Name: increased recovery time and decreased lps administration to study the vagus nerve stimulation mechanisms in limited inflammatory responses
Uploaded: 2017-03-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 43 s
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The study was supported by the Swedish Research Council, the Swedish Rheumatism Asociation, Karolinska Institute Foundations, Stockholm County Council, The Wallenberg Foundation, and the GV 80 Years' Foundation for research. The authors would also like to thank Hannah Aucott for proofreading the manuscript.

Alle Tierversuche wurden nach den Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Tieren von der lokalen Ethikkommission am Karolinska Institutet, Stockholm genehmigt durchgeführt. Die lokale Ethikkommission folgt den Richtlinien der Europäischen Union auf die Tierpflege. HINWEIS: Die wesentlichen Änderungen aus dem ursprünglichen Protokoll sind die Erholungszeit nach der Operation (6 h gegenüber 1 h) , und die Höhe der LPS injizierten (2 mg / kg im Vergleich zu 15 mg / kg). Andernfalls sich nicht geändert worden sind, die verschiedenen Einstellungen der Operation zusammen. 1. Vorbereiten Werkstoff für Stimulation <ol><li> Schalten Sie den Computer und dem Datenerfassungssystem zu der Stimulationselektrode (1A) verbunden ist . </li><li> Geben Sie das Quittieren Programm. </li><li> Vorbereiten einer Stammlösung von LPS in einer Konzentration von 5 mg / ml in 1X PBS, Aliquot es und lagern bei -20 ° C. Am Tag des Experiments, tauen eine aliquote und bereitet eine adeQuate Probe von LPS (0,5 mg / ml), um etwa 100 &amp; mgr; l in das Tier zu injizieren, nach dem Gewicht. </li></ol> 2. Vorbereitung des Tier für Anästhesie <ol><li> Verwenden Sie C57Bl / 6-Mäuse. Pflegen sie unter klimatisierten Bedingungen mit einer 12-Stunden - Hell / Dunkel - Zyklus, füttern sie Standard - Nagetierfutter, und geben ihnen Wasser ad libitum. </li><li> Führen Sie Operation auf Mäuse, die etwa 25 g am Tag des Experiments wiegen. HINWEIS: Bei Entzündungsreaktionen hervorgerufen werden, ist es besonders wichtig regelmäßige Vorsorgeuntersuchungen und Beobachtungen der klinischen Reaktionen bei den Tieren durchzuführen. Eine vorzeitige Euthanasie durch CO 2 Inhalation erforderlich ist , wenn der Zustand eines Tieres nicht die ethischen Kriterien nicht erfüllt. </li><li> Stellen Sie das Anästhesiegerät. <ol><li> Achten Sie darauf, dass der Schlauch richtig angeschlossen ist und nicht in irgendeiner Weise beschädigt. Achten Sie darauf, dass die belüfteten Bereich richtig funktioniert. Schließen Sie den Schlüssel Filter auf die Flasche Isofluran und füllen das vaporizer mit einer ausreichenden Menge von Isofluran. </li><li> Öffnen Sie die Gaszufuhr (Luft und Sauerstoff) und stellen Sie sicher, dass die Flaschen genug Gas für das Experiment enthalten. Ein Drei-Wege-Verbinder kann dann die Isofluran Strömung zur Induktionskammer oder die Maske zu senden. </li></ol></li><li> Drehen Sie den Drei-Wege-Anschluss mit dem Induktionskammer. Wählen Sie eine Maus aus dem Käfig und setzen Sie das Tier in die Kammer. Stellen Sie den Durchflußmengenregler auf 1,0 l / min Sauerstoff und 1,0 l / min Luft. Stellen Sie die Isofluran-Konzentration auf 4 bis 5%. </li><li> Wenn der gewünschte Grad der Anästhesie erreicht ist, wenn der gewünschte Grad der Anästhesie erreicht ist, schert das Operationsgebiet und das Tier aus der Kammer zu der Maske bewegen. Drehen Sie den Drei-Wege-Anschluss an die Maske fließen. Stellen Sie den Durchflußmengenregler auf 