孔などのさらなる合併症を発症し、次いで手術の推奨を必要とする場合がある。ＩＢＤのための抗腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）剤の最近の導入は、この疾患の治療における大きな進歩であったが、非応答者の割合は６０％にもなり得る。さらに、個人の３０％が、投与の１２ヶ月以内に、治療に対して難治性になり、再発して、症状が再発する。ＩＢＤの入院率および手術率が低下しておらず、データがＣＤおよびＵＣの入院率および手術率の中程度の増加を示唆していることを考えると、ＩＢＤを治療するための新しい治療的介入を開発する、満たされていない必要性や臨床的な有用性をさらに強調するにすぎない。
【0041】
遺伝的、免疫学的および環境的条件の間の複雑な相互作用を含むＩＢＤの発症に寄与する様々な病因の成分がある。ＩＢＤの単一の根底的な病態生理学的機構は存在しておらず、当分野でのコンセンサスは、免疫系の慢性的な破壊に対する固有の感受性および／または腸内細菌叢との相互作用の妨害がある個体において、特定の環境的トリガーが腸の恒常性を乱し、炎症媒介性損傷をもたらすということである。
【0042】
中枢神経系（ＣＮＳ）と免疫系との間の直接的なつながりは、脾臓および循環性マクロファージからのサイトカイン放出のフィードバック制御での調節のために、脾臓を伴い得る。これは、腸の炎症および結腸の損傷の調節における調節不全サイトカインレベルの役割のために、ＩＢＤに特に関連する。循環性サイトカイン／内毒素からの感覚神経のフィードバックは、脾臓のマクロファージへの迷走神経媒介性シグナル伝達を誘因して炎症反応を減衰させ得る。これは、コリン作動性抗炎症経路（ＣＡＰ）内の腹腔神経叢のアドレナリン作動性ニューロンを介して間接的に起こり得る。これに照らして、末梢経路は新規な生体電気治療の標的として機能し得るが、現在の電気刺激装置は腸の刺激を与えることができない。
【0043】
ＩＢＤ様症状を改善する目的で、腹腔神経叢（または腹腔神経叢の少なくとも一部）を神経調節するために集束させた超音波を使用する技術が、本明細書で提供される。動物が飲用瓶を介して毎日デキストラン硫酸ナトリウム（ＤＳＳ）を飲用することを含む、大腸炎のラットのモデルにおける研究の結果が、本明細書にて開示される。この試験では、集束させた超音波の投与の有無にかかわらず、ＩＢＤのげっ歯類のモデルで日常的に使用されるエンドポイントのメトリックを評価した。本明細書で提供される集束させた超音波は、大腸炎のＤＳＳラットモデルにおいて、便の硬さ、肉眼的出血／下痢および結腸組織の完全性などのＩＢＤ様症状を改善することが示された。異なるＤＳＳの製剤を使用することによって、有効性が明るみに出て、ＩＢＤの「軽度」および「重度」バージョンの両方で認められた。これらの結果は、ＩＢＤにおける非侵襲的な集束させた超音波神経調節の臨床的有用性を実証する。集束させた超音波は、ＩＢＤなどの疾患のために末梢神経系の特定の神経叢または神経節を標的とするために使用され得る。
【0044】
図１は、本明細書で提供される標的（例えば、腹腔神経叢）に焦点を合わせた特定の神経調節実験を実施するために使用される実験の設定を示す。腹腔神経叢を標的とする関心領域に、集束させた超音波を適用するために、コントローラによって設定されたパラメータに従って動作する、エネルギー適用デバイスである。ラットでは、この領域は横隔膜の直下に位置する。ラットへの超音波トランスデューサの配置は、腹腔神経叢の位置特定に使用されるランドマークとして２つの主要な動脈、肝動脈および脾動脈を明示した、図２に示す初期超音波撮像によって決定した。その後、上腸間膜神経節のレベルで腸ＣＡＰ経路を活性化するために、トランスデューサを腹腔神経叢のおよそ２５ｍｍ上の剣状突起のすぐ外側に配置した。
【0045】
動物を含むすべての実験は、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ａｌｂａｎｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ（ＡＭＣ）Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＩＡＣＵＣ）のガイドラインに従った。動物を、Ｔａｃｏｎｉｃ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（米国ニューヨーク州ゲルマンタウン）から、明暗サイクルの明期（午前７：００～午後７：００）の間に実施した手続きで購入した。動物は、食物および飲料を自由に摂取することができた。
【0046】
初期体重２００～３５０ｇの雄のＳｐｒａｇｕｅ Ｄａｗｌｅｙラットを、動物の肛門の写真を容易に取り扱い、続いて、粘稠度および血液分析について試験するべく便検体の収集を行うことができるように、２～３Ｌ／分に設定された４％のイソフルラン（米国マサチューセッツ州Ｈａｒｖａｒｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）で満たされた吸入チャンバーに入れることによって、麻酔した。直後に、仰向けにしてラットの頭部を密封されたノーズコーンに入れ、その間に卓上のヴェポライザー（米国マサチューセッツ州Ｈａｒｖａｒｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）を介して１．５％のイソフルランで２～３Ｌ／分にて麻酔を維持した。腹部、具体的には剣状突起の上方の領域を剃毛し、黒いペンでマークして、集束させた超音波の投与のためにトランスデューサを標的化した。この位置は、超音波撮像アプリケータ（図２）を使用して示されるように、上腸間膜および左右両方の腹腔神経節の近位にある前迷走神経幹を標的とする。集束させた超音波を適用した後、ラットをイソフルラン麻酔から取り出し、秤量し、個々のケージに戻した。
【0047】
デキストラン硫酸ナトリウム（ＤＳＳ）モデルを使用して、ラットにおいてＩＢＤ様病態生理学を誘導した。デキストラン硫酸ナトリウム（ＤＳＳ）は、水と溶液に入れて経時的に毎日摂取した場合に、ラットにおいて腸の炎症を誘発する水溶性硫酸化多糖である。これは、ＤＳＳが、大腸に集中して結腸粘膜固有層全体に潰瘍性病変をもたらす上皮細胞刺激物であることに起因する。これは、上皮バリアを損傷し、粘膜への管腔細菌／抗原の侵入を可能にすることによって、ＩＢＤ様の病態生理および症状を誘発する。さらに、粘膜の病変はまた、遠位結腸において数およびサイズが増大し、ヒト潰瘍性大腸炎で見られるものに類似する上皮の損傷を誘発する。ＤＳＳは、急性、慢性および／または再発性の腸炎症のモデルである。
【0048】
実験の１日目に、動物は、自由に飲用可能な通常の水道水を含む飲料水にＤＳＳが添加された。濃度は、実験に応じて４～９％の範囲であった。対照群の動物は水道水のみを摂取した。すべての群について、飲用瓶を３～５日ごとに交換して、ウォーターボトル内のＤＳＳが分解されず、ＤＳＳ誘発症状に影響を及ぼす細菌の汚染がないことを確実にした。
【0049】
ＩＢＤのげっ歯類モデルにおいて症候を評価するためのエンドポイントのメトリックは、疾患活性指数（ＤＡＩ）であり、これは、本明細書にて提供されるような神経調節の有効性および／または成功を評価するためのメトリックとして使用され得る。ＤＡＩスコアを、体重の減少、便の硬さおよび肉眼的出血を使用して評価した。各基準は、それぞれ、正常から最も重度の症状を反映するために０～４の範囲であり得る。体重の減少をベースラインの体重と比較してスコア化した。この半定量的な分析ツールは、以下の基準で動物の体重、便の硬さならびに便の中の血液および直腸出血の存在を毎日測定することから構成される（表１）。
【0050】
体重減少なし（スコア０）から１５％を超える体重減少（スコア４）を表す０ポイント～４ポイントの体重の減少、正常な質感および外観（スコア０）から水様性の下痢（スコア４）を表す０ポイント～４ポイントに評価される便の硬さ、無出血（スコア０）、わずかな出血（スコア２）から肉眼的出血（スコア４）までにわたる０ポイント～４ポイントで評価される直腸の出血。総合すると、３つのサブカテゴリから、１２ポイントの最大の総合的なＤＡＩスコアが可能である。
【0051】
動物の体重を毎日モニタリングして、体重が減少していたことおよび減少の大きさを評価した。便の硬さおよび肉眼的出血を、デジタル記録として撮影した写真を用いて視覚的に評価した。便試料を、便血検出試験（Ｓｕｒｅ－Ｖｕｅ Ｆｅｃａｌ Ｏｃｃｕｌｔ Ｂｌｏｏｄ Ｓｌｉｄｅ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ；Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ハンプトン、ＮＨ）を使用して血液についてさらに試験した。出血は見えなかったが、潜血試験が陽性であった場合、出血スコアを１ポイント増加させた。ＤＡＩ測定基準に加えて、１２日間の飲料消費量も記録した。
【0052】
２週間ＤＳＳを飲用し、集束させた超音波で処置したまたは無処置で、ラットを屠殺した。結腸を、結腸の長さの比較、サイトカイン、ならびに上皮の損傷および炎症性細胞浸潤を含む組織学的損傷などの死後での分析のために収集した。
【0053】
ラットの解剖学的構造のサイズ／スケールにおける集束させた超音波による空間的制限のために、イソフルラン媒介麻酔（図１）下で、剣状突起と下胸郭との間の左側腹部領域に位置決めされた、集束させた超音波トランスデューサプローブで、腹腔神経叢（左右腹腔神経節および／または上腸間膜神経節）を調節することによって、腸ＣＡＰ経路を標的とした。
【0054】
集束させた超音波システムは、関数発生器（Ａｇｉｌｅｎｔ ３３１２０Ａ）、無線周波数（ＲＦ）電力増幅器（ＥＮＩ ３５０Ｌ）、およびカスタムメイドの２．５ＭＨｚの集束させた超音波（ＦＵＳ）トランスデューサからなっていた。ＦＵＳトランスデューサは、高さ０．７５インチ、直径０．７５インチであり、曲面およびトランスデューサの焦点深度は焦点２５．４ｍｍであった。ＦＵＳトランスデューサを、剃毛した腹部に配置した超音波ゲルを通して、動物に音響的に連結した。関数発生器は、ＲＦ電力増幅器によって増強され、ＦＵＳトランスデューサに送信されるパルス状の正弦波形を生成した。ＦＵＳの刺激は、トランスデューサを臓器全体に掃引するか、または５ｃｍ２のフットプリントを有する非集束の超音波として所定の位置に残す必要があった以前の超音波技術とは異なり、特定の位置の標的化を可能にした。
【0055】
毎日、３分間、集束させた超音波を標的領域に適用した（キャリア周波数：２．５ＭＨｚ、振幅：３００ｍＶ、バーストの長さ：３００キャリアサイクル、バースト繰り返し期間：２００ミリ秒）。２．５ＭＨｚのキャリア周波数では、各キャリアサイクルは０．４マイクロ秒であり、３００キャリアサイクルは１２０マイクロ秒の持続時間である。したがって、各２００ミリ秒のバースト反復期間中、トランスデューサは１２０マイクロ秒にわたって活性してパルス化し、次のバーストを繰り返す前に残りの１９９．８８ミリ秒にわたって非活性のままである。動物を、処置変数および対照の変数によって描写された異なる群に分けた（表２）。動物群を、それらの疾患状態および処置に従って割り当てた。左の列は動物群名であり、中央の列は処置を記載している。
