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.
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.
مفهوم التنشيط المناعي للأم (MIA) تنبع من الدراسات الوبائية على جمعية إصابة الأم بمرض التوحد وانفصام الشخصية 1. نظرا لعدم وجود مسببات الأمراض الفيروسية تكرار اكتشافها في المشيمة أو دماغ الجنين بعد عدوى فيروسية الأمهات 2،3، على فرضية تأثير الإصابة على ذرية أن يكون سبب تنشيط الجهاز المناعي للأم بدلا من مسببات الأمراض أنفسهم .
لإلقاء الضوء على العلاقة بين السبب والنتيجة بين وزارة الداخلية والاضطرابات النفسية، حقن تصنيعه كيميائيا، الفيروسية تقليد ضعف polyinosinic الحمض النووي الريبي RNA: حمض polycytidylic (بولي (I: C)) في القوارض الحوامل قد استخدمت على نطاق واسع في نموذج حيواني لMIA 4،5. ومن المسلم: (C I) التي تشبه عدد مستقبلات 3 (TLR3)، والإدارة الشاملة للبولي (I: C) بولي يدفع الفيروسية مثل الاستجابة الالتهابية الحادة. واحدة من الآليات التي بولي (I: C) العلاقات العامةالعامة oduces تشوهات وneuropathologies السلوكية في النسل هي التي تسبب اختلالا السيتوكينات الالتهابية المؤيدة والمناهضة في محور الأم والمشيمة، الجنين 6. وقد تبنت عدة مجموعات نموذج MIA لفهم مسببات الاضطرابات النفسية 7، ويرجع ذلك إلى المصالح المتنوعة بين المجموعات البحثية، وقد استخدمت نقاط زمنية مختلفة من تنشيط جهاز المناعة لتحقيق اضطرابات مختلفة على نمو الدماغ والسلوكيات 7.
المختبر بول ه باترسون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يتبنى استراتيجية حقن بولي (I: C) في الفئران الحوامل في الجنينية 12.5 يوما (E12.5)، الذي أثبت بنجاح أن وزارة الداخلية غير قادرة على إحداث السلوكية والعصبية، والتغيرات المناعية في النسل التي ترتبط مع مرض التوحد والفصام 8-11. تظهر أعمالنا السابقة التي MIA ذرية عرض الانحرافات السلوكية (على سبيل المثال، impairmen الاجتماعيةر، العجز الاتصالات، وتكرار السلوك، والسلوك للقلق مثل، والكامنة العجز تثبيط 8،10،12)، المناعي التقلبات والسيتوكينات الخلل 8،13،14، تغيير الجنين التعبير الجيني الدماغ 15، وفقدان الخلايا العصبية في فصيص السابع المخيخ 11، تغيير خصائص متشابك في قرن آمون 9، جين العاشر بيئة التفاعل 13، تغيير نفاذية الأمعاء، والقناة الهضمية تكوين الجراثيم 16. وعلاوة على ذلك، يتم تطوير استراتيجيات علاجية وقائية أيضا من هذا 13،16،17 نظام نموذجي. عن طريق حفز MIA في E12.5، وقد أظهرت آخرون أن MIA تنتج تنشيط الجنين دبقية والتغيير التنموي الكوليني في الدماغ الأمامي القاعدية 18، سلالة معينة التفاعل 19، الدماغ الشلل synaptosomal تشوهات التركيبية، والشلل الميتوكوندريا التنفسي abnormalties سلسلة فرط الوظيفة، downregulation من جزيئات synaptosomal الدماغية 17 ،السلوكيات الاكتئاب مثل، وضعف في الإدراك وقرن آمون التقوية على المدى الطويل (الكمونية)، والعجز من البالغين الخلايا العصبية الحصين 20.
هنا، ونحن نقدم طريقة مفصلة لكيفية إحداث MIA في E12.5 التي كتبها بولي (I: C)، وكذلك نماذج لكيفية تطبيق هذا النموذج لدراسة مسببات مرض التوحد وانفصام الشخصية. ومن المهم الإشارة إلى أن وزارة الداخلية هو أحد عوامل الخطر لمجموعة متنوعة من الاضطرابات 4، ونتائجها حساسة للغاية للوقت وطريقة الاستقراء وكذلك تربية السدود الحوامل. على هذا النحو، حتى التناقضات الثانوية بين المختبرات في كثير من الأحيان يؤدي إلى استنساخ منخفض و / أو الظواهر المختلفة في النسل. تم تصميم طريقة لدينا خصيصا للراغبين في دراسة MIA كعامل خطورة البيئي لمرض التوحد وانفصام الشخصية، وصفا مفصلا تقديمها سوف يساعد الباحثين على تحسين استنساخ البيانات الخاصة بهم.
MIA الحث على نوافذ زمنية مختلفة، يشوش الأحداث نمو المخ المختلفة في القوارض، وبالتالي يؤدي إلى تشوهات وneuropathologies سلوكية مختلفة في النسل. هنا، وصفنا بروتوكول للحث وزارة الداخلية في الفئران مع بولي (I: C) الحقن في E12.5. هذا الأسلوب من MIA تحريض يؤدي إلى السلوكية والعصبية، المن?…
The authors have nothing to disclose.
ونود أن تكريم الراحل الدكتور بول ه باترسون لإسهاماته في تقدم نموذج MIA، والتوحد، والبحوث الفصام. ونحن نعترف سركيس ك Mazmanian على دعمه الكبير على هذا البروتوكول. روبن م بايون، وإيفيت غارسيا فلوريس، كارين جيم Lencioni، وليزلي نيومان A. للحصول على المساعدة الإدارية؛ علي Khoshnan ويان جيم كو للمساعدة على تصوير. إلين Y. هسياو وناتاليا Malkova للحصول على المشورة على MIA الاستقراء. جيفري كوكرين، خواكين جوتيريز، كوان واو لي، خايمي رودريجيز، لورينا جيم ساندوفال، وناتالي A. فيردوزكو لتربية الحيوانات الخبراء الخاصة بهم. وأيد هذا العمل من قبل جائزة المعاهد الوطنية للصحة كونتي مركز (NIH 5P50MH086383-04، إلى بول ه باترسون)؛ التوحد يتحدث (# 7670، إلى بول ه باترسون)؛ مؤسسة سيمونز (# 322839، سركيس ك Mazmanian)؛ المعاهد الوطنية للصحة تدريب جرانت (NIH / NRSA T32GM07616 لك-HC)؛ معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الصيفية الجامعية زمالة أبحاث (SURF) (لZY)؛ أمجين برنامج المنح الدراسية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (لZY)؛ والاب زمالة بعد الدكتوراةمجلس أوم الوطنية للعلوم، تايوان (NSC 101-2917-I-564-039، إلى دبليو-LW).
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 |