A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
توضح هذه المقالة بروتوكولا مفصلا لزيادة تركيز الجلوكوز في السائل النخاعي (CSF) للفئران. يمكن أن يكون هذا النهج مفيدا لدراسة آثار ارتفاع الجلوكوز CSF على التنكس العصبي والإدراك واستقلاب الجلوكوز المحيطي في الفئران.
يزيد مرض السكري من خطر التدهور المعرفي ويضعف وظائف المخ. ما إذا كانت هذه العلاقة بين ارتفاع الجلوكوز والعجز المعرفي سببية أم لا تظل بعيدة المنال. علاوة على ذلك ، من غير الواضح أيضا ما إذا كان هذا العجز يتم بوساطة زيادة مستويات الجلوكوز في السائل النخاعي (CSF) و / أو الدم. هناك عدد قليل جدا من الدراسات التي تبحث في الآثار المباشرة لارتفاع مستويات الجلوكوز CSF على وظيفة الجهاز العصبي المركزي (CNS) ، وخاصة على التعلم والذاكرة ، لأن نماذج مرض السكري الحالية ليست متطورة بما فيه الكفاية لمعالجة مثل هذه الأسئلة البحثية. توضح هذه المقالة طريقة لزيادة مستويات الجلوكوز CSF بشكل مزمن لمدة 4 أسابيع عن طريق ضخ الجلوكوز باستمرار في البطين الجانبي باستخدام مضخات صغيرة تناضحية في الفئران. تم التحقق من صحة البروتوكول عن طريق قياس مستويات الجلوكوز في السائل الدماغي الشوكي. زاد هذا البروتوكول من مستويات الجلوكوز CSF إلى ~ 328 مجم / ديسيلتر بعد ضخ محلول جلوكوز بنسبة 50٪ بمعدل تدفق 0.25 ميكرولتر / ساعة ، مقارنة بتركيز الجلوكوز CSF ~ 56 مجم / ديسيلتر في الفئران التي تلقت السائل النخاعي الاصطناعي (aCSF). علاوة على ذلك ، لم يؤثر هذا البروتوكول على مستويات الجلوكوز في الدم. لذلك ، يمكن استخدام هذه الطريقة لتحديد الآثار المباشرة لارتفاع الجلوكوز CSF على وظائف المخ أو مسار عصبي معين بشكل مستقل عن التغيرات في مستويات الجلوكوز في الدم. بشكل عام ، سيسهل النهج الموصوف هنا تطوير نماذج حيوانية لاختبار دور الجلوكوز CSF المرتفع في التوسط في سمات مرض الزهايمر و / أو الاضطرابات العصبية التنكسية الأخرى المرتبطة بمرض السكري.
كل من مرض السكري من النوع 1 والنوع 2 يضعف وظائف المخ1،2،3. على سبيل المثال ، يزيد مرض السكري من خطر التدهور المعرفي والاضطرابات التنكسية العصبية ، بما في ذلك مرض الزهايمر 3,4. علاوة على ذلك ، يعاني مرضى السكري من خلل في استشعار الجلوكوز في الدماغ 5,6. يساهم هذا العيب في التسبب في نقص السكر في الدم المرتبط بعدم الوعي وعدم كفاية الاستجابة المضادة للتنظيم لنقص السكر في الدم 7,8 ، والتي يمكن أن تكون قاتلة إذا لم يتم علاجها على الفور.
بالنظر إلى أن مرض السكري يزيد من مستويات الجلوكوز في الدم وكذلك في السائل النخاعي (CSF)9 ، من المهم تحديد ما إذا كان أحد هذين العاملين أو كليهما يساهم في ضعف وظائف المخ. ما إذا كان مرض السكري يسبب تلفا في الدماغ بسبب ارتفاع نسبة الجلوكوز CSF بمفرده أو بالاشتراك مع عوامل أخرى مثل نقص الأنسولين أو مقاومة الأنسولين هو أيضا سؤال مفتوح. تظهر النماذج الحيوانية لمرض السكري من النوع 1 والنوع 2 تدهورا معرفيا وانحطاطا عصبيا بالإضافة إلى توازن الطاقة المتأثر واستقلاب الجلوكوز المحيطي10،11،12،13. ومع ذلك ، من هذه النماذج ، ليس من الممكن فصل التأثيرات الانتقائية لارتفاع الجلوكوز CSF مقابل مستويات الجلوكوز في الدم في التوسط في مضاعفات مرض السكري على وظائف المخ.
