فإن الكتاب أود أن أشكر شونا Rideout-جروس ​​وغارسيس الكسندرا لمساعدتهم مع رعاية الحيوان، وبينغ وو للحصول على المساعدة التقنية لها. وقدم الدعم لهذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة تحت أي منحة. EB003268، وبرنامج كراسي البحث كندا.

1. الموجات فوق الصوتية والتصوير بالرنين المغناطيسي الإعداد تم استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي المتوافقة مع ثلاثة محاور نظام الموجات فوق الصوتية وركزت في هذه الدراسة (الفتح الآلات، وشركة، تورنتو، أونتاريو، كندا). واستخدمت اثنين من محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية المختلفة: 1 في منزل شيد 551.5 كيلو هرتز كرويا التي تركز على محول (دائرة نصف قطرها من انحناء = 60 ملم، القطر الخارجي = 75 ملم، القطر الداخلي = 20 ملم)، و1،503 ميغاهيرتز، و 8 في القطاع مع مجموعة متكاملة PZT مائي (Imasonic شركة، Voray سور L&#39;Orgnon، فرنسا) مدفوعة كما محول واحد كرويا عنصر ركز (الجبهة الوطنية = 0.8، فتحة = 10 سم). تم استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي المتوافقة مع PVDF المتلقي 8 لتسجيل انبعاثات الصوتية عندما تم استخدام محول 551،5 كيلو هرتز. إذا تم استخدام معدات مختلفة، وفيما يلي المقترح: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختيار المناسب، محول بالموجات فوق الصوتية معايرة مع تواتر مركز في نطاق ميغاهيرتز ميغاهيرتز 0.25 -1.5 وطائرة من طراز اف رقم (دائرة نصف قطرها من انحناء / فتحة) من 1 أو أقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع فاي حمام ماءlled مع، degassed الماء الدافئ دي المتأينة، على السرير لتي 1.5 أو التصوير بالرنين المغناطيسي 3 تي. يجب على حمام مائي لديها لوحة الأعلى التي يمكن أن تعقد هذه الحيوانات. تركيب محول بالموجات فوق الصوتية في خزان على التصوير بالرنين المغناطيسي المتوافقة مع مرحلة وضع ثلاثة محاور أو نظام 9، التي تواجه سطح الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشغيل كابل محول للمعدات الموجات فوق الصوتية من خلال لوحة القيادة الاختراق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توليد إشارة القيادة محول باستخدام مولد وظيفة والسلطة مكبر للصوت. استخدام دائرة خارجية مطابقة للتقليل من قوة تنعكس الكهربائية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معرفة طول محول التنسيق، ووضع محول التركيز على سطح الماء ويصوتن سطح الماء لتوليد نافورة ماء وضوحا. خطوات 1.6 و 1.7 تصف كيفية تسجيل التركيز باستخدام نافورة ماء ولدت. وهناك طريقة أكثر دقة لتحديد مكان والتركيز، والذي ينطوي على sonicating حرارة امتصاص الجل والتصوير وارتفاع درجة الحرارة الناتجة في التركيز مع التصوير بالرنين المغناطيسي، ويمكن العثور عليها في 9 &lt;/ سوب&gt;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في تحديد موقع التركيز باستخدام علامة من شأنها أن تكون مرئية على صور الرنين المغناطيسي. ويمكن القيام بذلك باستخدام لوحة مع وجود ثقب مركز الذي سوف يملأ بالماء عند وضعه على التركيز. وسوف الثقب مملوءة بالماء تكون مرئية على التصوير بالرنين المغناطيسي وسوف توفر إحداثيات محورية في طائرتين، في حين يمكن تحديد الإحداثيات في الاتجاه المحوري للمحول من سطح الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام تسلسل وكالايزر 3-طائرة، صورة علامة التركيز وتسجيل الموقع من التركيز في تنسيق نظام التصوير بالرنين المغناطيسي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لمراقبة الانبعاثات الصوتية، والإعداد لإجراء 8 هيدروفونات MR-المتوافقة التي يتم استخدام جهاز الكشف عن التجويف السلبي (PCD) في حمام مائي تستهدف التركيز محول، أو استخدام محول مع مائي متكامل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشغيل الكابلات PCD إلى بطاقة نطاق هذا هو سريع بما فيه الكفاية لالتقاط رشقات نارية من ما يصل الى 10 مللي في PRFs لتصل إلى 2 هرتز (على سبيل المثال ATS460، AlazarTech، بوانت كلير، كيبيك، كندا). يجب أن ترتكز على الكابلات penetration لوحة أو درع الترددات اللاسلكية للحد من الضوضاء. </li></ol> 2. حيوان التحضير <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الحيوانات باستخدام الغاز isofluorane. منذ isofluorane له تأثير على