Name: pentylenetetrazole-induced kindling mouse model
Uploaded: 2018-06-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 6 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model at JoVE.com

Diese Arbeit wurde teilweise von JSPS KAKENHI Grant-Nummern 24700349, 24659093, 25293239, JP18H02536, und 17 K 07086, MEXT KAKENHI Grant-Nummern 25110737 und 23110525, AMED Grant Nummer JP18ek0109311, und der SENSHIN Medical Research Foundation und der Japan unterstützt. Epilepsie-Forschungsgemeinschaft.

Animal Care und Use Committee des Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science stimmten alle experimentelle Verfahren. Postnatale 8 - 16 Wochen alten Mäusen empfohlen. Jede Inzucht Belastung ist akzeptabel für das Experiment. C57BL/6 Mäusen sind widerstandsfähiger gegen PTZ, während BALB/c und Swiss Albino-Mäuse für PTZ empfindlicher sind. C57BL/6 wurden in dieser Studie verwendet. Anfälligkeit für PTZ hängt auch vom Alter der Maus. Im Vergleich zu jüngeren Mäusen, sind ältere Mäuse mehr refraktär gegenüber PTZ-35. Die Zahl der Versuchstiere für diese Methode kann variieren, aber mindestens 6-10 Tiere sind für jede Bedingung erforderlich.
1. Vorbereitung des PTZ
<ol><li>2 mg/mL PTZ in steriler 0,9 % (w/V) NaCl auflösen. Bereiten Sie PTZ am Tag der Nutzung.</li>
</ol>2. Injektion von PTZ
<ol><li>Alle Experimente zwischen 09:00 und 12:00 (Mittag) durchführen.</li>
	<li>Körpergewicht des Tieres zu messen.</li>
	<li>Legen Sie das Tier in eine Beobachtung Kammer für Gewöhnung.</li>
	<li>Berechnen Sie das Volumen der PTZ-Lösung basierend auf das Körpergewicht des Tieres und die zuvor ermittelte Injektion Dosis Injektionslösung, zur Zeit der Gewöhnung (3 min). Hinweis: zum Beispiel bei 35 mg/kg PTZ wird 0,875 mg des PTZ ist erforderlich für eine Maus mit einem Gewicht von 25 g (35 mg / kg x 0,025 kg = 0,875 mg). Daher sollte 437.5 μL einer PTZ-Lösung 2 mg/mL injiziert werden (0,875 mg/2 mg / mL = 0,4375 mL). Die Injektion Dosis von PTZ hängt von der Maus Genotyp und Belastung. Für Wildtyp C57BL/6 Mäusen empfiehlt sich eine Dosis von 30-35 mg PTZ/kg Körpergewicht für den ersten Versuch. Sensibilität für PTZ hängt die Maus verwendete Stamm36,37. Die Injektion Dosis variiert je nach dem Zweck des Experiments.</li>
	<li>Injizieren Sie PTZ intraperitoneal mit einer 1-mL-Spritze, ein 27-Gauge-Nadel in den linken oder rechten Quadranten des Abdomens des Tieres befestigt. Vermeiden Sie die Injektion an der Mittellinie.<ol>
<li>Vermeiden Sie wiederholte Injektionen an der gleichen Stelle.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Tierische Verhaltensweisen für 30 min nach PTZ Verabreichung (Abbildung 1A), zu beobachten und klassifizieren und abnormale Verhalten der Gäste, wie unten gezeigt. Halten Sie die Tiere unter Beobachtung für 24 h oder mindestens eine zusätzliche 6-10 h nach der Injektion, wenn möglich, vor allem, wenn die Beschlagnahme schwere Partitur 3 erreicht oder höher.<ol>
<li>Hinweis: jede milde Anfälle oder Verhaltensänderungen bei den Tieren über den Beobachtungszeitraum von 30 Minuten. Dies verlängert die Beobachtung, dass Zeit eine besonders wichtige und vollständige Wirkung einer subconvulsive Dosis von PTZ in der Generation der chronischen unprovozierten Anfälle bei Epilepsie wenden kann.</li>
		<li>Darüber hinaus messen die Beschlagnahme Dauer jeder beobachteten Anfall als Änderungen in der Dauer der Beschlagnahme beziehen sich auf die Beschlagnahme schwere. Darüber hinaus ist die Latenz, der erste Anfall nach der PTZ-Injektion eine weitere wichtige Maßnahme zu sammeln. Überwachung der Beschlagnahme Häufigkeit, Dauer und Latenz ist entscheidend für jede Post-Beschlagnahme Molekulare Studien.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Injizieren Sie PTZ jeden zweiten Tag (Abbildung 1A). Die Anzahl der Injektionen richtet sich nach dem Ziel des Experiments. Repräsentative Beispiele sind wie folgt.<ol>
<li>Um vollständig angeheizte Tiere erzeugen, sobald ein Tier einen Anfall mit einer Punktzahl von 5 (Tonika-klonischen Anfall) Erfahrungen, beenden Sie die Injektion innerhalb von weiteren drei Verwaltungen. In diesem Fall erhöhen Sie die Injektion-Dosis, wenn die Beschlagnahme Punktzahl nicht für drei aufeinander folgende Verwaltungen steigt. Jedes Tier kann eine unterschiedliche Anzahl und Dosis der PTZ-Injektionen erhalten.</li>