合計６０匹のラットを以下の群に分けた。「ＤＳＳ」と表示したデキストラン硫酸ナトリウムを飲用している動物。非侵襲的な集束させた超音波を与えられた動物は、「ＦＵＳ」群である。「偽ＦＵＳ」とラベル付けされた集束させた超音波のための偽対照群として、ラットは、剃毛された腹部などで集束させた超音波を受け、イソフルランで麻酔されたものと同じ処置を受け、ペンでマークされ、トランスデューサプローブは、剣状突起と下側肋骨との間の同じスポットに配置された。しかしながら、ＲＦ電力増幅器、関数発生器、およびトランスデューサはオフにされた。ＤＳＳまたは集束させた超音波を与えず、体重の変化を監視し、便の硬さおよび肉眼的出血スコアを評価するために１日１回だけケージから取り出した動物を「ナイーブ」と表した。１日２回の非侵襲的な集束させた超音波を受けた動物は、処置命名前に「２×」と示された。「２×ＦＵＳ」群の動物に特異的に、ラットは、第１の集束させた超音波のセッションの約６時間後の午前中に第１の集束させた超音波セッションを行い、午後に第２の集束させた超音波セッションを行って、毎日２回の集束させた超音波処置を受けた。第２の集束させた超音波の設定は、午前中に行われた第１の集束させた超音波と同一であったが、第２の集束させた超音波処置中にエンドポイントのメトリックは収集されなかった。いくつかの動物群についても、複数の処置を受けることを反映させるために標識を組み合わせた。例えば、ＤＳＳを飲用しているが、毎日２回の偽集束の超音波処置を受けているラットは、「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」と表された。
【0056】
実験が完了した後、生理食塩水（１．２～１．５ｇ／ｋｇ）中のウレタンのＩＰ注射によって動物に麻酔をかけ、続いて開胸および切開を行って、盲腸から肛門まで結腸を除去した。結腸を１×のリン酸緩衝液（ＰＢＳ）でフラッシュする前後に写真を撮影した。結腸を約２０ｍｍの長さの３つの部分に分割した。近位部分が盲腸に近く、遠位部分が肛門に近く、中央部分が両端の間にある。各切片を秤量し、液体窒素で急速凍結し、サイトカイン分析のために阻害剤カクテルおよびエチレンジアミン四酢酸（Ｈａｌｔ（商標）プロテアーゼ阻害剤カクテル、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｒｏｃｋｆｏｒｄ、イリノイ州、米国）を含む溶解緩衝液（組織抽出試薬Ｉ、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、ウィーン、オーストリア）を用いて組織をホモジナイズするまで－８０°Ｃで保存した。その後、試料を１０，０００ｇで３０分間、４°Ｃで遠心分離し、上清を回収し、－８０°Ｃで保存した。ビシンコニン酸アッセイ（ＢＣＡ）を用いてタンパク質濃度を分析し、プロテオームプロファイラーラットサイトカインアレイキット（Ｒ＆Ｄシステム、ミネソタ州ミネアポリス）を用いてサイトカイン活性を評価した。このラットサイトカインアレイキットは、ニトロセルロース膜に対照抗体を２連で含んでいた。ブロッキングの緩衝液を４ウェルプレートに添加し、膜を１時間インキュベートした。２６種類の異なるビオチン化検出抗体（４００μｇ／μｌ）を含む溶液を室温で１時間インキュベートし、ウェルから除去したブロッキングの緩衝液と交換した。膜をシェーカー（Ｍｉｃｒｏｊｉｖｅシェーカー、Ｂｏｅｋｅｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｆｅａｓｔｅｒｖｉｌｌｅ、ペンシルバニア州）に置き、－４°Ｃで一晩インキュベーションした。翌日、膜を洗浄緩衝液で３回洗浄して、未結合の物質を除去した。その後、ストレプトアビジン－ＨＲＰおよび化学発光検出試薬を膜に添加すると、ドットの出現に至った。これらの位置、サイズおよび色は、結合した選択サイトカインの量に対応した（図１７～図１８を参照されたい）。膜を、デジタルブロックスキャナ（ＣｈｅｍｉＤｏｃ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｂｌｏｔ Ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ、Ｂｉｏ－Ｒａｄ、カリフォルニア州ハーキュリーズ）を使用して走査し、ＨＬＩｍａｇｅ＋＋（Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅ、ソルトレイクシティ、ユタ州）を使用して分析した。
【0057】
直腸および隣接する１．５ｃｍの結腸組織の切片も取得し、４％のパラホルムアルデヒド（ＰＦＡ）で保存し、ヘマトキシリンおよびエオシン（Ｈ＆Ｅ）染色のために７０％のエタノールに移し、パラフィンに包埋した。この組織を厚さ５μｍで長手方向に切片化し、荷電顕微鏡スライド（Ｇｌｏｂｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社；Ｍａｈｗａｙ、ニュージャージー州）に置いた。
【0058】
スライドをキシレンにて脱ワックスして３回洗浄し、続いて１００％エタノール（２×）および９５％エタノール（２×）で一連のアルコール洗浄を行い、組織を水和させた。スライドをヘマトキシリン７２１１に入れ、Ｅｏｓｉｎ－Ｙを使用したブルーイング試薬に浸して続いて分化させた。Ｅｏｓｉｎ－Ｙ洗浄の前に、スライドに９５％のアルコール洗浄を１回施した。次いで、１００％のエタノール洗浄液に３回入れることによってスライドを再び脱水し、キシレン代替洗浄液で洗浄した後、Ｃｙｔｏｓｅａｌ ６０（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ハンプトン、ＮＨ）でカバースリップさせた。
【0059】
ヘマトキシリン－エオシンＹ染色切片を使用して、半定量的スコアリング摩擦を使用して炎症細胞の浸潤、陰窩歪みおよびびらんを評価した。（表３）。組織学的疾患重症度を、上皮の損傷および炎症細胞の浸潤について０～４のスコアリング摩擦を使用して評価した。両方のスコアの合計を組み合わせて、組織学的全体損傷スコア８を得る。中央の列は、形態、杯細胞の喪失、陰窩の喪失、および広い領域における陰窩の喪失に基づく上皮の損傷の大きさを記載している。右列は、様々な結腸層への浸透の深さに基づく炎症細胞の浸潤の重症度を記載している。
【0060】
具体的には、上皮の損傷および浸潤を、０～４のスケールに基づいて独立してスコア化した：０＝正常な形態；１＝杯細胞の喪失；２＝広い領域での杯細胞の喪失；３＝陰窩の喪失；４＝広い領域における陰窩の喪失。浸潤のスコアを以下のように指定した：０＝浸潤物なし；１＝陰窩基底付近に浸潤物；２＝粘膜筋層に達する浸潤物；３＝粘膜筋板に達する広範な浸潤および豊富な浮腫を伴う粘膜の肥厚；４＝粘膜下層の浸潤。上皮の損傷と浸潤の両方の合計は、８の総合的な組織病理学的最大スコアをもたらす。
【0061】
「軽度」と見なされるＩＢＤの症状と一致するＤＳＳ化学物質は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ（ＭＷ：＞５００ｋＤＡ、ロット番号ＢＣＢＺ５７６３）から購入した。「重症」のＩＢＤの症状を誘発するＤＳＳ化学物質は、Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（ＭＷ：３５～５０ｋＤａ、品番ＡＡＪ６３６０６２２）から購入した。特に明記しない限り、他のすべての化学物質はＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、他の場所で購入した化学物質および薬物は本文に記載されている。
【0062】
ＤＡＩ、便の硬さおよび肉眼的出血は、少なくとも２人の盲検されていない研究室職員によって評価され、組織病理学的組織は、２人の盲検された研究室職員によってスコア化された。データは、Ｇｒａｐｈｐａｄ Ｐｒｉｓｍソフトウェア（ｖ８．３．０；サンディエゴ、カリフォルニア州）で、二元配置分散分析（ＡＮＯＶＡ）を使用して分析し、可能な場合は反復測定を行い、１日当たりの処置間比較のためにフィッシャーのＬＳＤを使用した事後分析を行った。いくつかのデータセットは、体重の減少、死亡率および／または他の除外基準のために試験から除外された動物由来の欠損している値があった。これらのデータについて、反復測定の代わりに混合効果モデル（ＲＥＭＬ）二元配置ＡＮＯＶＡを使用した。動物数の減少は、動物が研究から除外された後、より大きい数が初期の群のサイズを表し、より小さい値が最低のサンプルサイズを表す値の範囲を有するサンプルサイズとして表される。サンプルサイズの範囲は、実験スケジュール全体にわたって行われた分析のために、動物群ごとに設ける。さらに、複数の言及された群のｎ個の値は、それぞれ第１および第２の記載された群を表す前方スラッシュによって分離される。例えば、「ＤＳＳ」と「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」（ｎ＝６－１／７－２）とを比較することは、「ＤＳＳ」群がすべての日にわたって最大６匹の動物のデータ点および最小１匹の動物データ点を有したのに対して、「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群はすべての日にわたって最大７匹の動物のデータ点および最小２匹の動物データ点を有したことを示す。日々の分析のために、５日目に「ＤＳＳ」と「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」とを比較すること（ｎ＝４／５）は、５日目に「ＤＳＳ」群が４つのデータポイントを有し、「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群が５つのデータポイントを有したことを示す。結腸の長さの比較を、Ｈｏｌｍ－Ｓｉｄａｋ事後検定を使用した多重比較と共に一元配置ＡＮＯＶＡを使用して行った。データを平均±平均の標準誤差（ＳＥＭ）として示し、統計学的有意性をｐ＜０．０５で判決定した。
【0063】
