המודל פילוקרפין של אפילפסיה של אונה רקתית EEG ניטור באמצעות מערכת Radiotelemetry בעכברים
Summary
כתב יד זה מתאר שיטה של גרימת סטטוס אפילפטיקוס בזריקה פילוקרפין מערכתית ואת הפיקוח התקפים חוזרים ונשנים ספונטנית בבעלי חיים באמצעות וידאו אלחוטית טלמטריה העוויתיים המערכת. פרוטוקול זה יכול להיות מנוצל ללמוד את המנגנונים pathophysiologic של אפילפסיה כרונית, epileptogenesis התקפים חריפה.
Abstract
אפילפסיה של האונה הרקתית (TLE) היא הפרעה נוירולוגית נפוצה בבגרות. ללימודים translational של אפילפסיה כרונית, פילוקרפין-induced סטטוס אפילפטיקוס (SE) נבחרה לעתים קרובות כדי לסכם התקפים חוזרים ונשנים ספונטנית (SRS). כאן אנו מציגים פרוטוקול האינדוקציה SE על-ידי הזרקת בקרום הבטן (i.p.) פילוקרפין ובפיקוח של התקפים חוזרים כרונית בבעלי חיים באמצעות וידאו אלחוטית טלמטריה מערכת העוויתיים (EEG). להדגים שינויים התנהגותיים בולטים שדורשים תשומת לב אחרי הזרקת פילוקרפין ו שלהם קורלציה עם אובדן עצביים בהיפוקמפוס 7 ימים, פילוקרפין שלאחר 6 שבועות. אנו מתארים גם את ההליכים ניסיוני של השרשה אלקטרודה עבור וידאו ו- EEG הקלטה ולאחר ניתוח תדירות ומשך של התקפים חוזרים ונשנים כרונית. לבסוף, נדון על סיבות אפשריות מדוע לא מושגות התוצאות הצפויות בכל מקרה ומקרה. זה מספק סקירה בסיסית של מידול אפילפסיה כרונית עכברים והנחיות לפתרון. אנו מאמינים שפרוטוקול זה יכול לשמש בסיס עבור דגמים מסוימים של אפילפסיה כרונית, epileptogenesis.
Introduction
TLE הוא אחד הנפוצים epilepsies רכשה1. אנשים עם אפילפסיה לחוות התקפים חוזרים ונשנים בשל חריגה פעילויות עצביים במוח2,3. בהתחשב בכך TLE לעתים קרובות בלתי פתיר, חשוב להבין את המנגנונים הבסיסיים שבבסיס הפיתוח של אפילפסיה.
מודלים בעלי חיים יכולים לסכם את איפיוני המפתח של TLE האנושי יכול להציע הערכה טובה יותר של TLE פתופיזיולוגיה, אשר מאפשר לנו לעקוב ולטפל גורמים קריטיים epileptogenesis בקלות. ביניהם, SE chemoconvulsants-induced כבר בשימוש נרחב4,5. שלא כמו דגמים אחרים של אפילפסיה, כגון גירוי חשמלי אשר מציג אין בהיפוקמפוס טרשת נפוצה וחזקים SRS6,7,8, הזרקה מערכתית של chemoconvulsants דימה קליניים בפתוגנזה של TLE אנושי, דהיינופגיעה מוחית ראשונית, תקופה כמוס, אפילפסיה כרונית של שלב וקיימות SRS5,9,10. לכן, טכניקה זו יכול להיות מנוצל במחקרים שונים להסביר את המנגנונים של נזק מוחי חריפה, epileptogenesis או דיכוי התקף. יתר על כן, histopathological שינויים המושרה על ידי chemoconvulsants דומים לאלה לראות TLE אנושי, מתן של רציונל נוסף לשימוש של TLE מודלים מכרסמים10,11,12. ראוי לציין, נזקים מבניים מעורבים ההיפוקמפוס היה עקבי שפירטתי בשני המודלים חומצה – ו פילוקרפין-induced SE kainic. עם זאת, בהשוואה להזרקת חומצה kainic, המודל פילוקרפין יכול לייצר SRS עמידים יותר בעכברים, אשר יכולים להציע יתרונות ובודאי ללמוד אפילפסיה כרונית כאשר בוחנים את הזמינות רחב של העכבר הטרנסגניים קווים5, 13 , 14 , 15. Moreover, התקדמות פרכוס לאחר הזרקת פילוקרפין היא בדרך כלל מהיר יותר במודל חומצה kainic, מתן ראיות נוספות לשימוש יעיל של מודל פילוקרפין של אפילפסיה.
כאן, נדגים שיטה של SE גרימת על ידי הזרקה i.p. של פילוקרפין ועל ידי ביצוע וידאו ומעקב EEG באפילפסיה כרונית.
Protocol
Representative Results
Discussion
עבודה זו מתארת את נהלי ניסיוני של אינדוקציה SE והערכה של התקפים כרונית.
מספר גורמים יכולים להשפיע על אינדוקציה SE מוצלחת. ניטור התנהגותית מדויק על-פי קנה המידה של ראסין הינה קריטית לפיתוח של SRS. הראש מהנהן, קלונוס forelimb, גידול, ונפילה הן גולת התנהגותית של התקפים חריפה מתפתחת SE של…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי המענק הלאומי מחקר קרן של קוריאה (NRF) במימון הממשלה קוריאנית (ה-NRF-2014R1A1A3049456), מענק של קוריאה בריאות טכנולוגיית R & D פרויקט דרך קוריאה בריאות תעשיית פיתוח המכון (KHIDI), במימון משרד הבריאות & רווחה, הרפובליקה של קוריאה (HI15C2854).
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).
