Maus Mikroinfusionstechnik für Zielsubstanz Lieferung in das ZNS<i> über</i> Die Arteria carotis interna
Summary
The present protocol describes a mouse microsurgery infusion technique, which effectively delivers substances directly into the brain via the internal carotid artery.
Abstract
Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous substances into the brain. These exogenous substances may induce injurious impact or constitute therapeutic strategy. The most common delivery methods of exogenous substances into the brain are based on systemic deliveries, such as subcutaneous or intravenous routes. Although commonly used, these approaches have several limitations, including low delivery efficacy into the brain. In contrast, surgical methods that locally deliver substances into the CNS are more specific and prevent the uptake of the exogenous substances by other organs. Several surgical methods for CNS delivery are available; however, they tend to be very traumatic. Here, we describe a mouse infusion microsurgery technique, which effectively delivers substances into the brain via the internal carotid artery, with minimal trauma and no interference with normal CNS functionality.
Introduction
In – vivo – Modellen des zentralen Nervensystems (ZNS) Erkrankungen erfordern eine effektive Bereitstellung von exogenen Substanzen, wie Medikamente, Krankheitserreger oder Exosomen, in das Gehirn. Daher sollte eine ideale Übermittlungsmethode minimalem Trauma für das Tier veranlassen, um die Integrität des neuronalen Netzes zu erhalten, und eine hohe Stoffkonzentrationen im Gehirn 1 erzielen.
Mehrere chirurgische Methoden der lokalen Substanzabgabe beschrieben wurden, einschließlich intra-Mantel, intrazerebrale und intraventrikuläre Injektionen oder Implantate 2, 3, 4, 5. Diese Ansätze sind jedoch als traumatisches zum ZNS und ermöglichen die Verabreichung von nur geringen Mengen der Substanz von Interesse. Außerdem wurde vorgeschlagen , dass exogene Substanzen können schnell durch die Zerebrospinalflüssigkeit 6 entfernt werden , </sup> und eine geringe Penetrationsbereich zum Hirnparenchym wurde 7 beobachtet, wenn die oben genannten Techniken eingesetzt werden. Systemische Liefermethoden, wie orale, pulmonale, subkutane und intravenöse Wege, sind häufiger in Tiermodellen verwendet, obwohl sie bei der Bereitstellung der Substanzen in das ZNS geringe Wirksamkeit aufweisen, aufgrund von anderen Organen Aufnahme 8, 9. Daher erfordern diese Verabreichungswege erhöhten Dosen der Substanzen verabreicht, 10 das Risiko von Nebenwirkungen und Toxizität zu, 11.
Hier beschreiben wir eine Maus Infusionsmikrotechnik, die effektiv Substanzen direkt in das Gehirn über die Arteria carotis interna liefert. Zusätzlich zu der Abgabe an das ZNS Targeting, ist diese Technik nicht die normale physiologische Barrieren umgehen und ist daher von großer Bedeutung für biological Prozesse in den Passagen von Therapeutika oder Krankheitserreger in das Gehirn beteiligt.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Infusions Mikrochirurgie hier beschrieben wurde , erwies sich bei der Bereitstellung von exogenen Substanzen verschiedener biologischer Funktionen in das ZNS sehr erfolgreich zu sein, verhindert unerwünschte Verbreitung im ganzen Körper 1, 12. Störung der Blut-Hirn-Schranke ist ein pathologisches Merkmal mehrerer ZNS zusammenhängenden Krankheiten; daher die Beurteilung der Beziehung von exogenen Substanzen mit dem Blut-Hirn-Schranke ist von großer Bedeu…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank Dr. Lei Chen (Icahn School of Medicine at Mount Sinai, NY) who first established the use of this model in our laboratory, and to Dr. Gretchen Wolff (German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany) for disseminating the technique in our laboratory. Supported in part by HL126559, DA039576, MH098891, MH63022, MH072567, DA027569, and NSC 2015/17/B/NZ7/02985.
Materials
| Anesthesia instrument | Vetequip | 901806 |
| Surgical scissors | Fine Science Tool | 14558-09 |
| Surgical forceps straight tip | Fine Science Tool | 00108-11 |
| Surgical forceps angled tip | Fine Science Tool | 00109-11 |
| Spring scissors | Fine Science Tool | 15000-08 |
| Nylon suture | Braintree Scientific | SUT-S 104 |
| Capillary tubing (Micro-Renathane 0.010” x 0.005” per ft.) | Braintree Scientific | MRE01050 |
| Closing suture | VWR | 95057-036 |
| Isoflurane | Piramal | |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | FisherScientific | 50-121-8005 |
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