نهج بصري لإحداث توسع الشعيرات في الفئران لنمذجة الخلل الوظيفي الدماغي الوعائي بوساطة الأوعية الدموية الكبيرة

Summary

لقد أثبتنا توسع الأوعية الدموية الكبيرة الذي يحفز كيميائيا في الفئران كنموذج للتحقيق في الخلل الوظيفي الوعائي الدماغي ، والذي يمكن استخدامه في الخرف الوعائي ونمذجة مرض الزهايمر. نوضح أيضا تصور الأوعية الدموية عن طريق حقن مركب مطاط السيليكون وتوفير إرشادات بصرية واضحة لقياس التغيرات في حجم الأوعية الدموية.

Abstract

الدم في الدماغ (BBB) هو نظام حاسم ينظم الدورة الدموية الانتقائية للدماغ مع المحيط ، على سبيل المثال ، مما يسمح للمغذيات الضرورية بدخول وطرد الأحماض الأمينية الزائدة أو السموم من الدماغ. لنمذجة كيف يمكن اختراق BBB في أمراض مثل الخرف الوعائي (VaD) أو مرض الزهايمر (AD) ، طور الباحثون طرقا جديدة لنمذجة توسع الأوعية. يمكن أن يكون BBB المخترق في هذه الحالات المرضية ضارا ويؤدي إلى عدم تنظيم BBB مما يؤدي إلى عواقب غير مرغوب فيها ومرضية تؤثر على وظائف المخ. تمكنا من تعديل تقنية موجودة مكنتنا من الحقن مباشرة في Cisterna magna (CM) للحث على توسع الأوعية الدموية باستخدام الإيلاستاز ، وتعطيل الوصلات الضيقة (TJ) ل BBB. باستخدام هذه الطريقة ، تمكنا من رؤية مقاييس مختلفة للنجاح مقارنة بالتقنيات السابقة ، بما في ذلك التوسع المتسق للأوعية الدموية ، وانخفاض معدل الوفيات أو تحسين التعافي ، وتحسين عامل التعبئة / التعتيم ، وهو مركب مطاط السيليكون ، والتسليم لوضع العلامات على الأوعية الدموية لتحليل التوسع. حققت هذه الطريقة المعدلة طفيفة التوغل نتائج واعدة ، مع زيادة بنسبة 19٪ -32٪ في التوسع المستمر للأوعية الدموية الكبيرة في الفئران من أسبوعين إلى 3 أشهر بعد الحقن. يتناقض هذا التحسن مع الدراسات السابقة ، والتي أظهرت زيادة التوسع فقط عند علامة أسبوع 2. تشير البيانات الإضافية إلى التوسع المستدام حتى بعد 9.5 أشهر. تم تأكيد هذه الزيادة من خلال مقارنة قطر الأوعية الدموية للإلاستاز والمجموعة المحقونة بالمركبة. بشكل عام ، هذه التقنية ذات قيمة لدراسة الاضطرابات المرضية التي تؤثر على الجهاز العصبي المركزي (CNS) باستخدام النماذج الحيوانية.

Introduction

الخلايا البطانية الوعائية الدقيقة التي تبطن الشعيرات الدموية الدماغية هي المكونات الرئيسية لتشكيل الحاجز الدموي الدماغي (BBB)¹ الذي يلعب دورا حاسما في تنظيم ما يدخل أو يخرج من الدورة الدموية للدماغ مع المحيط. يسمح للعناصر الغذائية الأساسية اللازمة للأنسجة العصبية بدخول BBB ، بينما يتم طرد بعض الأحماض الأمينية الأساسية مثل الغلوتامات من الدماغ ، حيث يمكن أن تسبب التركيزات العالية ضررا عصبيا دائما لأنسجة المخ². في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، يحد BBB من كمية بروتينات البلازما مثل الألبومين ^3,4 والبروثرومبين من دخول الدماغ لأن هذه يمكن أن يكون لها آثار ضارة ^....

Protocol

تم استخدام فئران^{التطبيق NL-F}(3 أشهر) التي تعبر عن لوحة الأميلويد البشرية على المستوى الفسيولوجي لهذه الدراسة على الرغم من أنه يمكن استخدام هذا النظام مع أي نموذج للقوارض. تمت الموافقة على جميع إجراءات من قبل لجنة رعاية في CAMH (البروتوكول # 843) وكانت متوافقة مع المعايير الأخلاقية لإرشادات المجلس الكندي لرعاية. تم تربية الفئران في المنزل والاحتفاظ بها في دورة 12 ساعة من الضوء والظلام مع وصول ad libitum إلى الطعام والماء.