تعطيل BBB 10، ينبغي أن تؤخذ هذه الحيوانات قبالة الغاز 10 دقيقة قبل بدء التجربة. مرهم مكان تشحيم العين في كل عين في بداية التخدير لحماية القرنية من الجفاف أو إصابة أخرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الحلاقة الكهربائية حلق الفراء من أعلى رأس الحيوان والرقبة، ثم إزالة الفراء المتبقية باستخدام كريم مزيل الشعر (مثل نير، الكنيسة وشركاه دوايت، برينستون، نيو جيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية)، وشطف فروة الرأس بالماء والصابون المعتدل و المياه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الذيل مع betadine فرك الجلد يتبعه غسل ​​bridine. إجراء wipedown نهائي مع الكحول من أجل تصور السياق الذيل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ادخال قسطرة قياس 22 مع 3 في اتجاه ومحبس في الوريد الذيل والاحمرار مع خليط الهيبارين / ملحي (33 يو / مل) لمنع تشكيل جلطةفي القسطرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسليم مواد التخدير عن طريق الحقن (40-50 مغ / كغ من الكيتامين، 10 ملغ / كلغ زيلازين) عن طريق الحقن العضلي، وإزالة الحيوان من isofluorane. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مستلق تخدير الحيوان على الموجات فوق الصوتية نظام تحديد المواقع مع أعلى الرأس الاتصال بالحمام المائي من خلال ثقب في لوحة قمة (Fig.1). هلام ربما تطبق كمية صغيرة من الموجات فوق الصوتية إلى أعلى رأس الحيوان إلى تقليل فرصة airbubbles المحاصرين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شريط الساقين لنظام تحديد المواقع. ويمكن عقد الرأس في مكان إما باستخدام شريط لدغة، إن وجدت، أو شريط وضعت بحزم عبر الذقن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغطية الحيوان بمنشفة وتوزيع بطانية المياه من أجل الحفاظ عليه دافئا. </li></ol> 3. اختيار الهدف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على خط الأساس المحوري T 2-T 1 الموزون والمرجحة صور الرنين المغناطيسي للدماغ. إذا باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي وتي 1،5 مخصصة رئيس الحجم لفائف سطح RF-استقبال، ومناسبة SCقد تكون المعلمات 1: T 2 الموزون: FSE، TE = 60 مللي، TR = 2000 مللي T 1 المرجحة: FSE، TE = 10 مللي، TR = 500 مللي </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد الهدف من T-2 المرجح بالاشعة، وتجنب البطينين وخط الوسط في الدماغ، وتحديد عمق منتصف الدماغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل التركيز محول إلى موقع الهدف. </li></ol> 4. Microbubble التحضير وتستخدم microbubbles Definity (Lantheus التصوير الطبي، MA، الولايات المتحدة) من قبل عدة مجموعات لFUS بوساطة microbubble الناجمة BBBD 2،5،7. ويمكن الاطلاع على جرعات مناسبة للأنواع الأخرى microbubble في الأدب 11،12. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفعيل microbubbles Definity ورسم ببطء حجم صغير إلى حقنة 1 مل باستخدام إبرة قياس 18. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الهواء المحبوس من الحقنة بلطف عن طريق تحريك المكبس ذهابا وإيابا. لا تنصت على حقنة وهذا يمكن أن تكسر الفقاعات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمييع Definity في العادي<html> المالحة في نسبة 10:01 المالحة إلى Definty عن طريق حقن ببطء حجم المطلوب من Definity إلى حقنة من المياه المالحة. إذا استخدم تسليم التسريب، يمكن أن يكون أبعد Definity الواحد، إلى 50:1 أو 100:1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عكس بلطف المحقنة إلى مزيج دقيق من Definity والمالحة حتى يتحقق حتى ظهور. قد انعكاس لطيف من الحقنة مباشرة قبل الحقن يكون من الضروري أيضا إذا فقاعات بدأت تطفو من التعليق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب حجم الجرعة المطلوبة على أساس 0،02 مل / كجم من Definity، أو 0.2 مل / كغ من الحل (في تخفيف 10:01). </li></ol> 5. الموجات فوق الصوتية التسليم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين المعلمات صوتنة، وذلك باستخدام منخفضة رشقات نارية دورة العمل، وليس sonications موجة مستمرة. المعلمات صوتنة المناسبة عند 0.5 ميغاهيرتز هي 0،23 ميغاباسكال في ضغط الموضع، و 10 مللي رشقات نارية في PRF هرتز 