		<li>Befestigen Sie die Anzahl und Dosis der PTZ-Injektion in jeder Bedingung, die Anfälligkeit für PTZ, einschließlich Bewertungen der Anti-Epilepsie-Medikamente und Untersuchungen des Phänotyps von genetisch veränderten Mäusen zu bewerten. Alle Tiere die gleiche Anzahl von PTZ-Injektionen zu geben; insgesamt 8 bis 12 Injektionen wird empfohlen. Wenn ein Tier stirbt, sollte die Beschlagnahme Partitur als 6 bezeichnet werden.</li>
		<li>Bestimmen Sie die Injektion Dosis notwendig, einen hohen Anfall pflegen score (4 oder 5) für 10 oder mehr Injektionen, die histopathologischen Veränderungen zu studieren, die epileptische Anfälle auftreten. In diesem Fall sollte die Anzahl der gesamten Injektion von 25 bis 30 reichen. Die Injektion-Dosis zu verringern, wenn die Beschlagnahme Punktzahl 5 erreicht. Wenn die Beschlagnahme Partitur auf 3 oder niedriger sinkt, die Injektion-Dosis zu erhöhen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>(3) Beschlagnahme Score
<ol><li>Beobachten Sie die tierische Verhaltensweisen zu und zeichnen Sie der Ergebnisse auf.<ol>
<li>Klassifizieren und schieße die epileptischen Verhaltensweisen wie folgt38,39 (Abbildung 1 b): 0: normales Verhalten, keine Anomalie. 1: Immobilisierung, am Bauch liegen. 2: Kopf nicken, Gesichtsbehandlung, vordergliedmaße oder Megalosauridae Myoklonien. 3: kontinuierliche Ganzkörper-Myoklonus, myoklonische wichst, Rute steif gehalten. 4: Kindererziehung, tonische Beschlagnahme, auf seiner Seite nach unten fallen. 5: Tonika-klonischen Anfall, Herunterfallen auf den Rücken, wild hetzen und springen. 6: Tod.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ändern Sie die verhaltensbezogenen Kriterien anhand der Racine Partitur40, abhängig von den experimentellen Bedingungen.</li>
</ol>4. nach dem Anfall Analyse
<ol><li>Immunohistopathological Analyse<ol>
<li>Perfusion Fixierung<ol>
<li>Vorbereitung<ol>
<li>4 % (w/V) Paraformaldehyd (PFA) in 0,1 M Phosphatpuffer (pH 7,4) auflösen. Erhitzen Sie die Lösung auf etwa 70 ° C mit dem Zusatz von einem Tropfen 1 M NaOH (ca. 1 M NaOH für 50 mL-PFA-Lösung 1 µL).</li>
				<li>Bereiten Sie eiskalte 4 % PFA und Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS).</li>
				<li>Richten Sie eine Peristaltische Pumpe mit Schlauch und Nadel. Laufen Sie etwa 20 mL Wasser durch das Rohr um Rückstände zu löschen. Dann setzen Sie das offene Ende des Röhrchens in eiskaltem PBS.</li>
			</ol>
</li>
			<li>Transcardial Perfusion und Vorbereitung von festen Gehirn<ol>
<li>Die Maus mit 50 % isoflurane/50% Ethanol in ein kleines Glas tief zu betäuben.</li>
				<li>Halten Sie die Maustaste in Rückenlage durch die Spitzen ihrer Vorderbeine und Hinterbeine festhalten.</li>
				<li>Schneiden der ventralen Mittellinie des Bauches und setzen das Zwerchfell.</li>
				<li>Schneiden Sie die Membran entlang der Küsten. Dann schneiden Sie beide Seiten der Rippen und des Körpers. Xiphoid Prozeß durch die Verriegelung Zange zusammendrücken und evert den Brustkorb. Pflegen Sie die Position des Xiphoid Prozeß durch fixieren es mit einer Nadel oder mit der Pinzette kneifen. Setzen Sie das Herz aus.</li>
				<li>Stechen Sie die Nadel in die linke Herzkammer und machen Sie einen Schnitt in den rechten Vorhof mit einer Schere. Achten Sie darauf, nicht die Nadel ins Herz, zu weit zu treiben, da es eine Innenwand durchbohren kann.</li>
				<li>Beginnen Sie einen stetigen Strom von eiskaltem PBS durch die Nadel das Blut (ca. 15-20 mL/min) zu waschen.</li>
				<li>Wenn das Blut aus dem Körper abgebaut ist, bewegen Sie das Rohr zu einer 4 % Paraformaldehyd Lösung (ca. 60 mL) ohne Zusatz von Luftblasen. Halten Sie dann die Durchblutung.</li>
				<li>Schneiden Sie die hinteren Nacken und Wirbelsäule und die Kopfhaut und die dorsalen Teil des Schädels mit präparierscheren abziehen.</li>
				<li>Schneiden des Zwischenkieferbeins Knochens zwischen den Augen Bahnen und der dorsalen Teil des Schädels vollständig zu entfernen.</li>
				<li>Erstellen Sie eine Lücke zwischen dem Gehirn und jugal Knochen von der hinteren Seite und schneiden Sie die Trigeminal Nerven und Optik Chiasmus unterhalb des Gehirns. Nehmen Sie das Gehirn vorsichtig und legen Sie sie in ein Fläschchen mit 4 % PFA. Nach dem Beheben des Gehirns bei 4 ° C für 12-16 Uhr.</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
		<li>Gehirn-Scheibe-Vorbereitung<ol>