0,25 l / min Sauerstoff und 0,25 L / min Luft. <ol><li> Stellen Sie die Isofluran-Konzentration auf 1,5 bis 2,5%. Überprüfen Sie die Höhe der Anästhesie durch Reflex-Steuerung und Atemfrequenz vor der chirurgischen procedur Ausgangse. </li></ol></li><li> Fix die Beine der Maus auf die Werkbank Klebeband. Achten Sie darauf, dass die Nase des Tieres noch sorgfältig in der Maske positioniert ist. </li></ol> 3. Operation und Stimulation des Nervus vagus <ol><li> Desinfizieren das Operationsgebiet mit 70% Ethanol. </li><li> Unter Verwendung eines Skalpells, einzuschneiden sorgfältig die Haut auf der Höhe des Halses (Inzision von etwa 1 bis 1,5 cm). Hinweis: Im Protokoll endet die Chirurgie Verfahren hier für Sham-Tiere. Tatsächlich hat es sich gezeigt, dass nur mit einem Metallwerkzeug den Nerv berührt es bereits zu einem gewissen Grad stimuliert. Daher ein genaueres Operation Kontrolltier zu erhalten, wenn eine kleine Menge an LPS mit, bei diesem Schritt die Operation stoppen. </li><li> Mit Hilfe eines Mikroskops (12,5-fach-Objektiv), Isolieren des linken Vagusnerv aus der Arteria carotis mittels Dissektionszangen. Zuerst suchen Sie die Kopfnickers von Haut und Fettschichten zu entfernen und zurückziehen sie dann inbestellen die Zange setzen hinter sowohl den Nerv und die Arterie. Anmerkung: Der folgende Schritt sehr schwierig ist, da die Nerven und Arterie eng aneinander geklebt sind. Daher ist es sehr einfach, das Schiff und tötet das Tier zu schneiden. Doch durch die Zange sehr sorgfältig zwischen Nerv und Arterie platziert, sie schließlich zu trennen, und es ist möglich, den Nerv zu isolieren. </li><li> Die Elektrode (1B) , unter dem Vagusnerv. Die Nadelelektrode ist ziemlich lang, so dass selbst wenn der Nerv leicht während der Stimulation bewegt, wird es immer mit der Elektrode in Kontakt sein. </li><li> Führen Sie eine intraperitoneale (ip) Injektion von LPS (2 mg / kg) mit Hilfe einer Spritze (für das Auslesen auf Cytokinspiegel, dh die nach unten regulierenden Wirkung zu messen). </li><li> Warten 5 min vor Beginn der Stimulation. </li><li> Stimulieren des Vagusnervs für 5 min bei 5 V und 1 Hz durch die Starttaste in dem Programm Acknowledge drücken. </li><li> Rebewegen, um die Elektrode und die Wunde vernäht des Tieres mit chirurgischen Nähfadens. </li><li> Sprühen Sie einen No Sting Barrier Film (NSBF) auf der Wunde, um die Heilung zu verbessern und vor Infektionen zu schützen. </li></ol> 4. Wiederherstellung des Tieres <ol><li> Nach der Operation bewegt in seinen Heimkäfig das Tier zurück zum Erwachen und Erholung. Unter Infrarot-Licht, um die Körpertemperatur zu halten, stellen Sie sicher, dass das Tier zu überwachen, bis volles Bewusstsein wiedererlangt hat worden. </li><li> Lassen Sie das Tier für 6 Stunden vor der Tötung zur Analyse in seinem Käfig erholen. Hinweis: Die Wirkung der Vagusnervstimulation ist sehr schnell und hat auch durch den Experimentator festgelegt wird entsprechend die Bedürfnisse der Studie gezeigt wurde , kann seine lang anhaltende (bis zu 48 h), so dass die Recovery - Zeit. </li></ol> 5. Opfer für die weitere Analyse <ol><li> Legen Sie das Tier in einem an eine CO 2 Verabreichungsvorrichtung verbunden Käfig. </li><li> Stellen Sie das Gerät auf eine 5-min Zyklus von CO 2 Inhalation. </li><li> Wenn die Euthanasie durchgeführt wird, die Organe von Interesse sammeln und sie direkt für die weitere Analyse auf Trockeneis einfrieren (zB die Messung von Cytokinspiegel in Milz Extrakten eine Maus TH1 / TH2 9-Plex - Test unter Verwendung) 3. </li></ol>