1، 2 دقيقة. مجموع صوتنة وقت. بنحو 1.5 ميغاهيرتز المناسب في الموقع الضغوط تقع حول 0،45-،5 ميغاباسكال. </li></ol>_content &quot;يمكن تقدر&gt; الضغوط المناسبة على ترددات مختلفة باستخدام مؤشر الميكانيكية من 0.46 13. <ol start="2" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكد من أن يقترن لا يزال رأس الحيوان للماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن microbubbles ببطء في ذيل قسطرة الوريد وتدفق المياه المالحة مع 0.5 مل العادية. بدء صوتنة في وقت واحد مع بداية الحقن. </li></ol> 6. التصوير بالرنين المغناطيسي لتقييم نتائج المعالجة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد صوتنة، حقن عامل تباين التصوير بالرنين المغناطيسي (على سبيل المثال 0.2 مل / كغ Omniscan، وجنرال الكتريك للرعاية الصحية) عن طريق قسطرة الوريد الذيل يتبعه تدفق 0.5 مل المالحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نفذ تي 1-مرجح التصوير حتى في ذروة المقابل قد مرت. وسوف المواقع صوتنة التي تعطلت بنجاح إظهار أكبر زيادة من الأنسجة المحيطة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء T-2 مرجح التصوير للتحقق من وذمة. إشارة عالية في مواقع صوتنة يدل على وذمة. </li></ol> 7. ممثلالنتائج ويمكن عوامل التباين التصوير بالرنين المغناطيسي تسليمها بنجاح من خلال BBB باستخدام الموجات فوق الصوتية المركزة وتعميم microbubbles. ويبين الشكل 2 قبل نموذجية وبعد الفتح تي 1-W الصور. الرقم 2B يظهر تباين محسن (م) تي 1-W صورة مع فتحات التنسيق متميزة في أربعة مواقع sonicated. مواقع صوتنة 1 و 2 إظهار تعزيز مشرق خاصة. ويمكن أيضا في Fig.3 المواقع 1 و 2 أن ينظر لتتوافق مع T-2 ث إشارة عالية، مشيرا إلى وذمة. مدى يمكن أن تي 2-W وذمة في بعض الأحيان يكون أكثر سهولة في تصور شرائح سهمي. ويبين الشكل 4 CE-T 1-W و T-2 ث شرائح سهمي من خلال مواقع صوتنة 1 و 3. وذمة مرئيا في الموقع 1 ولكن لا مكان 3. قد التحليل الطيفي من القبض على بيانات الانبعاثات الصوتية (Fig.5) تظهر انبعاثات متناسق و / أو دون / فائقة انبعاثات التوافقي عندما التجويف مستقر يحدث. هارمونيمكن أن تنشأ أيضا ICS من الأنسجة غير linearities، في حين أن انبعاثات الفرعية وultraharmonic يمكن أن يحدث فقط نتيجة لنشاط فقاعة 14. قد عند ارتفاع الضغوط أيضا من انبعاثات النطاق العريض مشيرا إلى التجويف بالقصور الذاتي يمكن الكشف عنها. لكن ارتبطت هذه مع كميات أكبر من خلايا الدم الحمراء extravasations وmicrodamage من sonications بدون التجويف بالقصور الذاتي 11. استخدام ترددات أعلى صوتنة النتائج في فتحات أكثر محلية نظرا لحجم أصغر بقعة الوصل. ويبين الشكل 6 يمكن أن تستخدم ترددات أعلى لإنشاء مناطق أصغر من الافتتاح. وهذا يسمح التحقيق في الآثار منتصف المخ مع التقليل من الآثار القريبة من الجمجمة. <img alt="الشكل 1." src="/files/ftp_upload/3555/3555fig1.jpg" /> الشكل 1. الإعداد التجريبية. <spفئة = &quot;pdflinebreak&quot;&gt; <img alt="الشكل 2." src="/files/ftp_upload/3555/3555fig2.jpg" /> الشكل 2. قبل (يسار) وآخر (يمين) 1-T علاج دبليو صورا لدماغ فأر تبين زيادة في مواقع صوتنة الأربعة. <img alt="الشكل 3." src="/files/ftp_upload/3555/3555fig3.jpg" /> الشكل 3. قبل (يسار) وآخر (يمين) 2-T علاج دبليو صورا لدماغ الفئران (حيوان نفس Fig.2) تظهر T-2 ث وذمة في مواقع صوتنة 1 و 2. <img alt="الشكل 4." src="/files/ftp_upload/3555/3555fig4.jpg" /> الشكل 4. آخر العلاج سهمي تي 1-W (يسار) وT-2 ث (يمين) وصور من الدماغ الفئران نفسه كما التين. 2 و 3. افتتاح الموقع في 1 (يسار) يرتبط T-2 ث وذمة (يمين). 3 الموقع يظهر الافتتاح (يسار) ولكن لا T-2 ث وذمة. </P&gt; <img alt="الشكل 5." src="/files/ftp_upload/3555/3555fig5.jpg" /> الشكل 5. الطيف الترددي من البيانات التي تم التقاطها خلال دفعة واحدة مللي 10 في 551،5 كيلو هرتز. تواتر الأساسية و (0)، فضلا عن التوافقيات (2 و 0) وشبه / ultraharmonics (0.5 و 0، 1،5 و 0) مرئية. <img alt="الشكل 6." src="/files/ftp_upload/3555/3555fig6.jpg" /> الشكل 6. آخر العلاج CE-T-1 ث محوري (يسار) والسهمي (يمين) صور من الدماغ الفئران sonicated في أربعة مواقع في 1،503 ميغاهرتز. وينظر الى فتحات BBB في هذا التردد لتكون أكثر محلية.