図３は、集束させた超音波処置の有無にかかわらない、ＤＳＳ動物のＤＡＩスコアを示す。動物は、水またはＤＳＳのいずれかを摂取した。これらの２つの群には、集束させた超音波（ＦＵＳ）を受けた動物（「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」および「水＋ＦＵＳ」）、および受けなかった動物（「ＤＳＳ」および「水＋偽ＦＵＳ」、後者は偽超音波セッションを受ける）のコホートがあった。「ＤＳＳ」群のラット（ｎ＝７－１）は、ＤＳＳを飲用した１日後すぐに、水道水を飲用した動物（ｎ＝１１－２）と比較して、より高いＤＡＩスコアを示した。「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群（ｎ＝８－４）は、より低いＤＡＩスコアを有し、より重篤でないＩＢＤの症状を示した。したがって、本明細書で提供されるように、腹腔神経叢を標的とする集束させた超音波は、ＩＢＤに関連する症状の改善をもたらし得る。「ＤＳＳ」群と「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群との間のＤＡＩスコアの差は、５日目に最初に有意であり（ｎ＝５／４）、７日目（ｎ＝２／４）、９日目（ｎ＝６／８）、１１日目（ｎ＝６／８）、および１２日目（ｎ＝４／４）に有意であり続けた。アスタリスク（＊）は「ＤＳＳ」対「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」に対しｐ≦０．０５を示し、ポンド（＃）は「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」対「水＋ＦＵＳ」に対しｐ≦０．０５を示す。
【0064】
図３のコホートは、５パーセント（５％）のＤＳＳを表し、これは、「水＋偽ＦＵＳ」対照群と比較して、「ＤＳＳ」群においてＤＡＩスコアの有意な増加を誘導した（ｎ＝７－１／１１－２；ｐ＜０．００１、図３）。これらの２つの群間のＤＡＩの差は、ＤＳＳの１日の飲用後（ｎ＝４／１１；ｐ＝０．００４）から１２日目の実験終了（ｎ＝４／２；ｐ＜０．００１）まで有意であった。ＤＳＳ群を比較すると、集束させた超音波を受けているもの（「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群）は、５日目（ｎ＝５／４、ｐ＝０．０１４）、７日目（ｎ＝２／４、ｐ＝０．０４７）、９日目（ｎ＝６／８、ｐ＝０．００７）、１１日目（ｎ＝６／８、ｐ＝０．０２２）、および１２日目（ｎ＝４／４、Ｐ＝０．０２２）に、集束させた超音波を受けていないもの（「ＤＳＳ」群）よりも有意に健常なＤＡＩスコアを有していた（ｎ＝８－４／７－２；ｐ＝０．０４５）。「ＤＳＳ」群と「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群との間で最大の有効性が認められた７日目（ｎ＝２／４）に、前者は６±１．４のＤＡＩスコアを有し、後者の群は２．５±１．７のＤＡＩスコアを有した。「水＋ＦＵＳ」と「水＋偽ＦＵＳ」（ｎ＝１１－２／５－１；ｐ＝０．２２２）との間でＤＡＩスコアの差は報告されなかった。興味深いことに、集束させた超音波は、ＤＳＳを飲用したラットの全体的なＤＡＩスコアでは有効であったが、ＤＡＩスコアを含むサブカテゴリの１つであるＤＳＳ群（図６）では体重減少は観察されず、実験期間の終わりまでに５％のＤＳＳを使用した他の研究でも頻繁に報告されている。
【0065】
ＤＡＩの各サブカテゴリは、図４～図６に示すように、総合的な指標としてではなく独立して検査された。ＤＡＩスコアのサブカテゴリは、便の硬さ（図４）、肉眼的出血（図５）および体重減少（図６）を含む。図４では、「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群の動物（ｎ＝７－２）は、「ＤＳＳ」群の動物（ｎ＝８－４）よりも低い便の硬さのスコアを示した。この有効性は早くも２日目に観察され、ＦＵＳなしのものと比較して３日目、４日目、５日目および１１日目に改善が継続された。図５では、肉眼的出血症状は「ＤＳＳ」群で５日目までに観察可能であったが、ＦＵＳは肉眼的出血症状の出現を３日遅延させた。具体的には、「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群は、８日目まで、「水＋ＦＵＳ」群の動物と肉眼的出血に差はなかった。図６では、「ＤＳＳ」群と「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群との間、または任意の他の群の間で体重減少の差は認められなかった。アスタリスク（＊）は「ＤＳＳ」対「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」に対しｐ≦０．０５を示し、ポンド（＃）は「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」対「水＋ＦＵＳ」に対しｐ≦０．０５を示す。ＤＳＳ摂取は、「水＋偽ＦＵＳ」および「水＋ＦＵＳ」群のラットと比較した場合、軟便および軟らかすぎの便の硬さのスコアを引き起こした（例えば、「ＤＳＳ」対「水＋偽ＦＵＳ」：ｎ＝６－１／５－１、ｐ＜０．００１；「ＤＳＳ」対「水＋ＦＵＳ」：ｎ＝６－１／１１－２、ｐ＜０．００１）。具体的には、便の硬さのスコアは、２日目までに有意に悪化し、実験終了まで、集束させた超音波の有無にかかわらず、水を飲用したラットよりも高いスコアを有し続けた（すべての日にわたる両方の水の群の比較についてｐ＜０．００１、図４）。水の群のラットは、集束させた超音波を受けたか否かにかかわらず、同様の便の硬さのスコアを有していた（「水＋偽ＦＵＳ」対「水＋ＦＵＳ」；ｐ＝０．１１３）。便の硬さは、４～５日目および７～１２日目由来で、「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群のラットに関して、「水＋ＦＵＳ」群のラットよりも有意に悪かった。しかし、「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群のラットは、「ＤＳＳ」群（ｎ＝７－２／８－４；ｐ＝０．００８）よりも良好な便の硬さを示し、具体的には２日目（ｎ＝８／７；ｐ＜０．００１）、３日目（ｎ＝４／５；ｐ＝０．００６）、４日目（ｎ＝８／７；ｐ＝０．００６）、５日目（ｎ＝４／５；ｐ＝０．０１０）、および１１日目（ｎ＝８／６；ｐ＝０．０３６）であった（図４）。集束させた超音波による最大の改善は、便の硬さの重症度スコアが２．２±１．０の「ＤＳＳ」群で２日目に見られたが、「ＤＳＳ＋集束させた超音波」群は０．８±０．３のスコアを有していた。
【0066】
便の硬さに対するＤＳＳおよびＦＵＳの効果は、死後のラットの結腸の写真画像から導かれる代表的な画像（図７）において観察することができる。ＤＳＳを受けている動物は、「水＋１×ＦＵＳ」群の動物とは対照的に、特に結腸の遠位部分に、未形成ペレットを含むか便がない結腸を有する（上部の矢印）。対照的に、ＤＳＳおよびＦＵＳを受けた動物（「ＤＳＳ＋１×ＦＵＳ」）は、「水＋１×ＦＵＳ」群で認められたものと同様の、２週間のＦＵＳ処置後の無傷の「通常の」ペレット形状（下部の矢印）を示した。便の硬さのスコアは、毎日午前中に動物から新たに排泄された便試料から得た。しかし、動物を屠殺した実験の最後にラットの結腸を検査したとき、固さも視覚的に確認可能であった。次いで、「ＤＳＳ＋１×ＦＵＳ」群（図７の下部）は、便の形状または糞便ペレットの存在がほとんどない（図７の中央）「ＤＳＳ」群のラットよりも、健康に見える組織と、水道水のみを飲用している動物（図７、写真の上部）により似ている硬い糞便ペレットとを有していた。
【0067】
「ＤＳＳ」群の動物は、５日目（ｎ＝５／３；ｐ＝０．０５）から始まって、６日目（ｎ＝１／１；ｐ＝０．１８１）を除いて、１２日目（ｎ＝４／３；ｐ＝０．００２）まで、「水＋１×偽ＦＵＳ」の動物（ｎ＝７－１／５－１；ｐ＝０．００２）よりも全体的に悪い肉眼的出血スコアを有していた（図５）。肉眼的出血は、１２日間を通して「水＋ＦＵＳ」群と「水＋偽ＦＵＳ」群との間で同様であった（ｐ＝１．０００）。特に、「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群の動物は、「ＤＳＳ」群の動物と比較して肉眼的出血スコアが有意に改善し（ｎ＝７－２／８－４；ｐ＝０．０１５）、これは５日目（ｎ＝４／５、ｐ＝０．０４８）、次いで７日目（ｎ＝４／２、ｐ＝０．０４７）、９日目（ｎ＝８／６、ｐ＝０．００１）、および１１日目（ｎ＝８／６、ｐ＝０．０２０）に最初に認められた（図５）。「ＤＳＳ」群からの肉眼的出血の最大の改善は９日目に見られ、「ＤＳＳ」群は３．０±０．７のスコアを有し、「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群は１．１±０．４のスコアを有していた。さらに、肉眼的出血症状の出現は、集束させた超音波では約３日間遅延した。具体的には、「ＤＳＳ」群のラットは、５日目までに１を超える肉眼的出血スコアを示した。対照的に、「ＤＳＳ＋集束させた超音波」群は、８日目に最初に１を超えるスコアを示した。
【0068】
５％のＤＳＳ溶液を１２日間飲用したラットは、軟便および水様便の便の硬さを有する血便などのＩＢＤ様症状と一致したが、ＤＳＳげっ歯類モデルにおける体重減少の顕著な症状は見られなかった。実際、ＤＳＳを飲用している動物は、この溶液を２週間毎日飲用したにもかかわらず体重が増加し、この傾向はすべての群で見られた（「ＤＳＳ」対「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」：ｎ＝７－１／８－４、ｐ＝０．５３４；「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」対「水＋ＦＵＳ」：ｎ＝８ー４／５－１、ｐ＝０．５７７；「水＋ＦＵＳ」対「水＋偽ＦＵＳ」：ｎ＝５－１／５－１、ｐ＝０．１５）図６）。興味深いことに、２日目および３日目に「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群で一過性の体重減少のみが発生した。
【0069】
顕著で長期的な体重減少がないことを考慮すると、「ＤＳＳ」群のラットは、１２のうち６．７の最大ＤＡＩスコアしか示さず、これは高濃度のげっ歯類ＤＳＳモデルで通常報告される値よりも低い。より重度のＩＢＤ症状を生じさせるために、次いで上記の軽度の胃腸損傷を引き起こすために使用される初期の＞５００ｋＤの製剤の代わりに、ＤＳＳの４０ｋＤの製剤を使用した。次いで、より強力なＤＳＳ製剤を用いて第２の組の実験を実施して、重度のＩＢＤ症状をよりよく再現し、その結果、ＩＢＤの症状のこの重症度に対するＦＵＳの有効性の評価が可能であった。
【0070】
より小さいサイズのＤＳＳ化学物質を調査して、モデルが重症のＩＢＤモデルをより良好に再現するＩＢＤ症状を誘発したかどうかを判定した。４％、５％、７％または９％のＤＳＳを与えられたラットの異なる群を２週間にわたって監視した（図８）。結果に基づいて、７％のＤＳＳは、１０日目に１２の最大ＤＡＩスコアで最も重度のＩＢＤ様症状を誘発した。対照的に、９％のＤＳＳは高い死亡率を引き起こし、および／または４～６日目までに＞２０％の体重減少のためにラットを試験から除外させ、５％のＤＳＳは１０の最大ＤＡＩスコアを誘導しただけであった。最適化データを考慮して、より新しいＤＳＳ製剤の７％のＤＳＳ濃度を使用して、重度のＩＢＤ症状の処置薬としての非侵襲的な集束させた超音波の有効性を調査した。
