Normal Farelerde Amiloid-β Peptitler intraserebroventriküler enjeksiyon Akut Alzheimer gibi Bilişsel Açıkları tetikleyebilecek
Summary
Amiloid-β (Aβ) hayvan modeli tanımlanmış bir miktar ve Aβ parçalarının türlerinin yönetimini sağlayan ve her çalışma grubu içinde bireysel farklılıkları azaltır -injected. Bu protokol, normal farelerde Alzheimer-benzeri davranış bozukluğu üretimini sağlayan, stereotaktik araçlar olmaksızın Aβ intraserebroventriküler (ICV) enjeksiyonu anlatılmaktadır.
Abstract
Amyloid-β (Aβ) is a major pathological mediator of both familial and sporadic Alzheimer’s disease (AD). In the brains of AD patients, progressive accumulation of Aβ oligomers and plaques is observed. Such Aβ abnormalities are believed to block long-term potentiation, impair synaptic function, and induce cognitive deficits. Clinical and experimental evidences have revealed that the acute increase of Aβ levels in the brain allows development of Alzheimer-like phenotypes. Hence, a detailed protocol describing how to acutely generate an AD mouse model via the intracerebroventricular (ICV) injection of Aβ is necessary in many cases. In this protocol, the steps of the experiment with an Aβ-injected mouse are included, from the preparation of peptides to the testing of behavioral abnormalities. The process of preparing the tools and animal subjects before the injection, of injecting the Aβ into the mouse brain via ICV injection, and of assessing the degree of cognitive impairment are easily explained throughout the protocol, with an emphasis on tips for effective ICV injection of Aβ. By mimicking certain aspects of AD with a designated injection of Aβ, researchers can bypass the aging process and focus on the downstream pathology of Aβ abnormalities.
Introduction
Alzheimer hastalığı (AD) 'in bir patolojik özelliğidir amiloid-P (Aβ) göz önüne alındığında, AD, hayvan modellerinin geliştirilmesi Aβ nöral aşırı ekspresyonu üzerinde odaklanmıştır. Amiloid öncü proteinin (APP) veya presenilin (PS) mutasyonlar Aβ denge bozulmasına ve sonuçta ailesel AD 1 patogenezinde yol, çünkü APP veya PS gen mutasyonlarını içeren fare modelleri genel olarak kabul edilmiştir. Transgenik farelerin geniş arasında prototip fare modelleri şunlardır: TG2576, PDAPP APP / PS1 ve APP23. Beyinde, bu fareler, genellikle Aβ agregasyonu ve sonunda senil plaklar gösterirler; plak oluşumu, öğrenme ve bellek davranış testleri düşük performans gösteren, bu önemli bir bilişsel bozulma takip eder. doğal insan AD patoloji taklit transgenik fareler kullanılarak nesil böylece di ilerlemesini izlemek için bize izin AD araştırma topluma katkıda bulunmuşturolgunun hastalığı. Bu Aβ plaklar geliştirmek için fareler ay sürer ve daha uzun Aβ kaynaklı sinaptik ve ruhsal bozukluk 2,3 göstermek Ancak, transgenik fareler kullanılarak ekonomik değildir ve zaman alıcıdır. Başlangıçta transgenik fare modellerinin eksikliklerin üstesinden gelmek için alternatif olarak geliştirilen, transgenik olmayan modelleri de yaygın olarak farklı avantajlar nedeniyle kullanılır. AD gibi bilişsel bozukluklar, diğer kimyasal ve fiziksel tetiklenebilir ise patojen kaynaklı AD modeller vasıtasıyla-örneğin skopolamin olarak nörotoksik bileşiklerin enjeksiyonundan lezyonların indüksiyonu gibi, beyin içine Aβ direkt enjeksiyonu ile üretilebilir böyle hipokampus, ya da kortikal hasar 4 ile biliş ilgili alanlarda. Ancak, kognitif bozukluk olmayan patojenik indüksiyon doğru AD temel patofizyoloji yansıtmamaktadır; bunun yerine, sadece semptomatik sonuçlarını taklit eder. Buna karşılık, bir patojen kaynaklı AD modeli,46; -injected fare modeli, AD-benzeri davranış anormallikleri gösterebilir kalmayıp Aβ patoloji, ailesel ve sporadik AD tarafından paylaşılan ortak özelliği gösterebilir.