<ol>
	<li>Kinoshita, M., McDannold, N., Jolesz, F. A., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+localized+delivery+of+Herceptin+to+the+mouse+brain+by+MRI-guided+focused+ultrasound-induced+blood-brain+barrier+disruption.">Noninvasive localized delivery of Herceptin to the mouse brain by MRI-guided focused ultrasound-induced blood-brain barrier disruption.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 11719-11723 (2006).</li><li>Jord&#227;o, J. F., Ayala-Grosso, C. A., Markham, K., Huang, Y., Chopra, R., McLaurin, J., Hynynen, K., Aubert, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibodies+targeted+to+the+brain+with+image-guided+focused+ultrasound+reduces+amyloid-beta+plaque+load+in+the+TgCRND8+mouse+model+of+Alzheimer&#39;s+disease.">Antibodies targeted to the brain with image-guided focused ultrasound reduces amyloid-beta plaque load in the TgCRND8 mouse model of Alzheimer&#39;s disease.</a> PLoS One. 5 (5), e10549-e10549 (2010).</li><li>Liu, H. -. L., Hua, M. -. Y., Chen, P. -. Y., Chu, P. -. C., Pan, C. -. H., Yang, H. -. W., Huang, C. -. Y., Wang, J. -. J., Yen, T. -. C., Wei, K. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier+disruption+with+focused+ultrasound+enhances+delivery+of+chemotherapeutic+drugs+for+glioblastoma+treatment.">Blood-brain barrier disruption with focused ultrasound enhances delivery of chemotherapeutic drugs for glioblastoma treatment.</a> Radiology. 255, 415-425 (2010).</li><li>Hynynen, K., McDannold, N., Vykhodtseva, N., Jolesz, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+MR+imaging-guided+focal+opening+of+the+blood-brain+barrier+in+rabbits.">Noninvasive MR imaging-guided focal opening of the blood-brain barrier in rabbits.</a> Radiology. 220, 640-646 (2001).</li><li>Choi, J. J., Wang, S., Tung, Y. -. S., Morrison, B., Konofagou, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecules+of+various+pharmacologically-relevant+sizes+can+cross+the+ultrasound-induced+blood-brain+barrier+opening+in+vivo.">Molecules of various pharmacologically-relevant sizes can cross the ultrasound-induced blood-brain barrier opening in vivo.</a> Ultrasound Med. Biol. 36, 58-67 (2010).</li><li>Pardridge, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blood-brain+barrier:+bottleneck+in+brain+drug+development.">The blood-brain barrier: bottleneck in brain drug development.</a> NeuroRx. 2, 3-14 (2005).</li><li>Bing, K. F., Howles, G. P., Qi, Y., Palmeri, M. L., Nightingale, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier+&#40;BBB&#41;+disruption+using+a+diagnostic+ultrasound+scanner+and+Definity+in+mice.">Blood-brain barrier &#40;BBB&#41; disruption using a diagnostic ultrasound scanner and Definity in mice.</a> Ultrasound Med. Biol. 35, 1298-1308 (2009).</li><li>O'Reilly, M. A., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+PVDF+receiver+for+ultrasound+monitoring+of+transcranial+focused+ultrasound+therapy.">A PVDF receiver for ultrasound monitoring of transcranial focused ultrasound therapy.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 2286-2294 (2010).</li><li>Chopra, R., Curiel, L., Staruch, R., Morrison, L., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+MRI-compatible+system+for+focused+ultrasound+experiments+in+small+animal+models.">An MRI-compatible system for focused ultrasound experiments in small animal models.</a> Med. Phys. 36, 1867-1874 (2009).</li><li>McDannold, N., Zhang, Y., Vykhodtseva, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-Brain+Barrier+Disruption+and+Vascular+Damage+Induced+by+Ultrasound+Bursts+Combined+with+Microbubbles+can+be+Influenced+by+Choice+of+Anesthesia+Protocol.">Blood-Brain Barrier Disruption and Vascular Damage Induced by Ultrasound Bursts Combined with Microbubbles can be Influenced by Choice of Anesthesia Protocol.</a> Ultrasound Med. Biol. , (2011).</li><li>McDannold, N., Vykhodtseva, N., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+disruption+of+the+blood-brain+barrier+with+focused+ultrasound:+association+with+cavitation+activity.">Targeted disruption of the blood-brain barrier with focused ultrasound: association with cavitation activity.</a> Phys. Med. Biol. 51, 793-807 (2006).</li><li>Yang, F. -. Y., Liu, S. -. H., Ho, F. -. M., Chang, C. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+ultrasound+contrast+agent+dose+on+the+duration+of+focused-ultrasound-induced+blood-brain+barrier+disruption.">Effect of ultrasound contrast agent dose on the duration of focused-ultrasound-induced blood-brain barrier disruption.</a> J. Acoust. Soc. Am. 126, 3344-3349 (2009).</li><li>McDannold, N., Vykhodtseva, N., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier+disruption+induced+by+focused+ultrasound+and+circulating+preformed+microbubbles+appears+to+be+characterized+by+the+mechanical+index.">Blood-brain barrier disruption induced by focused ultrasound and circulating preformed microbubbles appears to be characterized by the mechanical index.</a> Ultrasound Med. Biol. 34, 834-840 (2008).</li><li>Neppiras, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+Cavitation.">Acoustic Cavitation.</a> Physics Reports (Review Section of Physics Letters). 61, 159-251 (1980).</li><li>O&#39;Reilly, M. A., Huang, Y., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+standing+wave+effects+on+transcranial+focused+ultrasound+disruption+of+the+blood-brain+barrier+in+a+rat+model.">The impact of standing wave effects on transcranial focused ultrasound disruption of the blood-brain barrier in a rat model.</a> Phys. Med. Biol. 55, 5251-5267 (2010).</li></ol>