【0071】
７％のＤＳＳ濃度を有する「重度」ＤＳＳモデルにおいてＩＢＤ症状を改善するために、「軽度」モデルと同じ集束させた超音波パラメータを使用した。しかしながら、予備的所見は、「ＤＳＳ」群で見られる同様の短縮した結腸の長さを有する（図１５Ａ）「ＤＳＳ＋ＦＵＳ」群の動物では、ＤＡＩスコアが改善しなかった（データは示さず）ことを明らかにした。最初の実験から、ＩＢＤの重症度の増加を緩和するために有効な腸ＣＡＰ刺激を達成するためには、集束させた超音波のさらなる投与が必要であると判定された。したがって、非侵襲的な集束させた超音波を１日１回ではなく１日２回（「２×ＦＵＳ」）適用して、集束させた超音波処置の「投与量」を並行して増加させた。
【0072】
図９は、この群のＤＡＩスコアに対する２×集束させた超音波の効果を示す。ＤＳＳを飲用したラットに１日２回ＦＵＳを投与すると、ＤＳＳを飲用し、偽２×ＦＵＳを受けた動物と比較して、ＤＡＩ症状が改善された。ＤＡＩスコアの改善が５日目（ｎ＝６／６）および７日目（ｎ＝６／５）に再び認められた。アスタリスク（＊）は、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群と「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群との間でｐ＜０．０５を示す。「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群は、「水＋２×ＦＵＳ」群よりも有意に高い（より悪い）ＤＡＩスコアを有していた（ｎ＝６－１／６－１；ｐ＜０．００１）が、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群よりも低かった（ｎ＝６－１／６－１；ｐ＝０．０４６）。具体的には、集束させた超音波なしでＤＳＳを飲用したラット（「偽２×ＦＵＳ」）は、５日目（ｎ＝６／６；ｐ＝０．０３７）および７日目（７．５±１．３対４．８±０．６、ｎ＝６／５；ｐ＝０．００２）までに、２×集束させた超音波を受けたＤＳＳの動物よりも有意に高いスコアを有していた。１２日目の動物もＦＵＳ有効性を示した可能性があるが、サンプルサイズはいずれの結論をも除外した（１０．０±０．０対６．０±０．０、ｎ＝１／１）（図９）。最大効力は７日目に生じた。興味深いことに、８日目、９日目、１０日目、および１１日目の「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」の動物と「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」の動物との間に変化は見られず（ｐ＝それぞれ０．１１、０．６２、０．８０、０．２９）、これは、７日目（ＤＡＩ：１１；１２）と８日目（ＤＡＩ：１０）の死亡率のためにデータから除外された「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群の最も高いＤＡＩスコアの３匹の動物によるものであり得る。「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群の動物はこの期間中に死亡しなかった。
【0073】
図１０～１２は、ＤＡＩの各サブカテゴリを詳細に示している。図１０は、便の硬さのスコアに対するＦＵＳの効果を示す。ＤＳＳを飲用し、２×ＦＵＳを受けている動物（ｎ＝６－１）は、「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」群の動物（ｎ＝６－１）と比較して、改善された便の硬さを示した。有意な改善が４日目（ｎ＝６／６）から７日目（ｎ＝６／５）まで認められた。アスタリスク（＊）は、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群と「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群との間でｐ＜０．０５を示す。ポンド（＃）は、ｐ≦０．０５で、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」対「水＋２×ＦＵＳ」を示す。２×集束させた超音波または２倍の偽集束の超音波（「水＋２×ＦＵＳ」対「水＋偽２×ＦＵＳ」：ｎ＝６－１／６－２；ｐ＝０．０６８）を受けた飲水動物の間で差はなかった（図１０）。対照的に、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群の動物は、２日目（ｎ＝６／６；ｐ＜０．００１）から１２日目まで、「水＋偽２×ＦＵＳ」群の動物（ｎ＝６－１／６－２；ｐ＜０．００１）よりも劣悪な便の硬さスコアを有していた（有意性の記号は示さず）。１日２回投与した超音波は、ＤＳＳを飲用したラット（「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」対「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」：ｎ＝６－１／６－１；ｐ＜０．００１）の便の硬さを改善し（図１０）、これは４日目までに最初に認められた。後者の群は０．５±０．３４の便の硬さのスコアを示したが、前者は１．５±０．２２のスコアを有した（ｎ＝６／６；ｐ＝０．００３）。群間の最大の差は５日目であり、２．２±０．４０のスコアを有する「ＤＳＳ＋偽２×集束させた超音波」群（ｎ＝６）および１．０±０．０のスコアを有する「ＤＳＳ＋２×集束させた超音波」群（ｎ＝６）であった。便の硬さの改善は７日目まで持続し、２．４±０．２４の便の硬さを有する「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群（ｎ＝６）であった。対照的に、２×偽ＦＵＳありでＤＳＳを飲用した動物は、３．３±０．２１のスコアを有した（ｎ＝５；ｐ＝０．００８）。特に、便の硬さのスコアが４で最も高い「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」群の２匹の動物が７～８日目に死亡した。
【0074】
図１１Ａは、肉眼的出血スコアに対するＦＵＳの効果を示す。ＤＳＳを飲用しているがＦＵＳを受けている動物（「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」；ｎ＝６－１）は、５日目（ｎ＝６／６）～８日目（ｎ＝４／５）に偽ＦＵＳを受けている動物（「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」；ｎ＝６－１）よりも肉眼的出血スコアが低かった。アスタリスク（＊）は、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群と「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群との間でｐ＜０．０５を示す。ポンド（＃）は、ｐ≦０．０５で「ＤＳＳ＋０．０５ ２×ＦＵＳ」対「水＋２×ＦＵＳ」を示す。図１１Ｂは、様々な処置群および対照群の７日目および８日目のラットの代表的な写真を示す。ＤＳＳ＋１ＸＦＵＳ、ならびにＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳを受けた動物は、重度の疾患モデルからの結腸内の血液停滞のために血液が暗くなっていた。対照的に、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」の動物は、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」の動物と比較して肉眼的出血の視覚的改善を示した。「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群は肛門および便の肉眼的出血を有したが、「水＋２×ＦＵＳ」群の動物は、そうではなかった（ｎ＝６－１／６－１；ｐ＜０．００１）。症状は、５日目に最初に現れ（ｎ＝３／６；ｐ＝０．００３）、９日目まで継続し（ｎ＝３／６；ｐ＜０．００１）、おそらく１２日目まで持続したが、これは限られたサンプルサイズ（ｎ＝３／１）と一致した（図１１Ａ）。便の硬さの所見と同様に、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群の動物は、「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」群と比較して肉眼的出血が減少した（ｎ＝６－１／６－１；ｐ＝．０１２）。０．０±０．０のスコアを有する２×集束させた超音波を受けた群と、０．８３±０．３１のスコアを有する集束させた超音波なしで７％のＤＳＳを飲用した動物とで、有効性が５日目（ｎ＝６／６；ｐ＝．００６）までに、初めて見られた。改善された肉眼的出血は、３．７５±０．２５のスコアを有する「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」群および３．０±０．０のスコアを有する「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群で８日目まで延長した（ｎ＝４／５；ｐ＝０．０２８）。２つの群間の肉眼的出血スコアの最大の隔たりは６日目に生じた。「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群は２．０±０．２６のスコアを示したが、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群は０．８３±０．３０のスコアを有していた。「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」群において７日目に４の最も重度の肉眼的出血スコアを有する２匹の動物は、８日目前に死亡した（図１１Ａ）。
【0075】
