تطوير نموذج من جانب واحد lesioned الفأر 6 OHDA من مرض باركنسون
Summary
يوصف بروتوكول للأداء من جانب واحد 6 OHDA الآفات من حزمة الدماغ الأمامي وسطي في الفئران. هذا الأسلوب لديه معدل وفيات منخفضة (13.3٪) مع 89٪ من الحيوانات على قيد الحياة يظهر> فقدان 95٪ من الدوبامين الجسم المخطط و90،63 -4،02٪ ± التحيز التناوب ipsiversive نحو الجانب من الآفة.
Abstract
أثبت lesioned من جانب واحد 6 hyroxydopamine (6-OHDA)-lesioned نموذج الفئران من مرض الشلل الرعاش (PD) أنها لا تقدر بثمن في تعزيز فهمنا للآليات التي تقوم عليها أعراض الشلل الارتعاشي، لأنه يلخص التغيرات التي طرأت على الدوائر العقد القاعدية والصيدلة التي لوحظت في مرضى الشلل الارتعاشي 1-4. ومع ذلك، فإن التغييرات الدقيقة الخلوية والجزيئية التي تحدث في القشرة الجسم المخطط نقاط الاشتباك العصبي للمسارات الانتاج في المخطط، والذي هو منطقة مدخلا رئيسيا من العقد القاعدية لا تزال بعيدة المنال، ويعتقد أن هذا الموقع حيث التشوهات المرضية الكامنة وراء أعراض باركنسونية تنشأ 3 (5).
في المشتريات، وفهم الآليات الكامنة وراء التغيرات في العقد القاعدية انحطاط الدوائر التالية من المسار nigro-الجسم المخطط قد تقدمت بشكل كبير من خلال تطوير كروموسوم اصطناعي البكتيرية (BAC) الفئران الإفراط في التعبير عن البروتينات الفلورية الخضراء مدفوعا تعزيز8، مما يسمح لهم درس في العزلة:؛: مسارات محددة للناتج اثنين الجسم المخطط (eGFP-D2 وeGFP A2A-طريقا غير مباشر eGFP-D1 طريق مباشر) روبية. على سبيل المثال، واشارت دراسات حديثة أن هناك تغيرات باثولوجية في اللدونة متشابك في الفئران باركنسونية 9،10. ومع ذلك، فإن هذه الدراسات تستخدم الفئران الأحداث، ونماذج من الشلل الرعاش الحاد. ومن غير الواضح ما إذا كانت التغييرات وصفها في الفئران البالغين مع آفات 6 OHDA مستقر تحدث أيضا في هذه النماذج. وقد حاولت جماعات أخرى لتوليد مستقرة من جانب واحد lesioned فأر بالغ 6-PD OHDA نموذج من قبل lesioning حزمة الدماغ المقدم الإنسية (MFB)، للأسف، كان معدل وفيات الأطفال في هذه الدراسة عالية جدا، مع 14٪ فقط على قيد الحياة لعملية جراحية لمدة 21 أيام أو أكثر 11. الدراسات الحديثة قد ولدت داخل nigral الآفات مع كل من معدل وفيات منخفض وكان> فقدان 80٪ من الخلايا العصبية الدوبامين، وحرية التعبير ولكن من خلل الحركة التي يسببها لام دوبا 11،12،13،14 متغيرفي هذه الدراسات. آخر نموذج الفأر راسخة من PD هو الفأر MPTP lesioned-15. في حين أثبت هذا النموذج مفيدة في تقييم وكلاء اعصاب محتمل 16، هو أقل ملاءمة لفهم الآليات التي يقوم عليها أعراض من المشتريات، وهذا النموذج غالبا ما يفشل للحث على العجز الحركي، ويظهر تفاوت كبير في مدى انتشار آفة 17 و 18 .
هنا وضعنا مستقر من جانب واحد الفأر نموذج 6-OHDA lesioned من المشتريات من قبل الادارة مباشرة من OHDA-6 في MFB، والذي يسبب باستمرار> فقدان 95٪ من الجسم المخطط الدوبامين (مقاسا HPLC)، فضلا عن إنتاج السلوكية لاحظ الخلل في توصيفه جيدا من جانب واحد نموذج الفئران 6-OHDA lesioned من المشتريات. وهذا نموذج الفأر وضعت حديثا من PD تثبت أداة قيمة لفهم الآليات التي يقوم عليها جيل من أعراض الشلل الارتعاشي.