ك. Hynynen وشوبرا ر هم المؤسسين من آلات الفتح، وشركة آر شوبرا، Waspe ألف وHynynen K. يمتلكون أسهما في آلات الفتح، وشركة ك. Hynynen يتلقى دعما من شركة البحوث الفتح، والصكوك

اعداد الحيوانات وmicrobubbles هي الجوانب الأكثر أهمية من هذا الإجراء. يجب أن يكون الشعر على رأس الحيوان إزالتها تماما لتفادي التخفيف من شعاع الموجات فوق الصوتية. يمكن أن تعطل BBB تحت مخدر isofluorane، ومع ذلك، فإنه يصبح أكثر صعوبة لتحقيق افتتاح متسقة. <p class="jove_content" style=";text-align:right...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td></tr><tr><td> وركزت الحيوان الصغير نظام الموجات فوق الصوتية </td><td> الفتح الآلات، وشركة </td><td> RK-100 </td></tr><tr><td> Definity </td><td> Lantheus التصوير الطبي </td><td></td></tr><tr><td> Omniscan </td><td> جنرال إلكتريك للرعاية الصحية </td><td></td></tr></tbody></table>

mri-guided disruption of the blood-brain barrier using transcranial focused ultrasound in a rat model

تركز الموجات فوق الصوتية (الفتح) تعطيل حاجز الدم في الدماغ (ب ب ب) هو أسلوب التحقيق على نحو متزايد للتحايل على 1-5 BBB. بى بى بى هو عقبة كبيرة أمام العلاجات الدوائية من اضطرابات في الدماغ كما أنه يحد من مرور الجزيئات من الأوعية الدموية إلى أنسجة المخ لجزيئات تقل ما يقرب من 500 دا في حجم 6. الفتح تعطل BBB التي يسببها (BBBD) هي مؤقتة وقابلة للانتكاس (4) ويحتوي على ميزة على المواد الكيميائية وسيلة للتحريض من قبل BBBD كونها محلية إلى حد كبير. الفتح بفعل BBBD يوفر وسيلة للتحقيق في الآثار المترتبة على مجموعة واسعة من العوامل العلاجية على الدماغ، والذي لن يكون إلا التسليم للأنسجة في تركيز كاف. في حين أن مجموعة واسعة من المعلمات بالموجات فوق الصوتية أثبتت نجاحها في تعطيل BBB 2،5،7، وهناك العديد من الخطوات الحاسمة في إجراء تجارب للتأكد من التعطيل الناجح مع استهداف دقيقة. هذا protocالخطوط العريضة رأ كيفية تحقيق التصوير بالرنين المغناطيسي موجهة الفتح بفعل BBBD في نموذج الفئران، مع التركيز على إعداد الحيوان حرجة وخطوات التعامل مع microbubble التجربة.

Watch this Scientific Journal Video about MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model at JoVE.com

MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

Microbubble بوساطة انقطاع الموجات فوق الصوتية وركزت على حاجز الدم في الدماغ (بي بي بي) هي تقنية واعدة لغير الغازية لتقديم الأدوية المستهدفة في الدماغ<sup&gt; 1-3</sup&gt;. هذا البروتوكول الخطوط العريضة لإجراء التجارب للتصوير بالرنين المغناطيسي موجهة تعطل BBB عبر الجمجمة في نموذج الفئران.

التصوير بالرنين المغناطيسي موجهة تعطيل حاجز الدم في الدماغ باستخدام الموجات فوق الصوتية المركزة عبر الجمجمة في نموذج الفئران

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a ...

mri-guided-disruption-blood-brain-barrier-using-transcranial-focused

Research

JoVE Journal

Medicine

17.8K Views.  Sunnybrook Research Institute. Microbubble بوساطة انقطاع الموجات فوق الصوتية وركزت على حاجز الدم في الدماغ (بي بي بي) هي تقنية واعدة لغير الغازية لتقديم الأدوية المستهدفة في الدماغ 1-3. هذا البروتوكول الخطوط العريضة لإجراء التجارب للتصوير بالرنين المغناطيسي موجهة تعطل BBB عبر الجمجمة في نمو...

Video: MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

ومتعددة الوسائط التصوير من الأوعية الدموية في نموذج الفئران عاري من سرطان الثدي الإنبثاث العظام باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي، الحجمي التصوير المقطعي والموجات فوق الصوتية

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Rat Model of Blood-brain Barrier Disruption to Allow Targeted Neurovascular Therapeutics

Endothelial cells with tight junctions along with the basement membrane and astrocyte end feet surround cerebral blood vessels to form the blood-brain barrier1. The barrier selectively excludes molecules from crossing between the blood and the brain based upon their size and charge. This function can impede the delivery of therapeutics for neurological disorders. A number of chemotherapeutic drugs, for example, will not effectively cross the blood-brain barrier to reach tumor cells2. Thus, improving the delivery of drugs across the blood-brain barrier is an area of interest.
The most prevalent methods for enhancing the delivery of drugs to the brain are direct cerebral infusion and blood-brain barrier disruption3. Direct intracerebral infusion guarantees that therapies reach the brain; however, this method has a limited ability to disperse the drug4. Blood-brain barrier disruption (BBBD) allows drugs to flow directly from the circulatory system into the brain and thus more effectively reach dispersed tumor cells. Three methods of barrier disruption include osmotic barrier disruption, pharmacological barrier disruption, and focused ultrasound with microbubbles. Osmotic disruption, pioneered by Neuwelt, uses a hypertonic solution of 25% mannitol that dehydrates the cells of the blood-brain barrier causing them to shrink and disrupt their tight junctions. Barrier disruption can also be accomplished pharmacologically with vasoactive compounds such as histamine5 and bradykinin6. This method, however, is selective primarily for the brain-tumor barrier7. Additionally, RMP-7, an analog of the peptide bradykinin, was found to be inferior when compared head-to-head with osmotic BBBD with 25% mannitol8. Another method, focused ultrasound (FUS) in conjunction with microbubble ultrasound contrast agents, has also been shown to reversibly open the blood-brain barrier9. In comparison to FUS, though, 25% mannitol has a longer history of safety in human patients that makes it a proven tool for translational research10-12.
In order to accomplish BBBD, mannitol must be delivered at a high rate directly into the brain's arterial circulation. In humans, an endovascular catheter is guided to the brain where rapid, direct flow can be accomplished. This protocol models human BBBD as closely as possible. Following a cut-down to the bifurcation of the common carotid artery, a catheter is inserted retrograde into the ECA and used to deliver mannitol directly into the internal carotid artery (ICA) circulation. Propofol and N2O anesthesia are used for their ability to maximize the effectiveness of barrier disruption13. If executed properly, this procedure has the ability to safely, effectively, and reversibly open the blood-brain barrier and improve the delivery of drugs that do not ordinarily reach the brain 8,13,14.

