Diese Arbeit wird von der Niederländischen Organisation für wissenschaftliche Forschung (NWO) (Veni-Nr. 916.86.125), verliehen an L. Reneman finanziert. Die Geldgeber hatten keinen Einfluss auf Studiendesign, Datenerhebung und-analyse, Entscheidung zur Veröffentlichung oder Erstellung des Manuskripts. Es gibt keine Interessenkonflikte.

<ol>
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W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bayesian+analysis+of+neuroimaging+data+in+FSL.">Bayesian analysis of neuroimaging data in FSL.</a> NeuroImage. 45, S173-S186 (2009).</li><li>Worsley, K. J., Jezzard, P., Matthews, P. M., Smith, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+analysis+of+activation+images.">Statistical analysis of activation images.</a> Functional MRI: An Introduction to Methods. , (2001).</li></ol>

Wir haben nichts zu offenbaren.

5-HT phMRI ist ein viel versprechendes Instrument, um Neurotransmitter-Funktion bei Tieren in vivo zu beurteilen. Es visualisiert das Gehirn als Reaktion auf eine 5-HT-Herausforderung mit funktionellen MR-Bildgebung. MRT hat den großen Vorteil, eine hohe räumliche Auflösung zu haben und nicht brauchen die Injektion von Kontrastmittel-Agenten oder radioaktiv markierten Molekülen wodurch die wiederholte Exposition durch ionisierende Strahlungen. Diese Technik ist in menschlichen und tierischen Probanden und daher sehr gut geeignet für translationale Forschung von Neurotransmitter-Systemen und psychiatrischen Erkrankungen. Seine Anwendung ist natürlich nicht auf den 5-HT-Weg begrenzt und wurde bereits ausführlich auf die Auswirkungen von dopaminergen Medikamenten bei Tieren und Menschen 5,15 22 Beurteilung verwendet. Dennoch phMRI bei Kleintieren herausfordernden bleibt, wie bereits in Übersichtsartikeln von Martin und Sibson 11 und 20 wies Steward. Eine dieser Herausforderungen ist die Wartung of stabilen physiologischen Parameter während der Bildaufnahme. Die meisten Anästhetika verändern können Herz-Kreislauf-Funktion und da phMRI entscheidend davon abhängen, Herz-Kreislauf / hämodynamischen Parameter ist es wichtig, sicherzustellen, dass alle hämodynamischen Veränderungen ausschließlich auf die Droge gegeben sind Herausforderung ist. Es ist daher äußerst wichtig, dass pCO 2 Ebenen konstant bleiben während der Baseline-Akquisition. Mechanische Lüftung können, um sicherzustellen, physiologische Stabilität und wird oft in dieser Art von Experimenten verwendet. Wir jedoch entschieden, frei atmenden Tieren zu verwenden, um die Möglichkeit offen lassen, um Längsschnittstudien in der Zukunft durchzuführen. Stattdessen haben wir ausgiebig überwacht (und veränderte) Atemfrequenz und Blutgaswerte auf physiologische Stabilität im Normbereich zu gewährleisten, bevor der funktionalen Überprüfung zu starten und auf diese Weise stabile Gefäßreagibilität bewahren und damit T2 * / T2-Signal. Literatur über die Wirkung von Anästhetika auf die zerebrale Hämodynamik und metabolism ist reichlich 20 und würde den Rahmen dieses Manuskripts. Wir entschieden uns, Gas Anästhesie mit ± 2% Isofluran in diesem spezifischen Protokoll zu verwenden, da mit Inhalationsanästhetika, die Narkosetiefe schnell sein kann und leicht zu steuern. Dies ist in unserer Einrichtung wichtig, normalen Bereich stabil pCO 2 Ebenen vor Beginn der Bildaufnahme zu gewährleisten. Isofluran ist die am häufigsten verwendeten Inhalations-Anästhetikum heute und ermöglicht ein schnelles Ein-und Ausleitung, die wichtig für Langzeitstudien ist. Es produziert auch geringen kardiovaskulären und respiratorischen Depression und induziert eine gute Relaxation der Skelettmuskulatur. Zweitens ist die intravenöse Verabreichung des Medikaments herausfordernden komplizierter bei Kleintieren als beim Menschen. Die Operation, die für die Kanülierung der Arteria und Vena femoralis benötigt wird, erfordert gut ausgebildete und erfahrene Mitarbeiter. Aufgrund dieser invasiven Verfahren ist es im Moment vor allem im Terminal verwendeten Verfahren. Allerdings könnten nicht-invasive Überwachung von Blut-Homöostase und Schwanzveneninjektion für Längsschnittstudien 23 verwendet werden. Darüber hinaus gibt es einige allgemeine Einschränkungen für die