चूहों में Radiotelemetry प्रणाली का उपयोग करते हुए लौकिक पालि मिर्गी और ईईजी निगरानी के Pilocarpine मॉडल
Summary
इस पांडुलिपि प्रणालीगत pilocarpine इंजेक्शन और एक वायरलेस टेलीमेट्री वीडियो और इलॅक्ट्रोसेफेलॉग्राम प्रणाली का उपयोग कर जीवित पशुओं में सहज आवर्तक बरामदगी की निगरानी के द्वारा स्थिति एपिलेप्टिकस उत्प्रेरण की एक विधि का वर्णन करता है । इस प्रोटोकॉल पुरानी मिर्गी, epileptogenesis, और तीव्र बरामदगी के pathophysiologic तंत्र का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है ।
Abstract
लौकिक पालि मिर्गी (TLE) वयस्कता में एक आम स्नायविक विकार है । क्रोनिक मिर्गी के शोधों के अध्ययन के लिए, pilocarpine-प्रेरित स्थिति एपिलेप्टिकस (एसई) अक्सर दोहराऊंगा सहज आवर्तक बरामदगी (एसआरएस) के लिए चुना जाता है । यहाँ हम एक वायरलेस टेलीमेट्री वीडियो और इलॅक्ट्रोसेफेलॉग्राम (ईईजी) प्रणाली का उपयोग कर रहते जानवरों में पुरानी आवर्ती बरामदगी की pilocarpine और निगरानी के intraperitoneal (आईएफसआई) इंजेक्शन द्वारा एसई प्रेरण के एक प्रोटोकॉल मौजूद. हम उल्लेखनीय व्यवहार परिवर्तन है कि pilocarpine इंजेक्शन और 7 दिन और 6 सप्ताह के बाद pilocarpine हिप्पोकैम्पस न्यूरॉन हानि के साथ उनके संबंध के बाद ध्यान देने की जरूरत का प्रदर्शन किया । हम भी वीडियो और ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए इलेक्ट्रोड आरोपण के प्रायोगिक प्रक्रियाओं का वर्णन है, और आवृत्ति और पुरानी आवर्तक बरामदगी की अवधि का विश्लेषण. अंत में, हम संभावित कारणों की चर्चा क्यों प्रत्येक मामले में अपेक्षित परिणाम प्राप्त नहीं कर रहे हैं । यह चूहों और समस्या निवारण के लिए दिशानिर्देश में पुरानी मिर्गी मॉडलिंग का एक बुनियादी सिंहावलोकन प्रदान करता है । हमारा मानना है कि इस प्रोटोकॉल क्रोनिक मिर्गी और epileptogenesis के उपयुक्त मॉडलों के लिए एक आधार रेखा के रूप में सेवा कर सकते हैं ।
Introduction
TLE एक सबसे आम का अधिग्रहण किया है epilepsies1। मिर्गी के साथ लोगों को मस्तिष्क में असामान्य ंयूरॉन गतिविधियों का एक परिणाम के रूप में आवर्तक बरामदगी का अनुभव2,3. यह देखते हुए कि TLE अक्सर असभ्य है, यह मिर्गी के विकास के अंतर्निहित बुनियादी तंत्र को समझने के लिए महत्वपूर्ण है ।
पशु मॉडल है कि मानव TLE की प्रमुख विशेषताओं दोहराऊंगा कर सकते है TLE pathophysiology की बेहतर सराहना की पेशकश कर सकते हैं, हमें आसानी से निगरानी और epileptogenesis में महत्वपूर्ण कारकों में हेरफेर करने की अनुमति । उनमें से, chemoconvulsants प्रेरित एसई व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया है4,5। ऐसे विद्युत उत्तेजना जो कोई हिप्पोकैम्पस स्केलेरोसिस और मजबूत एसआरएस6,7,8, chemoconvulsants के प्रणालीगत इंजेक्शन से पता चलता है के रूप में अंय मिर्गी मॉडल, विपरीत मानव TLE के नैदानिक रोगजनन नकल कर सकते हैं, यानी, प्रारंभिक मस्तिष्क की चोट, एक अव्यक्त अवधि, और एक पुरानी मिरगी चरण एसआरएस5,9,10प्रकट । इसलिए, इस तकनीक को विभिंन अध्ययनों में उपयोग किया जा सकता है तीव्र मस्तिष्क क्षति, epileptogenesis, या जब्ती दमन के तंत्र समझा । इसके अलावा, histopathological परिवर्तन chemoconvulsants द्वारा प्रेरित मानव TLE में देखा उन लोगों के लिए समान हैं, TLE कुतर मॉडल के उपयोग के लिए एक अतिरिक्त तर्क प्रदान10,11,12। विशेष रूप से, संरचनात्मक हिप्पोकैम्पस शामिल नुकसान लगातार दोनों kainic एसिड में reproduced किया गया है-और pilocarpine-प्रेरित एसई मॉडल । हालांकि, kainic एसिड इंजेक्शन की तुलना में, pilocarpine मॉडल चूहों में अधिक मजबूत एसआरएस का उत्पादन कर सकते हैं, जो ट्रांसजेनिक माउस लाइनों की व्यापक उपलब्धता पर विचार करते समय पुरानी मिर्गी का अध्ययन करने के लिए बड़े पैमाने पर लाभ की पेशकश कर सकते हैं, 13 , 14 , 15. इसके अलावा, जब्ती प्रगति pilocarpine इंजेक्शन के बाद आम तौर पर kainic एसिड मॉडल की तुलना में तेजी से है, मिर्गी के एक pilocarpine मॉडल के प्रभावी उपयोग के लिए अतिरिक्त सबूत प्रदान.
