マウスにおけるフリーハンド脳室内注射
Summary
ここでは、フリーハンドアプローチを用いて(すなわち、脳定位装置なしで)マウスに脳室内注射を行うための簡便かつ迅速なアプローチが記載される。
Abstract
神経内分泌系の調査では、多くの場合、薬物、ウイルス、またはその他の実験薬をマウスの脳に直接送達する必要があります。脳室内(ICV)注射により、実験薬を脳全体(特に心室近くの構造)に広範囲に送達することができます。ここでは、成体マウスにフリーハンドでICV注射を施す方法について説明する。マウスの頭部に視覚的および触覚的なランドマークを使用することにより、側脳室への注射を迅速かつ確実に行うことができます。注射は、実験者の手に持ったガラス注射器で行われ、ランドマークからおおよその距離に置かれます。したがって、この技術は脳定位固定装置フレームを必要としません。さらに、この技術は短時間のイソフルラン麻酔のみを必要とするため、覚醒して自由に行動するマウスのマウスの行動および/または生理機能をその後評価することができます。フリーハンドICV注射は、生きたマウスの脳に実験薬を効率的に送達するための強力なツールであり、頻繁な採血、神経回路操作、または神経内分泌プロセスを調べるための in vivo 記録などの他の技術と組み合わせることができます。
Introduction
神経内分泌研究には、薬物1、ウイルス2、細胞3などの実験薬を脳に送達することがしばしば必要になります。薬剤が血液脳関門を容易に通過しない場合、または実験目的が薬剤の中枢効果を特異的に試験することである場合、脳に注射を送達するための信頼できる方法を持つことが重要です。さらに、脳室内(ICV)腔への注射は、薬剤を脳内に広く分布させる機会を提供し、大きな標的領域を提供するため、注射が成功する可能性が高まります2。
ICV注射を行うための一般的な方法は、永久留置カニューレの留置を含む。このアプローチでは、カニューレが所定の位置に接着またはセメントで固定されるときに、市販またはカスタムメイドのカニューレを位置決めするために脳定位固定装置フレームが必要である。多くの場合、回復時に、超生理学的用量のアンジオテンシンIIがカニューレを通して投与され、飲酒行動がすぐに観察された場合、カニューレは正しく配置されていると見なされます4。このアプローチには、長期注入を行う能力や、同じ動物を複数回注射する能力など、多くの利点があります。さらに、アンジオテンシンIIを採用する場合、実験化合物の投与前に正しい配置を確認できます。しかし、永久カニューレの留置には、高価な機器(脳定位固定装置フレーム)の必要性、留置後のカニューレの損傷の可能性(例えば、マウスがケージメイトのカニューレを噛む可能性がある)、永久カニューレ周辺の感染の可能性など、いくつかの制限があります。単回ICV注射は、脳定位固定装置フレーム3を使用して行うことができるが、これは効果的であるが、麻酔への相当な曝露を必要とするため、治療のいくつかの急性生理学的および行動的影響を不明瞭にする可能性がある。さらに、マウスを脳定位固定装置に留置するには、安定した留置を行い、外耳道の破裂を防ぐために、かなりのトレーニングが必要です。
ここでは、マウスにフリーハンド注射をするための確立された方法が記載される。この方法は、以前のレポート5,6に基づいています。この技術の利点は、シンプルで迅速であり、脳定位固定装置フレームなどの特殊な機器を必要としないことです。後述するように、この手順では、マウスの頭部のランドマークに対してガラス製の注射器を操作して注射を行いますが、これは迅速に行うことができるため、実験当日に数分のガス麻酔で済みます。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここでは、マウスにICV注射を行なうための簡便かつ効果的な手段について説明する。この技術は脳定位固定装置を必要としないため、薬物や実験薬を中央に送達するためのこのアプローチは、より多くの研究者が利用することができます。さらに、このアプローチは、調製と注入手順を迅速に実行できるため、比較的高いスループットです。
この手順では、針とガラス?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Kellie Breen Church博士、Michael Kreisman氏、Jessica Jang氏には、代表的な結果に示されたデータの収集に貢献していただいたことに感謝します。この研究は、米国国立衛生研究所(NIH)R00 HD104994(R.B.M.)の支援を受けた。
Materials
| 18-gauge blunt needles | SAI Infusion | B18-150 | |
| 18-gauge needles | BD Medical | 305195 | |
| Alcohol pads | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Bench pad | Fisher Scientific | 14-206-62AC22 | |
| Betadine solution | Fisher Scientific | NC1696484 | |
| Buprenorphine | Patterson Vet Supply | 07-892-5235 | Controlled substance |
| Eyelube | Fisher Scientific | 50-218-8442 | |
| Glass syringe | Hamilton | 7634-01 | |
| Injection needle | Hamilton | 7803-01 | 27 gauge, Small Hub RN needle, point style: 4, Needle length: 10cm, Angle: 45 |
| Isoflurane | Patterson Vet Supply | 07-893-8441 | |
| Isoflurane vaporizer | Vet Equip | V-10 | |
| Laboratory Tape | VWR | 89098-128 | |
| Medical grade oxygen | Airgas | OX USPEA | |
| Paraformaldehyde | Millipore-Sigma | 8.18715.1000 | |