Blood-brain barrier disruption aids the delivery of certain drugs to the brain. Mannitol delivered intra-arterially shrinks cells surrounding blood vessels in order to physically disrupt the barrier.

للسماح المستهدفة نموذج الفئران من تعطيل حاجز الدم في الدماغ التداوي عائي عصبي

Endothelial cells with tight junctions along with the basement membrane and astrocyte end feet surround cerebral blood vessels to form the blood-brain ...

A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to affect the function of several organs and tissues and to contribute to the development of the many complications associated with obesity and the metabolic syndrome, including type 2 diabetes. To study the mechanisms by which excessive levels of glucose and fatty acids affect the pancreatic beta-cell and the secretion of insulin, we have established a chronic nutrient infusion model in the rat. The procedure consists of catheterizing the right jugular vein and left carotid artery under general anesthesia; allowing a 7-day recuperation period; connecting the catheters to the pumps using a swivel and counterweight system that enables the animal to move freely in the cage; and infusing glucose and/or Intralipid (a soybean oil emulsion which generates a mixture of approximately 80% unsaturated/20% saturated fatty acids when infused with heparin) for 72 hr. This model offers several advantages, including the possibility to finely modulate the target levels of circulating glucose and fatty acids; the option to co-infuse pharmacological compounds; and the relatively short time frame as opposed to dietary models. It can be used to examine the mechanisms of nutrient-induced dysfunction in a variety of organs and to test the effectiveness of drugs in this context.

A protocol for chronic infusions of glucose and Intralipid in rats is described. This model can be used to study the impact of nutrient excess on organ function and physiological parameters.

نموذج من تسريب المغذيات المزمنة في الفئران

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to  affect the function of several organs and tissues and to contribute to the  ...

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells (cEND) as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

Due to the high mortality incident brought about by traumatic brain injury (TBI), methods that would enable one to better understand the underlying mechanisms involved in it are useful for treatment. There are both in vivo and in vitro methods available for this purpose. In vivo models can mimic actual head injury as it occurs during TBI. However, in vivo techniques may not be exploited for studies at the cell physiology level. Hence, in vitro methods are more advantageous for this purpose since they provide easier access to the cells and the extracellular environment for manipulation.
Our protocol presents an in vitro model of TBI using stretch injury in brain microvascular endothelial cells. It utilizes pressure applied to the cells cultured in flexible-bottomed wells. The pressure applied may easily be controlled and can produce injury that ranges from low to severe. The murine brain microvascular endothelial cells (cEND) generated in our laboratory is a well-suited model for the blood brain barrier (BBB) thus providing an advantage to other systems that employ a similar technique. In addition, due to the simplicity of the method, experimental set-ups are easily duplicated. Thus, this model can be used in studying the cellular and molecular mechanisms involved in TBI at the BBB.

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells cEND as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

In vitro traumatic brain injury models are being developed to reproduce in vivo brain deformation. Stretch-induced injury has been employed for astrocytes, neurons, glial cells, aortic, and brain endothelial cells. However, our system uses a blood brain barrier (BBB) model that possesses properties constituting a legitimate model of the BBB to establish an in vitro&#160;TBI model.

تمتد في الدماغ الخلايا البطانية الاوعية الدموية الدقيقة (cEND) بوصفه<em&gt; في المختبر</em&gt; صدمة إصابات الدماغ نموذج من حاجز الدم في الدماغ

Due to the high mortality incident brought about by traumatic brain injury (TBI), methods that would enable one to better understand the underlying ...

Setting-up an In Vitro Model of Rat Blood-brain Barrier (BBB): A Focus on BBB Impermeability and Receptor-mediated Transport