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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Seit seiner Entdeckung in den frühen 2000er Jahren wurden die Mechanismen der GAP gründlich untersucht. Wir haben jetzt ein gutes Bild des Weges, und insbesondere das Zielorgan, die Milz, wo NE, Gedächtnis - T - Zellen, Ach, und Makrophagen Arbeit als ein sehr effizientes Team herunterregulieren Entzündungsmediator 2. Wir haben vor kurzem auch Daten über die Bedeutung eines funktionellen Prostaglandinsystems bei Mäusen veröffentlicht, insbesondere PGE 2, die für die ACh - Freis...

Angeborene Immunität sorgt für eine sofortige erste Verteidigungslinie gegen Infektionen und Krankheiten in einem breiten Spektrum von Organismen. Es initiiert nicht nur die primäre Immunantwort die Gefahr zu beseitigen, aber es spielt auch eine zentrale Rolle bei der Aktivierung und die adaptive Immunität zu erziehen, die in einer pathogen-spezifischen Weise sekundäre Immunantworten führen. Die Entzündung wird durch eine Vielzahl von Zytokinen und Chemokinen orchestriert, was wiederum die Fähigkeit haben, andere Immunzellen an den Ort der Infektion zu gewinnen und die kardinalen Zeichen einer Entzündung, wie Rötung, Schwellung, Schmerzen, Verlust der Funktion und Fieber zu induzieren . Die Dauer und die Intensität der Entzündung, hängen von mehreren Faktoren ab, aber die Entzündung zu lösen und die Wiederherstellung der Homöostase ist ein wichtiger Schritt, um die Entstehung von chronischen entzündlichen Erkrankungen zu vermeiden. Jüngste Fortschritte auf dem Gebiet der Neurowissenschaften und Immunologie haben spezifische neuronale Mechanismen mit immensem therapeutischem Potential entwirren Einfl zu steuernammation sowohl im zentralen Nervensystem und in der Peripherie. Einer dieser Mechanismen ist der cholinerge antiinflammatorische Stoffwechselweg (CAP), das auch als Entzündungs reflex bekannt, die durch das autonome Nervensystem 4, 5 angesteuert wird. Es wird derzeit angenommen, dass Entzündungsmediator sensorische Nerven aktivieren und den Zustand der Entzündung auf das zentrale Nervensystem über Signale senden. Ein Reflexantwort wird dann durch die efferente Vagusnerv aktiviert. Eine umfangreiche Studie über die anatomischen Details der Kappe hat ein Parasympathikus-sympathisches Modell zweiere Nerven, den Vagusnerv und splenic Nerven bzw. 6 zusammengesetzt offenbart. In der Kappe endet die efferente cholinerge aktivierten Vagusnerv im celiac-mesenterialen Ganglion, was zur Aktivierung des adrenergen Nerven splenic durch einen Mechanismus noch erforscht werden. Die Milz- Nerven-, so aktiviert wird, um innere bekanntvate in unmittelbarer Nähe zu Immunzellen in der weißen Pulpa, Randzone, und roten Pulpa der Milz, der Haupt- und obligatorischen Organ der Kappe 7, 8. Norepinephrin (NE) aus dem Nervenendigungen splenic bindet an den β 2 -adrenergen Rezeptoren auf Milz - T - Lymphozyten exprimiert entspricht. Dies induziert Cholin - Acetyltransferase (ChAT) -vermittelten Acetylcholin (ACh) -Freisetzung, die wiederum α7 nikotinischen Acetylcholinrezeptoren (α7nACh) auf Makrophagen aktiviert, wodurch die Begrenzung der Cytokinproduktion und Entzündungen 2. Folglich ist es nun klar, dass das Nervensystem in der Lage ist eine Entzündung in den peripheren Geweben zu regulieren und lokale Immunhomöostase wiederherzustellen. Wie der Name des Weges schon sagt, ist das ACh-System von zentraler Bedeutung für das Funktionieren dieses neuro-immun regulierenden Weges. Interessanterweise beteiligten Mechanismen bei der Aktivierung vondie CAP scheint unterschiedlich in der Peripherie und im Zentralnervensystem zu sein. Während die Bedeutung von nikotinischen Rezeptoren (α7nAChR) in der Milz hat früher 9 gezeigt worden sind Muscarin - Rezeptoren (mAChR) zwingend für die zentrale Aktivierung des Weges 10, 11. In jüngerer Zeit, Muscarin periphere Verabreichung eines zentral wirkenden M1 - Agonisten signifikant unterdrückt Serum und Milz Tumornekrosefaktor α (TNF &amp; agr;) während lethal murine Endotoxämie, eine Aktion , die intakte Vagusnerv und splenic Nervensignale 12 erforderlich. Wir haben auch vor kurzem , dass Mäuse ohne Prostaglandin E 2 (PGE 2) waren nicht in der Lage zu reagieren Vagusnervstimulation und nicht herunterregulieren die LPS-induzierte Freisetzung von Zytokinen im Serum und Milz 3 gezeigt. Daher könnte die GAP auch von anderen Systemen als dem Haupt ACh pathw geregelt werdenay. Der Vagusnerv hat als solche wegen seiner Wanderung natürlich im Körper, Innervation Hauptorgane einschließlich der Leber, Lunge, Milz, Nieren und Darm 13 benannt. diese große Innervation und die sehr starke immunsuppressive Wirkung des Nervus vagus In Anbetracht könnte das therapeutische Potenzial der GAP eine Vielzahl von entzündlichen Erkrankungen abdecken. Der Nervus vagus kann elektrisch (oder mechanisch) aktiviert wird, die Kontrolle über die Spannung und die Frequenz, und im Gegensatz zur konventionellen Behandlung, ohne Arzneimittel auf den Körper gegeben. Studien laufen derzeit bei Rheumapatienten, zum Beispiel, die klinische Bedeutung der VNS zu testen , in 14 chronische Entzündung zu behandeln. Insgesamt ist die Neuroimmun-Kommunikation und Regulation der Entzündung derzeit untersucht, die eine mögliche alternative Behandlung zur konventionellen Therapie bieten. Daher Analyse des Nervus vagus stimulation-Effekt in den verschiedenen Organen innerviert, sondern auch die Charakterisierung der potentiellen therapeutischen Wirkung in Tiermodellen der chronischen Entzündung, würde auf jeden Fall Einblicke geben und für neue potenzielle therapeutische Ziele hoffen. Die ursprüngliche Methode , entwickelt von Tracey und Kollegen 4 konnte wegen Reizüberflutung der entzündlichen Reaktion auf unseren Bereich der Forschung umgesetzt werden (durch eine letale Dosis von LPS) und einem zu kurzem Zeitbereich zwischen CAP - Aktivierung und dem Auslesen. In der vorliegenden Arbeit präsentieren wir die auf den ursprünglichen Protokoll vorgenommene Änderungen, vergleichen die beiden unterschiedlichen Methoden auf Cytokinspiegel, und markieren Sie eine neue und entgegengesetzte Beobachtung auf dem Zielorgan (Milz).

