Пилокарпин модель височной эпилепсии и ЭЭГ мониторинга с использованием системы манулами мышей
Summary
Эта рукопись описывает метод вызывая эпилептический статус путем инъекций системных пилокарпин и мониторинга спонтанное периодических изъятий в живых животных, с использованием беспроводной телеметрии видео и системы электроэнцефалограммы. Этот протокол может использоваться для изучения патофизиологические механизмы хронической эпилепсии, epileptogenesis и острые приступы.
Abstract
Височная эпилепсия (TLE) является общей неврологические расстройства в зрелом возрасте. Для трансляционного исследования хронического эпилепсии эпилептический статус, пилокарпин индуцированной (SE) часто выбирается резюмировать спонтанное периодические приступы (SRS). Здесь мы представляем протокол SE индукции внутрибрюшинного (и.п.) для инъекций пилокарпин и мониторинг хронических повторяющиеся судороги в живых животных, с использованием беспроводной телеметрии видео и системы электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Мы продемонстрировали заметные изменения в поведении, которые требуют внимания после инъекции пилокарпин и их корреляции с гиппокампа нейрональных потери на 7 дней и 6 недель после пилокарпин. Мы также описывают экспериментальные процедуры имплантации электродов для видео и записи ЭЭГ и анализ частоты и продолжительности хронический рецидивирующий судорог. Наконец мы обсуждаем возможные причины, почему ожидаемые результаты не достигаются в каждом конкретном случае. Это обеспечивает обзор основных моделирования хронический эпилепсии у мышей и руководящие принципы для устранения неполадок. Мы считаем, что этот протокол может служить в качестве основы для подходящих моделей хронических эпилепсии и epileptogenesis.
Introduction
TLE является одним из наиболее распространенных приобретенных эпилепсий1. Люди с эпилепсией испытывают периодические приступы вследствие ненормальной деятельности нейронов в мозге2,3. Учитывая, что TLE зачастую неразрешимыми, важно понять основные механизмы, лежащие в основе развития эпилепсии.
Животные модели, которые можно резюмировать основные характеристики человека TLE может предложить лучшее понимание TLE патофизиологии, что позволяет нам легко контролировать и управлять критическими факторами в epileptogenesis. Среди них chemoconvulsants индуцированной SE был широко используется4,5. В отличие от других моделей эпилепсия, например электрической стимуляции, который показывает не склероз гиппокампа и надежной SRS6,7,8системного введения chemoconvulsants может имитировать клинических патогенеза человека TLE, т.е., первоначальный черепно-мозговой травмы, латентного периода и хронического эпилептический стадии проявляется SRS5,9,10. Таким образом этот метод может использоваться в различных исследованиях, объясняя механизмов острого повреждения головного мозга, epileptogenesis или ареста пресечение. Кроме того аналогичные тем, которые видели в человека TLE, дополнительным обоснованием использования TLE грызунов модели10,,1112гистопатологические изменения, вызванные chemoconvulsants. Примечательно структурные повреждения, с участием гиппокампа были последовательно воспроизведены в обеих моделях кислоты – и пилокарпин индуцированной SE Каиновая. Однако по сравнению с Каиновая кислоты инъекции, пилокарпин модель может производить более надежной SRS в мышей, которые может предложить значительные преимущества для изучения хронических эпилепсии при рассмотрении широкая доступность трансгенные мыши линии5, 13 , 14 , 15. Кроме того, захват прогрессии после инъекции пилокарпин обычно быстрее, чем в модели Каиновая кислоты, предоставляя дополнительные доказательства для эффективного использования пилокарпин модели эпилепсии.
Здесь мы демонстрируем способ заставить SE и.п. инъекции пилокарпин и выполняя видео и ЭЭГ-мониторинг в хронический эпилепсии.
Protocol
Representative Results
Discussion
Эта работа описывает экспериментальной процедуры для SE индукции и оценки хронического судорог.
Ряд факторов может повлиять на Успешный SE индукции. Точная поведенческие наблюдения согласно шкале Расина имеет решающее значение для развития SRS. Кивал головой, Клонус перед…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Национальный фонд исследований Кореи (NRF) Грант, финансируемых правительством Кореи (СР 2014R1A1A3049456) и Грант от Кореи медицинских технологий R & D проекта через Корея здравоохранения промышленности развития института (ХИДИ), финансируется министерством здравоохранения и социального обеспечения, Республика Корея (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 |
Referências
- 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).
