कुतर के Cisterna Magna में प्रवेशनी आरोपण
Summary
यहां हम एक प्रोटोकॉल का वर्णन करने के लिए cisterna magna cannulation (सीएमसी), एक ंयूनतम इनवेसिव रास्ता अनुरेखकों, सब्सट्रेट और मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) में अणुओं संकेत देने के लिए प्रदर्शन करते हैं । विभिंन इमेजिंग विधियों के साथ संयुक्त, सीएमसी glymphatic प्रणाली और सीएसएफ गतिशीलता आकलन, साथ ही विभिन्न यौगिकों के मस्तिष्क व्यापक वितरण सक्षम बनाता है ।
Abstract
Cisterna magna cannulation (सीएमसी) एक सीधी प्रक्रिया है कि खोपड़ी या मस्तिष्क पैरेन्काइमा को ऑपरेटिव क्षति के बिना मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) के लिए सीधी पहुँच सक्षम बनाता है. anesthetized कुतर में, गले की मांसपेशियों के कुंद विच्छेदन से बाडी मेटर के जोखिम cisterna magna (सेमी) में एक प्रवेशनी के सम्मिलन की अनुमति देता है । प्रवेशनी, या तो एक ठीक बेवल्ड सुई या borosilicate केशिका द्वारा रचित, एक सिरिंज के लिए एक पॉलीथीन (पीई) ट्यूब के माध्यम से जुड़ा हुआ है । एक सिरिंज पंप का उपयोग करना, अणुओं तो सीधे सेमी में नियंत्रित दरों पर इंजेक्ट किया जा सकता है, जो अवजालतनिका अंतरिक्ष के साथ निरंतर है । अवजालतनिका अंतरिक्ष से, हम मर्मज्ञ धमनियों, जहां मध्य द्रव (ISF) के साथ घुला हुआ विनिमय होता है के आसपास perivascular अंतरिक्ष में संवहनी प्रवाह द्वारा सीएसएफ फ्लक्सs का पता लगा सकते हैं । सीएमसी तुरंत सर्जरी के बाद तीव्र इंजेक्शन के लिए किया जा सकता है, या जीर्ण आरोपण के लिए, anesthetized में बाद में इंजेक्शन के साथ या जाग, स्वतंत्र रूप से कुतर जाने. Quantitation में अनुरेखक वितरण के मस्तिष्क पैरेन्काइमा epifluorescence द्वारा किया जा सकता है, 2-फोटॉन माइक्रोस्कोपी, और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई), इंजेक्शन अणुओं के फिजिको-रासायनिक गुणों पर निर्भर करता है. इस प्रकार, विभिंन इमेजिंग तकनीकों के साथ संयोजन के रूप में सीएमसी glymphatic प्रणाली और सीएसएफ गतिशीलता और समारोह के आकलन के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है । इसके अलावा, सीएमसी तेजी से संकेत अणुओं और चयापचय सब्सट्रेट है कि अन्यथा रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) पार नहीं कर सका के लिए एक नाली के रूप में उपयोग किया जा सकता है.
Introduction
मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) वेंट्रिकुलर प्रणाली भर में केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) स्नान और अवजालतनिका रिक्त स्थान, निलय, जो मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी के चारों ओर से घेरे के साथ सातत्य में एक anatomically परिभाषित अंतरिक्ष के साथ । सीएसएफ के मुख्य कार्यों में से एक मस्तिष्क पैरेन्काइमा से चयापचयों और solutes के क्लीयरेंस के लिए एक मार्ग उपलब्ध कराना है. क्लीयरेंस हाल ही में खोजा glymphatic प्रणाली1के माध्यम से सुविधा है, मस्तिष्क परिधीय लसीका प्रणाली के अनुरूप । इस के साथ साथ, हम वर्णन और चर्चा cisterna magna cannulation (सीएमसी), सीएसएफ में अणुओं के प्रत्यक्ष वितरण के लिए एक न्यूनतम इनवेसिव विधि. सीएमसी glymphatic समारोह का अध्ययन करने के लिए महत्वपूर्ण तरीका है । इसके अलावा, सीएमसी भी सीएसएफ गतिशीलता के अध्ययन के लिए और गैर रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) मस्तिष्क पैरेन्काइमा में पारगंय अणुओं की एक तेजी से, मस्तिष्क व्यापक प्रसव के लिए, perivascular अंतरिक्ष के साथ लागू किया जा सकता है ।
सीएमसी cisterna magna (सेमी) के सीएसएफ-भरा अंतरिक्ष में लेबल अनुरेखक अणुओं या दवाओं को वितरित करने के लिए सीएनएस के माध्यम से सीएसएफ आंदोलन गतिशीलता के शारीरिक सिद्धांतों का शोषण । अणु एक प्रवेशनी शीर्षधर-पश्चकपाल ड्युल झिल्ली में प्रत्यारोपित सेमी को कवर के माध्यम से इंजेक्ट कर रहे हैं । अणु तो पैरेन्काइमा अंतरिक्ष1के माध्यम से मस्तिष्क paravascular में सीएसएफ थोक प्रवाह द्वारा किया जाता है । अनुरेखक या इसके विपरीत एजेंट सीएमसी के माध्यम से इंजेक्शन सीएसएफ के आंदोलन के बाद, जो कि मस्तिष्क पैरेन्काइमा में प्रवेश लेबल अणुओं की तीव्रता के स्तर को बढ़ाता है सीएसएफ आंदोलन और glymphatic आमद के आकलन की अनुमति देता है. सीएमसी epifluorescence, 2-फोटॉन माइक्रोस्कोपी, और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) सहित विभिन्न इमेजिंग तकनीक के साथ संगत है । साथ ही, इस आकलन में vivo या ex vivoदोनों का प्रदर्शन किया जा सकता है । महत्वपूर्ण बात, सीएमसी संज्ञाहरण के तहत या प्राकृतिक नींद के दौरान glymphatic प्रणाली के दृश्य के लिए अनुमति देता है, के रूप में अच्छी तरह के रूप में जाग, स्वतंत्र रूप से चलती जानवरों.