<table><tbody><tr><td>Computer</td><td>Toshiba</td><td>-</td><td>Any computer is actually compatible</td></tr><tr><td>MP-150 data acquisition system</td><td>Biopac Systems</td><td>MP150WSW</td><td></td></tr><tr><td>Acknowledge software</td><td>Biopac Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mice C57Bl/6</td><td>Charles River</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anesthetic machine</td><td>Simtec Engineering</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Medical oxygen bottle</td><td>AGA</td><td>107563</td><td></td></tr><tr><td>Medical air bottle&amp;nbsp;</td><td>AGA</td><td>108639</td><td></td></tr><tr><td>Vetflurane (1,000 mg/g)</td><td>Virbac</td><td>137317</td><td></td></tr><tr><td>LPS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L2630</td><td></td></tr><tr><td>Saline</td><td>Merck Millipore</td><td>1024060080</td><td></td></tr><tr><td>PBS 10x</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P5493</td><td>Diluted 10 times for used concentration</td></tr><tr><td>Syringe (1 ml)</td><td>BD Plastipak</td><td>303172</td><td></td></tr><tr><td>Needles 23 G</td><td>KD-FINE</td><td>900284</td><td>0.6 x 30 mm (blue)</td></tr><tr><td>Microdissecting forceps (curved)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F4142</td><td></td></tr><tr><td>Dissecting scissors</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z265969</td><td></td></tr><tr><td>Surgical suture 4-0</td><td>Ethicon</td><td>G667G</td><td></td></tr><tr><td>Euthanasia unit</td><td>Euthanex Smartbox</td><td>EA-32000</td><td></td></tr><tr><td>Cavilon No Sting Barrier Film</td><td>3M Health Care</td><td>3346N</td><td></td></tr><tr><td>TH1/TH2 9-Plex assay, ultrasensitive kit</td><td>MesoScale Discovery</td><td>K15013C-1</td><td></td></tr><tr><td>Stimulating electrode device</td><td>Biopac Systems</td><td>STIMSOC</td><td></td></tr><tr><td>Aesculap Isis shaver</td><td>Agnthos</td><td>GT420</td><td></td></tr><tr><td>R70</td><td></td><td></td><td>Rodent diet from Lantmannen, Stockholm, Sweden</td></tr></tbody></table>

increased recovery time and decreased lps administration to study the vagus nerve stimulation mechanisms in limited inflammatory responses