<li>Übertragen Sie die feste Gehirn auf 20 % Saccharose/PBS, bis das Gehirn die Lösung versinkt, um Cryoprotection zu ermöglichen.</li>
			<li>Schneiden Sie die feste Gehirn anhand der benötigten Scheibe Orientierung und erforderliche Teil des Gehirns.</li>
			<li>Legen Sie die Cryomicrotome. Setzen Sie das Messer in Position und halten Sie die Mikrotom-Bühne bei einer Temperatur unter-20 ° C.</li>
			<li>Platzieren Sie die vorgeschnittene Gehirn auf der Bühne und das Gehirn mit 20 % Saccharose/PBS Mantel. Die Saccharose/PBS-Lösung wird nach und nach Einfrieren, die das Gehirn auf der Bühne, bis das Gehirn vollständig in gefrorenen 20 % Saccharose/PBS eingebettet ist.</li>
			<li>Schneiden Sie das Gehirn (30 µm Dicke) durch Verschieben der Klinge durch das Gewebe. Übertragen Sie die Scheiben in PBS und halten sie bei 4 ° C.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Fluoreszierende immunohistochemistry<ol>
<li>Waschen Sie die notwendigen Scheiben in 0,1 % Triton X-100/PBS (PBST) für 10 min, 3 Mal bei Raumtemperatur (RT).</li>
			<li>Die Scheiben zu blockieren, indem Brüten sie in PBST mit 2 % Ziege Serum oder 5 % Rinderserumalbumin (BSA) für 1-2 h bei RT</li>
			<li>Inkubieren Sie die Scheiben in einer Antikörperlösung mit der geeigneten Konzentration der Primärantikörper in PBST mit 2 % Ziege Serum oder 5 % BSA für 1 bis 7 Übernachtungen bei 4 ° c</li>
			<li>Waschen Sie die Scheiben in PBST für 10 min, 3 Mal bei RT</li>
			<li>Inkubieren Sie die Scheiben in eine sekundäre Antikörper-Lösung mit der geeigneten Konzentration der Sekundärantikörper in PBST 1-2 h bei RT, lichtgeschützt.</li>
			<li>Montieren Sie die Scheiben auf Objektträger und mit Eindeckmittel und Deckglas abdecken.</li>
			<li>Beobachten Sie die Scheiben mit Fluoreszenz-Mikroskopie.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Drei-Kammer-test<ol>
<li>Vorbereitung<ol>
<li>Bereiten Sie mindestens 2 2-6-Monate-alten 129/Sv Mäuse des gleichen Geschlechts wie das Thema Mäuse, die "fremde Maus." Alle Mäuse in den Käfig vor der Analyse zu gewöhnen. Platzieren Sie für jede Trainingseinheit den Mauszeiger in den Käfig und lassen Sie die Maus für 15 Minuten.</li>
			<li>Reinigen Sie vor jeder Gewöhnung Phase mit dem Thema Maus den gesamten Apparat und beide Käfige durch Abwischen der Oberfläche mit 70 % Ethanol.</li>
			<li>Legen Sie die leere Käfige in den beiden seitlichen Kammern der 3-Kammer-Vorrichtung und öffnen Sie die Türen zwischen den Kammern.</li>
			<li>Um das Thema Maus gewöhnen, legen Sie eine Thema Maus in der Mitte der Kammer und lassen Sie die Maus, um frei zu bewegen, während das Gerät, bis die Maus die beiden Käfige untersuchte, plus eine zusätzliche 5 min. Thema Tiere, die ängstlich des Käfigs möglicherweise nicht untersuchen Sie den Käfig für 20 min und sollte nicht für diese Analyse verwendet werden. Solche Tiere vermeiden Sie den Käfig und kommen nur selten in der Nähe des Käfigs.</li>
			<li>Nachdem das Tier bewegt sich in die Mitte der Kammer, schließen Sie die Türen und lassen Sie die Maus in die Mitte-Kammer für 5 min frei bewegen. Während dieser Zeit legte eine der 129/Sv Mäuse in einem Käfig, in den Käfig zu gewöhnen.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Sozialität Analyse<ol>
<li>Diese Analyse unmittelbar nach der Gewöhnung Periode der Thema Maus durchführen.</li>
			<li>Legen Sie den Käfig mit einem 129/Sv-Maus, bezeichnet die "fremden 1 Käfig", in einem der Nebenräume und legen Sie die leeren Käfig, genannt den "Objekt-Käfig", in die andere Seite-Kammer.</li>
			<li>Öffnen Sie die Tür und überwachen Sie das Verhalten der Maus Thema zu.</li>
			<li>Erlauben Sie die Thema Maus frei für 10 min bewegen und zeichnen die folgenden verhaltensbezogene Parameter. Wenn die Thema Maus die Maus in der fremde 1 Käfig fürchtet wie angegeben mit der Maus den fremden 1 Käfig zu vermeiden und in der Ecke einer der Kammern bleiben, sollte das Tier nicht für die Analyse verwendet werden. (a) Zeit in jeder Kammer, der fremde 1 Kammer, Objekt Kammer und Zentrum Kammer. (b) Zeit jeder Käfig, den fremden 1 Käfig und der Objekt-Käfig zu untersuchen. (Die Maus gilt als den Käfig zu untersuchen, wenn die Maus schnüffeln ist oder Toughing Maus oder Käfig) (c) die Anzahl der Eingänge in jeder Kammer (optional) (d) insgesamt zurückgelegte Strecke (optional)</li>
