측 두 엽 간 질 및 뇌 파 마우스에 Radiotelemetry 시스템을 사용 하 여 모니터링 Pilocarpine 모델
Summary
이 원고 조직의 pilocarpine 주입 상태 epilepticus를 유도 및 무선 원격 비디오 및 뇌 파 시스템을 사용 하 여 라이브 동물에 자발적인 재발 성 발작을 모니터링 방법을 설명 합니다. 이 프로토콜은 만성 간 질, epileptogenesis, 그리고 급성 발작의 pathophysiologic 메커니즘을 공부에 대 한 이용하실 수 있습니다.
Abstract
측 두 엽 간 질 (TLE) 성인에서 일반적인 신경학 적인 장애입니다. 만성 간 질의 변환 연구, pilocarpine 유도 상태 epilepticus (SE) 자발적인 재발 성 발작 (SRS) 정리를 자주 선택 됩니다. 여기 우리 pilocarpine의 복 (i.p.) 주입 및 무선 원격 비디오 및 뇌 파 (EEG) 시스템을 사용 하 여 라이브 동물에서 만성 반복 발작의 모니터링에 의해 SE 유도의 프로토콜을 제시. 우리 pilocarpine 주입 후에 7 일 그리고 6 주 후 pilocarpine hippocampal 신경 손실 그들의 상관 관계 주의 필요로 하는 주목할 만한 행동 변화를 설명 했다. 우리는 또한 비디오 및 뇌 파 기록을 위한 전극 이식의 실험 절차 및 주파수의 분석 및 만성 재발 성 발작의 기간을 설명합니다. 마지막으로, 우리는 가능한 이유 왜 예상된 결과 각 경우에 달성 하지 논의. 이 마우스 및 문제 해결에 대 한 지침에 만성 간 질 모델링의 기본적인 개요를 제공 합니다. 이 프로토콜은 만성 간 질 및 epileptogenesis의 적합 한 모델에 대 한 초기 계획으로 사용할 수 있습니다 생각 합니다.
Introduction
TLE 가장 일반적인 획득된 epilepsies1중 하나입니다. 간 질을 가진 사람들 뇌2,3에 비정상적인 신경 활동의 결과로 재발 성 발작을 경험합니다. TLE 자주 세공는, 간 질의 개발 기본 기본 메커니즘을 이해 하기 결정적 이다.
인간의 TLE의 주요 특징을 정리 할 수 있는 동물 모델의 TLE 이상, 우리가 쉽게 모니터링 하 고 epileptogenesis에 중요 한 요소를 조작 수 있도록 더 나은 감사를 제공할 수 있습니다. 그 중, chemoconvulsants 유도 SE 널리4,5되었습니다. 다른 간 질 모델을 보여주는 hippocampal sclerosis 없고 강력한 SRS6,7,의8, 전기 자극과 달리 chemoconvulsants의 조직의 주입 인간의 TLE의 임상 병을 모방 수 있습니다. 즉, 초기 뇌 손상, 잠재성 기간, 그리고 만성 간 질 무대 만들어 낸 SRS5,,910. 따라서,이 기술은 급성 뇌 손상, epileptogenesis, 또는 발작 억제의 메커니즘을 설명 하는 다양 한 연구에 활용할 수 있습니다. 또한, histopathological 변경 chemoconvulsants에 의해 유도 된 인간의 TLE, TLE 설치류 모델10,,1112의 사용에 대 한 추가 논리를 제공 본 그와 유사 하다. 특히, 해 마와 관련 된 구조적 손상 모두 kainic 산 및 pilocarpine-유도 SE 모델에 일관 되 게 재현 되어 있다. 그러나, kainic 산 주입에 비해 pilocarpine 모델 생산할 수 있는 쥐 유전자 변형 마우스 라인5, 의 넓은 가용성을 고려할 때 만성 간 질을 공부에 대 한 상당한 이점을 제공할 수 있는 보다 강력한 SRS 13 , 14 , 15. 게다가, 발작 진행 후 pilocarpine 주입은 일반적으로 보다 빠른 kainic 산 모델에서 간 질의 pilocarpine 모델의 효과적인 사용에 대 한 추가 증거를 제공 하.
여기, pilocarpine의 i.p. 주입 및 비디오 및 만성 간 질에서 뇌 파 모니터링을 수행 하 여 SE 유도 하는 방법을 설명 합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 작품에서는 SE 유도 및 만성 발작의 평가 대 한 실험 절차를 설명합니다.
여러 가지 요인 성공적인 SE 유도 영향을 수 있습니다. 라신 규모에 따라 정확한 행동 모니터링 하는 것이 SRS의 개발에 대 한 중요 합니다. 머리를 끄 덕, forelimb clonus, 양육, 그리고 떨어지는 하는 행동의 SE 단계4,16으로 급성 발작. 일단 첫 번째 모터 발작 감?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 한국 정부 (NRF-2014R1A1A3049456)에 의해 투자 하는 한국 국립 연구 재단 (NRF) 그랜트와 한국 건강 기술 R & D 프로젝트 통해는 한국 보건 산업 개발 연구소 (진흥원), 부여에 의해 지원 되었다 보건 복지, 한국 공화국 (HI15C2854)에 의해 자금.
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).