Inflammation is a local response to infection and tissue damage mediated by activated macrophages, monocytes, and other immune cells that release cytokines and other mediators of inflammation. For a long time, humoral and cellular mechanisms have been studied for their role in regulating the immune response, but recent advances in the field of immunology and neuroscience have also unraveled specific neural mechanisms with interesting therapeutic potential. The so-called cholinergic anti-inflammatory pathway (CAP) has been described to control innate immune responses and inflammation in a very potent manner. In the early 2000s, Tracey and collaborators developed a technique that stimulates the vagus nerve and mimics the effect of the pathway. The methodology is based on the electrical stimulation of the vagus nerve at low voltage and frequency, in order to avoid any side effects of overstimulation, such as deregulation of heart rate variability. Electrical devices for stimulation are now available, making it easy to set up the methodology in the laboratory. The goal of this research was to investigate the potential involvement of prostaglandins in the CAP. Unfortunately, based on earlier attempts, we failed to use the original protocol, as the induced inflammatory response either was too high or was not suitable for enzymatic metabolism properties. The different settings of the original surgery protocol remained mostly unchanged, but the conditions regarding inflammatory induction and the time point before sacrifice were improved to fit our purposes (i.e., to investigate the involvement of the CAP in more limited inflammatory responses). 
The modified version of the original protocol, presented here, includes a longer time range between vagus nerve stimulation and analysis, which is associated with a lower induction of inflammatory responses. Additionally, while decreasing the level of lipopolysaccharides (LPS) to inject, we also came across new observations regarding mechanistic properties in the spleen.

Level von TNFa und Interleukin-1β (IL-1β) nach dem Zeitraffer nach der Operation Erhöhung und Verringerung der Dosis von LPS Wie vorher gezeigt, kann das ursprüngliche Protokoll verwenden, verringert VNS die Niveaus von TNF &amp; agr; (169,3 ± 24,9 pg / mg in SHAM gegenüber 39,7 ± 10,8 pg / mg in VNS, p &lt;0,001) und IL-1β (360,0 ± 40,21 pg / mg in SHAM gegenüber 191,7 ± 27,2 pg / mg in VNS, p &lt;0,01) in der Milz na...

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Increased Recovery Time and Decreased LPS Administration to Study the Vagus Nerve Stimulation Mechanisms in Limited Inflammatory Responses

Vagus nerve stimulation has proven to have a strong efficacy for decreasing peripheral inflammation. Here, we present a modified vagus nerve stimulation protocol that allows for further examinations of the cholinergic anti-inflammatory mechanisms in limited inflammatory responses.

Erhöhte Erholzeit und abnehmend LPS-Verabreichung die Vagusnervstimulation Mechanisms in beschränkten Entzündungsreaktionen zu studieren

Inflammation is a local response to infection and tissue damage mediated by activated macrophages, monocytes, and other immune cells that release ...

increased-recovery-time-decreased-lps-administration-to-study-vagus

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

9.8K Aufrufe.  Karolinska University Hospital. Vagus nerve stimulation has proven to have a strong efficacy for decreasing peripheral inflammation. Here, we present a modified vagus nerve stimulation protocol that allows for further examinations of the cholinergic anti-inflammatory mechanisms in limited inflammatory responses.

Serie: Increased Recovery Time and Decreased LPS Administration to Study the Vagus Nerve Stimulation Mechanisms in Limited Inflammatory Responses

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been maintaining the behavior. There is close correspondence between fear and human anxiety, and therefore studies of extinction learning might provide insight into the biological nature of anxiety-related disorders such as post-traumatic stress disorder, and they might help to develop strategies to treat them. Preclinical research aims to aid extinction learning and to induce targeted plasticity in extinction circuits to consolidate the newly formed memory. Vagus nerve stimulation (VNS) is a powerful approach that provides tight temporal and circuit-specific release of neurotransmitters, resulting in modulation of neuronal networks engaged in an ongoing task. VNS enhances memory consolidation in both rats and humans, and pairing VNS with exposure to conditioned cues enhances the consolidation of extinction learning in rats. Here, we provide a detailed protocol for the preparation of custom-made parts and the surgical procedures required for VNS in rats. Using this protocol we show how VNS can facilitate the extinction of conditioned fear responses in an auditory fear conditioning task. In addition, we provide evidence that VNS modulates synaptic plasticity in the pathway between the infralimbic (IL) medial prefrontal cortex and the basolateral complex of the amygdala (BLA), which is involved in the expression and modulation of extinction memory.

Vagus nerve stimulation (VNS) has emerged as a tool to induce targeted synaptic plasticity in the forebrain to modify a range of behaviors. This protocol describes how to implement VNS to facilitate the consolidation of fear extinction memory.