Technik, die nicht spezifisch für tierische phMRI. Darüber hinaus wies darauf hin, wie von Martin und Sibson 11, ist ein potentieller verwechseln aller fMRT-Studien, dass davon ausgegangen wird, dass die Veränderungen in der Hirnaktivität von der Herausforderung evozierte Veränderungen der neuronalen Aktivität statt peripheren systemischen Wirkungen zu reflektieren. Vor allem in tieferen Hirnstrukturen, bleibt eine relativ schlechte Verständnis der neurovaskulären Kopplung (Beziehung zwischen neuronaler Aktivität und Veränderungen hämodynamischen Veränderungen). Studien von der Art, Logothetis 10 durchgeführt, um neurovaskuläre Kopplung in der Rinde zu bestimmen noch nicht in anderen Teilen des Gehirns durchgeführt. Es ist daher unbekannt, was eine Erhöhung der BOLD-Signal in wichtige Strukturen wie das Striatum oder Amygdala ist Telling uns über neuronale Aktivität. Das Beste, was wir in diesem Moment sagen könnte ist, dass die Hirnregion, an die angegebene Herausforderung reagiert und dass in Abhängigkeit von der Behandlung und / oder Bedingungen, können wir die wesentlichen Veränderungen des Gehirns Reaktivität zu überwachen. Dies kann weitgehend Dazu suchen Sie in beiden MRT-Daten und physiologischen Reaktionen nachgewiesen werden. Das allgemeine Muster der Gehirnaktivität sollte abhängig vom und beschränkt sich auf Gebiete mit, in diesem Fall eine hohe 5-HT Innervation, und nicht so viel eine allgemeine vaskuläre Reaktion. Auch wird eine unterschiedliche zeitliche Verlauf zwischen vaskulären und hämodynamischen Veränderungen zu erwarten. Während die Veränderungen des Blutdrucks auf ihre Ausgangswerte zurück innerhalb von einigen Minuten ist die Wirkung des Medikaments auf den BOLD-Aktivierung im Fall von Fluoxetin sichtbar, bis zum Ende der Bildaufnahme und entsprechen den pharmakokinetischen Eigenschaften wissen von dieser Droge. Schließlich sollten die physiologischen Reaktionen von allen Tieren sein, um interindividuelle Vergleiche anzustellen ähnlich. Nonetheless ist es bekannt, dass eine neurogene Regelung der lokalen Blutflusses nach 5-HT 4-abgegeben. Daher kann nicht ausgeschlossen werden, dass lokale Änderungen des BOLD-Signal kann zu Gefäßveränderungen aufgrund der 5-HT in der Nähe von Schiffen Release Attribute werden. Obwohl diese Effekte nicht lokale neuronale Aktivierung verbunden sind und somit als falsch-positiven Ergebnissen in Betracht gezogen werden, ist es auch ein Index für die gesamte spezifische Funktion des 5-HT-System (siehe auch 3). Kritische Schritte dieser Technik sind daher zu physiologischen Reaktionen intensiv zu überwachen und sicherstellen, dass die physiologischen Bedingungen des Tieres stabil sind vor und während der Bildaufnahme. Auch Scanner Bedingungen sollten so stabil wie möglich und genau das gleiche für jedes Tier. Signal-Stabilität Ihrer Sequenz sollte geprüft und bestätigt werden vor Beginn des Experiments. Weiterhin ist zu beachten, immer groß genug statistische Power, auch bei kleinen Gegenstand Groups. Für einen schönen Beitrag über den experimentellen Überlegungen tierischen phMRI im Allgemeinen finden Sie Steward 20 und für ein zusätzliches Beispiel für ein experimentelles Protokoll für pharmakologische fMRT bei Ratten und Mäusen, siehe Ferrari 5. Mögliche Änderungen der hier beschriebenen Technik sind zahlreich. Man könnte: <ol><li> mit einem anderen Medikament für 5-HT Herausforderung, wie zum Beispiel einem anderen SSRI oder 5-HT-Rezeptor-(ANT)-Agonisten 16,13,18,7 oder sogar eine doppelte Herausforderung, um die zugrunde liegenden Mechanismen der Arzneimittelwirkung 6,19 offenbaren; </li><li> verwenden Sie eine andere Versuchsanordnung, wie zum Beispiel einem anderen Regime Anästhesie, Beatmung, Blut-Pool Kontrastmittel statt BOLD 15, Längsschnittstudien (Tier muss am Leben gehalten werden, so dass keine invasiven Blutdruck-/ Blut-Gas-Messung und / oder mechanische Lüftung sind möglich), oder auch Kombinationen mit anderen (invasive) Verfahren wie die Aufnahme der neuronalen Aktivität mittels MR-kompatiblen Elementenctrodes 10 oder PET / SPECT-Untersuchungen 4; </li><li> verwenden verschiedene MRT-Daten Analysemethoden wie der &quot;p-Block&quot;-Methode von McKie 12 oder funktionelle Konnektivität Analyse 15. </li></ol> Welche Auswahl, die Sie in den experimentellen Aufbau ist stark abhängig von den Möglichkeiten der und / oder der Erfahrung innerhalb Ihres Labors und der Art der Fragestellung Sie beantworten möchte.