Ved hjelp av en bipolar elektrode for å lage en temporal lobe epilepsi musemodell ved elektrisk tenning av amygdala

Summary

Amygdala spiller en nøkkelrolle i temporallappsepilepsi, som stammer fra og forplanter seg fra denne strukturen. Denne artikkelen gir en detaljert beskrivelse av fabrikasjon av dype hjerneelektroder med både opptaks- og stimulerende funksjoner. Den introduserer en modell av medial temporallappsepilepsi som stammer fra amygdala.

Abstract

Amygdala er en av de vanligste opprinnelsene til anfall, og amygdala musemodellen er viktig for illustrasjonen av epilepsi. Imidlertid har få studier beskrevet den eksperimentelle protokollen i detalj. Dette papiret illustrerer hele prosessen med amygdala elektrisk tenning epilepsi modell gjør, med innføring av en metode for bipolar elektrode fabrikasjon. Denne elektroden kan både stimulere og registrere, og redusere hjerneskade forårsaket av implantering av separate elektroder for stimulering og opptak. For langtidsopptak av elektroencefalogram (EEG) ble glideringer brukt til å eliminere rekordavbrudd forårsaket av kabelfloker og fall av.

Etter periodisk stimulering (60 Hz, 1 s hvert 15. minutt) av basolateral amygdala (AP: 1,67 mm, L: 2,7 mm, V: 4,9 mm) i 19,83 ± 5,742 ganger, ble full tenning observert hos seks mus (definert som induksjon av tre kontinuerlige grad V-episoder klassifisert etter Racines skala). Intrakranial EEG ble registrert gjennom hele kindlingprosessen, og det ble observert en epileptisk utflod i amygdala på 20-70 s etter opptenning. Derfor er dette en robust protokoll for modellering av epilepsi med utspring i amygdala, og metoden er egnet til å avdekke amygdalaens rolle ved temporallappsepilepsi. Denne forskningen bidrar til fremtidige studier av mekanismene bak mesial temporallappsepilepsi og nye antiepileptogene legemidler.

Introduction

Temporallappsepilepsi (TLE) er den mest utbredte typen epilepsi og har høy risiko for konvertering til medikamentresistent epilepsi. Kirurgi, som selektiv amygdalohippocampectomy, er en effektiv behandling for TLE, og epileptogenese og ictogenese av sykdommen er fortsatt under utredning ^1,2. Patogenese av TLE har vist seg å forekomme ikke bare i hippocampus, men også i stor utstrekning i amygdala ^3,4. For eksempel har både amygdala sklerose og amygdala utvidelse blitt hyppig rapportert som opprinnelsen til TLE anfall ^5,6. Betydningen av amygdala kan ikke undervurderes; En amygdalamodell er essensiell for studiet av epileptogenese, og det haster med en tydelig illustrasjon av denne modellen.

Flere tilnærminger har blitt foreslått for å indusere anfall i dyremodeller. Tidligere ble krampestillende legemidler injisert intraperitonealt på et tidlig stadium⁷. Selv om denne metoden var praktisk, var lokalisasjonen av epileptiske foci usikker. Med utviklingen av stereotaktisk teknologi og et detaljert dyrehjerneatlas ble intrakraniell legemiddelinjeksjon brukt for å løse problemet med lokalisering⁸. Manglende intervensjon ved alvorlige anfall i akuttfasen medførte imidlertid høy dødelighet, og kroniske spontane anfall ble ledsaget av problemet med ustabil interiktal- og anfallsfrekvens ^9,10. Til slutt ble den elektriske tenningsmetoden utviklet; Denne metoden stimulerer periodisk bestemte hjernegrupper flere ganger, slik at anfall kan induseres med sikker kontroll over både plasseringen og starttiden¹¹.

En fordel med denne metoden er at den intrakraniale implantasjonen av elektroder er minimalt invasiv¹². Videre er alvorlighetsgraden av anfallet kontrollerbar ved avslutning av stimuli, noe som reduserer dødeligheten forårsaket av anfallene. Disse endringene løste manglene i de tidligere tilnærmingene. Spesielt kan denne modellen tilstrekkelig etterligne menneskelige anfall og er spesielt egnet for studier av status epilepticus (SE) på grunn av sin evne til å indusere SE raskt¹³. Det kan også brukes til screening av antiepileptisk legemiddel¹⁴ og i studier på epilepsimekanismen. Til slutt er det velkjent at amygdala er nært forbundet med minnemodulering, belønningsbehandling og følelser¹⁵. Forstyrrelser i disse mentale funksjonene oppstår ofte hos epileptiske pasienter, og dermed kan amygdala epilepsimodellen være et bedre valg for å studere emosjonelle problemer ved epilepsi¹⁶.

Protocol

Dette eksperimentet ble godkjent av Experimental Animal Ethics Committee of Xuanwu Hospital, Capital Medical University. Alle mus ble holdt i dyrelaboratoriet på Xuanwu Hospital, Capital Medical University. Denne protokollen er delt inn i fire deler. De to første delene introduserer metoden for å bygge elektroden og den elektriske kretsen ved hjelp av en glidering for å koble elektrodene og EEG-opptaks- / stimuleringsutstyret. Den tredje delen beskriver operasjonsmetoden for elektrodeimplantasjon, og den fjerde delen…

Representative Results

Elektroden og kretsen gjør at EEG kan registreres og fungere som en stimulering (figur 1); Dette oppsettet unngår kompleksiteten ved å implantere, registrere og stimulere elektroder separat og minimerer skade på hjernevevet. Påføringen av glideringer tillater elektrodetilkobling med alle typer enheter. Vi utførte elektrodeimplantasjonskirurgi på seks friske voksne mannlige C57BL/6-mus, og elektrisk stimulering ble utført 2 uker etter operasjonen. Det atfe…

Discussion

Epilepsi er en gruppe sykdommer med flere manifestasjoner og ulike årsaker¹⁸; Det skal bemerkes at ingen enkelt modell kan brukes for alle typer epilepsi, og forskere må velge en passende modell for deres spesifikke studie. Denne studien introduserer en av de mest tilgjengelige metodene for elektrodefabrikasjon. Ulike deler av denne metoden kan justeres for å tilpasse seg ulike eksperimentelle forhold.

Denne metoden benytter elektroder med både stimulerende og oppta…

Materials

Alexa Fluor 488-conjugated Donkey anti-Rabbit IgG	invitrogen	A-21206
c-Fos antibody		ab222699
Cranial drill	SANS	SA302
dental cement	NISSIN
EEG recording and stimulation equipment	Neuracle Technology (Changzhou) Co., Ltd	NSHHFS-210803
lead-free tin wire	BAKON
Pin header/Female header	XIANMISI		spacing of 1.27 mm
Silver wire	A-M systems	786000
Slip ring	Senring Electronics Co.,Ltd	SNM008-04
Tungsten wire	A-M systems	796000
ultrafine multi-stand wire	Shenzhen Chengxing wire and cable	UL10064-FEP
welding equipment	BAKON	BK881