			<li>Nachdem die Maus in die Mitte der Kammer bewegt, schließen Sie die Türen.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Analyse der sozialen Neuheit<ol>
<li>Diese Analyse unmittelbar nach der Sozialität Analyse durchführen.</li>
			<li>Wischen Sie beide Käfige mit 70 % Ethanol.</li>
			<li>Setzen Sie eine andere 129/Sv-Maus in einem der Käfige, bezeichnet den "Fremden 2 Käfig" und Ort der fremden 2 Käfig in einer der Kammern. Platzieren Sie die fremden 1 Maus in den anderen Käfig, genannt den "fremden 1 Käfig", und legen Sie den fremden 1 Käfig in die andere Kammer.</li>
			<li>Öffnen Sie die Tür und überwachen Sie das Verhalten der Maus Thema zu.</li>
			<li>Ermöglichen Sie die Thema Maus frei für 10 min bewegen und Messen Sie die gleichen Verhaltensstörungen Parameter für die Sozialität Analyse beschrieben. Hinweis: Die fremde 1 und 2 fremden Maus sollte nach dem Zufallsprinzip gewählt werden. Der fremde 1 Kammer und Objekt Kammer sowie der fremden 1 Kammer und fremder 2 Kammer sollte nach dem Zufallsprinzip bestimmt werden.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Kontextbezogene Angst vor Diskriminierung<ol>
<li>Klimaanlage<ol>
<li>Vor jeder Prüfung Klimaanlage Reinigen der experimentellen Apparat durch Abwischen der Oberfläche mit 70 % Ethanol.</li>
			<li>Legen Sie eine Maus in einer Klimaanlage-Apparatur mit besonderen Bedingungen (Apparat Form, Wandfarbe, Bodenmaterial, Geruch, Beleuchtung und Lautstärke Hintergrund vorab festgelegt werden). Zum Beispiel war die Klimaanlage Vorrichtung verwendet hier einen quadratischen Apparat mit klare Plexiglas Wände, ein Metallgitter-Boden, ein Ethanol Geruch 100 Lux Helligkeit und 65 dB Hintergrund weißes Rauschen.</li>
			<li>Zustand die Maus durch Fuß-Schock mit pseudo-zufällige Timing von 0,1 mA Elektroschocks für 2 s X 3 Mal im Laufe von 5 Minuten.</li>
			<li>Die Maus nach Klimaanlage nach Hause Käfig zurück.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Speicher-Bewertung<ol>
<li>Reinigen Sie vor jeder Bewertung den experimentellen Apparat durch Abwischen der Oberfläche mit 70 % Ethanol.</li>
			<li>Am nächsten Tag folgende Klimaanlage, platzieren Sie den Mauszeiger in der gleichen Apparatur als Schock-Zustand und die Gefrierzeit im Laufe von 5 min zu messen.</li>
			<li>Später platzieren Sie am selben Tag, den Mauszeiger in einem neuartigen Apparat und Messen Sie die Gefrierzeit während einer 5-min-Bewertung. Hier wurde eine dreieckige Apparat mit weißem Plexiglas Wände, Platte Boden, kein Geruch, 30 Lux Helligkeit und 70 dB weißes Rauschen verwendet.</li>
			<li>Die Gefrierzeit zwischen den gleichen Zustand und neuartige Zustand zu vergleichen. Die Mäuse mit einer normalen Speicher-Fähigkeit werden mehr in dem gleichen Zustand als im Roman Zustand einfrieren. Das Einfrieren ist definierten Unbeweglichkeit des Tieres für mehr als 2 s.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>

Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.

Hier präsentieren wir Ihnen eine allgemein zugängliche Protokoll für die Errichtung einer pharmakologischen Tiermodell der Epilepsie. PTZ-vermittelten chemischen anzünden hat eine lange Geschichte und ist ein allgemein anerkanntes Modell für die Untersuchung der Histopathologie und Cellular Pathologie von Epilepsie41. Das chemische anzünden-Modell der Epilepsie wurde zuvor von Suzdak und Jansen, 199542geprüft. Pharmakologische Beschlagnahme Induktion, vor allem mit PTZ, ist eine einfache und einfache Methode für schwere Anfälle hervorrufen. Änderungen in der Injektion Dosis korrelieren mit Beschlagnahme Schweregrad. Daher ist es sehr einfach, die passende Dosis über mehrere Studien zu identifizieren, indem Sie ändern die PTZ-Dosis und das daraus resultierende Verhalten.
Viele Forscher haben versucht, Ko oder Knock-in Mäusen wie Epilepsie Modelle erstellen und haben es geschafft in der Herstellung von Mäusen, die spontanen Anfälle43,44aufweisen. Pharmakologische Beschlagnahme Induktion gilt jedoch nach wie vor ein gutes Modell für Epilepsie. Eine weitere gängige Methode zur Beschlagnahme Induktion als gentechnische Veränderung beinhaltet ein Tier Gehirn Elektroden implantiert und induzieren Elektroschock-vermittelten Anfälle. Diese Methode ist teuer, schwierig und erfordert chirurgische Fähigkeiten, die Elektrode an der genaue Ort im Gehirn5zu implantieren.