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenz / Ausrüstung </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Isofluran </td><td> ABBOTT <a href="http://www.abbott.co.uk/" target="_blank">Abbott Laboratories Ltd, Maidenhead, UK</a> </td><td> Kein B506 </td><td> Mix mit medizinischer Luft </td></tr><tr><td> Medizinische Luft </td><td> <a href="http://www.bochealthcare.co.uk/" target="_blank">BOC Healthcare</a> </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Heizkissen </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.co.uk/" target="_blank">Harvard Apparatus</a> </td><td> 507223F <a href="http://www.harvardapparatus.co.uk/webapp/wcs/stores/servlet/haisku3_10001_11555_39108_-1_HAUK_ProductDetail_N_37610_37611_37613" target="_blank">Komplette homöothermen Blanket-System mit flexibler Sonde, mittel, 230 VAC, 50 Hz</a> </td><td></td></tr><tr><td> Silk l<html> igature </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.com/" target="_blank">http://www.harvardapparatus.com/</a> </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.com/webapp/wcs/stores/servlet/product_11051_10001_43051_-1_HAI_ProductDetail" target="_blank">2-0 schwarze Seide geflochten nicht-resorbierbaren</a> Cat Num 51-7631 </td><td></td></tr><tr><td> PE-50 Kanüle </td><td> <a href="http://www.scientificlabs.co.uk/" target="_blank">http://www.scientificlabs.co.uk/~~V</a> </td><td> <a href="http://www.scientificlabs.co.uk/product/TUB3662" target="_blank">Portex Tubing PE 0.58x0.96mm</a> </td><td> 0,58 mm ID 0,96 OD </td></tr><tr><td> Heparin-Natrium </td><td> <a href="http://www.leo-pharma.com/Home/Products/List-of-LEO-Pharma-products.aspx" target="_blank">Leo Laboratories Ltd, Bucks., UK</a> </td><td> Heparin-Natrium 1000IU/ml </td><td> 15 U / ml </td></tr><tr><td> Vetbond Gewebekleber </td><td> <a href="http://solutions.3m.co.uk" target="_blank">3M</a> </td><td>ttp :/ / solutions.3m.co.uk/wps/portal/3M/en_GB/HealthCare/Home/ProdInfo/VetProducts / &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; M Vetbond Gewebekleber </td><td></td></tr><tr><td> Monitoring-System </td><td> <a href="http://www.i4sa.com/" target="_blank">SA Instruments</a> </td><td> <a href="http://www.i4sa.com" target="_blank">http://www.i4sa.com</a> <a href="http://69.20.42.253/web_app/main/defaultProduct.aspx?ID=16&amp;PT=3" target="_blank">Modell 1025L-Überwachungssystem</a> </td><td> Monitore Atmung und Temperatur </td></tr><tr><td> Druckaufnehmer </td><td> <a href="http://www.biopac.com/" target="_blank">Biopac Systems Corp</a> </td><td> <a href="http://www.biopac.com/blood-pressure-transducer" target="_blank">Blutdruckwandler - TSD104A</a> <a href="http://www.biopac.com/data-acquisition-analysis-system-mp150-system-windows" target="_blank">MP150 DATENAUFNAHMESYSTEM - WIN - MP150WSW</a> </td><td> Monitore Blutdruck </td></tr><tr><td> Rapidlab Blutgasanalysator </td><td> <a href="http://www.medical.siemens.com/" target="_blank">Siemens Diagnostics</a> </td><td> <a href="http://www.medical.siemens.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay~q_catalogId~e_-111~a_catTree~e_100001,1023069,1016115~a_langId~e_-111~a_productId~e_172940~a_storeId~e_10001.htm" target="_blank">Rapidlab 248/348 Systeme</a> </td><td></td></tr><tr><td> 4,7 T Scanner Tier </td><td> Agilent Technologies (ehemals Magnex) 4,7 T-Frequenz 199,845 MHz </td><td></td><td></td></tr><tr><td> MR-kompatiblen stereotaktischen Bett </td><td> <a href="http://www.m2mimaging.com/products/preclinical.html" target="_blank">M2M-Imaging Corp</a> </td><td> Ratten-Bett: PA Multi Element AHS 50-72-1003/100 </td><td></td></tr><tr><td> Spule </td><td> <a href="http://www.m2mimaging.com/products/preclinical.html" target="_blank">M2M-Imaging Corp</a> </td><td> Volume TH / Rx RQD1 72/112 200 </td><td></td></tr><tr><td> Fluoxetinhydrochlorid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F-132 </td><td> 5mg/kg in Kochsalzlösung </td></tr></tbody></table>