The blood brain barrier (BBB) specifically regulates molecular and cellular flux between the blood and the nervous tissue. Our aim was to develop and characterize a highly reproducible rat syngeneic in vitro model of the BBB using co-cultures of primary rat brain endothelial cells (RBEC) and astrocytes to study receptors involved in transcytosis across the endothelial cell monolayer. Astrocytes were isolated by mechanical dissection following trypsin digestion and were frozen for later co-culture. RBEC were isolated from 5-week-old rat cortices. The brains were cleaned of meninges and white matter, and mechanically dissociated following enzymatic digestion. Thereafter, the tissue homogenate was centrifuged in bovine serum albumin to separate vessel fragments from nervous tissue. The vessel fragments underwent a second enzymatic digestion to free endothelial cells from their extracellular matrix. The remaining contaminating cells such as pericytes were further eliminated by plating the microvessel fragments in puromycin-containing medium. They were then passaged onto filters for co-culture with astrocytes grown on the bottom of the wells. RBEC expressed high levels of tight junction (TJ) proteins such as occludin, claudin-5 and ZO-1 with a typical localization at the cell borders. The transendothelial electrical resistance (TEER) of brain endothelial monolayers, indicating the tightness of TJs reached 300 ohm&#183;cm2 on average. The endothelial permeability coefficients (Pe) for lucifer yellow (LY) was highly reproducible with an average of 0.26 &#177;&#160;0.11 x 10-3 cm/min. Brain endothelial cells organized in monolayers expressed the efflux transporter P-glycoprotein (P-gp), showed a polarized transport of rhodamine 123, a ligand for P-gp, and showed specific transport of transferrin-Cy3 and DiILDL across the endothelial cell monolayer. In conclusion, we provide a protocol for setting up an in vitro BBB model that is highly reproducible due to the quality assurance methods, and that is suitable for research on BBB transporters and receptors.

Setting-up an In Vitro Model of Rat Blood-brain Barrier BBB: A Focus on BBB Impermeability and Receptor-mediated Transport

The aim of the present study was to validate the reproducibility of an in vitro BBB model involving a rat syngeneic co-culture of endothelial cells and astrocytes. The endothelial cell monolayer presented high TEER and low LY permeability. Expression of specific TJ proteins, functional responses to inflammation and functionality of transporters and receptors were assessed.

وضع ما يصل إلى<em&gt; في المختبر</em&gt; نموذج من الفئران حاجز الدم في الدماغ (BBB): التركيز على BBB عدم النفاذ والنقل مستقبلات بوساطة

The blood brain barrier (BBB) specifically regulates molecular and cellular flux between the blood and the nervous tissue. Our aim was to develop and ...

Measuring Ascending Aortic Stiffness In Vivo in Mice Using Ultrasound

We present a protocol for measuring in vivo aortic stiffness in mice using high-resolution ultrasound imaging. Aortic diameter is measured by ultrasound and aortic blood pressure is measured invasively with a solid-state pressure catheter. Blood pressure is raised then lowered incrementally by intravenous infusion of vasoactive drugs phenylephrine and sodium nitroprusside. Aortic diameter is measured for each pressure step to characterize the pressure-diameter relationship of the ascending aorta. Stiffness indices derived from the pressure-diameter relationship can be calculated from the data collected. Calculation of arterial compliance is described in this protocol.
This technique can be used to investigate mechanisms underlying increased aortic stiffness associated with cardiovascular disease and aging. The technique produces a physiologically relevant measure of stiffness compared to ex vivo approaches because physiological influences on aortic stiffness are incorporated in the measurement. The primary limitation of this technique is the measurement error introduced from the movement of the aorta during the cardiac cycle. This motion can be compensated by adjusting the location of the probe with the aortic movement as well as making multiple measurements of the aortic pressure-diameter relationship and expanding the experimental group size.

Measuring Ascending Aortic Stiffness In Vivo in Mice Using Ultrasound

We describe a technique for measuring aortic stiffness from its pressure-diameter relationship in vivo in mice. Aortic diameter is recorded by ultrasound and aortic pressure is measured invasively with a solid-state pressure catheter. Blood pressure is changed incrementally and the resulting diameter is measured.

قياس تصاعدي الأورطي تصلب<em&gt; في فيفو</em&gt; في الفئران باستخدام الموجات فوق الصوتية

We present a protocol for measuring in vivo aortic stiffness in mice using high-resolution ultrasound imaging. Aortic diameter is measured by ultrasound ...

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic cerebrovascular accidents account for 80% of all strokes. A common cause of IR injury is the rapid inflow of fluids following an acute/chronic occlusion of blood, nutrients, oxygen to the tissue triggering the formation of free radicals.
Ischemic stroke is followed by blood-brain barrier (BBB) dysfunction and vasogenic brain edema. Structurally, tight junctions (TJs) between the endothelial cells play an important role in maintaining the integrity of the blood-brain barrier (BBB). IR injury is an early secondary injury leading to a non-specific, inflammatory response. Oxidative and metabolic stress following inflammation triggers secondary brain damage including BBB permeability and disruption of tight junction (TJ) integrity.
Our protocol presents an in vitro example of oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD-R) on rat brain endothelial cell TJ integrity and stress fiber formation. Currently, several experimental in vivo models are used to study the effects of IR injury; however they have several limitations, such as the technical challenges in performing surgeries, gene dependent molecular influences and difficulty in studying mechanistic relationships. However, in vitro models may aid in overcoming many of those limitations. The presented protocol can be used to study the various molecular mechanisms and mechanistic relationships to provide potential therapeutic strategies. However, the results of in vitro studies may differ from standard in vivo studies and should be interpreted with caution.

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is associated with a high rate of morbidity and mortality. The goal of the in vitro model of oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD-R) described here is to assess the effects of ischemia reperfusion injury on a variety of cells, particularly in blood-brain barrier (BBB) endothelial cells.

الأوكسجين الجلوكوز الحرمان وعودة التأكسج باعتبارها<em&gt; في المختبر</em&gt; الإسكيمية-ضخه من الإصابات نموذج لدراسة الدم في الدماغ الحاجز الجنسي لدى الرجال

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic ...