Beyin dokusunda Aβ plaklar görselleştirmek için zorluk rağmen, AD soruşturma için cazip kılan Aβ enjekte modelin en büyük avantajı kontrol edilebilirliği olduğunu. Araştırmacılar uyuşturucuyla ilgili çalışmalarda hatalı verilere yol açabilir fare modellerinde bireysel farklılıkları ayıklamak yapabilirsiniz. Zamanında ilaç tedavisi aday ilacın mekanizmasına bağlı olarak etkindir; hazırlamak için, Aβ agregasyon inhibitörü Aβ enjeksiyonundan önce uygulanabilir. Ayrıca, araştırmacılar diğer faktörler sıkıca bireysel farklılıklar da dahil olmak üzere, kontrol edilir, çünkü Aβ enjeksiyonundan sonra ortaya çıkan patojenik dönüşüm Aβ maruz türetilmiştir varsayabiliriz.
h Bu protokol, canlı açıklamakumaşla sunulmuştur stereotaktik enstrümanların olmadan Aβ intraserebroventriküler (ICV) enjeksiyon yoluyla normal farelerde bir AD-benzeri fenotipi teşvik. Beyin dokusu ekleme-provoke hasarı en aza indirmek yapısal hasar ve lezyon kaynaklı inflamasyon olasılığını önlemek için şarttır. fare kullanımı tecrübeli eksikliği beklenmedik bir nöronal yaralanmaya yol açar. Ayrıca, enjeksiyon sırasında elde edilecek uygun açı ve derinlik sağlayacak teknikleri sık sık hatalar aşmak için özellikle önemlidir. ICV enjeksiyonundan ayrıntılı, canlı bir açıklama ile birlikte, aşağıdaki protokol ile üretilen modelin güvenilirliği, aşağıdaki bölümlerde açıklanmaktadır. Aşağıdaki protokol böylece sonuçta AD toplum için anlamlı bir keşif yol açabilecek bir Steppingstone sağlayarak, AD araştırmaya katkıda güvenilir ve kolay anlaşılır bir araç olabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokolde en önemli adım Aβ ve ICV enjeksiyonu olduğunu. Bu protokol, stereotaktik araçlar 11,12 olmayan farelerin ICV bölgesine Aβ enjekte etmek için dizayn edilmiştir. Bir deney başlamadan önce, yerine Aβ bir mavi boya ile uygulama enjeksiyonu ön sürenin yeterli maharet elde etmek için yer almalıdır. Enjeksiyondan hemen sonra, pigment enjeksiyonu düzgün gerçekleştirildi olup olmadığını kontrol etmek gerekir. Dikkatle beyin çıkarmak ve uygun bölge mavi boyalı olup olmadığı…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma Kore Sağlık ve Refah Bakanlığı, Cumhuriyet (: H14C04660000 hibe sayısı) tarafından finanse Kore Sağlık Sanayi Geliştirme Enstitüsü (KHIDI) aracılığıyla Kore Sağlık Teknoloji Ar-Ge Projesi hibe ile desteklenmiştir.