the use of pharmacological-challenge fmri in pre-clinical research: application to the 5-ht system

Pharmakologische MRT (phMRI) ist eine neue und vielversprechende Methode, um die Wirkung von Substanzen auf die Gehirnfunktion, die letztlich zur zugrunde liegenden neurobiologischen Mechanismen, die hinter Arzneimittelwirkung und Neurotransmitter-Störungen, wie Depressionen und ADHS entwirren kann studieren. Wie die meisten der bildgebenden Verfahren (PET, SPECT, CT) stellt es ein Fortschritt in der Erforschung der Erkrankungen des Gehirns und der damit verbundenen Funktion von Neurotransmitter-Bahnen in einer nicht-invasive Weise hinsichtlich des gesamten neuronalen Konnektivität. Darüber hinaus bietet auch die ideale Werkzeug für die Übersetzung mit der klinischen Prüfung. MRT, während immer noch hinter in der molekularen Bildgebung Strategien im Vergleich zu PET und SPECT, hat den großen Vorteil, eine hohe räumliche Auflösung und keinen Bedarf für die Injektion eines Kontrastmittels-Agenten oder radioaktiv markierten Moleküle haben, um so dem wiederholten Exposition gegenüber ionisierender Strahlung . Funktionelle MRT (fMRT) wird ausführlich in der Forschung und klinischen Umfeld eingesetzt, wo es ist gllgemein mit einer psycho-motorische Aufgabe kombiniert. phMRI ist eine Adaption von fMRT ermöglicht die Untersuchung von einem bestimmten Neurotransmitter-System, wie zB Serotonin (5-HT), die unter physiologischen oder pathologischen Bedingungen nach der Aktivierung über die Verabreichung eines spezifischen Herausforderungen Droge. Das Ziel der hier beschriebenen Verfahren ist es, Gehirn 5-HT-Funktion in frei atmenden Tieren zu beurteilen. Durch Einspruch gegen den 5-HT-System zu erwerben und gleichzeitig funktionelle MR-Bilder im Laufe der Zeit kann die Reaktion des Gehirns auf diese Herausforderung visualisiert werden. Mehrere Studien an Tieren haben bereits gezeigt, dass Medikamenten-induzierten Anstieg der extrazelluläre Konzentration von z. B. 5-HT (Trennmittel, selektive Re-uptake-Blocker etc.) Region-spezifische Änderungen in Blutoxygenierung Ebene evozieren abhängiger (BOLD) MRI-Signale (Signal durch zu einer Veränderung der oxygenierten / sauerstoffarmes Hämoglobin, die während Hirnaktivierung durch eine Erhöhung der Blutversorgung, um den Sauerstoff zu versorgen und glucose den anspruchsvollen Neuronen), das einen Index von Neurotransmitter-Funktion. Es wurde auch gezeigt, dass diese Effekte durch Behandlungen, die Abnahme 5-HT Verfügbarkeit 16,13,18,7 umgekehrt werden kann. Bei erwachsenen Ratten haben BOLD-Signal Änderungen nach akuter SSRI Verwaltung in mehreren 5-HT verwandten Hirnregionen, das heisst kortikalen Arealen, Hippocampus, Thalamus und Hypothalamus 9,16,15 beschrieben worden. Die Stimulation des 5-HT-System und seine Antwort auf diese Herausforderung kann somit als Maß für seine Funktion in Tieren und Menschen 2,11 verwendet werden.