يصف هذا البروتوكول طرقا لتطوير نموذج فأر لفرط سكر الدم لاختبار آثار مستويات الجلوكوز CSF المرتفعة بشكل مزمن على وظائف المخ وتوازن الطاقة وتوازن الجلوكوز. يقدم نموذج الفأر الذي تم تطويره من خلال هذه التقنية أداة للدراسات التي تبحث في الدور المسبب لتوازن الجلوكوز غير المنظم على الوظيفة العصبية والسلوكية.
لذلك ، سيكون النهج المقترح مفيدا في فهم الآثار المباشرة لمستويات الجلوكوز CSF المرتفعة في مختلف الحالات الفيزيولوجية المرضية.
تمت الموافقة على جميع إجراءات الفئران من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوانات في جامعة روتشستر وتم تنفيذها وفقا لإرشادات خدمة الصحة العامة الأمريكية للرعاية الإنسانية واستخدام التجارب. تم الحصول على ذكور الفئران C57BL / 6J البالغة من العمر ستة أسابيع المستخدمة في هذه الدراسة تجاريا. تم إيواء جميع الحيوانات بشكل جماعي (5 فئران لكل قفص) في غرفة ذات دورة نهارية / ليلية مدتها 12 ساعة وتم منحهم إمكانية الوصول إلى الطعام والماء حسب الحاجة. بعد أن تم زرع الفئران بقنية لحقن الجلوكوز في البطين الجانبي ، تم إيواؤها بشكل فردي لمنع أي ضرر للزرع من الفئران الأخرى.
1. تجميع المضخات الصغيرة التناضحية
2. جراحة لزرع المضخات التناضحية
3. استبدال المضخات الصغيرة
ملاحظة: نظرا لأن المضخات الصغيرة المستخدمة في هذه الدراسة تستمر لمدة 4 أسابيع فقط ، فقد تم اختبار استبدال المضخات الصغيرة أيضا لإطالة مدة ضخ الجلوكوز ، حيث قد يكون ذلك مطلوبا في حالة الدراسات طويلة الأجل. وشمل ذلك الخطوات التالية.
4. إجراءات جمع السائل الدماغي النخاعي
5. فحص الجلوكوز
6. فحص الجلوكوز في الدم
تم زرع ذكور الفئران بقنية مجمعة في مضخة صغيرة تناضحية (الشكل 1) لتسريب السائل الدماغي الشوكي المزمن أو محلول جلوكوز بنسبة 50٪ في البطينين الجانبيين (الشكل 2). تم جمع السائل الدماغي الشوكي بعد 10 أيام من الجراحة (الشكل 3) للتحقق من فعالية هذا الإج?...
تقدم هذه المقالة تقريرا عن بروتوكول مفصل لزيادة جلوكوز السائل الدماغي النخاعي في الفئران باستخدام مضخات صغيرة تناضحية متصلة بقنية مزروعة في البطين الجانبي. سيكون التسريب المزمن للجلوكوز في دماغ الفأر من خلال هذا الإجراء مفيدا في تحديد آثار ارتفاع السكر على المدى الطويل على الإدراك ، واس...
يعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب في المصالح.
تمنح المعاهد الوطنية للصحة DK124619 إلى شركة المملكة القابضة.
صناديق بدء التشغيل وجائزة البحوث التجريبية، قسم الطب، جامعة روتشستر، نيويورك، إلى شركة المملكة القابضة.
جائزة معهد دل مونتي للبحوث التجريبية لعلم الأعصاب، جامعة روتشستر، إلى شركة المملكة القابضة.