Vagusnervstimulation als Instrument zur Plastizität in Pathways Relevant für Extinction Learning herbei

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

Forschung

Verhalten

Characterization of Inflammatory Responses During Intranasal Colonization with Streptococcus pneumoniae

Nasopharyngeal colonization by Streptococcus pneumoniae is a prerequisite to invasion to the lungs or bloodstream1. This organism is capable of colonizing the mucosal surface of the nasopharynx, where it can reside, multiply and eventually overcome host defences to invade to other tissues of the host. Establishment of an infection in the normally lower respiratory tract results in pneumonia. Alternatively, the bacteria can disseminate into the bloodstream causing bacteraemia, which is associated with high mortality rates2, or else lead directly to the development of pneumococcal meningitis. Understanding the kinetics of, and immune responses to, nasopharyngeal colonization is an important aspect of S. pneumoniae infection models.
Our mouse model of intranasal colonization is adapted from human models3 and has been used by multiple research groups in the study of host-pathogen responses in the nasopharynx4-7. In the first part of the model, we use a clinical isolate of S. pneumoniae to establish a self-limiting bacterial colonization that is similar to carriage events in human adults. The procedure detailed herein involves preparation of a bacterial inoculum, followed by the establishment of a colonization event through delivery of the inoculum via an intranasal route of administration. Resident macrophages are the predominant cell type in the nasopharynx during the steady state. Typically, there are few lymphocytes present in uninfected mice8, however mucosal colonization will lead to low- to high-grade inflammation (depending on the virulence of the bacterial species and strain) that will result in an immune response and the subsequent recruitment of host immune cells. These cells can be isolated by a lavage of the tracheal contents through the nares, and correlated to the density of colonization bacteria to better understand the kinetics of the infection.

Characterization of Inflammatory Responses During Intranasal Colonization with Streptococcus pneumoniae

Colonization of the murine nasopharynx with Streptococcus pneumoniae and the subsequent extraction of adherent or recruited cells is described. This technique involves flushing the nasopharynx and collection of the fluid through the nares and is adaptable for various readouts, including differential cell quantification and analysis of mRNA expression in situ.

Charakterisierung von Entzündungsreaktionen während der intranasalen Kolonisation mit Streptococcus pneumoniae

Nasopharyngeal colonization by Streptococcus pneumoniae is a prerequisite to invasion to the lungs or bloodstream1. This organism is capable of colonizing ...

Immunologie und Infektion

A Method of Nodose Ganglia Injection in Sprague-Dawley Rat

Afferent signaling via the vagus nerve transmits important general visceral information to the central nervous system from many diverse receptors located in the organs of the abdomen and thorax. The vagus nerve communicates information from stimuli such as heart rate, blood pressure, bronchopulmonary irritation, and gastrointestinal distension to the nucleus of solitary tract of the medulla. The cell bodies of the vagus nerve are located in the nodose and petrosal ganglia, of which the majority are located in the former. The nodose ganglia contain a wealth of receptors for amino acids, monoamines, neuropeptides, and other neurochemicals that can modify afferent vagus nerve activity. Modifying vagal afferents through systemic peripheral drug treatments targeted at the receptors on nodose ganglia has the potential of treating diseases such as sleep apnea, gastroesophageal reflux disease, or chronic cough. The protocol here describes a method of injection neurochemicals directly into the nodose ganglion. Injecting neurochemicals directly into the nodose ganglia allows study of effects solely on cell bodies that modulate afferent nerve activity, and prevents the complication of involving the central nervous system as seen in systemic neurochemical treatment. Using readily available and inexpensive equipment, intranodose ganglia injections are easily done in anesthetized Sprague-Dawley rats.

Afferent vagal signaling transmits important information to central nervous system from receptors located in organs of the abdomen and thorax. The nodose ganglia of vagus nerves contain many types of receptors that modulate vagal activity. This protocol describes a method of local injections of neurochemicals into the nodose ganglia.

Eine Methode der Ganglien nodosum Injection in Sprague-Dawley-Ratte

Afferent signaling via the vagus nerve transmits important general visceral information to the central nervous system from many diverse receptors located ...

Neurowissenschaften

Laboratory Administration of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation (taVNS): Technique, Targeting, and Considerations

Non-invasive vagus nerve stimulation (VNS) may be administered via a novel, emerging neuromodulatory technique known as transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS). Unlike cervically-implanted VNS, taVNS is an inexpensive and non-surgical method used to modulate the vagus system. taVNS is appealing as it allows for rapid translation of basic VNS research and serves as a safe, inexpensive, and portable neurostimulation system for the future treatment of central and peripheral disease. The background and rationale for taVNS is described, along with electrical and parametric considerations, proper ear targeting and attachment of stimulation electrodes, individual dosing via determination of perception threshold (PT), and safe administration of taVNS.