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The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Das Ziel dieser Technik ist es, Serotonin (5-HT) Neurotransmitter-Funktion im Live-und frei atmenden Tier mit pharmakologische Kernspintomographie (phMRI) und einer intravenösen Herausforderung mit einem selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI), Fluoxetin zu beurteilen.

Die Verwendung von pharmakologischen fMRT-Herausforderung in der präklinischen Forschung: Anwendung auf die 5-HT-System

Pharmacological MRI (phMRI) is a new and promising method to study the effects of substances on brain function that can ultimately be used to unravel ...

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Research

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Medicine

15.3K Aufrufe.  Academic Medical Center Amsterdam. Das Ziel dieser Technik ist es, Serotonin (5-HT) Neurotransmitter-Funktion im Live-und frei atmenden Tier mit pharmakologische Kernspintomographie (phMRI) und einer intravenösen Herausforderung mit einem selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI), Fluoxetin zu beurteilen.

Serie: The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several techniques, including infusion of exogenous bacterial toxin (endotoxemia) or bacteria (bacteremia), as well as surgical perforation of the cecum by cecal ligation and puncture (CLP)1-3. CLP allows bacteria spillage and fecal contamination of the peritoneal cavity, mimicking the human clinical disease of perforated appendicitis or diverticulitis. The severity of sepsis, as reflected by the eventual mortality rates, can be controlled surgically by varying the size of the needle used for cecal puncture2. In animals, CLP induces similar, biphasic hemodynamic cardiovascular, metabolic, and immunological responses as observed during the clinical course of human sepsis3. Thus, the CLP model is considered as one of the most clinically relevant models for experimental sepsis1-3.
Various animal models have been used to elucidate the intricate mechanisms underlying the pathogenesis of experimental sepsis. The lethal consequence of sepsis is attributable partly to an excessive accumulation of early cytokines (such as TNF, IL-1 and IFN-&gamma;)4-6 and late proinflammatory mediators (e.g., HMGB1)7. Compared with early proinflammatory cytokines, late-acting mediators have a wider therapeutic window for clinical applications. For instance, delayed administration of HMGB1-neutralizing antibodies beginning 24 hours after CLP, still rescued mice from lethality8,9, establishing HMGB1 as a late mediator of lethal sepsis. The discovery of HMGB1 as a late-acting mediator has initiated a new field of investigation for the development of sepsis therapies using Traditional Chinese Herbal Medicine. In this paper, we describe a procedure of CLP-induced sepsis, and its usage in screening herbal medicine for HMGB1-targeting therapies.

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection, and can be simulated by a surgical technique termed cecal ligation and puncture (CLP). Here we describe a method to use CLP-induced animal model to screen medicinal herbs for therapeutic agents.