1. إجراء حقن سيستيرنا ماجنا (CM)

1. الإجراء الجراحي
   1. ضع الماوس (APP^NL-F ، كلا الجنسين ، 3 أشهر) في غرفة تحريض التخدير لمدة 1 دقيقة.
      ملاحظة: اغسل الحجرة ب 5٪ إي....

النتائج

لقد نجحنا في تحديد موقع Cisterna magna تحت المنطقة القذالية من الجمجمة بعد وضع الماوس بعناية على الإطار التجسيمي وتشريح العضلات. يقع هذا الهيكل التشريحي ، الذي يشبه المثلث المقلوب والمظلل باللون الأصفر ، أسفل قاعدة الجمجمة (الشكل 1). لضمان الدقة ومنع أي ضرر لأنسجة المخ ، تم إدخال 1.......

Discussion

توضح هذه المقالة بروتوكولا محسنا للتوسع الوعائي الدماغي ، مما يوفر نهجا دقيقا ومباشرا لحقن الإيلاستاز في Cisterna magna للفئران. تعمل هذه النقطة التشريحية كبوابة مباشرة للسائل النخاعي ، مما يوفر وسيلة قيمة للتحقيق في الأمراض العصبية المختلفة. واحدة من المزايا الرئيسية لهذه التقنية المعدلة هي ?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
23 G catheter	University Medstore	2546-CABD305145	Needed for perfusion  (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Absolute ethanol	University Medstore	https://www.uoftmedstore.com/index.sz	For removing the microfil
Betadine scrub	#	https://www.pittsborofeed.com/products/betadine-surgical-scrub	Sterilization
Betadine solution	Amazon	https://www.amazon.ca/Povidone-Iodine-10-Topical-Solution-100ml/dp/B09DTKJGHW	Sterilization
Bupivacaine	Provided by animal facility	N/A	Analgesic
Clippers	BrainTree Scientific Inc	CLP-41590	Shave fur
Cotton Q-tip	University Medstore	1962	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Elastase	Sigma-aldrich	E7885	Used for the dilatation of blood vessel
Ethanol	University Medstore	39752-P016-EAAN	Sterilization (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Goat anti-mouse 568	Invitrogen	A11004	For staining mature neurons
Graphpad prism 10	Graphpad prism 10	https://www.graphpad.com/	Statistical analysis software
Hamilton syringe	Sigma-aldrich	28614-U	Injection elastase
Heat pad	Amazon	https://www.amazon.ca/iPower-Temperature-Controller-Terrarium-Amphibians/dp/B08L4DBFFZ	Maintain body temperature
ImageJ software	Fiji Imagej software	imagej.net (USA)	Image analysis software
Induction chamber	Provided by animal facility	N/A	Anesthesia induction
Metacam	Provided by animal facility	N/A	Analgesic
Methyl salicylate	Sigma-aldrich	M6752	For removing the microfil
Microfil	Flow Tech, Carver, Massachusetts	https://www.flowtech-inc.com/order/	Dye (yellow)
Mouse monoclonal anti-NeuN	Millipore Sigma	MAB377	For staining mature neurons
Olympus VS200 slide scanner and VSI software.	Olympus Life Science	https://www.olympus-lifescience.com/en/downloads/detail-iframe/?0[downloads][id]=847254104	Imaging software
Paraformaldehyde	University Medstore	PAR070.1	For protein fixation  (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Perfusion pump	VWR International	https://pr.vwr.com/store/product/4787969/vwr-variable-speed-peristaltic-pumps	Needed for perfusion
Scalpel	University Medstore	2580-M90-10	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Stereotaxic	Provided by animal facility	N/A	So secure the animal for surgery
Surgical scissor	University Medstore	22751-A9-240	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Surgical tape	University Medstore	https://www.amazon.ca/3M-Micropore-Tape-1530-2-Rolls/dp/B0082A9GS2	Secure the animal on the diaper
Sutures	University Medstore	2297-VS881	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
X2 tweezers	University Medstore	7731-A10-612	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)