| Phosphate Buffered Saline | Fisher Scientific | J67802.K2 | |
| PulsaR Software | Open source, University of Otago | See ref 9 | |
| Ruler | Fisher Scientific | 12-00-152 | |
| Silastic tubing (0.040" I.D.) | DOW | 508-005 | |
| Silastic tubing (0.078" I.D.) | DOW | 508-009 | |
| Sterile saline | VWR | 101320-574 | |
| Sucrose | Fisher Scientific | S5-500 |
Referências
- Roseweir, A. K., et al. Discovery of potent kisspeptin antagonists delineate physiological mechanisms of gonadotropin regulation. Journal of Neuroscience. 29 (12), 3920-3929 (2009).
- Kim, J. Y., Grunke, S. D., Levites, Y., Golde, T. E., Jankowsky, J. L. Intracerebroventricular viral injection of the neonatal mouse brain for persistent and widespread neuronal transduction. Journal of Visualized Experiments. (91), e51863 (2014).
- Taylor, Z. V., Khand, B., Porgador, A., Monsonego, A., Eremenko, E. An optimized intracerebroventricular injection of CD4(+) T cells into mice. STAR Protocols. 2 (3), 100725 (2021).
- Russo, K. A., et al. Circadian control of the female reproductive axis through gated responsiveness of the RFRP-3 system to VIP signaling. Endocrinology. 156 (7), 2608-2618 (2015).
- Laursen, S. E., Belknap, J. K. Intracerebroventricular injections in mice. Some methodological refinements. Journal of Pharmacological Methods. 16 (4), 355-357 (1986).
- Haley, T. J., McCormick, W. G. Pharmacological effects produced by intracerebral injection of drugs in the conscious mouse. British Journal of Pharmacology and Chemotherapy. 12 (1), 12-15 (1957).
- McCosh, R. B., et al. Insulin-induced hypoglycaemia suppresses pulsatile luteinising hormone secretion and arcuate Kiss1 cell activation in female mice. Journal of Neuroendocrinology. 31 (12), e12813 (2019).
- Wu, J., et al. Transcardiac perfusion of the mouse for brain tissue dissection and fixation. Bio-Protocol. 11 (5), e3988 (2021).
- Comba, A., et al. Laser capture microdissection of glioma subregions for spatial and molecular characterization of intratumoral heterogeneity, oncostreams, and invasion. Journal of Visual Experiments. (158), e60939 (2020).
- Porteous, R., et al. Reformulation of PULSAR for analysis of pulsatile LH secretion and a revised model of estrogen-negative feedback in mice. Endocrinology. 162 (11), (2021).
- Hohmann, J. G., et al. Differential role of melanocortins in mediating leptin’s central effects on feeding and reproduction. American Journal of Physiology: Regulatory, Integrative, and Comparative Physiology. 278 (1), R50-R59 (2000).
- Gottsch, M. L., et al. A role for kisspeptins in the regulation of gonadotropin secretion in the mouse. Endocrinology. 145 (9), 4073-4077 (2004).
- Krasnow, S. M., et al. A role for galanin-like peptide in the integration of feeding, body weight regulation, and reproduction in the mouse. Endocrinology. 144 (3), 813-822 (2003).
