설치류의 시스테 마그나에 정 맥 주입
Summary
여기는 시스테 마그나 cannulation (CMc), 뇌 척추 액체 (CSF)에 추적기, 기판 및 신호 분자를 제공 하는 최소 침 습 방법을 수행 하는 프로토콜에 설명 합니다. 다른 이미지 형식으로 결합, CMc glymphatic 시스템 및 CSF 역학 평가 뿐만 아니라 다양 한 화합물의 두뇌 전체 배달 수 있습니다.
Abstract
시스테 마그나 cannulation (CMc) 두개골 또는 뇌 실질에 요원 손상 없이 뇌 척추 액체 (CSF)에 직접 액세스할 수 있게 하는 간단한 절차 이다. 마 취 설치류, 목 근육의 무딘 해 부에 의해 dura mater의 노출 시스테 마그나 (CM)에 정 맥의 삽입을 허용합니다. 구성 좋은 비스듬한 바늘 또는 모 세관, 붕 정 주사기에 폴 리 에틸렌 (PE) 관을 통해 붙어 있다. 주사기 펌프를 사용 하 여, 분자 수 다음 주입 제어 속도에서 거미 막 밑 공간으로 연속은 CM에 직접. 거미 막 밑 공간에서 우리 중간 액체로 (ISF) 용 질 교환 발생 관통 arterioles, 주위 혈관 주위 공간으로 대류 흐름에 의해 CSF 플럭스를 추적할 수 있습니다. CMc 수행할 수 있습니다 수술 직후 급성 주사 또는 마 취 또는 깨어 나중 주입으로 만성 이식 설치류를 자유롭게 이동. Epifluorescence, 2-광자 현미경 검사 법, 그리고 삽입 된 분자의 physico-화학 특성에 따라 자기 공명 영상 (MRI), 뇌 실질에 추적 프로그램 배포의 정량을 수행할 수 있습니다. 따라서, 다양 한 이미징 기술 함께에서 CMc glymphatic 시스템 및 CSF 역동성 및 기능 평가 위한 강력한 도구를 제공합니다. 또한, CMc 신호 분자와 달리 혈액 뇌 장벽 (BBB)를 교차 하지 수 대사 기판의 빠르고, 뇌 전체 배달에 대 한 도관으로 활용할 수 있습니다.
Introduction
뇌 척추 액체 (CSF) 심 실 시스템 전체와는 해부학 정의 공간에서 연속체에 심, 두뇌 및 척수를 둘러싸는 거미 막 밑 공간에 따라 중앙 신경 시스템 (CNS)를 목욕. CSF의 주요 기능 중 하나는 대사와 뇌 실질에서 용액의 클리어런스에 대 한 경로 제공 것입니다. 클리어런스는 최근에 발견 된 glymphatic 시스템1, 뇌 주변 림프 시스템에 아날로그를 통해 촉진 된다. 여기, 우리가 설명 하 고 시스테 마그나 cannulation (CMc), CSF에 분자의 직접 배달 하는 최소 침 습 방법을 토론. CMc는 glymphatic 함수를 공부 하는 주요 방법입니다. CSF 역학 연구 및 혈관 주위 공간에 따라 뇌 실질에 비 혈액 뇌 장벽 (BBB) 침투성 분자의 빠르고, 뇌 전체 배달 또한, CMc의 적용할 수도 있습니다.
CMc는 시스테 마그나 (CM)의 CSF 가득한 공간으로 레이블이 지정 된 추적 분자 또는 마약을 제공 하는 CNS 통해 CSF 운동 역학의 생리 적 원리를 이용 한다. 분자는 CM. 분자 다음 CSF 대량 흐름 paravascular 공간1를 통해 뇌 실질에 의해 실행 된다 atlanto-후 두 경 막 막 덮 음에 이식 정 맥을 통해 주입 됩니다. CMc를 통해 주입 하는 추적 프로그램 또는 대비 에이전트 뇌 실질 입력 레이블된 분자의 강도 레벨을 측정 하 여 CSF 운동 및 glymphatic 유입의 평가 허용 CSF의 움직임을 다음과 같습니다. CMc 다른 이미징 기술로 epifluorescence, 2-광자 현미경 검사 법, 자기 공명 영상 (MRI)와 호환 됩니다. 또한,이 평가 될 수 있다 vivo에서 또는 비보 전을 수행. 중요 한 것은, CMc에서 마 취 또는 자연 수 면 중 뿐만 아니라 깨어 있는, 자유롭게 움직이는 동물에 glymphatic 시스템의 시각화 할 수 있습니다.
