שימוש באלקטרודה דו-קוטבית ליצירת מודל עכבר אפילפסיה של האונה הרקתית על ידי הצתה חשמלית של האמיגדלה

Summary

האמיגדלה ממלאת תפקיד מפתח באפילפסיה של האונה הרקתית, שמקורה במבנה זה ומתפשטת ממנו. מאמר זה מספק תיאור מפורט של ייצור אלקטרודות מוח עמוקות עם פונקציות הקלטה וגירוי כאחד. הוא מציג מודל של אפילפסיה של האונה הרקתית האמצעית שמקורה באמיגדלה.

Abstract

האמיגדלה היא אחד המקורות הנפוצים ביותר של התקפים, ומודל עכבר האמיגדלה חיוני להמחשה של אפילפסיה. עם זאת, מחקרים מעטים תיארו את פרוטוקול הניסוי בפירוט. מאמר זה ממחיש את כל התהליך של יצירת מודל אפילפסיה של הצתה חשמלית באמיגדלה, עם הצגת שיטה לייצור אלקטרודות דו-קוטביות. אלקטרודה זו יכולה גם לגרות וגם להקליט, ולהפחית פגיעה מוחית הנגרמת על ידי השתלת אלקטרודות נפרדות לגירוי והקלטה. למטרות הקלטה ארוכות טווח של אלקטרואנצפלוגרם (EEG), טבעות החלקה שימשו כדי למנוע את הפרעה להקליט הנגרמת על ידי סבכי כבלים ונפילה.

לאחר גירוי תקופתי (60 הרץ, שנייה אחת כל 15 דקות) של האמיגדלה הבזולטרלית (AP: 1.67 מ”מ, L: 2.7 מ”מ, V: 4.9 מ”מ) במשך 19.83 ± 5.742 פעמים, נצפתה הדלקה מלאה בשישה עכברים (המוגדרת כאינדוקציה של שלושה פרקים רציפים בדרגה V המסווגים לפי סולם ראסין). EEG תוך גולגולתי נרשם לאורך כל תהליך ההדלקה, ונצפתה הפרשה אפילפטית באמיגדלה שנמשכה 20-70 שניות לאחר ההדלקה. לכן, זהו פרוטוקול חזק למידול אפילפסיה שמקורה באמיגדלה, והשיטה מתאימה לחשיפת תפקידה של האמיגדלה באפילפסיה של האונה הרקתית. מחקר זה תורם למחקרים עתידיים על המנגנונים של אפילפסיה של האונה הרקתית המזיאלית ותרופות אנטי-אפילפטוגניות חדשניות.

Introduction

אפילפסיה של האונה הרקתית (TLE) היא סוג האפילפסיה השכיח ביותר ויש לה סיכון גבוה להמרה לאפילפסיה עמידה לתרופות. ניתוח, כגון amygdalohippocampectomy סלקטיבי, הוא טיפול יעיל עבור TLE, ואת epileptogenesis ו ictogenesis של המחלה עדיין תחת חקירה ^1,2. פתוגנזה של TLE הוכחה להתרחש לא רק בהיפוקמפוס אלא גם באופן נרחב באמיגדלה ^3,4. לדוגמה, הן טרשת אמיגדלה והן הגדלת אמיגדלה דווחו לעתים קרובות כמקור של התקפי TLE ^5,6. אי אפשר להמעיט בחשיבותה של האמיגדלה; מודל אמיגדלה חיוני לחקר אפילפטוגנזה, ויש צורך דחוף בהמחשה ברורה של מודל זה.

הוצעו מספר גישות לגרימת התקפים במודלים של בעלי חיים. בעבר, תרופות פרכוסיות הוזרקו תוך צפקית בשלב מוקדם⁷. למרות ששיטה זו הייתה נוחה, מיקומם של מוקדים אפילפטיים לא היה ברור. עם התפתחות הטכנולוגיה הסטריאוטקטית ואטלס מוח מפורט של בעלי חיים, יושמה הזרקת תרופות תוך גולגולתית לפתרון בעיית הלוקליזציה⁸. עם זאת, חוסר התערבות בהתקפים קשים בשלב החריף הביא לשיעור תמותה גבוה, והתקפים ספונטניים כרוניים לוו בבעיה של אינטריקטל לא יציב ותדירות התקפים ^9,10. לבסוף פותחה שיטת ההדלקה החשמלית; שיטה זו מגרה מעת לעת אזורים מסוימים במוח מספר פעמים, ומאפשרת לגרום להתקפים עם שליטה מוגדרת הן במיקום והן בזמן ההתחלה¹¹.

היתרון של שיטה זו הוא שההשתלה התוך גולגולתית של אלקטרודות היא זעיר פולשנית¹². יתר על כן, חומרת ההתקף ניתנת לשליטה על ידי הפסקת הגירויים, מה שמקטין את התמותה הנגרמת על ידי ההתקפים. שינויים אלה פתרו את החסרונות של הגישות הקודמות. יש לציין כי מודל זה יכול לחקות כראוי התקפים אנושיים והוא מתאים במיוחד לחקר סטטוס אפילפטיקוס (SE) בשל יכולתו לגרום לחומצה סליצילית במהירות¹³. זה יכול לשמש גם לבדיקת תרופות אנטי אפילפטיות¹⁴ ובמחקרים על מנגנון האפילפסיה. לבסוף, ידוע היטב שהאמיגדלה קשורה קשר הדוק עם אפנון זיכרון, עיבוד תגמול ורגש¹⁵. הפרעות של תפקודים מנטליים אלה נתקלים לעתים קרובות בחולי אפילפסיה, ולכן, מודל אפילפסיה של האמיגדלה עשוי להיות בחירה טובה יותר לחקר בעיות רגשיות באפילפסיה¹⁶.

Protocol

ניסוי זה אושר על ידי ועדת האתיקה הניסויית של בעלי חיים בבית החולים Xuanwu, האוניברסיטה הרפואית של הבירה. כל העכברים הוחזקו במעבדת החיות של בית החולים Xuanwu, האוניברסיטה הרפואית של הבירה. פרוטוקול זה מחולק לארבעה חלקים. שני החלקים הראשונים מציגים את שיטת בניית האלקטרודה והמעגל החשמלי באמצעות טב…

Representative Results

האלקטרודה והמעגל מאפשרים ל-EEG להיקלט ולתפקד כגירוי (איור 1); מערך זה מונע את המורכבות של השתלת אלקטרודות, הקלטה וגירוי בנפרד וממזער את הנזק לרקמת המוח. יישום טבעות החלקה מאפשר חיבור אלקטרודות עם כל סוגי המכשירים. ביצענו ניתוח השתלת אלקטרודות בשישה עכברים בוגר…

Discussion

אפילפסיה היא קבוצה של מחלות עם ביטויים מרובים וגורמים מגוונים¹⁸; יש לציין כי לא ניתן להשתמש במודל יחיד לכל סוגי האפילפסיה, ועל החוקרים לבחור מודל מתאים למחקר הספציפי שלהם. המחקר הנוכחי מציג את אחת השיטות הנגישות ביותר לייצור אלקטרודות. ניתן להתאים חלקים שונים של שיטה זו כדי לה?…

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