MRI-guided dmPFC-rTMS as a Treatment for Treatment-resistant Major Depressive Disorder

Here we outline the protocol for magnetic resonance imaging (MRI) guided repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the dorsal medial prefrontal cortex (dmPFC) in patients with major depressive disorder (MDD). Technicians used a neuronavigation system to process patient MRIs to generate a 3-dimensional head model. The head model was subsequently used to identify patient-specific stimulatory targets. The dmPFC was stimulated daily for 20 sessions. Stimulation intensity was titrated to address scalp pain associated with rTMS. Weekly assessments were conducted on the patients using the Hamilton Rating Scale for Depression (HamD17) and Beck Depression Index II (BDI-II). Treatment-resistant MDD patients achieved significant improvements on both HAMD and BDI-II. Of note, angled, double-cone coil rTMS at 120% resting motor threshold allows for optimal stimulation of deeper midline prefrontal regions, which results in a possible therapeutic application for MDD. One major limitation of the rTMS field is the heterogeneity of treatment parameters across studies, including duty cycle, number of pulses per session and intensity. Further work should be done to clarify the effect of stimulation parameters on outcome. Future dmPFC-rTMS work should include sham-controlled studies to confirm its clinical efficacy in MDD.

Here we outline the procedure for MRI-guided repetitive transcranial magnetic stimulation to the dorsomedial prefrontal cortex as an experimental treatment for major depressive disorder.

التصوير بالرنين المغناطيسي موجهة dmPFC-rTMS كعلاج للمقاومة للعلاج اضطراب اكتئابي

Here we outline the protocol for magnetic resonance imaging (MRI) guided repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the dorsal medial ...

In Vitro Assays to Assess Blood-brain Barrier Mesh-like Vessel Formation and Disruption

Blood-brain barrier (BBB) coverage plays a central role in the homeostasis of the central nervous system (CNS). The BBB is dynamically maintained by astrocytes, pericytes and brain endothelial cells (BECs). Here, we detail methods to assess BBB coverage using single cultures of immortalized human BECs, single cultures of primary mouse BECs, and a humanized triple culture model (BECs, astrocytes and pericytes) of the BBB. To highlight the applicability of the assays to disease states, we describe the effect of oligomeric amyloid-&#946; (oA&#946;), which is an important contributor to Alzheimer&#39;s disease (AD) progression, on BBB coverage. Further, we utilize the epidermal growth factor (EGF) to illuminate the drug screening potential of the techniques. Our results show that single and triple cultured BECs form meshwork-like structures under basal conditions, and that oA&#946; disrupts this cell meshwork formation and degenerates the preformed mesh structures, but EGF blocks this disruption. Thus, the techniques described are important for dissecting fundamental and disease-relevant processes that modulate BBB coverage.

In Vitro Assays to Assess Blood-brain Barrier Mesh-like Vessel Formation and Disruption

Maintaining blood-brain barrier coverage is key for the homeostasis of the central nervous system. This protocol describes in vitro techniques to delineate the fundamental and pathological processes that modulate blood-brain barrier coverage.

في مقايسات المختبر لتقييم الحاجز الدموي الدماغي تشبه تشكيل سفينة وتشوه

Blood-brain barrier (BBB) coverage plays a central role in the homeostasis of the central nervous system (CNS). The BBB is dynamically maintained by ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) models based on pBECs in mono-culture (MC), MC with astrocyte-conditioned medium (ACM), and non-contact co-culture (NCC) with astrocytes of porcine or rat origin. pBECs were isolated and cultured from fragments of capillaries from the brain cortices of domestic pigs 5-6 months old. These fragments were purified by careful removal of meninges, isolation and homogenization of grey matter, filtration, enzymatic digestion, and centrifugation. To further eliminate contaminating cells, the capillary fragments were cultured with puromycin-containing medium. When 60-95% confluent, pBECs growing from the capillary fragments were passaged to permeable membrane filter inserts and established in the models. To increase barrier tightness and BBB characteristic phenotype of pBECs, the cells were treated with the following differentiation factors: membrane permeant 8-CPT-cAMP (here abbreviated cAMP), hydrocortisone, and a phosphodiesterase inhibitor, RO-20-1724 (RO). The procedure was carried out over a period of 9-11 days, and when establishing the NCC model, the astrocytes were cultured 2-8 weeks in advance. Adherence to the described procedures in the protocol has allowed the establishment of endothelial layers with highly restricted paracellular permeability, with the NCC model showing an average transendothelial electrical resistance (TEER) of 1249 &#177; 80 &#937; cm2, and paracellular permeability (Papp) for Lucifer Yellow of 0.90 10-6 &#177; 0.13 10-6 cm sec-1 (mean &#177; SEM, n=55). Further evaluation of this pBEC phenotype showed good expression of the tight junctional proteins claudin 5, ZO-1, occludin and adherens junction protein p120 catenin. The model presented can be used for a range of studies of the BBB in health and disease and, with the highly restrictive paracellular permeability, this model is suitable for studies of transport and intracellular trafficking.

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of the protocol is to present an optimized procedure for the establishment of an in vitro blood-brain barrier (BBB) model based on primary porcine brain endothelial cells (pBECs). The model shows high reproducibility, high tightness, and is suitable for studies of transport and intracellular trafficking in drug discovery.

تحسين أسلوب لإنشاء في المختبر حاجز الدم – المخ نموذج استناداً إلى خلايا المخ الخنزيري بطانية

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...