図１２は、ベースラインからのパーセントとしての体重の変化を示し、負の値は体重の減少を表す。ＦＵＳのあるＤＳＳ群またはないＤＳＳ群は実験終了までに体重が減少したが、水の群は体重が増加した。２×ＦＵＳ（ｎ＝６－１）または偽２×ＦＵＳ（ｎ＝６－１）を受けたＤＳＳ群間で差は観察されなかった。十字の記号（†）はｐ≦０．０５に対して、「水＋偽２×ＦＵＳ」対「水＋２×ＦＵＳ」を示す。「水＋偽２×ＦＵＳ」群（ｎ＝６－２）のラットは、１２日間にわたって体重を増加させたが、水を飲用して２×集束させた超音波を投与したラット（ｎ＝６－３）は、同じ速度で体重を増加させなかった（ｐ＜０．００１）。実際、「水＋２×ＦＵＳ」群は、実験の最初の４日間で体重が減少した。５日目に、「水＋偽２×ＦＵＳ」ラットは１日目から６．１±０．８％の体重を増加させたが、「水＋２×ＦＵＳ」群のラットは１日目から体重の１．４±０．５％を減少させた（ｎ＝６／６；ｐ＜０．００１）。「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群でも体重の減少が見られた。しかし、このことは、動物がより硬い便を有し、あまり著しい苦痛を伴わずに出血が少なく、積極的に移動し、そのホームケージで探索行動を示しているということを考慮すると、ＩＢＤ症状の重症度ではなく２×ＦＵＳの影響を大きく反映し得る。さらに、「水＋２×ＦＵＳ」群でも同様の減量傾向が認められた。逆に、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」の動物はまた体重を減少させたが（ｎ＝６－１）、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群の動物と同様の体重減少を有するにもかかわらず、動物は取り扱われたときに運動性および嗜眠の著しい障害を示した（ｐ＝０．６９０）、図１２。
【0076】
図１３～図１４は、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群（ｎ＝６－１）および「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群（ｎ＝６－１）の個々の動物の便の硬さ（図１３）および肉眼的出血（図１４）のスコアを示す。グラフ上の各線は個々の動物を表し、これらの線の隣の各矢印はスコアの「下降」を示す。これは、改善された症候の例を強調している。便の硬さスコア（図１３）では、矢印の数で示すように、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ（ｎ＝６－１）群で１４の減少があった。対照的に、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群（ｎ＝６－１）は、２回の下降しかなかった。図１４はまた、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」の動物が、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」の動物よりも、肉眼的出血スコアに対してより多い数の減少を呈したことを示している。スコアをプロットして、１２日間にわたる変化を追跡した。一般に、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群の動物（ｎ＝６－１）は、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」対照動物（ｎ＝６－１）よりもＤＡＩサブカテゴリスコアの日ごとの減少数が多かった。具体的には、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群のラットは、便の硬さの重症度スコアの持続的な悪化を示し、２回の排便のみが認められた。１つは２日目と３日目の間に発生し、もう１つは４日目と５日目の間に発生した（赤色の下向き矢印、図１３）。対照的に、超音波を受けたラット（「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」）は、１２日間の実験を通して認められた１４回の排便（下向き矢印）で、より多くの排便および毎日の便の硬さの重症度のよりいっそうの改善を示した（図１３）。同様の所見が、個々の動物の肉眼的出血スコア（図１４）について見られ、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群のラットは、８日目と９日目と１０日目と１１日目の間に見られる動揺を伴う２つの場合を除いて、肉眼的出血症状の持続的な増加（悪化）を示した。しかしながら、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群のラットは、特に３日目と５日目の間の実験の前半に、３回の動揺を伴って、スコアに多くの下向きの動揺の例を有していた。１０日目と１２日目の間にさらに３回の振動も発生した（図１４）。便の硬さおよび肉眼的出血のエンドポイントにわたって分析したところ、２×集束させた超音波を受けているＤＳＳを飲用しているラットの方が、２×偽集束の超音波ありでＤＳＳを飲用しているラットよりも、「下降」の数または重症度スコアの日々の改善が有意に高かった（ｐ＝０．０１２）。
【0077】
図１５Ａは、結腸の長さの群データを示す。ｘ軸に示すように、特定の群は水を摂取し、他の群はＤＳＳを受けた。図１５Ｂには、図１５Ａの群データの代表的な写真が示されており、参照として結腸に沿った定規が示されている。写真は拡大縮小させたものではなく、互いに対してサイズが決められている。「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」対照群と比較して、「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群の動物を比較した場合、ペレット形状は無傷のままであった。アスタリスク（＊）はｐ＜０．０５を示し、ｎｓは有意差がないことを示す。結腸の長さの減少は、ＤＳＳ誘発性ＩＢＤの別の重要なエンドポイントのメトリックである。「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群は、「水＋２×ＦＵＳ」群の動物よりも有意に短い結腸の長さを有していたが（ｐ＝０．０１６対；ｎ＝５／６）、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群の動物よりもさらに無傷で長くなっていた（１８．５±１．８ｃｍ）（１３．８±０．３ｃｍ、ｎ＝５／４；ｐ＝０．０１３）（図１５Ａ～Ｂ）。１日１回の集束させた超音波の毎日の投与を受けたラット（「ＤＳＳ＋１×ＦＵＳ」）は、前者が１４．１±０．５０ｃｍ（ｎ＝４）であり、後者が１３．０±０．３ｃｍ（ｎ＝３；ｐ＝０．９５８）である「ＤＳＳ＋偽１×ＦＵＳ」対照群と比較して、結腸の長さを改善しなかった。「水＋２×ＦＵＳ」群（ｎ＝６）および「水＋２×偽ＦＵＳ」群（ｎ＝５）の動物間で結腸の長さの差は認められず、長さはそれぞれ２２．７±０．５ｃｍおよび２２．６±０．４ｃｍであった（ｐ＝０．９５８）。
【0078】
図１６Ａ～Ｃは、組織病理学的データを示す。結腸の遠位部分の２ｃｍを屠殺直後にパラホルムアルデヒド中に保存した。切片をヘマトキシリンおよびエオシンＹ染色で処理した。図１６Ａでは、２×集束させた超音波を用いたＤＳＳ動物（右の画像）と比較して、偽集束の超音波処置を用いたＤＳＳを飲用している動物（左の画像）における結腸の遠位部分の粘膜損傷が示されている。陰窩基底部および深部粘膜下層の病変および浸潤が増加している。図１６Ｂは、ＤＳＳ＋２×ＦＵＳを受けている動物（右下の画像）では見られないＤＳＳを受けている動物における炎症因子の拡大図（右上の画像）を示す。図１６Ｃは、半定量分析のスコアリング基準から導出されたデータを群化したものである。結腸を、「水＋偽２×ＦＵＳ」（ｎ＝２）、「水＋２×ＦＵＳ」（ｎ＝３）、「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」（ｎ＝６）および「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」（ｎ＝５）群の動物から採取した。「ＤＳＳ＋偽２×ＦＵＳ」群のものは、実験終了時に最大の上皮の損傷および炎症細胞の浸潤を示す８という最も高い組織病理学的スコアを有していた（図１６Ｂ：右上の画像対右下の画像）。ＤＳＳを飲用し、２×集束させた超音波を受けたラットは、「水＋２×ＦＵＳ」群（平均スコア：０．４、ＳＥＭ：０．４）および「水＋偽２×ＦＵＳ」群（平均スコア：１．８、ＳＥＭ：０．５）よりも高い組織病理学的スコア（平均スコア：６．３、ＳＥＭ：０．８）を有した（ｐ＜０．００１）。しかしながら、７％のＤＳＳを飲用している間に２×集束させた超音波を受けることは、「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」の動物（平均スコア：８．０、ＳＥＭ：０．０）よりも健康的な結腸と依然として一致した（ｐ＝０．０２２）（図１３ｃ）。「水＋２×ＦＵＳ」群と「水＋偽２×ＦＵＳ」群との間に差はなかった（ｐ＝０．１７３）（図１６Ｃ）。
【0079】
サイトカイン活性を、「ナイーブ」、「水＋２×ＦＵＳ」、「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」および「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」群のラットの結腸から評価した（ｎ＝ラット４匹／群）。ラットのサイトカインのアレイ（図１７）を使用して検出された２９のサイトカインの中で、７つのサイトカインが見出され、「ナイーブ」対「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」；「水＋２×ＦＵＳ」対「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」；「ＤＳＳ＋２×偽ＦＵＳ」対「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」の間の有意差に至る一貫した結果が得られた（図１８）。具体的には、毛様体神経栄養因子（ＣＮＴＦ）、フラクタルカイン、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ－ＣＳＦ）、γインターフェロン（ＭＩＧ）によって誘導され、活性化が調節されるモノカイン、正常Ｔ細胞発現分泌（ＲＡＮＴＥＳ）、腫瘍壊死因子α（ＴＮＦ－α）および胸腺ケモカインはすべて、ナイーブなラット由来の偽２×ＦＵＳのＤＳＳを飲用するラットまたは２×ＦＵＳの水を飲用するラットにおいて増加した。さらに、これらはすべて、ＤＳＳを飲用しているが２×ＦＵＳも受けている動物において、「ナイーブ」および「水＋２×ＦＵＳ」のレベルに低下した（図１８、底部）。
【0080】