Laboratory Administration of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation taVNS: Technique, Targeting, and Considerations

A methodological description of the technique, potential targets, and proper administration of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) on the human ear is described.

Labor-Administration der transkutane auricularis Vagusnerv-Stimulation (TaVNS): Technik, Targeting und Überlegungen

Non-invasive vagus nerve stimulation (VNS) may be administered via a novel, emerging neuromodulatory technique known as transcutaneous auricular vagus ...

Nerve Stimulator-guided Injection of Autologous Stem Cells Near the Equine Left Recurrent Laryngeal Nerve

Recurrent laryngeal neuropathy (RLN) commonly affects horses and is characterized by abnormal respiratory sounds and exercise intolerance. The recurrent laryngeal nerve shows lesions of demyelination. The benefit of applying stem cells to demyelinated nerves has been demonstrated in various animal models. The aim of the study was to test the feasibility and safety of a peri-neuronal injection of autologous muscle-derived mesenchymal stem cells to the left recurrent laryngeal nerve in healthy horses by using an electrical nerve stimulator.
Muscle-derived stems cell are obtained from five healthy Standardbred horses by sampling 20 mg of muscle tissue with a semi-automatic 14 G biopsy needle from the triceps muscle. Movements of the larynx are monitored via upper-airway video endoscopy. The left recurrent laryngeal nerve is approached with an insulated nerve block needle. Nerve stimulation is applied, starting at 2 mA, and the successful abduction of the left arytenoid is monitored. The stimulation intensity is reduced progressively. When a loss of the motor response is observed at 0.5 mA, 107 autologous muscle-derived stem cells are injected. Two examiners, who are blinded to the time point, score the laryngeal function of the horses prior to the treatment and at day 1, day 7, and day 28 after the injection of the cells. In a sixth horse, 1 mL of 2% lidocaine is injected to further confirm the correct positioning of the needle. This leads to a temporary paralysis of the left arytenoid cartilage.
This study proves that the recurrent laryngeal nerve can be approached with the help of an electrical nerve stimulator and that the electrical stimulation of the nerve is well tolerated by the horses. No modification of the laryngeal function was observed in any of the horses after the injection of the stem cells. Further studies should be conducted to describe the effects of a peri-neuronal injection of autologous muscle-derived mesenchymal stem cells to horses suffering from RLN.

Here, we present a protocol to inject autologous muscle-derived stem cells in the proximity to the recurrent laryngeal nerve with the help of an electrical nerve stimulator. This novel technique may become useful for the treatment of equine recurrent laryngeal neuropathy.

Nerv Stimulator-gesteuerte Injektion von autologen Stammzellen in der Nähe der Pferde Links wiederkehrende Laryngeal Nerv

Recurrent laryngeal neuropathy (RLN) commonly affects horses and is characterized by abnormal respiratory sounds and exercise intolerance. The recurrent ...

Medizin

Vagus Nerve Stimulation As an Adjunctive Neurostimulation Tool in Treatment-resistant Depression

Vagus nerve stimulation (VNS) is an approved neurostimulation therapy. The purpose of the method is to treat patients with therapy-resistant depression (TRD). VNS exhibits antidepressive and stabilizing effects. This method is particularly useful as a long-term treatment, in which up to two-thirds of patients respond. The vagus nerve stimulator is positioned on the left vagus nerve during a surgical procedure and is activated telemetrically by a wand connected to a handheld computerized device. The treating physician can perform various adjustments of the vagus nerve stimulator during in-office visits (e.g., by modifying stimulation intensity or stimulation frequency) to achieve maximum therapeutic effects with low side effects. Set-up of the device usually takes several months. Typical side effects include wound infection, temporary salivation, coughing, paralysis of the vocal cords, bradycardia, or even asystole. The patient can stop the VNS by placing a magnet over the generator. The current protocol describes delivery of the specific stimulation tool and methods for adjusting the tuning parameters to achieve the best remission rates in patients with TRD.

Vagus nerve stimulation (VNS) has been shown to be effective as an adjunct treatment for treatment-resistant depression (TRD). VNS leads to antidepressive and antisuicidal effects and quality of life improvements. This protocol offers a step-by-step guide to managing and adjusting a vagus nerve stimulator for efficient treatment of TRD.

Vagusnerv-Stimulation als Zusatztherapie Neurostimulation Instrument bei behandlungsresistenter Depression

Vagus nerve stimulation (VNS) is an approved neurostimulation therapy. The purpose of the method is to treat patients with therapy-resistant depression ...

Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats

Peripheral nerve cuff electrodes have long been used in the neurosciences and related fields for stimulation of, for example, vagus or sciatic nerves. Several recent studies have demonstrated the effectiveness of chronic VNS in enhancing central nervous system plasticity to improve motor rehabilitation, extinction learning, and sensory discrimination. Construction of chronically implantable devices for use in such studies is challenging due to rats&#8217; small size, and typical protocols require extensive training of personnel and time-consuming microfabrication methods. Alternatively, commercially available implantable cuff electrodes can be purchased at a significantly higher cost. In this protocol, we present a simple, low-cost method for construction of small, chronically implantable peripheral nerve cuff electrodes for use in rats. We validate the short and long-term reliability of our cuff electrodes by demonstrating that VNS in ketamine/xylazine anesthetized rats produces decreases in breathing rate consistent with activation of the Hering-Breuer reflex, both at the time of implantation and up to 10 weeks after device implantation. We further demonstrate the suitability of the cuff electrodes for use in chronic stimulation studies by pairing VNS with skilled lever press performance to induce motor cortical map plasticity.

Existing approaches for constructing chronically implantable peripheral nerve cuff electrodes for use in small rodents often require specialized equipment and/or highly trained personnel. In this protocol we demonstrate a simple, low-cost approach for fabricating chronically implantable cuff electrodes, and demonstrate their effectiveness for vagus nerve stimulation (VNS) in rats.

Vorbereitung von peripheren Nervenstimulationselektroden für die chronische Implantation bei Ratten

Peripheral nerve cuff electrodes have long been used in the neurosciences and related fields for stimulation of, for example, vagus or sciatic nerves. ...

Messung der Neuromodulation durch transkutane Stimulation des Nervus vagus aurikulär

Understanding the Effects of Non&#45;Invasive Transauricular Vagus Nerve Stimulation on EEG and HRV

Several studies have demonstrated promising results of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) in treating various disorders; however, no mechanistic studies have investigated this technique's neural network and autonomic nervous system effects. This study aims to describe how taVNS can affect EEG metrics, HRV, and pain levels. Healthy subjects were randomly allocated into two groups: the active taVNS group and the sham taVNS group. Electroencephalography (EEG) and Heart Rate Variability (HRV) were recorded at baseline, 30 min, and after 60 min of 30 Hz, 200-250 &#181;s taVNS, or sham stimulation, and the differences between the metrics were calculated. Regarding vagal projections, some studies have demonstrated the role of the vagus nerve in modulating brain activity, the autonomic system, and pain pathways. However, more data is still needed to understand the mechanisms of taVNS on these systems. In this context, this study presents methods to provide data for a deeper discussion about the physiological impacts of this technique, which can help future therapeutic investigations in various conditions.

Autor im Rampenlicht: Erforschung der Auswirkungen der Stimulation des transsaurikulären Vagusnervs

This protocol provides information on how to apply transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) in a clinical trial, including potential biomarkers such as EEG metrics and heart rate variability (HRV) to measure the effect of this treatment on the autonomic nervous system.

Verständnis der Auswirkungen der nicht-invasiven transsaurikulären Vagusnervstimulation auf EEG und HRV

Several studies have demonstrated promising results of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) in treating various disorders; however, no ...

Erhöhte Erholzeit und abnehmend LPS-Verabreichung die Vagusnervstimulation Mechanisms in beschränkten Entzündungsreaktionen zu studieren

Zusammenfassung

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Vagusnervstimulation als Instrument zur Plastizität in Pathways Relevant für Extinction Learning herbei

Charakterisierung von Entzündungsreaktionen während der intranasalen Kolonisation mit Streptococcus pneumoniae

Eine Methode der Ganglien nodosum Injection in Sprague-Dawley-Ratte

Labor-Administration der transkutane auricularis Vagusnerv-Stimulation (TaVNS): Technik, Targeting und Überlegungen

Nerv Stimulator-gesteuerte Injektion von autologen Stammzellen in der Nähe der Pferde Links wiederkehrende Laryngeal Nerv

Vagusnerv-Stimulation als Zusatztherapie Neurostimulation Instrument bei behandlungsresistenter Depression

Vorbereitung von peripheren Nervenstimulationselektroden für die chronische Implantation bei Ratten

Verständnis der Auswirkungen der nicht-invasiven transsaurikulären Vagusnervstimulation auf EEG und HRV

Verständnis der Auswirkungen der nicht-invasiven transsaurikulären Vagusnervstimulation auf EEG und HRV

Verständnis der Auswirkungen der nicht-invasiven transsaurikulären Vagusnervstimulation auf EEG und HRV