Chemische Induktion von Krämpfen ermöglicht die schnelle Untersuchung von Epileptogenesis und antiepileptische Drogen-screening bei low-cost2,4. Die Häufigkeit und Schwere der spontane Anfälle und SE variieren je nach der Droge verwendet. Kainic Säure und Pilocarpin werden hauptsächlich verwendet, um SE und spätere chronische spontane oder wiederkehrende Anfälle45,46,47zu provozieren. Auf der anderen Seite PTZ dient sowohl zur Förderung SE, wenn Sie in einer hoch dosierten und chemisch entwickeln entzündet Tiere, wenn Sie in einer subconvulsive Dosis48,49gegeben. Darüber hinaus sind die Mechanismen der konvulsiven Drogen, die Anfälle auslösen bekannt. So kann blockieren den Mechanismus für Beschlagnahme unabdingbar helfen, um Antiepileptika Medikamente zu identifizieren. Auf der anderen Seite sind genetische Modelle erforderlich, um die Mechanismen zu untersuchen, die epileptische Anfälle50hervorrufen. Nachdem die Mechanismen Anfälle verursacht geklärt sind, kann das Screening von Antiepileptika Medikamente gestartet werden.
In die repräsentativen Ergebnisse hier gezeigt wurde das Verhalten der Tiere für 30 min nach PTZ Verwaltung beobachtet. Allerdings ist wie im Abschnitt Protokoll erwähnt, Tierverhalten vorzugsweise beobachtet für 24 h oder mindestens 6-10 h nach Injektion PTZ, vor allem, wenn die Beschlagnahme Punkten erreicht 3 oder höher. Obwohl ein Tier Überwachungssystem erforderlich ist, um das Tier für den ganzen Tag beobachten, ist eine längere Beobachtung entscheidend für den Erhalt eines tiefen Verständnis der Epilepsie. Darüber hinaus sind die Dauer der Beschlagnahme und Beschlagnahme Latenz nützliche Maßnahmen zu sammeln. Diese Messungen sind wichtig, wenn Änderungen in der Dauer der Beschlagnahme und Latenz in Bezug auf Zeit und Beschlagnahme Schweregrad.
Die Post-Beschlagnahme Histopathologie chemisch angeheizte Tiere untersucht worden ist, vor allem im Hippocampus. Sich wiederholende Anfälle oder SE induzieren moosigen Faser sprießen,27,28, anormale Migration von Neugeborenen Granulat Neuronen25,29, Astrogliosis in den Hippocampus30und Apoptose der pyramidale Neuronen 31 , 32. diese histologischen Veränderungen im Gehirn neurologische Funktionen bei epileptischen Patienten zu stören. Beispielsweise ist die Vereinigung von Epilepsie mit Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) und geistige Behinderung (ID) anerkannten51,52,53. Ob epileptische Anfälle ASD auslösen und oder ASD und ID epileptische Symptome induzieren ist noch eine komplizierte Frage. Jüngste Studien haben gezeigt, dass PTZ-vermittelten Anfälle ASD-wie sozial-kognitiver Beeinträchtigungen54 induzieren und ID-wie lernen Defizite 55,56,57. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Epilepsie-vermittelten Histopathologie neuronale Dysfunktion und psychiatrischen Störungen hervorruft.
Histologische Veränderungen gefördert durch Epilepsie nehmen Sie sich Zeit, nach Beschlagnahme Induktion zu entwickeln. Pharmakologische Beschlagnahme Induktion ist in dieser Hinsicht vorteilhaft, weil Forscher Zeitpunkt, Anzahl und Schwere der Anfälle bei Tieren steuern können. Einschließlich chemische anzünden, Tiermodellen der Epileptogenesis Untersuchung des Mechanismus von Epilepsie Induktion und verwandte neurophysiologischen Störungen fördert weiterhin.

Epilepsie ist eine chronische neurologische Erkrankung, die zeichnet sich durch wiederkehrende Anfälle und betrifft etwa 1 % der Menschen. Die zugrunde liegenden Mechanismen der Epileptogenesis und Beschlagnahme Generation bei Epilepsiepatienten können nicht vollständig in den klinischen Studien geklärt werden. Daher ist einem geeigneten Tiermodell zur Erforschung der Epilepsie1erforderlich.
Eine Vielzahl von Tiermodellen der Epilepsie haben verwendet worden, zu untersuchen, die Physiologie der Epilepsie und Antiepileptika Medikamente2,3zu identifizieren. Unter diesen Modellen ist die pharmakologische Beschlagnahme Induktion eine gängige Methode zur Erzeugung von einem Tiermodell zur Untersuchung von der Pathologie des Epilepsie-4. Diese Methode ist kostengünstig und einfach. Elektrode-vermittelten anzünden ist auch eine häufig verwendete Methode, aber die Kosten dieses Verfahrens sind höher, und die Methode erfordert chirurgische und elektrische Fähigkeiten, sich wiederholende Anfälle5zu induzieren.
Pharmakologische Induktion ist auch vorteilhaft, da das Timing und die Zahl der Sicherstellungen von leicht gesteuert werden. Genetischer Mausmodelle, die spontanen Anfälle aufweisen sind auch in der Studie von Epilepsie verwendet. Vorhersagen, wann und wie oft die Anfälle in diesen genetischen Modellen auftreten kann jedoch unmöglich6sein. Ein monitoring-System ist erforderlich, um das epileptische Verhalten von genetisch veränderten Mäusen6zu beobachten.