यहां, हम pilocarpine के आईएफसआई इंजेक्शन से और क्रोनिक मिर्गी में वीडियो और ईईजी निगरानी प्रदर्शन से एसई उत्प्रेरण की एक विधि का प्रदर्शन ।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह काम एसई प्रेरण और पुरानी बरामदगी के मूल्यांकन के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं का वर्णन ।
कई कारकों सफल एसई प्रेरण प्रभावित कर सकते हैं । रेसिन पैमाने के अनुसार सटीक व्यवहार निगरानी एसआरए…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
कोरिया स्वास्थ्य उद्योग विकास संस्थान (KHIDI) के माध्यम से कोरियाई सरकार (एनआरएफ-2014R1A1A3049456) और कोरिया स्वास्थ्य प्रौद्योगिकी अनुसंधान एवं विकास परियोजना से अनुदान के रूप में वित्त पोषित नेशनल रिसर्च फाउंडेशन (एनआरएफ) ने इस काम का समर्थन किया था, स्वास्थ्य एवं कल्याण मंत्रालय, कोरिया गणराज्य (HI15C2854) द्वारा वित्त पोषित ।
Materials
| C57BL/6 | Envigo | C57BL/6NHsd | |
| Scopolamine methyl nitrate | Sigma | S2250 | Make 10X stock |
| Terbutaline hemisulfate salt | Sigma | T2528 | Make 10X stock |
| Pilocarpine hydrochloride | Sigma | P6503 | |
| Intensive care unit | Daejong instrument industry Co., Ltd. | 28~30℃ | |
| Ketamine hydrochloride | Yuhan corporation | ||
| Xylazine hydrochloride | Bayer Korea | ||
| Diazepam | SAMJIN | ||
| Castor oil (Kolliphor EL) | Sigma | C5135 | Polyoxyl 35 hydrogenated castor oil |
| Saline | Daihan pharm. Co. | ||
| 5% Dextrose | Daihan pharm. Co. | ||
| Iodine solution (Povidin) | Firson | ||
| vet ointment (Terramycin) | Pfizer | ||
| Blue Nylon | AILEE | NB617 | |
| Mupirocin (Bearoban) | Daewoong Pharmaceutical Co., Ltd | ||
| Ketoprofen | Samchundang Pharm. Co., Ltd | 5 mg/kg | |
| Gentamicin | Huons, Ltd. | 5 mg/kg | |
| 1 mL syringe | Sung shim medial Co., Ltd. | ||
| 26 guage needle | Sung shim medial Co., Ltd. | 26 G * 13 mm (1/2") | |
| 30 guage needle | Sung shim medial Co., Ltd. | 30 G * 13 mm (1/2") | |
| Razor blade | Dorco | ||
| Drill | Saeshin precision Co., Ltd. | 207A, 35K (speed) | |
| Telemetry video/EEG system | Data sciences International. Inc. | Version 5.20-SP6 | |
| Implantable transmitter | Data sciences International. Inc. | ETA-F10 | |
| Screw | Sungho Steel | M1.4, 2 mm length stainless steel | |
| Vertex dental material | Dentimex | ||
| Acetone | Duksan pure chemicals Co., Ltd. | CAS 67-64-1 | |
| Paraformaldehyde (PFA) | millipore | 1.04005.1000 | 4 % |
| Sucrose | Sigma | S9378 | 30 % solution in 0.01 M PBS |
| Cresyl violet acetate | Sigma | C5042 | |
| Ethanol | EMD Millipore Co. | UN1170 | |
| xylene | Duksan pure chemicals Co., Ltd. | UN1307 | |
| Acetic acid glacial | Junsei chemical | 31010-0350 | |
| FSC33 Clear | Leica biosystems | OCT compound for tissue freezing | |
| DPX Mounting for histology | Sigma | 6522 | |
| Forceps | Fine science tools | 11002-12 | |
| Scissors | Solco biomedical | 02-2445 | |
| Stereotaxic frame | David Kopf Instruments | E51070012 |
References
- Chang, B. S., Lowenstein, D. H. Epilepsy. N Engl J Med. 349 (13), 1257-1266 (2003).