Materials
| ICR mouse | Orientbio | male, 6~8 weeks, 27~29 g of body weight | |
| C57BL/6 mouse | Orientbio | male, 6~8 weeks, 21~23 g of body weight | |
| Amyloid-beta1-42 | in house synthesis | n.a. | stock concentration: 1 mM/DMSO, injected concentration: 100 μM/10% DMSO and 90% PBS |
| ICV injection syringe (26s gauge) | Hamilton | 80308 | |
| Evans blue dye (EBD) | abcamBIochemicals | ab120869 | 1 % EBD in PBS |
| DMSO | Sigma | D2650 | |
| PBS | gibco | 10010-023 | |
| Gradi-GelTM II Gradient PAGE Analysis Kit | ELPiS Biotech | EBS-1056 | 15% Gel |
| Precision Plus ProteinTM Dual Xtra Standards | Bio-Rad | 161-0377 | |
| Silver-Staining Kit | GE-Healthcare | 17-1150-01 |
References
- Kam, T. I., Gwon, Y., Jung, Y. K. Amyloid beta receptors responsible for neurotoxicity and cellular defects in Alzheimer’s disease. Cell Mol Life Sci. 71, 4803-4813 (2014).
- Elder, G. A., Gama Sosa, M. A., De Gasperi, R. Transgenic mouse models of Alzheimer’s disease. Mt Sinai J Med. 77, 69-81 (2010).
- Bryan, K. J., Lee, H., Perry, G., Smith, M. A., Casadesus, G., Buccafusco, J. J. . Methods of Behavior Analysis in Neuroscience Frontiers in Neuroscience. , (2009).
- Van Dam, D., De Deyn, P. P. Animal models in the drug discovery pipeline for Alzheimer’s disease. Br J Pharmacol. 164, 1285-1300 (2011).
- Choi, J. W., Kim, H. Y., Jeon, M., Kim, D. J., Kim, Y. Efficient access to highly pure beta-amyloid peptide by optimized solid-phase synthesis. Amyloid. 19, 133-137 (2012).
- Rahimi, F., Maiti, P., Bitan, G. Photo-induced cross-linking of unmodified proteins (PICUP) applied to amyloidogenic peptides. J Vis Exp. , (2009).
- Kim, H. V., et al. Amelioration of Alzheimer’s disease by neuroprotective effect of sulforaphane in animal model. Amyloid. 20, 7-12 (2013).
- Jackson, L. L. VTE on an elevated T-maze. J Comp Psychol. 36, 9 (1943).
- Kim, H. Y., et al. Taurine in drinking water recovers learning and memory in the adult APP/PS1 mouse model of Alzheimer’s disease. Sci Rep. 4, 7467 (2014).
- Paxinos, G., Franklin, B. J. . The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. 2nd edn. , (2001).
- Ledo, J. H., et al. Amyloid-beta oligomers link depressive-like behavior and cognitive deficits in mice. Mol Psychiatry. 18, 1053-1054 (2013).
- Laursen, S. E., Belknap, J. K. Intracerebroventricular injections in mice. Some methodological refinements. J Pharmacol Methods. 16, 355-357 (1986).
- Bromley-Brits, K., Deng, Y., Song, W. Morris water maze test for learning and memory deficits in Alzheimer’s disease model mice. J Vis Exp. , (2011).
- Figueiredo, C. P., et al. Memantine rescues transient cognitive impairment caused by high-molecular-weight abeta oligomers but not the persistent impairment induced by low-molecular-weight oligomers. J Neurosci. 33, 9626-9634 (2013).
- Haley, T. J., McCormick, W. G. Pharmacological effects produced by intracerebral injection of drugs in the conscious mouse. Br J Pharmacol Chemother. 12, 12-15 (1957).
- Harkany, T., et al. Neuroprotective approaches in experimental models of beta-amyloid neurotoxicity: relevance to Alzheimer’s disease. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 23, 963-1008 (1999).
- Wang, D., et al. The allosteric potentiation of nicotinic acetylcholine receptors by galantamine ameliorates the cognitive dysfunction in beta amyloid25-35 i.c.v.-injected mice: involvement of dopaminergic systems. Neuropsychopharmacology. 32, 1261-1271 (2007).
- Yamada, K., Nabeshima, T. Animal models of Alzheimer’s disease and evaluation of anti-dementia drugs. Pharmacol Ther. 88, 93-113 (2000).
- Cho, S. M., et al. Correlations of amyloid-beta concentrations between CSF and plasma in acute Alzheimer mouse model. Sci Rep. 4, 6777 (2014).