جائزة البحوث الجامعية، مكتب نائب الرئيس للأبحاث، جامعة روتشستر، نيويورك، إلى شركة المملكة القابضة.
قامت MUR بتصميم وتنفيذ الطريقة ، وتحليل النتائج ، وإعداد الرسوم البيانية والأشكال ، وكتابة المخطوطة وتحريرها. قامت شركة المملكة القابضة بوضع تصور الدراسة والإشراف عليها، وتحليل النتائج، وكتابة المخطوطة وتحريرها. شركة المملكة القابضة هي الضامن لهذا العمل. وافق جميع المؤلفين على النسخة النهائية من المخطوطة.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.22 µm syringe filter | Membrane solutions | SFPES030022S | |
1 mL sterile Syringe (Luer-lok tip) | BD | 309628 | |
1 mL TB syringe | BD | 309659 | |
100 mL Glass beaker | Fisher | N/a | |
100% Ethanol (Koptec) | DLI | UN170 | Use 70% dilution to clean the surgery area |
50 mL conical tube | Fisher | N/A | |
Allignment indicator | KOPF | 1905 | |
Alzet brain infusion kit | DURECT | Kit # 3; 0008851 | Cut tubing in the kit to 1 inch length |
Alzet osmotic pump | DURECT | 2004 | Flow rate 0.25 µL/h |
Anesthesia system | Kent Scientific | SomnoSuite | |
Betadine solution | Avrio Health | N/A | |
CaCl2 . 2H2O | Fisher | C79-500 | |
Cannula holder | KOPF | 1966 | |
Centering scope | KOPF | 1915 | |
Dental Cement Liquid | Lang Dental | REF1404 | |
Dental cement Powder | Lang Dental | REF1220-C | |
D-glucose | Sigma | G8270 | |
Electric drill | KOPF | 1911 | While drilling a hole avoid rupturing dura mater |
Eye lubricant (Optixcare) | CLC Medica | N/A | |
Glass Bead sterilizer (Germinator 500) | VWR | 101326-488 | Place instruments in sterile water to let them cool before surgery |
Glucose Assay Kit | Cayman chemical | 10009582 | |
H2O2 | Sigma | H1009-500ml | Apply 3% H2O2 on skull surface to make the cranial sutures visible. |
Hair Clipper | WAHL | N/A | |
heating pad | Heatpax | 19520483 | |
Hemostat | N/A | N/A | |
Isoflurane (Fluriso) | Zoetis | NDC1385-046-60 | |
KCl | VWR | 0395-500g | |
Magnetic stand | WPI | M1 | |
Magnifying desk lamp | Brightech | LightView Pro Flex 2 | |
Metal Spatula | N/A | N/A | |
MgCl2 . 6H2O | Fisher | BP214-500 | |
Micromanipulator (Right handed) | WPI | M3301R | |
Micromanipulator with digital display | KOPF | 1940 | |
Na2HPO4 . 7H2O | Fisher | S373-500 | |
NaCl | Sigma | S7653-5Kg | |
NaH2PO4 . H2O | Fisher | S369-500 | |
Neosporin | Johnson & Johnson | N/A | Apply topical oinment to prevent infection |
Parafilm | Bemis | DM-999 | |
Rimadyl (Carprofen) 50mg/ml | Zoetis | N/A | 5 mg/kg, subcutaneous, for analgesia |
Scalpel | N/A | N/A | |
Stereotaxic allignment system | KOPF | 1900 | |
Sterile 27 gauge needle | BD | 305109 | |
Sterile cotton tip applicators (Solon) | AMD Medicom | 56200 | |
Sterile nylon sutures (5.0) | Oasis | MV-661 | Use non-absorable suture for closing the wound |
Sterile sharp scissors | N/A | N/A | |
Sterile surgical blades | VWR | 55411-050 | |
Surgical gloves (Nitrile) | Ammex | N/A | Change gloves if there is suspision of contamination |
Tray | N/A | N/A |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved