ウイルスミミックポリ（I：C）で、妊娠中期の段階でのマウスにおける母性免疫活性化の誘導
Summary
Maternal immune activation (MIA) is a model for an environmental risk factor of autism and schizophrenia. The goal of this article is to provide a step-by-step procedure of how to induce MIA in the pregnant mice in order to enhance the reproducibility of this model.
Abstract
Maternal immune activation (MIA) model is increasingly well appreciated as a rodent model for the environmental risk factor of various psychiatric disorders. Numerous studies have demonstrated that MIA model is able to show face, construct, and predictive validity that are relevant to autism and schizophrenia. To model MIA, investigators often use viral mimic polyinosinic:polycytidylic acid (poly(I:C)) to activate the immune system in pregnant rodents. Generally, the offspring from immune activated dam exhibit behavioral abnormalities and physiological alterations that are associated with autism and schizophrenia. However, poly(I:C) injection with different dosages and at different time points could lead to different outcomes by perturbing brain development at different stages. Here we provide a detailed method of inducing MIA by intraperitoneal (i.p.) injection of 20 mg/kg poly(I:C) at mid-gestational embryonic 12.5 days (E12.5). This method has been shown to induce acute inflammatory response in the maternal-placental-fetal axis, which ultimately results in the brain perturbations and behavioral phenotypes that are associated with autism and schizophrenia.
Introduction
母体の免疫活性化（MIA）の概念は、自閉症や統合失調症1と母体感染との関連について疫学研究に由来します。胎盤や母体のウイルス感染2,3-後の胎児の脳で検出可能な複製ウイルス病原体が存在しないために、子孫に感染の影響は、母体の免疫系の活性化ではなく、病原体そのものに起因すると仮定されています。
MIAと精神障害との間の因果関係を解明するために、化学的に合成され、ウイルスを模倣する二本鎖RNAポリイノシンの注入：ポリシチジル酸：妊娠げっ歯類に（ポリ（I C））が広くMIAの動物モデルとして使用されています4,5。ポリ（I：C）は、Toll様受容体3（TLR3）によって認識され、そしてポリ全身投与（I：C）は、ウイルスのような急性炎症反応を誘発します。メカニズムの一つはポリによって（I：C）の広報子孫に行動異常と神経病理をoduces母体の胎盤胎児軸6にプロおよび抗炎症性サイトカインの不均衡を引き起こすことによってです。いくつかのグループは、精神障害7の病因を理解するためにMIAモデルを採用している、と原因の研究グループ間の多様な関心に、免疫活性化の種々の時点では、脳の発達や行動7上の異なる摂動を達成するために使用されてきました。
胚12.5日目に妊娠マウスに正常MIAは、行動、神経学的に誘導することが可能であることを実証した（E12.5）を、（C I）、カリフォルニア工科大学のPaul H.パターソン研究所は、ポリ注入の戦略を採用しています自閉症や統合失調症8-11に関連付けられている子孫および免疫学的変化。私たちの前の作品はMIAの子孫が行動異常（ 例えば、社会impairmenを表示することを示していますトン、通信赤字、反復的な行動、不安様行動、および潜在的阻害赤字8,10,12）、免疫調節不全およびサイトカイン不均衡8,13,14、胎児の脳の遺伝子発現15の変化、小葉VIIにおけるプルキンエ細胞の損失小脳11、海馬9におけるシナプスの性質の変化、遺伝子X環境の相互作用13、腸の透過性の変化、および腸内細菌叢の組成物16の。さらに、治療および予防戦略は、このモデルシステム13,16,17から開発されています。 E12.5でMIAを誘導することにより、他の人がMIAは、脳の脳シナプトソーム超微細構造の異常、脳ミトコンドリア呼吸鎖機能亢進abnormalties、脳シナプトソーム分子のダウンレギュレーション17を胎児ミクログリア活性化および前脳基底部18、株特異的な相互作用19におけるコリン作動性発達変化を生み出すことが示されています、抑うつ様行動、認知および海馬の長期増強（LTP）における障害、および成体の海馬の神経新生20の赤字。
だけでなく、自閉症や統合失調症の病因を研究するためにこのモデルを適用する方法のパラダイム：ここでは、ポリ（C I）によりE12.5でMIAを誘導する方法の詳細な方法を提供します。 MIAが障害4の様々な危険因子であることに注意することが重要であり、その成果は、時間と誘導の方法だけでなく、妊娠中のダムの飼育に非常に敏感です。このように、研究室間の些細な矛盾は、多くの場合、低い再現性および/または子孫で異なる表現型をもたらします。我々の方法は、特に自閉症や統合失調症のための環境リスク因子としてMIAの研究に興味のある人のために設計されており、詳細な説明は、研究者がデータの再現性を向上させるのに役立ちます。
Protocol
Representative Results
Discussion