Kainic Säure, Pilocarpin und Pentylenetetrazole (PTZ) sind als Beschlagnahme-induzierende Medikamente7verbreitet. Kainic Säure ist ein Agonist für Glutamat-Rezeptoren und Pilocarpin cholinerge Rezeptoren aktiviert. PTZ ist ein Gamma-Aminobuttersäure (GABA)-ein Rezeptor-Antagonist-8. PTZ unterdrückt die hemmenden Synapsen-Funktion führt zu erhöhter neuronaler Aktivität. Dieser Verordnung verursacht Generalisierte Anfälle in Tiere9. Eine einmalige Injektion von Kainic Säure und Pilocarpin induzieren kann akute Anfälle, vor allem Status Epilepticus (SE)10,11 und Kainic Säure - oder Pilocarpin-vermittelten SE fördert chronische spontane und wiederkehrende Anfälle12 , 13. EEG (EEG) Aufnahmen und Verhaltensanalyse haben gezeigt, dass spontane wiederkehrende Anfälle pro Monat nach einer einzigen Injektion12,13eingehalten werden. Eine einmalige Injektion einer konvulsiven Dosis von PTZ induziert auch akuten Anfall. Chronische spontane Anfälle nach einer einzelnen Injektion des PTZ sind jedoch schwer zu fördern. Chronische Verabreichung von PTZ ist erforderlich, um sich wiederholende Anfälle14zu induzieren. Bei beiden Methoden ist die Generation der sich wiederholende Anfälle in der Lage, eine Pathologie der menschlichen Epilepsie ähnlicher als die Generation der akute Anfälle auslösen. Bei PTZ jeder Injektion erinnert an einen Anfall, und Beschlagnahme Schweregrad wird in gewissem Sinne schrittweise bei jeder Injektion schwerer. Zu guter Letzt induziert eine niedrig dosierte PTZ Injektion einen schweren Tonikum-klonischen Anfall. In dieser Phase ruft jeder Injektion schwere Anfälle. Darüber hinaus ändern die Beschlagnahme Latenz und Dauer auch im Laufe der Injektionen. Die Latenz zu tonischen Anfall wird oft in der Spätphase der kindling15verkürzt. Darüber hinaus ist eine verlängerte Beschlagnahme Dauer16Beschlagnahme Verschlimmerung begleitet. Untersuchen die molekulare Mechanismen zur Regulierung der Beschlagnahme schwere, ist Latenz und Dauer nützlich für das screening von Antiepileptika Medikamente17,18,19.
Anfälle sind häufig durch eine einzelne systemische Verabreichung von PTZ induziert, und die Erholung ist sehr schnell, innerhalb von 30 min4,5. So ist die Zahl der Sicherstellungen im PTZ-anzünden-Modell besser kontrollierbar. Allerdings hat das EEG Überwachung angedeutet, dass generalisierte Spikes bis zu 12 h nach PTZ-vermittelten Beschlagnahme20gesehen werden können. Tiere sollten daher vorzugsweise unter Beobachtung für 24 h nach der Tonika oder myoklonische Anfall21 für eine genauere Analyse der Mechanismen, Kleinholz bleiben.
Die Verabreichung von Medikamenten Antiepileptika, z. B. Ethosuximide, Valproat, Phenobarbital, Vigabatrin und retigabin3, vor oder nach der Injektion PTZ mildert die Verschlimmerung der Beschlagnahme Schweregrad3,22, 23. Ebenso zeigten Knockout-Mäusen, dass Beschlagnahme Exazerbation, wie Matrix-Metalloproteinase-9-24, FGF-2225 und Neuritin26, fehlende Gene beteiligt zu reduzierten Beschlagnahme Schweregrad nach PTZ Mehrfacheinspritzungen aufweisen. Darüber hinaus beobachten histopathologische Veränderungen nach epileptische Anfällen ist mit dieser Methode möglich. Bei Patienten mit Temporallappen-Epilepsie gibt es typische histologische Veränderungen im Gehirn, wie moosige Faser sprießen,27,28, abnorme Granulat Neuron Migration29, Astrogliosis30, neuronale Zelle Tod im Hippocampus31,32und hippocampale Sklerose33. Ähnliche Veränderungen sind bei epileptischen Modell Tieren beobachtet. Unter den verfügbaren Methoden ist PTZ-vermittelten chemischen anzünden eine gute, reproduzierbare und kostengünstige Methode, einem Tiermodell der Epilepsie zu produzieren. In einem Pilocarpin-vermittelten SE Modell Anfallskontrolle ist schwierig und viele Mäuse sterben oder nicht SE34weiterentwickeln. Im Gegensatz dazu sind Sterblichkeit und schwere Anfall besser kontrollierbar im PTZ Modell. Darüber hinaus PTZ ist weniger teuer als Kainic Säure und Maus Gehirnchirurgie sind nicht für die Medikamentengabe erforderlich.