Die Verwendung Tiermodell für Sepsis zu neuartigen Therapien zu beurteilen Herbal

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

Forschung

Medizin

Handling of the Cotton Rat in Studies for the Pre-clinical Evaluation of Oncolytic Viruses

Oncolytic viruses are a novel anticancer therapy with the ability to target tumor cells, while leaving healthy cells intact. For this strategy to be successful, recent studies have shown that involvement of the host immune system is essential. Therefore, oncolytic virotherapy should be evaluated within the context of an immunocompetent model. Furthermore, the study of antitumor therapies in tolerized animal models may better recapitulate results seen in clinical trials. Cotton rats, commonly used to study respiratory viruses, are an attractive model to study oncolytic virotherapy as syngeneic models of mammary carcinoma and osteosarcoma are well established. However, there is a lack of published information on the proper handling procedure for these highly excitable rodents. The handling and capture approach outlined minimizes animal stress to facilitate experimentation. This technique hinges upon the ability of the researcher to keep calm during handling and perform procedures in a timely fashion. Finally, we describe how to prepare cotton rat mammary tumor cells for consistent subcutaneous tumor formation, and how to perform intratumoral and intraperitoneal injections. These methods can be applied to a wide range of studies furthering the development of the cotton rat as a relevant pre-clinical model to study antitumor therapy.

Cotton rats are extremely excitable and have a strong flight-or-fight response. A handling method optimized to reduce the stress of the animals is described which will make cotton rats more accessible as a preclinical model.

Die Handhabung der Baumwolle Ratte in Studien für die präklinische Bewertung onkolytischer Viren

Oncolytic viruses are a novel anticancer therapy with the ability to target tumor cells, while leaving healthy cells intact.  For this strategy to be ...

Pre-clinical Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information about this disease. The human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model provides a useful alternative approach for understanding the specific interactions between genetically and molecularly altered tumor cells, their organ microenvironment, and for evaluation of efficacy of therapeutic regimens. This is a well characterized model designed to study the molecular events of primary tumor development and it recapitulates the early events in the metastatic cascade prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. Thus it allows elucidation of molecular mechanisms underlying the initial phase of metastatic disease. In addition, this model can annotate drug targets of clinical relevance and is a valuable tool to study prostate cancer progression. In this manuscript we describe a detailed procedure to establish a human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model.

Prostate cancer is the second most common cause of cancer-related deaths in the United States. An orthotopic cancer model provides a useful approach to understand the biology of prostate cancer and to evaluate the efficacy of therapeutic regimens. This protocol describes detailed steps necessary to establish an orthotopic prostate cancer mouse model.

Präklinische Orthotopische Mausmodell der menschlichen Prostata-Krebs

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information ...

Use of a Low-flow Digital Anesthesia System for Mice and Rats

A traditional vaporizer depends on flowing gas and atmospheric pressure for passive anesthetic vaporization. Newly developed direct injection vaporizers utilize a syringe pump to directly administer volatile anesthetics into a gas stream. Unlike a traditional vaporizer, it can be used at very low flow rates, making it ideal for use on mice and rats. 
The equipment's capability to use low flow rates could result in a substantial cost savings due to the reduced need for anesthetic agents, compressed gas, and charcoal scavenging filters1. A lower flow rate means less waste of anesthetic gas and likely reduces the risk of anesthetic exposure to laboratory personnel. Thus, the high levels of precision and safety associated with direct injection vaporizers, along with a reduced need for anesthetic agents, compressed gas, and charcoal filters are beneficial for research requiring small animal anesthesia. 
The goal of this protocol is to demonstrate the use of a syringe-driven direct injection vaporizer as part of a digital, low-flow anesthesia system. The direct injection vaporizer is capable of accurately delivering anesthesia at very low flow rates compared to a traditional vaporizer, making it a promising alternative for controlled gas anesthetic delivery to rodents.

Here, we present a protocol to more safely and efficiently administer anesthetic gas to mice using a digital, low flow anesthesia system utilizing a syringe-driven direct injection vaporizer.

Die Verwendung eines Low-Flow-Digital-Anästhesiesystem für Mäuse und Ratten

A traditional vaporizer depends on flowing gas and atmospheric pressure for passive anesthetic vaporization. Newly developed direct injection vaporizers ...