異なる時間窓でのMIAの誘導は、げっ歯類の異なる脳の発達のイベントを乱し、その結果、子孫に異なる行動異常と神経病理につながります。 E12.5で射出：ここでは、ポリ（C I）を有するマウスにMIAを誘導するためのプロトコルを説明しました。 MIA誘導のこの方法は、行動、神経学、免疫学、および子孫8,10,11,16に自閉症や統合失調症に関連した胃腸の異常をもたらします。 MIAは、環?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
私たちは、MIAモデル、自閉症、統合失調症研究の進歩への貢献のために後半博士ポール・H・パターソンを尊重したいと思います。我々は、このプロトコル上の彼の偉大なサポートのためにサルキスK. Mazmanianを認めます。ルーベンM.バイヨン、イヴェット・ガルシア・フローレス、カレンC. Lencioni、および行政支援のためのレスリーA.ノイマン。撮影上の支援のためのアリKhoshnanとヤンC.コ。 MIA誘導に対する助言のためのエレインY.シャオとナタリアMalkova。彼らの専門家畜産用のジェフリー・S・コクラン、ホアキン・グティエレス、クワンF.リー、ハイメ・ロドリゲス、ロレーナC.サンドバル、とナタリーA. Verduzco。この作品は、（ポール・H・パターソンにNIH 5P50MH086383-04、）NIHコンテセンター賞によってサポートされていました。自閉症は（ポール・H・パターソンに、＃7670）を語ります。 （サルキスK. Mazmanianへ＃322839）シモンズ財団。 NIHトレーニンググラント（K.-HCにNIH / NRSA T32GM07616）。 （ZY）は、カリフォルニア工科大学の夏学部研究フェローシップ（SURF）。アムジェン学者カリフォルニア工科大学（ZYへの）プログラム。そしてポストドクトラルフェローシップFRオム国家科学委員会、台湾（NSC 101から2917-I-564から039、W.-LWへ）。
Materials
| Polyinosinic–polycytidylic acid potassium salt | SIGMA | P9582 | |
| 0.9% sodium chloride INJ. USP | HOSPIRA | NDC 0409-4888-10 | |
| MONOJECT insuline syrinage 3/10 mL 29G x 1/2" | COVIDIEN | 8881600145 | |
| 50 ml conical screw cap tubes | USA SCIENTIFIC | 1500-1211 | |
| Nanodrop 1000 spectrophotometer | THERMO SCIENTIFIC | 1000 | Optional |
| Stereomicroscope | Wild Heerbrugg | M5A | Optional |
| Dumont #5 Forceps Inox Tip Size .10 X .06mm | Roboz | RS-5045 | Optional |
| RNAlater RNA stabilization reagent | Qiagen | 76104 | Optional |
| TRIzol reagent | Life Technologies | 15596-026 | Optional |
| RQ1 Rnase-free DNase | Promega | M610A | Optional |
| iScript cDNA synthesis kit | Bio-Rad | 170-8891 | Optional |
| FastStart universal SYBR green master mix with ROX | Roche | 4913922001 | Optional |
| Real-time PCR | ABI | 7300 | Optional |
| Primer: Il6 forward | Life Technologies | TAGTCCTTCCTACCCCAATTTCC | Optional |
| Primer: Il6 Reverse | Life Technologies | TTGGTCCTTAGCCACTCCTTC | Optional |
| Primer: beta-actin forward | Life Technologies | AGAGGGAAATCGTGCGTGAC | Optional |
| Primer: beta-actin Reverse | Life Technologies | CAATAGTGATGACCTGGCCGT | Optional |
| MicroAmp optical 96-well reaction plate | Life Technologies | 4306737 | Optionl |
| MicroAmp optical adhesive film | Life Technologies | 4311971 | Optionl |
| EthoVision | Noldus | EthoVision | Optionl |
| SR-LAB apparatus (PPI) | San Diego Instruments | SR-LAB | Optionl |
| Marbles | PENN-PLAX | Blue gem stones marbles | Optionl |
| Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (DPBS) | Life Technologies | 21600-069 | Optionl |
| Paraformaldehyde | MACRON | 2621-59 | Optionl |
| Vibratome | Leica | VT1000 S | Optionl |
| Sodium azide | Sigma | S2002 | Optionl |
| Triton x-100 | Sigma | X100 | Optionl |
| Hydrogen peroxide solution | Sigma | 18312 | Optionl |
| Goat serum | Vector Laboratories | S-1000 | Optionl |
| Rabbit anti-calbindin antibody | Abcam | ab11426 | Optionl |
| Biotinlyated goat anti-rabbit IgGantibody | Vector Laboratories | BA-1000 | Optionl |
| VECTASTAIN ABC Kit | Vector Laboratories | PK-4000 | Optionl |
References
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