CNS içine Hedeflenen Madde Teslimat için Fare Mikrocerrahi İnfüzyon Tekniği<i> yoluyla</i> İç Karotis Arter
Summary
The present protocol describes a mouse microsurgery infusion technique, which effectively delivers substances directly into the brain via the internal carotid artery.
Abstract
Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous substances into the brain. These exogenous substances may induce injurious impact or constitute therapeutic strategy. The most common delivery methods of exogenous substances into the brain are based on systemic deliveries, such as subcutaneous or intravenous routes. Although commonly used, these approaches have several limitations, including low delivery efficacy into the brain. In contrast, surgical methods that locally deliver substances into the CNS are more specific and prevent the uptake of the exogenous substances by other organs. Several surgical methods for CNS delivery are available; however, they tend to be very traumatic. Here, we describe a mouse infusion microsurgery technique, which effectively delivers substances into the brain via the internal carotid artery, with minimal trauma and no interference with normal CNS functionality.
Introduction
Merkezi sinir sisteminin in vivo modellerde (CNS) hastalıkları, beyin bu tür ilaçlar, patojenlerin veya eksozom gibi eksojen madde, etkili bir teslim gerektirir. Bu nedenle, ideal bir dağıtım yöntemi, hayvana en az travmaya neden nöronal ağ bütünlüğünü korumak ve beyin 1 yüksek madde konsantrasyonları elde etmelidir.
Yerel madde sağlama çeşitli cerrahi yöntem içi kılıf, intraserebral, intraventriküler enjeksiyonlar veya implantlar, 2, 3, 4, 5 de dahil olmak üzere tarif edilmiştir. Bu yaklaşımlar, ancak, CNS travmatik kabul ve ilgi maddenin sadece düşük hacimli yönetimine izin vardır. Ayrıca, dış kaynaklı maddelerin hızlı bir şekilde beyin omurilik sıvısı 6 çıkarılabilir ileri sürülmüştür </skadar>, ve yukarıda belirtilen teknikler kullanıldığı zaman beyin parankiması için düşük penetrasyon aralığı 7 gözlenmiştir. Bunlar merkezi sinir sistemine maddeleri sunan düşük etkinliği sergileyen ancak örneğin oral, akciğer, deri altı ve damar içi yollar gibi sistemik uygulama yöntemleri, daha yaygın olarak diğer organlarda 8, 9 alımı nedeniyle, hayvan modelleri kullanılmaktadır. Bu nedenle, teslimat bu rotalar yan etki ve toksisite 10, 11 riskini artıran, yönetilen maddelerin yüksek dozda gerektirir.
Burada, etkili doğrudan internal karotid arter yoluyla beyine maddeleri sağlayan bir fare infüzyon mikrocerrahi tekniği, açıklar. CNS teslimat hedeflemenin yanı sıra, bu teknik, normal fizyolojik engelleri aşmak ve bu nedenle biologica son derece alakalı değilbeyne terapötik veya patojenlerin pasajlar yer l süreçleri.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada anlatılan infüzyon mikrocerrahi gövdesi 1, 12 boyunca istenmeyen yayılmasını önleyerek, CNS içine çeşitli biyolojik özellikleri eksojen maddelerin teslim çok başarılı olduğu kanıtlanmıştır. Kan-beyin bariyerinin bozulması çok merkezi sinir sistemi ile ilgili hastalıkların patolojik özelliğidir; Bu nedenle, kan-beyin bariyeri ile ekzojen maddelerin ilişkisini değerlendirmek büyük önem ve ilgi konusudur.
<p class="jove_con…Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank Dr. Lei Chen (Icahn School of Medicine at Mount Sinai, NY) who first established the use of this model in our laboratory, and to Dr. Gretchen Wolff (German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany) for disseminating the technique in our laboratory. Supported in part by HL126559, DA039576, MH098891, MH63022, MH072567, DA027569, and NSC 2015/17/B/NZ7/02985.
Materials
| Anesthesia instrument | Vetequip | 901806 |
| Surgical scissors | Fine Science Tool | 14558-09 |
| Surgical forceps straight tip | Fine Science Tool | 00108-11 |
| Surgical forceps angled tip | Fine Science Tool | 00109-11 |
| Spring scissors | Fine Science Tool | 15000-08 |
| Nylon suture | Braintree Scientific | SUT-S 104 |
| Capillary tubing (Micro-Renathane 0.010” x 0.005” per ft.) | Braintree Scientific | MRE01050 |
| Closing suture | VWR | 95057-036 |
| Isoflurane | Piramal | |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | FisherScientific | 50-121-8005 |
Riferimenti
- Chen, L., Swartz, K. R., Toborek, M. Vessel microport technique for applications in cerebrovascular research. J Neurosci Res. 87 (7), 1718-1727 (2009).
- Frisella, W. A., et al. Intracranial injection of recombinant adeno-associated virus improves cognitive function in a murine model of mucopolysaccharidosis type VII. Mol Ther. 3 (3), 351-358 (2001).
- Wei, L., Erinjeri, J. P., Rovainen, C. M., Woolsey, T. A. Collateral growth and angiogenesis around cortical stroke. Stroke. 32 (9), 2179-2184 (2001).
- Wu, G., et al. Targeted delivery of methotrexate to epidermal growth factor receptor-positive brain tumors by means of cetuximab (IMC-C225) dendrimer bioconjugates. Mol Cancer Ther. 5 (1), 52-59 (2006).
- Pignataro, G., Studer, F. E., Wilz, A., Simon, R. P., Boison, D. Neuroprotection in ischemic mouse brain induced by stem cell-derived brain implants. J Cereb Blood Flow Metab. 27 (5), 919-927 (2007).
- Sugiyama, Y., Kusuhara, H., Suzuki, H. Kinetic and biochemical analysis of carrier-mediated efflux of drugs through the blood-brain and blood-cerebrospinal fluid barriers: importance in the drug delivery to the brain. J Control Release. 62 (1-2), 179-186 (1999).
- Pardridge, W. M. Drug and gene delivery to the brain: the vascular route. Neuron. 36 (4), 555-558 (2002).
- Vantyghem, S. A., Postenka, C. O., Chambers, A. F. Estrous cycle influences organ-specific metastasis of B16F10 melanoma cells. Cancer Res. 63 (16), 4763-4765 (2003).
- Huang, R. Q., et al. Efficient gene delivery targeted to the brain using a transferrin-conjugated polyethyleneglycol-modified polyamidoamine dendrimer. FASEB J. 21 (4), 1117-1125 (2007).
- Liu, R., Martuza, R. L., Rabkin, S. D. Intracarotid delivery of oncolytic HSV vector G47Delta to metastatic breast cancer in the brain. Gene Ther. 12 (8), 647-654 (2005).
- Kumar, P., et al. Transvascular delivery of small interfering RNA to the central nervous system. Nature. 448 (7149), 39-43 (2007).
- Wrobel, J. K., Wolff, G., Xiao, R., Power, R. F., Toborek, M. Dietary Selenium Supplementation Modulates Growth of Brain Metastatic Tumors and Changes the Expression of Adhesion Molecules in Brain Microvessels. Biol Trace Elem Res. , (2015).