- Scharfman, H. E. The neurobiology of epilepsy. Curr Neurol Neurosci Rep. 7 (4), 348-354 (2007).
- Rakhade, S. N., Jensen, F. E. Epileptogenesis in the immature brain: emerging mechanisms. Nat Rev Neurol. 5 (7), 380-391 (2009).
- Cavalheiro, E. A. The pilocarpine model of epilepsy. Ital J Neurol Sci. 16 (1-2), 33-37 (1995).
- Curia, G., Longo, D., Biagini, G., Jones, R. S., Avoli, M. The pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. J Neurosci Methods. 172 (2), 143-157 (2008).
- Morimoto, K., Fahnestock, M., Racine, R. J. Kindling and status epilepticus models of epilepsy: rewiring the brain. Prog Neurobiol. 73 (1), 1-60 (2004).
- Levesque, M., Avoli, M. The kainic acid model of temporal lobe epilepsy. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 37 (10), 2887-2899 (2013).
- Sharma, A. K., et al. Mesial temporal lobe epilepsy: pathogenesis, induced rodent models and lesions. Toxicol Pathol. 35 (7), 984-999 (2007).
- Hellier, J. L., Dudek, F. E. Chemoconvulsant model of chronic spontaneous seizures. Curr Protoc Neurosci. 9, 19 (2005).
- Pitkanen, A., Lukasiuk, K. Molecular and cellular basis of epileptogenesis in symptomatic epilepsy. Epilepsy Behav. 14, 16-25 (2009).
- Mathern, G. W., Adelson, P. D., Cahan, L. D., Leite, J. P. Hippocampal neuron damage in human epilepsy: Meyer’s hypothesis revisited. Prog Brain Res. 135, 237-251 (2002).
- Turski, W. A., et al. Limbic seizures produced by pilocarpine in rats: behavioural, electroencephalographic and neuropathological study. Behav Brain Res. 9 (3), 315-335 (1983).
- Brulet, R., Zhu, J., Aktar, M., Hsieh, J., Cho, K. O. Mice with conditional NeuroD1 knockout display reduced aberrant hippocampal neurogenesis but no change in epileptic seizures. Exp Neurol. 293, 190-198 (2017).
- Cho, K. O., et al. Aberrant hippocampal neurogenesis contributes to epilepsy and associated cognitive decline. Nat Commun. 6, 6606 (2015).
- Cavalheiro, E. A., Santos, N. F., Priel, M. R. The pilocarpine model of epilepsy in mice. Epilepsia. 37 (10), 1015-1019 (1996).
- Racine, R. J. Modification of seizure activity by electrical stimulation. II. Motor seizure. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 32 (3), 281-294 (1972).
- Hester, M. S., Danzer, S. C. Accumulation of abnormal adult-generated hippocampal granule cells predicts seizure frequency and severity. J Neurosci. 33 (21), 8926-8936 (2013).
- Shibley, H., Smith, B. N. Pilocarpine-induced status epilepticus results in mossy fiber sprouting and spontaneous seizures in C57BL/6 and CD-1 mice. Epilepsy Research. 49 (2), 109-120 (2002).
- Borges, K., et al. Neuronal and glial pathological changes during epileptogenesis in the mouse pilocarpine model. Exp Neurol. 182 (1), 21-34 (2003).
- Pavlova, M. K., Shea, S. A., Bromfield, E. B. Day/night patterns of focal seizures. Epilepsy Behav. 5 (1), 44-49 (2004).