同様の応答パターンが、ＩＬ－１β、ＩＬ－２、ＩＬ－３、ＩＬ－４、ＩＬ－６、ＩＬ－１０、ＩＬ－１３およびＩＬ－１７を含む１０個中８個のインターロイキン性サイトカイン（図２０）で認められ、これらはすべて、「ナイーブ」および「水＋２×ＦＵＳ」の動物群由来の２×偽ＦＵＳありでＤＳＳを飲用している動物において上昇した。これらは、ＤＳＳを飲用しているが２×ＦＵＳも受けている動物において、「ナイーブ」および「水＋２×ＦＵＳ」のレベルに低下した（図１９、底部）。最後に、ＤＳＳおよび／またはＦＵＳに対してより可変的な応答を有する８種の他のサイトカインが認められた（図２０）。特に、ＩＬ－１αおよびＩＬ－１ｒａは、アッセイキット中の２つの他のインターロイキンである。ＩＬ－１ｒａレベルは、「ナイーブ」または「水＋２×ＦＵＳ」の動物からの２×ＦＵＳなしでＤＳＳを飲用している動物では上昇しなかったのに対し、ＩＬ－１αレベルは「ＤＳＳ＋２×ＦＵＳ」の動物において、「水＋２×ＦＵＳ」の動物よりも高かったが、「ナイーブ」のラットほど高くなかった（図２１、底部）。それにもかかわらず、２×ＦＵＳありでＤＳＳを飲用する動物と、２×ＦＵＳなしでＤＳＳを飲用する動物両方から、インターロイキンが減少した。インターフェロンガンマ（ＩＦＮ－ガンマ）のレベルは、「ナイーブ」および「水＋２×ＦＵＳ」群からの２×ＦＵＳなしのＤＳＳを飲用している動物で増加したが、２×ＦＵＳでは減少した（図２０、底部）。この減少は、「ナイーブ」のラットで見られたレベルよりも、依然として高かったが、２×ＦＵＳありで水を飲用するラットと異ならなかった。驚くべきことではないが、インターフェロンγ誘導性タンパク質１０について同様の変化パターンが認められた（ＣＸＣＬ１０としても知られるＩＰ－１０）。「ナイーブ」なラット由来の２×ＦＵＳなしでＤＳＳを飲用している動物において減少した唯一のサイトカインは、ＬＩＸ（ＣＸＣＬ５としても知られている）であった。レベルは２×ＦＵＳで影響を受けなかった。
【0081】
最後に、７つのサイトカインは、飲料水または２×ＦＵＳありおよびなしでのＤＳＳにかかわらず、４つすべての動物群の間で不変のままであった。これには、メタロプロテイナーゼ組織阻害剤（ＴＩＭＰ－１）（図２０、底部）が、サイトカイン誘導性好中球走化性物質－１（ＣＩＮＣ－１）、ＣＩＮＩＣ２α／β、ＣＩＮＣ－３、マクロファージ炎症性タンパク質－１α（ＭＩＰ－１α）、可溶性細胞間接着分子－１（ｓＩＣＡＭ－１）およびＬ－セレクチンと共に含まれた（データは示さず）。
【0082】
開示された神経調節技術は、神経調節システムと共に使用され得る。図２１は、エネルギーの適用に応答した神経伝達物質の放出および／または腹腔神経叢の神経節内のシナプスの構成要素（例えば、シナプス前細胞、シナプス後細胞）の活性化などの神経調節のためのシステム１０を概略的に表したものである。例えば、腹腔神経叢の神経節内の１つまたは複数のシナプスは、集束させた超音波を使用して調節することができる。図示されたシステムは、エネルギー適用デバイス１２（例えば、超音波トランスデューサ）に連結されたパルス発生器１４を含む。エネルギー適用デバイス１２は、例えば、リードまたはワイヤレス接続を介して、使用中、対象の内部組織または器官の関心領域に向けられ、その結果、標的化されている生理学的転帰をもたらすエネルギーパルスを受けるように構成される。特定の実施形態では、パルス発生器１４および／またはエネルギー適用デバイス１２は、生体適合性部位（例えば、腹部）に植込まれてもよく、１つ以上のリード線がエネルギー適用デバイス１２とパルス発生器１４を内部に結合させてもよい。例えば、エネルギー適用デバイス１２は、容量性マイクロマシン超音波トランスデューサなどのＭＥＭＳトランスデューサであってもよい。
【0083】
特定の実施形態では、エネルギー適用デバイス１２および／またはパルス発生器１４は、例えばコントローラ１６と無線で通信することができ、コントローラ１６は次にパルス発生器１４に命令を与えることができる。他の実施形態では、パルス発生器１４は、体外デバイスであってもよく、例えば、対象の体外の位置から経皮的または非侵襲的にエネルギーを適用するように動作させてもよく、特定の実施形態では、コントローラ１６と一体化させてもよい。パルス発生器１４が体外である実施形態では、エネルギー適用デバイス１２は、介護者によって操作され、エネルギーパルスが所望の内部組織に経皮的に送達されるように、対象の皮膚上またはその上方の地点に配置されてもよい。エネルギーパルスを所望の部位に適用するように配置されると、システム１０は、標的化された生理学的結果または臨床効果を達成するために、神経調節を開始することができる。
【0084】
特定の実施形態では、システム１０は、コントローラ１６に結合され、調節の標的化された生理学的結果が達成されたかどうかを示す特性を評価する評価デバイス２０を含むことができる。一実施形態では、標的化された生理学的結果は局所的であり得る。例えば、調節は、組織構造の変化、特定の分子の濃度の局所的な変化、組織の移動、体液の動きの増加などの局所的な組織または機能の変化をもたらし得る。
【0085】
調節は、全身的または非局所的変化をもたらし得、標的化された生理学的結果は、循環分子の濃度の変化またはエネルギーが直接適用された関心領域を含まない組織の特性の変化に関連し得る。一例では、移動は所望の調節の代理測定であってもよく、移動の測定値が予想移動値を下回ると、予想移動値が誘導されるまで調節パラメータが修正され得る。したがって、評価デバイス２０は、いくつかの実施形態では濃度の変化を評価するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、評価デバイス２０は、器官のサイズ、および／または位置の変化を評価するように構成された画像化デバイスであり得る。システム１０の描写された要素は別々に示されているが、要素のいくつかまたはすべてを互いに組み合わせることができることを理解されたい。さらに、要素の一部またはすべては、互いに有線または無線の方式で通信することができる。
【0086】
評価に基づいて、コントローラ１６の調節パラメータは変更され得る。例えば、所望の調節が、定義された時間枠（例えば、エネルギー適用の手順を開始してから５分後、３０分後）内の、または処置の開始時のベースラインに対する濃度（１つ以上の分子の循環濃度または組織濃度）の変化に関連する場合、パルス周波数または他のパラメータなどの調節パラメータの変化が所望され得、これは次に、パルス発生器１４のエネルギー適用パラメータまたは調節パラメータを定めるまたは調整するために、操作者によってまたは自動フィードバックループを介して、コントローラ１６に与えることができる。
【0087】
本明細書で提供されるシステム１０は、治療プロトコルの一部として、様々な調節パラメータに従ってエネルギーパルスを提供することができる。例えば、調節パラメータは、連続的から断続的までの範囲の様々な刺激時間のパターンを含み得る。断続的な刺激では、エネルギーは信号がオンの時間に、特定の周波数で一定期間供給される。信号がオンの時間の後には、信号がオフの時間と言及される、エネルギーが供給されない期間が続く。調節パラメータはまた、刺激の適用の頻度、および持続時間を含み得る。適用頻度は、連続的であってもよく、または様々な期間、例えば１日または１週間以内に送達されてもよい。治療プロトコル期間は、限定されないが、数分から数時間を含む様々な期間続くことができる。特定の実施形態では、指定された刺激パターンによる治療期間は、例えば７２時間間隔で繰り返されて、１時間続くことができる。特定の実施形態では、治療は、より短い持続時間、例えば３０分間、より高い頻度で、例えば３時間ごとに送達され得る。治療期間および周波数などの調節パラメータに従って、エネルギーの適用は、所望の結果を達成するように調整可能に制御することができる。
【0088】
集束させた超音波エネルギーは、腹腔神経叢の少なくとも一部を含む内部構造、組織、または器官であり得る関心領域２２に集束され得る。例えば、関心領域は、腹腔神経叢の神経節または神経節を含み得る。標的組織の関心領域２２内のシナプスは、標的組織の関心領域２２に焦点を合わせたエネルギー適用デバイス１２の焦点領域内にあるシナプスにエネルギーを直接適用することによって刺激されて、分子のシナプス空隙への放出および／またはイオンチャネル活性の変化を引き起こし得、それは、次に腸ＣＡＰの活性化などの下流の効果を引き起こし得る。関心領域２２は、腹腔神経叢の異なる神経節を除外（および腹腔神経叢の一部ではない神経節も除外）しながら、腹腔神経叢の特定の神経節を含むように選択することができる。したがって、関心領域２２は、所望の神経節または神経節を有するかまたはそれに隣接する標的組織の一部に対応するように選択され得る。エネルギーの適用は、シナプス内の神経からの神経伝達物質などの１つまたは複数の分子の放出を優先的に引き起こすように選択され得る。
【0089】
一実施形態では、エネルギーは、２つ以上の関心領域２２に適用されてもよい。いくつかの実施形態では、エネルギー適用パラメータは、エネルギーを直接受ける組織内の神経または非神経成分のいずれかの優先的な活性化を誘発して、所望の組み合わされた生理学的効果を誘発するように選択され得る。特定の実施形態では、エネルギーは、約２５ｍｍ３未満の体積内に集束または集中され得る。特定の実施形態では、エネルギーは、約０．５ｍｍ３～５０ｍｍ３の体積内に集束または集中され得る。関心領域２２の内部にエネルギーを集束または集中させるための集束体積および集束深度は、エネルギー適用デバイス１２のサイズ／構成によって影響を受ける可能性がある。エネルギー適用の集束体積は、エネルギー適用デバイス１２の焦点領域によって定めることができる。
【0090】
本明細書で提供されるように、エネルギーは、１つまたは複数の関心領域２２にのみ実質的に適用されて、標的化されている生理学的転帰を達成するために標的にされてシナプスを優先的に活性化でき、組織全体にわたって一般的または非特異的な方法で実質的に印加されない。したがって、複数の異なるタイプの神経節のサブセットのみが、直接的なエネルギーの適用に曝される。例えば、血管、神経、または他の解剖学的ランドマークのいずれかを含む器官の内部の関心領域を空間的に選択し、特定の軸索終末およびシナプスを有する領域を識別するために使用することができる。一実施形態では、関心領域は、脾動脈または肝動脈を同定し、脾動脈または肝動脈に近いかまたはそれに平行な領域を空間的に選択することによって選択される。器官の構造は、器官下組織機能、血管、および神経支配に基づいてセグメント化され得、軸索終末のサブセットは、エネルギーが直接適用される関心領域に含まれるように選択され得る。他の神経節または神経構造は、関心領域２２の外側にあってもよく、直接適用されるエネルギーに曝されなくてもよい。関心領域２２は、限定はしないが、履歴または実験データ（例えば、特定の位置と所望のまたは目標とする生理学的結果との関連を示すデータ）を含む要因に基づいて選択することができる。代替的または追加的に、システム１０は、所望の目標とする生理学的効果が達成されるまで、腹腔神経叢の個々の神経節にエネルギーを適用することができる。
【0091】
図２２は、システム１０の特定の構成要素のブロック図である。本明細書で提供される場合、神経調節のためのシステム１０は、対象の組織に適用するための複数のエネルギーパルスを生成するように適合されたパルス発生器１４を含み得る。パルス発生器１４は、別個であってもよく、またはコントローラ１６などの外部装置に統合されてもよい。コントローラ１６は、装置を制御するためのプロセッサ３０を含む。ソフトウェアコードまたは命令は、装置の様々な構成要素を制御するために、プロセッサ３０によって実行されるためにコントローラ１６のメモリ３２に記憶される。コントローラ１６および／またはパルス発生器１４は、１つまたは複数のリード３３を介して、または無線でエネルギー適用デバイス１２に接続することができる。