सीएमसी तकनीक सीएसएफ में द्रव गतिशीलता के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, लेकिन glymphatic प्रणाली का अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी साबित हो गया है. Glymphatic गतिविधि aquaporin-4 (AQP-4) पानी चैनलों, जो astrocytic संवहनी-लपेटन endfeet की झिल्ली में सीमित कर रहे हैं के माध्यम से periarterial अंतरिक्ष से सीएसएफ के संवहनी प्रवाह ड्राइव । संवहनी प्रवाह मस्तिष्क पैरेन्काइमा के भीतर सीएसएफ और मध्यवर्ती द्रव (ISF) के इंटरचेंज को सक्षम करता है । सीएसएफ/चयापचय अपशिष्ट और solutes युक्त ISF तो perivenous अंतरिक्ष2,3के माध्यम से मस्तिष्क पैरेन्काइमा से हटा दिया जाता है । अंत में, सीएसएफ/ISF हाल ही में वर्णित ड्युल लसीका वाहिकाओं4,5के माध्यम से परिधि तक पहुंचता है । glymphatic प्रणाली हानिकारक अपशिष्ट चयापचयों जैसे amyloid-β2की मंजूरी के लिए महत्वपूर्ण दिखाया गया है । इसके अलावा, glymphatic क्लीयरेंस6बुढ़ापे में ख़राब है, दर्दनाक मस्तिष्क चोट7के बाद, और मधुमेह के8 और अल्जाइमर रोग9के पशु मॉडल में. विशेष रूप से, glymphatic गतिविधि राज्य निर्भर है, जागना1की तुलना में नींद या संज्ञाहरण के दौरान काफी अधिक गतिविधि दिखा. दरअसल, युवा anesthetized जानवरों उच्चतम glymphatic गतिविधि का प्रदर्शन । इस प्रकार, glymphatic गतिविधि के प्रायोगिक ठहराव जब स्वास्थ्य और रोग में अपनी भूमिका का अध्ययन महत्वपूर्ण है ।
कई अध्ययनों से संबोधित किया है सीएसएफ गतिशीलता और मध्य द्रव के साथ अपने इंटरचेंज (ISF) मस्तिष्क पैरेन्काइमा में. हालांकि, तरीकों जो लेबल अणुओं दिया जाता है बल्कि आक्रामक हैं, मस्तिष्क पैरेन्काइमा क्षति ट्रिगर और intracranial दबाव में परिवर्तन (आईसीपी) (समीक्षा देखें10) । कुछ उदाहरण संवहन या intraparenchymal इंजेक्शन जो craniotomy या खोपड़ी में एक गड़गड़ाहट छेद की ड्रिलिंग शामिल हैं । इन प्रक्रियाओं आईसीपी परिवर्तन करने के लिए दिखाया गया है, इस प्रकार glymphatic समारोह2बाधित । इसके अलावा, इस तरह के इनवेसिव तरीकों astrogliosis प्रेरित और मस्तिष्क पैरेन्काइमा क्षतिग्रस्त क्षेत्र और उसके आसपास के11,12में AQP-4 immunoreactivity वृद्धि हुई है । के रूप में astrocytes और AQP-4 glymphatic प्रणाली के प्रमुख तत्व हैं, सीएमसी अपनी पढ़ाई के लिए पसंद की विधि है । अधिक इनवेसिव प्रक्रियाओं की तुलना में सीएमसी के प्रमुख लाभ, क्रमशः आईसीपी परिवर्तन और astrogliosis से परहेज, एक बरकरार खोपड़ी और मस्तिष्क पैरेन्काइमा के रखरखाव कर रहे हैं । इस प्रकार, सीएमसी अलग इमेजिंग उपकरण के साथ संयोजन के रूप में न केवल glymphatic प्रणाली का अध्ययन करने के लिए संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए खुलता है, लेकिन यह भी गतिशीलता और homeostasis में द्रव प्रवाह के तंत्र, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से मस्तिष्क संबंधी रोगों के पशु मॉडल में.