Ultrahigh Resolution Mouse Optical Coherence Tomography to Aid Intraocular Injection in Retinal Gene Therapy Research

HR-SD-OCT is utilized to monitor the progression of photoreceptor degeneration in live mouse models, assess the delivery of therapeutic agents into the subretinal space, and to evaluate toxicity and efficacy in vivo. HR-SD-OCT uses near infrared light (800-880 nm) and has optics specifically designed for the unique optics of the mouse eye with sub-2-micron axial resolution. Transgenic mouse models of outer retinal (photoreceptor) degeneration and controls were imaged to assess the disease progression. Pulled glass microneedles were used to deliver sub retinal injections of adeno-associated virus (AAV) or nanoparticles (NP) via a trans-scleral and trans-choroidal approach. Careful positioning of the needle into the subretinal space was required prior to a calibrated pressure injection, which delivers fluid into the sub retinal space. Real time subretinal surgery was conducted on our retinal imaging system (RIS). HR-SD-OCT demonstrated progressive uniform retinal degeneration due to expression of a toxic mutant human mutant rhodopsin (P347S) (RHOP347S) transgene in mice. HR-SD-OCT allows rigorous quantification of all the retinal layers. Outer nuclear layer (ONL) thickness and photoreceptor outer segment length (OSL) measurements correlate with photoreceptor vitality, degeneration, or rescue. The RIS delivery system allows real-time visualization of subretinal injections in neonatal (~P10-14) or adult mice, and HR-SD-OCT immediately determines success of delivery and maps areal extent. HR-SD-OCT is a powerful tool that can evaluate the success of subretinal surgery in mice, in addition to measuring vitality of photoreceptors in vivo. HR-SD-OCT can also be used to identify uniform animal cohorts to evaluate the extent of retinal degeneration, toxicity, and therapeutic rescue in preclinical gene therapy research studies.

Here we demonstrate a novel approach to using high resolution spectral-domain optical coherence tomography (HR-SD-OCT) to assist delivery of gene therapy agents into the subretinal space, assess its areal coverage, and characterize photoreceptor vitality.

Höchste Auflösung Maus optische Kohärenztomographie, intraokulare Injektion in die retinale Gentherapie Forschung unterstützen

HR-SD-OCT is utilized to monitor the progression of photoreceptor degeneration in live mouse models, assess the delivery of therapeutic agents into the ...

A Pre-Clinical Porcine Model of Orthotopic Heart Transplantation

Fifty-years following the first successful report, cardiac transplantation remains the gold-standard treatment for eligible patients with advanced heart failure. Multiple small-animal models of heart transplantation have been used to study the acute and long-term effects of novel therapies. However, few are tested and demonstrated success in clinical trials. It is of critical importance to evaluate new therapies in a clinically relevant large-animal model for efficient and reliable translation of basic studies&#39;&#160;findings. Here, we describe a pre-clinical large-animal (porcine) model of orthotopic heart transplantation that has been firmly established and previously used to investigate novel cardioprotective strategies. This procedure focuses on acute ischemia-reperfusion injury and is a reliable method to investigate novel interventions which have been tested and validated in smaller experimental models, such as the murine model. We demonstrate its usefulness in assessing cardiac performance during the early post-transplantation period and other potential possibilities enabled by the model.

Here, we describe a pre-clinical large-animal (porcine) model of orthotopic heart transplantation that has been firmly established and utilized to investigate novel cardioprotective strategies.

Ein präklinisches Porcine-Modell der orthotopischen Herztransplantation

Fifty-years following the first successful report, cardiac transplantation remains the gold-standard treatment for eligible patients with advanced heart ...

Pre-clinical Model of Cardiac Donation after Circulatory Death

Cardiac transplantation demand is on the rise; nevertheless, organ availability is limited due to a paucity of suitable donors. Organ donation after circulatory death (DCD) is a solution to address this limited availability, but due to a period of prolonged warm ischemia and the risk of tissue injury, its routine use in cardiac transplantation is seldom seen. In this manuscript we provide a detailed protocol closely mimicking current clinical practices in the context of DCD with continuous monitoring of heart function, allowing for the evaluation of novel cardioprotective strategies and interventions to decrease ischemia-reperfusion injury.
In this model, the DCD protocol is initiated in anesthetized Lewis rats by stopping ventilation to induce circulatory death. When systolic blood pressure drops below 30 mmHg, the warm ischemic time is initiated. After a pre-set warm ischemic period, hearts are flushed with a normothermic cardioplegic solution, procured, and mounted onto a Langendorff ex vivo heart perfusion system. Following 10 min of initial reperfusion and stabilization, cardiac reconditioning is continuously evaluated for 60 min using intraventricular pressure monitoring. A heart injury is assessed by measuring cardiac troponin T and the infarct size is quantified by histological staining. The warm ischemic time can be modulated and tailored to develop the desired amount of structural and functional damage. This simple protocol allows for the evaluation of different cardioprotective conditioning strategies introduced at the moment of cardioplegia, initial reperfusion and/or during ex vivo perfusion. Findings obtained from this protocol can be reproduced in large models, facilitating clinical translation.