<table><tbody><tr><td>Pentylenetetrazole</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6500</td><td></td></tr><tr><td>Sodium chloride</td><td>MANAC</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>Mouse</td><td>CLEA Japan</td><td></td><td>C57Bl/6NJcl, postnatal 8 week, male</td></tr><tr><td>Syringe (1mL)</td><td>Terumo</td><td>SS-01T</td><td></td></tr><tr><td>Needle(27G x 3/4&quot;) (0.40 x 19 mm)</td><td>Terumo</td><td>NN-2719S</td><td></td></tr><tr><td>Weighing scale</td><td>Mettler</td><td>PE2000</td><td>This item is a discontinued product. Almost equivalent to FX-2000i with FXi-12-JA from A&amp;amp;D company.</td></tr><tr><td>Paraformaldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6148</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydroxide</td><td>nacalai tesque</td><td>31511-05</td><td></td></tr><tr><td>Peristatic pump</td><td>ATTO</td><td>SJ1211</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>nacalai tesque</td><td>30404-45</td><td></td></tr><tr><td>Microtome</td><td>Yamato</td><td>REM-700</td><td>This item is a discontinued product. Almost equivalent to REM-710</td></tr><tr><td>Microtome blade</td><td>Feather</td><td>S35</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X-100</td><td></td></tr><tr><td>anti-synaptoporin antibody</td><td>Synaptic systems</td><td>102 002</td><td></td></tr><tr><td>anti-ZnT3 antibody</td><td>Synaptic systems</td><td>197 002</td><td></td></tr><tr><td>anti-doublecortin</td><td>Santa Cruz</td><td>sc-8066</td><td>This item is a discontinued product. We did not test equivalent product (sc-271390).</td></tr><tr><td>Contextual fear discrimination test apparatus</td><td>O&#039;hara</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Three chamber test apparatus</td><td>Muromachi</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

pentylenetetrazole-induced kindling mouse model

Pentylenetetrazole (PTZ) ist ein GABA-A-Rezeptor-Antagonist. Eine intraperitoneale Injektion von PTZ in ein Tier induziert einen akuten, schweren Anfall bei einer hohen Dosis während sequenzielle Injektionen einer subconvulsive Dosis für die Entwicklung von chemischen kindling, eine Epilepsie-Modell verwendet wurden. Eine niedrig dosierte Injektion des PTZ induziert einen leichten Anfall ohne Krampf. Jedoch verringern sich wiederholende niedrig dosierte Injektionen von PTZ die Schwelle um einen krampfartigen Anfall hervorrufen. Kontinuierliche niedrig dosierte Verabreichung von PTZ induziert schließlich einen schweren Tonikum-klonischen Anfall. Diese Methode ist einfach und vielseitig einsetzbar, die Pathophysiologie der Epilepsie, die ist definiert als eine chronische Erkrankung, die sich wiederholende Anfälle beinhaltet zu untersuchen. Diese Chemikalie Anfeuerholz Protokoll verursacht wiederkehrende Anfälle bei Tieren. Mit dieser Methode schätzte Anfälligkeit für PTZ-vermittelten Anfälle oder der Grad der Erschwerung von epileptischen Anfällen. Diese Vorteile führten zu die Verwendung dieser Methode für das screening von Antiepileptika Medikamente und Epilepsie-Genen. Darüber hinaus wurde diese Methode zur neuronalen Schaden nach epileptischen Anfällen zu untersuchen, weil die histologischen Veränderungen in den Gehirnen von epileptischen Patienten auch in den Gehirnen der Chemikalie angezündet Tiere erscheinen. Somit eignet sich dieses Protokoll für die Herstellung von bequem Tiermodellen der Epilepsie.

Wiederholte Injektion von PTZ induziert eine Steigerung im Anfall Schweregrad. Sechs C57BL/6 Mäusen mit PTZ behandelt wurden, und ein weiteres 6 Mäuse mit Kochsalzlösung als Kontrollgruppe behandelt wurden. Die PTZ-Dosis betrug 35 mg/kg und 10 Injektionen verabreicht wurden. Die Beschlagnahme Punktzahl stieg allmählich mit PTZ-Injektionen, während keine Anfälle oder abnormen Verhaltensweisen durch Kochsalzlösung Injektionen (Abbildung 2) hervorgerufen wurden. ANOVA, gefolgt von Bonferroni-Test zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen der PTZ-behandelten Gruppe und der Saline-behandelten Gruppe.
Sich wiederholende Beschlagnahme fördert aberranten axonalen Zweig Bildung (moosigen Faser sprießen) und anormale Migration von Granulat Zellen im Hippocampus. Mäuse wurden mit PTZ für 25 Injektionen behandelt (Dosis wurde von 24 mg/kg bis 35 mg/kg schweren Anfall bei Mäusen zu behalten, ohne Induktion Tod durch einen schweren Anfall angepasst). Die mäusegehirnen wurden 3 Wochen nach der letzten Injektion fixiert. Kontrolle Gehirne wurden vor der PTZ-Injektionen behoben. Gehirnscheiben wurden Immunostained mit Anti-Synaptoporin (x 500) und Anti-ZnT3 (x 500) Antikörper gegen das moosige Faser sprießen (Abbildung 3A) zu beobachten und mit dem Anti-Doublecortin Antikörper (x 200) zu beobachten, die anormale Migration von Granulat Zellen ( Abbildung 3A). Moosigen Faser in das Granulat Zellschicht sprießen verzeichneten PTZ-behandelten Scheiben (Abb. 3A). Neugeborenen Granulat Zellen, die für Doublecortin immunreaktiven, wurden innerhalb der Hilus in die PTZ-behandelten Scheiben (Abbildung 3A) beobachtet. Das Granulat Zellschicht und Hilus, dargestellt in Abbildung 3A ist in Abbildung 3 bdargestellt.