【0092】
コントローラ１６はまた、臨床医が調節プログラムに選択入力または調節パラメータを提示することを可能にするように適合された入力／出力回路３４およびディスプレイ３６を備えたユーザインターフェースを含む。各調節プログラムは、パルスの振幅、パルス幅、パルス周波数などを含む調節パラメータの１つまたは複数のセットを含み得る。パルス発生器１４は、コントローラデバイス１６からの制御信号に応答してその内部パラメータを変更して、リード３３を介してエネルギー適用デバイス１２が適用される対象に送信されるエネルギーパルスの刺激特性を変化させる。限定はしないが、定電流、定電圧、複数の独立した電流または電圧源などを含む任意の適切なタイプのパルス生成回路を使用することができる。適用されるエネルギーは、電流の振幅とパルス幅の持続時間の関数である。コントローラ１６は、調節パラメータを変更すること、および／または特定の時間にエネルギーの適用を開始すること、または特定の時間にエネルギーの適用をキャンセル／抑制することによって、エネルギーを調整可能に制御することを可能にする。一実施形態では、エネルギー適用デバイスの調整可能な制御は、対象内の１つまたは複数の分子（例えば、循環している分子、例えばＩＢＤに関連するバイオマーカー）の濃度に関する情報に基づく。情報が評価デバイス２０からのものである場合、フィードバックループが調整可能な制御を駆動することができる。例えば、評価デバイス２０によって測定されたとき、循環ＩＢＤバイオマーカー濃度が所定の閾値または範囲を超える場合、コントローラ１６は、関心領域へのエネルギー適用を、バイオマーカーの減少に関連する調節パラメータで開始することができる。エネルギー適用の開始は、所定の（例えば、望ましい）閾値を超えて、または所定の範囲外でドリフトするＩＢＤバイオマーカーによって引き起こされ得る。別の実施形態では、調整可能な制御は、エネルギーの最初の適用が所定の時間枠（例えば、１時間、２時間、４時間、１日）内で目標とする生理学的結果（例えば、関心分子の濃度）に予想される変化をもたらさない場合、調節パラメータを変更する形態であり得る。
【0093】
一実施形態では、メモリ３２は、操作者によって選択可能な異なる動作モードを記憶する。例えば、記憶された動作モードは、特定の治療部位に関連する一組の調節パラメータを実行するための命令を含み得る。部位が異なれば、関連する調節パラメータも異なる場合がある。操作者に手作業でモードを入力させるのではなく、コントローラ１６は、選択に基づいて適切な命令を実行するように構成され得る。別の実施形態では、メモリ３２は、異なるタイプの治療のための動作モードを記憶する。例えば、活性化は、組織機能の抑制または遮断に関連するものとは異なる刺激の圧力または周波数の範囲に関連し得る。特定の例で、エネルギー適用デバイスが超音波トランスデューサである場合、時間平均電力（時間平均強度）、１ｍＷ／ｃｍ２～３０，０００ｍＷ／ｃｍ２（時間平均強度）、および０．１ＭＰａ～７ＭＰａ（ピーク圧力）の範囲のピーク陽圧が含まれる場合がある。一例では、熱損傷およびアブレーション／キャビテーションに関連するレベルを回避するために、関心領域において時間平均強度は３５Ｗ／ｃｍ２未満である。別の特定の例では、エネルギー適用デバイスが機械式アクチュエータである場合、振動の振幅は０．１から１０ｍｍの範囲にある。選択される周波数は、エネルギー適用のモード、例えば、超音波または機械式アクチュエータに依存し得る。
【0094】
別の実施形態では、メモリ３２は、所望の結果を達成するために調節パラメータの調整または修正を可能にする較正または設定モードを記憶する。一例では、刺激は、より低いエネルギーパラメータで開始し、自動的にまたは操作者の入力の受信時に、増分的に増加する。このようにして、操作者は、調節パラメータが変更されているときに誘導効果の調整を達成することができる。
【0095】
システムはまた、コントローラ１６からの命令下でエネルギー適用デバイス１２が撮像モードで動作しているときに撮像データを取得することによって、エネルギー適用デバイス１２の集束を容易にする撮像トランスデューサ４０などの撮像デバイスを、含むことができる。エネルギー適用デバイス１２は、コントローラ１６からの命令の下で治療モードで動作するときに、関心領域２２内にある標的に集束させた超音波エネルギーを適用することができる超音波治療トランスデューサ４２を、含むことができる。エネルギー適用デバイス１２は、撮像トランスデューサ４０および／または超音波治療トランスデューサ４２を制御するための制御回路を含むことができる。プロセッサ３０の制御回路は、エネルギー適用デバイス１２（例えば、統合コントローラ１６を介して）と一体であってもよく、または別個の構成要素であってもよい。撮像トランスデューサ４０はまた、所望のまたは標的化された関心領域を空間的に選択し、適用されたエネルギーを標的組織または構造の関心領域に集束させるのを支援するために画像データを取得するように構成されてもよい。
【0096】
一実施形態では、撮像装置（トランスデューサ４０）は、エネルギー適用デバイス１２と一体化されてもよく、または同じ装置であってもよく、それにより、異なる超音波パラメータ（周波数、アパーチャ、またはエネルギー）が、標的化およびその後の神経調節のために、関心領域を選択し（例えば、空間的に選択する）、選択された関心領域にエネルギーを集束させるために適用される。別の実施形態では、メモリ３２は、器官または組織構造内の関心領域を空間的に選択するために使用される１つ以上の標的化モードまたは集束モードを記憶する。空間的選択は、関心領域に対応する器官の体積を識別するために器官の部分領域を選択することを含むことができる。空間選択は、本明細書で得られる画像データに依存し得る。一実施形態では、コントローラ１６は、画像データに基づいて関心領域を自動的に識別または選択するようにプログラムすることができる。実施形態では、画像データをディスプレイ３６に表示することができ、操作者は、関心領域に対応する画像の部分を指定することができる。ユーザ入力に基づいて、コントローラ１６は関心領域を選択することができる。空間的な選択に基づいて、エネルギー適用デバイス１２は、関心領域に対応する選択されたボリュームにフォーカシングすることができる。例えば、エネルギー適用デバイス１２は、最初に撮像モードで動作して、関心領域を識別するために使用される画像データを捕捉するために使用される撮像モードエネルギーを適用するように構成されてもよい。撮像モードのエネルギーは、優先的な活性化に適した調節パラメータのレベルでない、および／またはそのレベルで適用されない。しかし、関心領域が識別されると、コントローラ１６は、本明細書で提供される神経調節に関連する調節パラメータに従って治療モードで動作することができる。
【0097】
コントローラ１６はまた、調節パラメータの選択に対する入力として、標的化された生理学的結果に関連する入力を受信するように構成され得る。例えば、画像化のモダリティが組織の特性を評価するために使用される場合、コントローラ１６は、特性の計算されたインデックスまたはパラメータを受信するように構成され得る。指標またはパラメータが所定の閾値を上回るか下回るかに基づいて、調節パラメータを修正することができる。一実施形態では、パラメータは、罹患している組織の組織変位の測度、または罹患している組織の深さの測度であり得る。他のパラメータは、１つまたは複数の関心分子の濃度を評価すること（例えば、閾値またはベースライン／対照に対する濃度の変化、変化率の１つ以上を評価すること、濃度が所望の範囲内にあるかどうかを判定すること）を含み得る。さらに、エネルギー適用デバイス１２は、コントローラ１６の制御下で動作して、ａ）標的組織内の関心領域を空間的に選択するために使用され得る組織の画像データを取得し、ｂ）関心領域に調節エネルギーを適用し、ｃ）標的化された生理学的結果が生じたと判定する（例えば、移動測定を介して）ために画像データを取得することができる。そのような実施形態では、撮像デバイス、評価デバイス２０、およびエネルギー適用デバイス１２は、同じデバイスであってもよい。
【0098】
別の実施態様では、所望の調節パラメータセットをコントローラ１６によって格納することもできる。このようにして、対象固有パラメータを判定することができる。さらに、そのようなパラメータの有効性を経時的に評価することができる。特定のパラメータセットが経時的に効果が劣る場合、対象は、活性化された経路に対して感受性のない状態を生じている可能性がある。システム１０が評価デバイス２０を含む場合、評価デバイス２０は、コントローラ１６にフィードバックを提示することができる。特定の実施形態では、フィードバックは、目標の生理学的結果の特性を示すユーザまたは評価デバイス２０から受信することができる。コントローラ１６は、エネルギー適用デバイスに調節パラメータに従ってエネルギーを適用させ、フィードバックに基づいて調節パラメータを動的に調整させるように構成することができる。例えば、フィードバックに基づいて、プロセッサ１６は、リアルタイムで、かつ評価デバイス２０からのフィードバックに応答して、調節パラメータ（例えば、超音波ビームまたは機械的振動の周波数、振幅、またはパルス幅）を自動的に変更することができる。
【0099】
開示された技術は、神経調節効果の評価に使用することができ、神経調節効果は、順次神経調節パラメータを選択または修正するための入力またはフィードバックとして使用することができる。開示された技術は、目標とする生理学的結果として組織の状態または機能の直接評価を使用することができる。評価は、神経調節の前（すなわち、ベースライン評価）、神経調節中、および／または神経調節後に行われ得る。
【0100】
評価技術は、機能的磁気共鳴画像法、拡散テンソル磁気共鳴画像法、ポジティブエミッショントモグラフィ、または音響モニタリング、熱モニタリングのうちの少なくとも１つを含むことができる。評価技術はまた、タンパク質および／またはマーカー濃度の評価を含み得る。評価技術からの画像は、自動または手動の評価のためにシステムによって受信することができる。画像データに基づいて、調節パラメータを修正することもできる。例えば、器官の大きさまたは変位の変化は、局所的な神経伝達物質濃度のマーカーとして利用され得、表現型調節神経伝達物質への局所細胞の曝露の代理マーカーとして、およびＩＢＤ経路に対する予測効果のマーカーとして効果的に使用され得る。局所濃度は、エネルギー適用の焦点領域内の濃度を指すことができる。
【0101】