This protocol shows a simple and flexible approach for the evaluation of new conditioning agents or strategies to increase the feasibility of cardiac donation after circulatory death.

Präklinisches Modell der Herzspende nach Kreislauftod

Cardiac transplantation demand is on the rise; nevertheless, organ availability is limited due to a paucity of suitable donors. Organ donation after ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. However, the evaluation of right ventricular pressure (RVP) and pulmonary artery pressure (PAP) remains technically challenging in mice. RVP and PAP are more difficult to measure than left ventricular pressure because of the anatomical differences between the left and right heart systems. In this paper, we describe a stable right heart hemodynamic measurement method and its validation using healthy and PAH mice. This method is based on open-chest surgery and mechanical ventilation support. It is a complicated procedure compared to closed chest procedures. While a well-trained surgeon is required for this surgery, the advantage of this procedure is that it can generate both RVP and PAP parameters at the same time, so it is a preferable procedure for the evaluation of PAH models.

Here, we present a protocol to perform an invasive hemodynamic assessment of the right ventricle and pulmonary artery in mice using an open-chest surgery approach.

Invasive hämodynamische Beurteilung des rechten ventrikulären Systems und Hypoxie-induzierte pulmonale arterielle Hypertonie bei Mäusen

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many areas of biomedical research due to its cost-effectiveness and its translation to humans. This protocol describes a method to create a preclinical free skin flap model in rats with ischemia-reperfusion injury. The described 3 cm x 6 cm rat free skin flap model is easily obtained after the placement of several vascular ligatures and the section of the vascular pedicle. Then, 8 h after the ischemic insult and completion of the microsurgical anastomosis, the free skin flap develops the tissue damage. These ischemia-reperfusion injury-related damages can be studied in this model, making it a suitable model for evaluating therapeutic agents to address this pathophysiological process. Furthermore, two main monitoring techniques are described in the protocol for the assessment of this animal model: transit-time ultrasound technology and laser speckle contrast analysis.

Here, we describe a pre-clinical animal model for studying the pathophysiology of ischemia-reperfusion injury in reconstructive microsurgery. This free skin flap model based on the superficial caudal epigastric vessels in the rat may also allow for the evaluation of different therapies and compounds to counteract ischemia-reperfusion injury-related damage.

Ein präklinisches Rattenmodell zur Untersuchung von Ischämie-Reperfusionsverletzungen in der rekonstruktiven Mikrochirurgie

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...

Use of an Integrated Low-Flow Anesthetic Vaporizer, Ventilator, and Physiological Monitoring System for Rodents

Low-flow digital vaporizers commonly utilize a syringe pump to directly administer volatile anesthetics into a stream of carrier gas. Per animal welfare recommendations, animals are warmed and monitored during procedures requiring anesthesia. Common anesthesia and physiological monitoring equipment include gas tanks, anesthetic vaporizers and stands, warming controllers and pads, mechanical ventilators, and pulse oximeters. A computer is also necessary for data collection and to run equipment software. In smaller spaces or when performing field work, it can be challenging to configure all this equipment in limited space.
The goal of this protocol is to demonstrate best practices for use of a low-flow digital vaporizer using both compressed oxygen and room air, along with an integrated mechanical ventilator, pulse oximeter, and far infrared warming as an all-inclusive anesthesia and physiological monitoring suite ideal for rodents.

Here, we present a protocol to safely and effectively administer anesthetic gas to mice using a digital, low flow anesthesia system with integrated ventilator and physiological monitoring modules.

Einsatz eines integrierten Low-Flow Anesthetic Vaporizer, Ventilator und Physiologisches Überwachungssystem für Nagetiere

Low-flow digital vaporizers commonly utilize a syringe pump to directly administer volatile anesthetics into a stream of carrier gas. Per animal welfare ...