Protocol
Discussion
هذا البروتوكول وصفا لطريقة لتوليد مستقرة من جانب واحد الفأر نموذج 6-OHDA lesioned من مرض باركنسون، والذي هو تكرار للغاية، مع نسبة نجاح عالية الآفة، ومعدل وفيات منخفض. ويمكن لنجاح عملية جراحية آفة 6 OHDA يقدر بسهولة عن طريق قياس السلوك العفوي مع التناوب> تناوب ipsiversive 70٪ يدل عل…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل وزارة الشؤون الخارجية والتجارة الدولية (حكومة كندا)، وجامعة تورنتو كونوت الصندوق، ومؤسسة الكندي للابتكار، NSERC، ومؤسسة Krembil وتثق به لعلاج الشلل الرعاش.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| desipramine HCl | Sigma-Aldrich, Oakville, ON, Canada | D125 | 25mg/kg |
| pargyline HCl | Sigma-Aldrich, Oakville, ON, Canada | P8013 | 5mg/kg |
| 6-OHDA HBr | Sigma-Aldrich, Oakville, ON, Canada | H116 | 3mg / mouse |
| stereotaxic Frame | Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA | Model 900 | |
| mouse ear cups | Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA | Model 921 Zygoma Ear Cups | |
| mouse incisor bar | Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA | Model 923B | |
| mouse anaesthesia mask | Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA | Model 923B | |
| priming kit (containing 250ml syringe) | Hamilton Company, Reno, NV, USA | PRMKIT 81120 | |
| RN compression fitting kit (1 mm) | Hamilton Company, Reno, NV, USA | 55750-01 | |
| PEEK tubing from RN compression fitting kit< (1/16th inch) | Hamilton Company, Reno, NV, USA | 55751-01 | |
| dual small hub RN Coupler | Hamilton Company, Reno, NV, USA | 55752-01 | |
| luer to small hub RN adaptor | Hamilton Company, Reno, NV, USA | 55753-01 | |
| 1ml 25S syringe model 7001KH | Hamilton Company, Reno, NV, USA | 80100 | |
| *33G removable needle (RN) pack of 6. . Custom 1 inch with 45<° bevel | Hamilton Company, Reno, NV, USA | 7803-05 | |
| Scissors | Fine Science Tools, Vancouver, BC, Canada. | 14084-08 | |
| Scalpel | Fine Science Tools, Vancouver, BC, Canada | 10003-12 | |
| Scalpel blades | Fine Science Tools, Vancouver, BC, Canada | 10035-20 | |
| Forcep | Fine Science Tools, Vancouver, BC, Canada | 11608-15 | |
| Hemostats | Fine Science Tools, Vancouver, BC, Canada. | 13004-14 | |
| Isoflurane | Abbot | 02241315 | 2-3% |
| Suters (Vicryl 4.0) | Syneture | SS-683 | |
| Steriliser | Fine Science Tools, Vancouver, BC, Canada | 18000-45 | |
| Infusion Pump | Harvard Apparatus | PhD 22/2000 | |
| Needles (27G) | Becton Dickinson | 305109 | |
| Needles (25G) | Becton Dickinson | 305127 | |
| Syringes (1ml) | BD syringe | 309692 | |
| Anaesthesia trolley | LEI medical | M2000 | |
| Baytril | CDMV, St. hyacinthe, QC | 102207 | |
| Lidocaine | CDMV, St. hyacinthe, QC | 3914 | |
| Betadine solution | CDMV, St. hyacinthe, QC | 19955 |
References
- Costall, B., Naylor, R. J., Pycock, C. Non-specific supersensitivity of striatal dopamine receptors after 6-hydroxydopamine lesion of the nigrostriatal pathway. Eur. J. Pharmacol. 35, 276-283 (1976).
- Maneuf, Y. P., Mitchell, I. J., Crossman, A. R., Brotchie, J. M. On the role of enkephalin cotransmission in the GABAergic striatal efferents to the globus pallidus. Exp. Neurol. 125, 65-71 (1994).
- Robertson, G. S., Robertson, H. A. Evidence that L-dopa-induced rotational behavior is dependent on both striatal and nigral mechanisms. J. Neurosci. 9, 3326-3331 (1989).
- Ungerstedt, U., Arbuthnott, G. W. Quantitative recording of rotational behavior in rats after 6-hydroxy-dopamine lesions of the nigrostriatal dopamine system. Brain Res. 24, 485-493 (1970).
- Brotchie, J. M. Novel approaches to the symptomatic treatment of parkinsonian syndromes: alternatives and adjuncts to dopamine-replacement. Curr. Opin. Neurol. 10, 340-345 (1997).
- Besson, M. J., Graybiel, A. M., Nastuk, M. A. [3H]SCH 23390 binding to D1 dopamine receptors in the basal ganglia of the cat and primate: delineation of striosomal compartments and pallidal and nigral subdivisions. Neuroscience. 26, 101-119 (1988).
- Gerfen, C. R. D1 and D2 dopamine receptor-regulated gene expression of striatonigral and striatopallidal neurons. Science. 250, 1429-1432 (1990).
- Schiffmann, S. N., Jacobs, O., Vanderhaeghen, J. J. Striatal restricted adenosine A2 receptor (RDC8) is expressed by enkephalin but not by substance P neurons: an in situ hybridization histochemistry study. J. Neurochem. 57, 1062-1067 (1991).