CMc 기술은 유체 역학, CSF에서의 다양 한 측면을 공부 하는 이용 될 수 있다 하지만 glymphatic 시스템을 공부 하는 데 특히 유용 것을 입증 했다. Glymphatic 활동 astrocytic 관 포장 endfeet의 막에 닿는 aquaporin-4 (AQP-4) 물 채널을 통해 periarterial 공간에서 CSF의 대류 흐름을 드라이브. 대류 흐름 CSF와 뇌 실질 내의 간 질 성 액체 (ISF)의 교환 수 있습니다. CSF/ISF 신진 대사 폐기물 및 용액을 포함 하는 perivenous 공간2,3를 통해 뇌 실질에서 다음 제거 됩니다. 궁극적으로, CSF/ISF 최근 설명된 듀 럴 림프 혈관4,5를 통해 주변에 도달합니다. Glymphatic 시스템은 아 밀 로이드 β2와 같은 유해한 폐기물 대사 산물의 정리를 위한 중요 한 보였다. 또한, glymphatic 클리어런스 장애인 당뇨병8 및9알 츠 하이 머 병 동물 모델에서 노화6, 외상 성 뇌 부상7, 후에 이다. 특히, glymphatic 활동은 종속, 또는 깨어1에 비해 마 취 중 상당히 높은 활동을 보여주는 상태. 실제로, 젊은 마 취 동물 가장 높은 glymphatic 활동을 전시 한다. 따라서, glymphatic 활동의 실험 부 량이 건강과 질병에서의 역할을 공부 하는 경우 중요 합니다.
여러 연구 결과 CSF 역동성 및 뇌 실질에 중간 액체로 (ISF)의 교환 언급. 그러나, 레이블이 분자 전달 되는 메서드는 오히려 침략, 트리거링 뇌 실질 손상 intracranial 압력 (ICP)에 변화 (참조10검토). 몇 가지 예는 intraventricular 또는 intraparenchymal 주사 craniotomy 또는 한 버의 시추를 포함 두개골에 구멍. 이러한 절차 변경 ICP, 따라서 glymphatic 함수2방해 하 보였다. 또한, 이러한 침략 방법 astrogliosis을 유발 하 고 뇌 실질 손상 된 지역 및 그 주변11,12AQP-4 immunoreactivity를 증가. 이다, AQP-4 glymphatic 시스템의 핵심 요소는, CMc는 그것의 연구에 대 한 선택의 방법입니다. 더 많은 침략 적 절차에 비해 CMc의 주요 이점은, ICP 변경 및 astrogliosis, 각각 피하는 그대로 두개골과 뇌 실질의 유지 이다. 따라서, 다른 이미징 도구와 함께에서 CMc glymphatic 시스템 뿐 아니라 역학을 공부 하는 가능성의 광범위 및 신경 질환의 동물 모델에서 뿐만 아니라 항상성, 유체 흐름의 메커니즘에 대 한 열립니다.
시스테 마그나 cannulation (CMc) 절차는 뇌 척추 액체 (CSF)에 간단 하 고 직접 액세스할 수 있습니다. 다른 분자 (예: 형광 추적기, MRI 조 영제) 주입 하 여는 실험 CSF 구획 내의 그들의 움직임을 추적 하 고 glymphatic 시스템의 활동을 평가할 수 있습니다. 다음 프로토콜 모두 급성 CMc를, 수술, 그리고 동물이 나중 주입에 대 한 수술에서 복구 하는 정 만성 이식 직후 주사에 대해 설명 합니다. 급성과 만성 이식의 가장 중요 한 차이점은 만성 이식 깨어 쥐에 glymphatic 활동의 연구에 대 한 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리는 시스테 마그나 cannulation (CMc), CSF 구획에 레이블이 분자를 제공 하는 간단한 방법을 제공 합니다에 대 한 자세한 절차를 설명 하는 프로토콜을 제시 했습니다. CMc는 CSF 역동성, vivo에서 그리고 vivo, 전 다른 이미징 형식 또는 조직학을 사용 하 여 다음 시각화 수 있습니다.