追加的または代替的に、システムは、組織中または血液中を循環する１つまたは複数の分子の存在または濃度を評価することができる。組織内の濃度は、局所濃度または常在濃度と呼ばれ得る。組織は、細針吸引物によって取得され得、関心分子（例えば、代謝分子、代謝経路のマーカー、ペプチド伝達物質、カテコールアミン）の存在またはレベルの評価は、当業者に公知の任意の適切な技術によって行われ得る。本明細書で提供される場合、関心分子は、サイトカイン（ＴＮＦ－α、ＩＬ－１β）、核周囲抗好中球抗体、抗サッカロミセス・セレビシエ抗体、カルプロテクチン、Ｃ反応性タンパク質、または抗フラジェリン抗体であり得るＩＢＤバイオマーカーの１つまたは複数であり得る。
【0102】
他の実施形態では、目標とする生理学的結果は、組織変位、組織サイズの変化、１つまたは複数の分子の濃度の変化（局所、非局所、または循環濃度のいずれか）、遺伝子またはマーカー発現の変化、求心性活性、および細胞遊走などを含み得るが、これらに限定されない。例えば、組織へのエネルギー適用の結果として、組織の変位（例えば、隣接する動脈の血管変位）が起こり得る。組織の変位（例えば、撮像を介して）を評価することによって、他の効果を推定することができる。例えば、特定の変位は、分子濃度の特定の変化に特徴的であり得る。
【0103】
図２３は、腹腔神経叢の神経調節のための方法５０のフロー図である。方法５０では、ステップ５２で対象の画像データを取得して、調節される所望の末梢神経節を含む可能性が高い対象の領域を識別する。例えば、個々の神経節は、超音波画像を使用して視覚化することが困難であり得るが、１つまたは複数の視覚化された解剖学的ランドマークの識別を使用して関心領域を識別することができる。そのような視覚的ランドマークは、腹部大動脈、および腹腔神経叢の末梢神経節に隣接する動脈との１つまたは複数の接合部の識別を含むことができる。一例では、関心領域は、腹部大動脈と肝動脈または脾動脈との接合部を含むように配置されてもよい。別の例では、関心領域は、そのような接合部に対する（例えば、接合部から１～１０ｍｍ離間している）相対位置に基づいて選択されてもよい。エネルギー適用デバイスは、ステップ５４でエネルギーパルスが所望の関心領域に集束されるように配置され、パルス発生器は、ステップ５６で複数のエネルギーパルスを標的組織の関心領域に適用して、関心領域に配置された腹腔神経叢に位置する末梢神経節の少なくとも一部を優先的に活性化し、例えば、本明細書で提供されるように、神経節を刺激して神経伝達物質を放出させ、および／または変化した神経伝達物質放出を誘導し、および／または変化した活性を誘導する。実施形態では、関心領域は、腹腔神経叢または腹腔神経叢の少なくとも一部を含む。実施形態では、関心領域は、腹腔神経叢の末梢神経節を含む。特定の実施形態では、方法は、刺激の効果を評価するステップを含み得る。例えば、組織の機能または状態の１つまたは複数の直接的または間接的な評価を使用することができる。評価された組織の機能に基づいて、１つまたは複数のエネルギーパルスの調節パラメータは、目標とする生理学的結果を達成するように（例えば、動的にまたは調整可能に制御される）修正することができる。
【0104】
一実施形態では、エネルギーパルスを適用する前後に評価を実施して、関心分子の濃度の変化、便の特徴（便の硬さ、便血の存在）を評価することができる。一実施形態では、評価は、ＤＡＩ判定を含むことができる。評価マーカーが閾値を上回るか下回る場合、調節パラメータの適切な変更を行うことができる。例えば、マーカーが所望の生理学的結果の範囲内にあるか、または所望の生理学的結果に関連する場合、神経調節中に適用されるエネルギーは、所望の結果を支持する最小レベルに戻され得る。閾値に対する特性の変化がマーカーの不十分な変化に関連する場合、限定はしないが、調節振幅もしくは周波数、パルス形状、刺激パターン、および／または刺激位置を含む特定の調節パラメータを変更することができる。
【0105】
さらに、評価される特性または状態は、値または指標（例えば、ＤＡＩ）、例えば、流速、濃度、細胞集団（例えば、白血球の位置または特徴の変化）、またはそれらの任意の組み合わせであってもよく、これらは順次適切な技術によって分析されてもよい。例えば、閾値を超える相対変化を使用して、調節パラメータが修正されているかどうかを判定することができる。所望の調節は、測定された臨床結果、例えば、組織構造サイズの増加の有無（例えば、結腸組織の特徴）または１つ以上の放出された分子の濃度の変化（例えば、神経調節前のベースライン濃度に対する）によって評価され得る。一実施形態では、所望の調節は、閾値を超える濃度の増加、例えばベースラインと比較して約５０％、１００％、２００％、４００％、１０００％を超える濃度の増加を含み得る。ブロッキングの処理の場合、評価は、分子の濃度の経時的な減少、例えば、関心分子の少なくとも１０％、２０％、３０％、５０％、または７５％の減少を追跡することを含み得る。さらに、特定の対象について、所望のブロッキング処理は、分子の濃度を増加させる傾向があり得る他の臨床事象の状況で特定の分子の比較的安定した濃度を維持することを含み得る。すなわち、所望のブロッキングによって電位上昇を阻止することができる。増加もしくは減少または他の誘導および測定可能な効果は、治療の開始から一定の時間枠内、例えば約５分以内、約３０分以内に測定され得る。特定の実施形態では、神経調節が望ましいと判定された場合、神経調節の変化は、エネルギーパルスの適用を停止する命令である。別の実施形態では、神経調節が望ましくない場合、神経調節の１つ以上のパラメータが変更される。例えば、調節パラメータの変化は、パルス繰り返し周波数の増加、例えば１０～１００Ｈｚの周波数の段階的な増加および所望の神経調節が達成されるまでの所望の特性の評価であり得る。別の実施態様では、パルス幅を変更することができる。他の実施形態では、２つ以上のパラメータを一緒に、並列に、または連続的なものに変更することができる。複数のパラメータの変更後に神経調節が望ましくない場合、エネルギー適用の焦点（すなわち、部位）を変更することができる。
【0106】
一例では、本技術は、便の硬さ、肉眼的出血／下痢および結腸組織の完全性を改善するために、ＩＢＤ様症状が改善された対象を治療するために使用され得る。ＩＢＤでは、様々な病因因子が腸内の免疫細胞の繊細な恒常性を乱し、例えばＴ１、Ｔ２、Ｔ１７、Ｔｒｅｇは、自己維持サイクルにおいて活性化マクロファージおよび樹状細胞を介して炎症性サイトカインのカスケードを生成し得る。いくつかの注目すべき候補としては、腫瘍壊死因子－アルファ（ＴＮＦ－α）、インターフェロン－ガンマ（ＩＦＮ－γ）、インターロイキン－（ＩＬ－）１７、ＩＬ－２２、ＩＬ－１、ＩＬ－６、ＩＬ－８、ＩＬ－１２およびＩＬ－１８が挙げられる。これらの炎症性サイトカインは、良性の局所炎症反応を誘発することができるが、制御されない過剰産生は、組織傷害、拡散超音波凝固、死および／または低血圧症を引き起こす可能性がある。これを念頭に置いて、腸炎症および組織損傷における調節不全サイトカインレベルの緩和は、コリン作動性抗炎症経路（ＣＡＰ）を介して達成され得る。腹腔神経叢を標的とすることにより、上腸間膜神経節、腹腔神経節、下腸間膜神経節、後根神経節、または腸筋神経叢を含む腸間膜内の異なる位置で、脾臓（「全身」）対腸（「局所」）コリン作動性抗炎症経路の選択的分化および腸ＣＡＰの活性化が促進された。特定の実施形態では、開示される技術は、脾臓ＣＡＰを活性化せずに、または脾臓ＣＡＰの比較的低い活性化で、腸ＣＡＰの活性化を可能にする。本技術は、腸ニューロン活性化のための経路として脾臓／脾臓神経節を必要とすることが示されている電気的迷走神経刺激デバイスを超える利点を提供する。本技術は、脾臓経路ではなく腸経路を正確に調節する。特定の実施形態では、活性化は、全身／脾臓、局所／腸、または混合／複合刺激であり得る。特定の末梢神経節を標的とするＣＡＰ刺激部位の選択対筋腸神経叢の直接的活性化、および刺激のパワー、持続時間、および投与のタイミングを含む特定の超音波刺激パラメータの選択は、ＩＢＤ治療の最適化のためにさらに描写することができる。
【0107】
本技術は、集束させた超音波をそれぞれ１日１回または２回適用しながら、所与の軽度（５％）およびより重度（７％）のＤＳＳにおけるＩＢＤ症状の軽減を実証した。腹腔神経叢を標的とし、ＩＢＤ症状に対する集束させた超音波有効性が得られた。腹腔神経叢は、膵臓、肝臓、腎臓、胆嚢、脾臓、および腸からのメッセージの送信に関与する神経群である。腹腔神経叢に関連する４つの主要な神経節があり、開示される例は、腹腔神経節および上腸間膜神経節を損なう腹腔神経叢の上部を標的とした。上腸間膜神経節は腸の神経支配を担い、これにより、ＩＢＤを治療するための集束させた超音波の理想的な標的となる。左右両方の腹腔神経節も腸神経支配の役割を果たすが、これらの神経節も肝臓の活動に関連する。ラットでは、上腸間膜神経節は腹腔神経節から約３ｍｍであると測定された。トランスデューサの直径が約２０ｍｍであり、焦点が１ｍｍであることを考えると、この神経叢上にトランスデューサを正確に配置することが成功の要因であった。オフターゲットの集束させた超音波は、一部の動物が他の動物よりも集束させた超音波ではるかに良好な便の硬さ、血便および結腸の長さを示した理由を説明し得る。同様の考慮事項に沿って、イソフルラン麻酔下で呼吸する動物は、胸部の動きおよびトランスデューサの焦点の変化を引き起こし、続いて腹腔神経叢の誤標的化を引き起こす可能性がある。さらに、これはまた、特定の腹部位置における神経調節が胃腸系内のインクレチン経路の直接活性化をもたらし得るので、集束させた超音波で観察される体重減少を説明し得る。したがって、呼吸誘発性の動きを考慮することにより、標的化を改善することができる。さらに、そのような可変性は、より標的化された（集束された）、拡散効果が少ない比較的小さなトランスデューサを使用する利点に向けることができる。
【0108】
開示される実施形態の技術的効果は、血便などのＩＢＤの影響を低減し、便の硬さを改善し、組織の長さおよび完全性を保護するための、腹腔神経叢上の非侵襲的な集束させた超音波のための技術を含む。本技術は、薬学的介入に応答しない患者を治療するために、または薬学的もしくは外科的介入を増強するために使用され得る。
【0109】
記載されている本明細書は、最良の形態を含む例を使用し、また、任意の装置またはシステムを作製および使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含む開示されている実施形態を、当業者が実施できるようにする。特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が想到する他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲にあることが意図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【国際調査報告】