- Hutchison, W. D. Differential neuronal activity in segments of globus pallidus in Parkinson’s disease patients. Neuroreport. 5, 1533-1537 (1994).
- Pan, H. S., Penney, J. B., Young, A. B. Gamma-aminobutyric acid and benzodiazepine receptor changes induced by unilateral 6-hydroxydopamine lesions of the medial forebrain bundle. J. Neurochem. 45, 1396-1404 (1985).
- Pan, H. S., Walters, J. R. Unilateral lesion of the nigrostriatal pathway decreases the firing rate and alters the firing pattern of globus pallidus neurons in the rat. Synapse. 2, 650-656 (1988).
- Gong, S. A gene expression atlas of the central nervous system based on bacterial artificial chromosomes. Nature. 425, 917-925 (2003).
- Kreitzer, A. C., Malenka, R. C. Endocannabinoid-mediated rescue of striatal LTD and motor deficits in Parkinson’s disease models. Nature. 445, 643-647 (2007).
- Shen, W., Flajolet, M., Greengard, P., Surmeier, D. J. Dichotomous dopaminergic control of striatal synaptic plasticity. Science. 321, 848-851 (2008).
- Lundblad, M., Picconi, B., Lindgren, H., Cenci, M. A. A model of L-DOPA-induced dyskinesia in 6-hydroxydopamine lesioned mice: relation to motor and cellular parameters of nigrostriatal function. Neurobiol. Dis. 16, 110-123 (2004).
- Grealish, S., Mattsson, B., Draxler, P., Bjorklund, A. Characterisation of behavioural and neurodegenerative changes induced by intranigral 6-hydroxydopamine lesions in a mouse model of Parkinson’s disease. Eur. J. Neurosci. 31, 2266-2278 (2010).
- Dauer, W., Przedborski, S. Parkinson’s disease: mechanisms and models. Neuron. 39, 889-909 (2003).
- Francardo, V. Impact of the lesion procedure on the profiles of motor impairment and molecular responsiveness to L-DOPA in the 6-hydroxydopamine mouse model of Parkinson’s disease. Neurobiol. Dis. 42, 327-340 (2011).
- Jakowec, M. W., Petzinger, G. M. 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-lesioned model of parkinson’s disease, with emphasis on mice and nonhuman primates. Comp. Med. 54, 497-513 (2004).
- Visanji, N. P., Brotchie, J. M. MPTP-Induced Models of Parkinson’s Disease in Mice and Non-Human Primates. Curr. Protoc. Pharmacol. Chapter 5, 42-42 (2005).
- Sedelis, M., Schwarting, R. K., Huston, J. P. Behavioral phenotyping of the MPTP mouse model of Parkinson’s disease. Behav. Brain Res. 125, 109-125 (2001).
- Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
- Paul, M. L., Currie, R. W., Robertson, H. A. Priming of a D1 dopamine receptor behavioural response is dissociated from striatal immediate-early gene activity. Neuroscience. 66, 347-359 (1995).
- Breese, G. R., Traylor, T. D. Effect of 6-hydroxydopamine on brain norepinephrine and dopamine evidence for selective degeneration of catecholamine neurons. J. Pharmacol Exp. Ther. 174, 413-420 (1970).
- Breese, G. R., Chase, T. N., Kopin, I. J. Metabolism of tyramine-3H and octopamine-3H by rat brain. Biochem. Pharmacol. 18, 863-869 (1969).
- Frankin, K. B. J., Paxinos, G. . The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2008).
- Cornell-Bell, A. H., Finkbeiner, S. M., Cooper, M. S., Smith, S. J. Glutamate induces calcium waves in cultured astrocytes: long-range glial signaling. Science. 247, 470-473 (1990).
- Iancu, R., Mohapel, P., Brundin, P., Paul, G. Behavioral characterization of a unilateral 6-OHDA-lesion model of Parkinson’s disease in mice. Behav. Brain Res. 162, 1-10 (2005).
- Tan, Y., Williams, E. A., Lancia, A. J., Zahm, D. S. On the altered expression of tyrosine hydroxylase and calbindin-D 28kD immunoreactivities and viability of neurons in the ventral tegmental area of Tsai following injections of 6-hydroxydopamine in the medial forebrain bundle in the rat. Brain Res. 869, 56-68 (2000).
- Thiele, S. L. Generation of a model of L-DOPA-induced dyskinesia in two different mouse strains. J. Neurosci. Methods. 197, 193-208 (2011).
- Henry, B., Crossman, A. R., Brotchie, J. M. Characterization of a rodent model in which to investigate the molecular and cellular mechanisms underlying the pathophysiology of L-dopa-induced dyskinesia. Adv. Neurol. 78, 53-61 (1998).