CMc 기술의 주요 장점 중 하나는 craniotomy를 뇌를 노출 하지 않고도 거미 막 밑 공간에 ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 Novo Nordisk 기초 및 신경 성 질환의 국가 학회 및 치기, NINDS/NIH (M.N.) 지원 되었다. A.L.R.X. 및 S.H R은 각각 박사 친교와 Lundbeck 재단에서 박사 학위 장학금 받는 사람.
Materials
| SOPIRA Carpule 30G 0.3 x 12mm | Kulzer | AA001 | |
| Polyethylene Tubing 0.024” OD x 0.011” ID | Scandidact | PE10-CL-500 | |
| 30G x ½” 0.3 x 12 mm Luer-Lock | Chirana T. Injecta | CHINS01 | |
| Chlorhexidine 0.5% (chlorhexidine digluconate) | Meda AS | no catalogue number, see link in comments | http://www.meda.dk/behandlingsomrader/desinfektion/desinfektion-af-hud/klorhexidin-sprit-medic-05/ |
| Alcohol Swab 70% Isopropyl Alcohol 30 x 60mm | Vitrex Medical A/S | 520213 | |
| Viskoese Oejendraeber Ophtha | Ophtha | 145250 | |
| Wooden applicator, Double cotton bud (Ø appr. 4 – 5 mm, length appr. 12 mm) | Heinz Herenz | 1032018 | |
| Eye spears | Medicom | A18005 | |
| Ferric chloride 10% solution | Algeos | NV0382 | |
| Kimtech Science Precision Wipes Tissue Wipers | Kimberly Clark Professional | 05511 | |
| Loctite Super Glue Precision 5g | Loctite | no catalogue number, see link in comments | http://www.loctite-consumer.dk/da/produkter/superglue-liquid.html |
| Insta-Set CA Accelerator | Bob Smith Industries | BSI-152 | |
| Dental Cement Powder | A-M Systems | 525000 | |
| Surgical weld | Kent Scientific Corporation | INS750391 | |
| Hamilton syringe GASTIGHT® , 1700 series, 1710TLL, volume 100 μL, PTFE Luer lock | Hamilton syringes | 1710TLL | |
| LEGATO 130 Syringe pump | KD Scientific | 788130 | |
| Paraformaldehyde powder, 95% | Sigma Aldrich | 158127 | |
| Phosphate buffered saline (PBS; 0.01M; pH 7.4) | Sigma Aldrich | P3813 | |
| Ovalbumin, Alexa Fluor 647 Conjugate | Thermo Fisher Scientific | O34784 | |
DAPI (diamidino-2-phenylindole) Solution (1 mg/mL) |
Thermo Fisher Scientific | 62248 | |
| Dextran, Fluorescein, 3000 MW, Anionic | Thermo Fisher Scientific | D3305 | |
| E-Z Anesthesia EZ-7000 Classic System | E-Z Systems | EZ-7000 | |
| Attane Isofluran 1000 mg/g | ScanVet | 55226 | |
| Euthanimal 200mg/mL (sodium pentobarbital) | ScanVet | 545349 | |
| Ketaminol Vet 100 mg/mL (ketamine) | Intervet International BV | 511519 | |
| Rompin Vet 20 mg/mL (xylazin) | KVP Pharma + Veterinär Produkte GmbH | 148999 | |
| Xylocain 20 mg/mL (lidocain) | AstraZeneca | 158543 | |
| Marcain 2.5 mg/mL (bupivacain) | AstraZeneca | 123918 | |
| Bupaq Vet 0.3 mg/mL (buprenorphine) | Richter Pharma AG | 185159 |
Riferimenti
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