cisterna magna cannulation (सीएमसी) प्रक्रिया मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) के लिए आसान और सीधी पहुँच की अनुमति देता है । विभिंन अणुओं (जैसे फ्लोरोसेंट अनुरेखकों, एमआरआई इसके विपरीत एजेंटों इंजेक्शन द्वारा) प्रयोगकर्ता सीएसएफ डिब्बे के भीतर अपने आंदोलन को ट्रैक और glymphatic प्रणाली की गतिविधि का आकलन कर सकते हैं । निम्नलिखित प्रोटोकॉल तीव्र सीएमसी का वर्णन करता है, इंजेक्शन के लिए तुरंत सर्जरी के बाद, और प्रवेशनी के जीर्ण आरोपण, जिसमें एक बाद में इंजेक्शन के लिए शल्य प्रक्रिया से पशु ठीक. तीव्र और जीर्ण आरोपण के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर यह है कि जीर्ण आरोपण जागे चूहों में glymphatic गतिविधि के अध्ययन के लिए अनुमति देता है.
Protocol
Representative Results
Discussion
हम एक प्रोटोकॉल है कि cisterna magna cannulation (सीएमसी) के लिए एक विस्तृत प्रक्रिया का वर्णन प्रस्तुत किया है, जो एक सीधी विधि सीएसएफ डिब्बे के लिए लेबल अणुओं देने के लिए प्रदान करता है । सीएमसी सीएसएफ गतिशीलता के बाद ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के नोवो Nordisk फाउंडेशन और राष्ट्रीय मस्तिष्क संबंधी विकार और स्ट्रोक के संस्थान द्वारा समर्थित किया गया था, NINDS/NIH (M.N.) । A.L.R.X. और एस एच आर एक postdoctoral फैलोशिप और Lundbeck फाउंडेशन, क्रमशः से पीएचडी छात्रवृत्ति के प्राप्तकर्ताओं हैं ।
Materials
| SOPIRA Carpule 30G 0.3 x 12mm | Kulzer | AA001 | |
| Polyethylene Tubing 0.024” OD x 0.011” ID | Scandidact | PE10-CL-500 | |
| 30G x ½” 0.3 x 12 mm Luer-Lock | Chirana T. Injecta | CHINS01 | |
| Chlorhexidine 0.5% (chlorhexidine digluconate) | Meda AS | no catalogue number, see link in comments | http://www.meda.dk/behandlingsomrader/desinfektion/desinfektion-af-hud/klorhexidin-sprit-medic-05/ |
| Alcohol Swab 70% Isopropyl Alcohol 30 x 60mm | Vitrex Medical A/S | 520213 | |
| Viskoese Oejendraeber Ophtha | Ophtha | 145250 | |
| Wooden applicator, Double cotton bud (Ø appr. 4 – 5 mm, length appr. 12 mm) | Heinz Herenz | 1032018 | |
| Eye spears | Medicom | A18005 | |
| Ferric chloride 10% solution | Algeos | NV0382 | |
| Kimtech Science Precision Wipes Tissue Wipers | Kimberly Clark Professional | 05511 | |
| Loctite Super Glue Precision 5g | Loctite | no catalogue number, see link in comments | http://www.loctite-consumer.dk/da/produkter/superglue-liquid.html |
| Insta-Set CA Accelerator | Bob Smith Industries | BSI-152 | |
| Dental Cement Powder | A-M Systems | 525000 | |
| Surgical weld | Kent Scientific Corporation | INS750391 | |
| Hamilton syringe GASTIGHT® , 1700 series, 1710TLL, volume 100 μL, PTFE Luer lock | Hamilton syringes | 1710TLL | |
| LEGATO 130 Syringe pump | KD Scientific | 788130 | |
| Paraformaldehyde powder, 95% | Sigma Aldrich | 158127 | |
| Phosphate buffered saline (PBS; 0.01M; pH 7.4) | Sigma Aldrich | P3813 | |
| Ovalbumin, Alexa Fluor 647 Conjugate | Thermo Fisher Scientific | O34784 | |
DAPI (diamidino-2-phenylindole) Solution (1 mg/mL) |
Thermo Fisher Scientific | 62248 | |
| Dextran, Fluorescein, 3000 MW, Anionic | Thermo Fisher Scientific | D3305 | |
| E-Z Anesthesia EZ-7000 Classic System | E-Z Systems | EZ-7000 | |
| Attane Isofluran 1000 mg/g | ScanVet | 55226 | |
| Euthanimal 200mg/mL (sodium pentobarbital) | ScanVet | 545349 | |
| Ketaminol Vet 100 mg/mL (ketamine) | Intervet International BV | 511519 | |
| Rompin Vet 20 mg/mL (xylazin) | KVP Pharma + Veterinär Produkte GmbH | 148999 | |
| Xylocain 20 mg/mL (lidocain) | AstraZeneca | 158543 | |
| Marcain 2.5 mg/mL (bupivacain) | AstraZeneca | 123918 | |
| Bupaq Vet 0.3 mg/mL (buprenorphine) | Richter Pharma AG | 185159 |
References
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