Sich wiederholende Anfälle beeinträchtigen auch normales Verhalten von Mäusen. Zwölf C57BL/6 Mäusen mit PTZ (35 mg/kg, 10 Injektionen) behandelt wurden, und eine weitere 12 Mäusen mit Kochsalzlösung als Kontrollgruppe behandelt wurden. Zwei Wochen nach der letzten Injektion wurden die Mäuse in einem 3-Kammer-Test (Abb. 4A) und kontextuellen Angst vor Diskriminierung Test (Abb. 5A) analysiert. PTZ-behandelten Mäusen zeigten normale Sozialität (Abbildung 4 b). Mäuse verbrachte mehr Zeit in der fremde 1 Kammer als Kammer im Objekt (Kochsalzlösung: p = 0,003, PTZ: p = 0,027) und untersucht den fremden 1 Käfig mehr, als sie den Objekt-Käfig untersucht (Kochsalzlösung: p = 0.009, PTZ: p = 0,004). PTZ-behandelten Mäusen zeigten jedoch bezeichnend für soziale Gedächtnisstörungen abnorme soziale Neuheit (Abbildung 4). Kontroll-Mäusen verbrachte mehr Zeit in der fremde 2 Kammer als in der fremde 1 Kammer und untersucht den fremden 2 Käfig mehr, als sie den fremden 1 Käfig untersucht, während die angeheizte Mäuse nicht zeigen keinen signifikanten Unterschied in der Zeit in den Kammern verbrachte oder verbrachte Zeit untersucht die Käfige (Zeit in Kammer: Kochsalzlösung: p = 0,006, PTZ: p = 0.126. Zeit zu untersuchen: Kochsalzlösung: p = 0,002, PTZ: p = 0.426). PTZ-behandelten Mäusen zeigte auch Gedächtnisstörungen in der kontextuellen Angst-Test (Abb. 5 b). Mäuse zeigten eine längere Gefrierzeit in den Schock Zustand als in den neuen Zustand zu kontrollieren, während PTZ-behandelten Mäusen nicht keinen signifikanten Unterschied zeigen in der eisigen Zeit (Kochsalzlösung: p < 0,001, PTZ: p = 0.060). Ungepaarten t-Tests wurden für statistische Analysen durchgeführt.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56573/56573fig1.jpg"> Abbildung 1: kurze Beschreibung des Protokolls. (A) schematische Darstellung der PTZ-vermittelten anzünden. (B) Illustrationen von repräsentativen tierische Verhaltensweisen für die jeweiligen Beschlagnahme Partituren. <a href="/files/ftp_upload/56573/56573fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56573/56573fig2.jpg"> Abbildung 2: Beurteilung der konvulsiven Verhalten. Die mittlere Beschlagnahme Noten werden im Diagramm angezeigt. Sechs Mäuse wurden in jede Bedingung verwendet, und eine Reihe von Injektionen durchgeführt wurde. Nach jeder Injektion waren die Beschlagnahme Partituren überwacht und erzielte. Im Vergleich zu Kochsalzlösung Injektionen, PTZ-Injektionen deutlich erhöht Beschlagnahme Schweregrad (p < 0,001: wiederholt Maßnahmen ANOVA). Jede Beschlagnahme Partitur zeigt sich als Mittelwert ± SEM <a href="/files/ftp_upload/56573/56573fig2large.jpg" target="_blank">Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56573/56573fig3.jpg"> Abbildung 3: PTZ-vermittelten moosigen Faser Keimen und anormale Migration Granulat Zellen. (A) Maximum projiziert immunhistochemische Bilder der Hilus, Körnerschicht und molekulare Schicht des Hippokampus Scheiben der Mäuse vor dem Anzünden (links) und nach (rechts) anzünden. Anti-Synaptoporin (oben) und Anti-ZnT3 Antikörper (Mitte) wurden verwendet, um die Axone der Neuronen Granulat (moosigen Fasern) zu visualisieren. Der Anti-Doublecortin-Antikörper wurde verwendet, um Neugeborene Granulat Neuronen (unten) zu visualisieren. PTZ-vermittelten sich wiederholende Anfälle auslösen moosigen Faser sprießen (Pfeile) und anormale Migration von Granulat Zellen in den Hilus (Pfeilspitzen). Maßstabsleiste, 50 μm. Die ungefähre Position der einzelnen Bilder wird (B). <a href="/files/ftp_upload/56573/56573fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56573/56573fig4.jpg"> Abbildung 4: PTZ-vermittelten sozialen Verhaltensauffälligkeiten. (A) schematische Darstellung der 3-Kammer-Test. (B) der durchschnittliche Zeitaufwand in jeder Kammer und der durchschnittliche Zeitaufwand jeder Käfig in der Sozialität-Test untersucht werden angezeigt. (C) der durchschnittliche Zeitaufwand in jeder Kammer und der durchschnittliche Zeitaufwand Untersuchung jeder Käfig in der sozialen Neuheitstest gezeigt. Es gab zwölf Mäuse in beiden PTZ und Saline-behandelten Gruppen. PTZ-vermittelten Anfälle induziert abnormen Sozialverhalten (*** p < 0,001, n.s. = nicht signifikante). Alle Zeiten werden angezeigt als Mittelwert ± SEM <a href="/files/ftp_upload/56573/56573fig4large.jpg" target="_blank">Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56573/56573fig5.jpg"> Abbildung 5: PTZ-vermittelten Gedächtnisstörungen. (A) schematische Darstellung der kontextuellen Angst vor Diskriminierung Test. (B) der durchschnittliche Anteil der einfrierzeiten in jedem Zustand werden angezeigt. Es gab zwölf Mäuse in beiden PTZ und Saline-behandelten Gruppen. Diagramm zeigt den Mittelwert ± SEM <a href="/files/ftp_upload/56573/56573fig5large.jpg" target="_blank">Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.</a>

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Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode des chemischen anzünden mit Pentylenetetrazole und bietet einem Mausmodell der Epilepsie. Dieses Protokoll kann auch zur Anfälligkeit für Beschlagnahme Induktion und Pathogenese nach epileptischen Anfällen bei Mäusen zu untersuchen.

Pentylenetetrazole-induzierten anzünden-Maus-Modell

Pentylenetetrazole (PTZ) is a GABA-A receptor antagonist. An intraperitoneal injection of PTZ into an animal induces an acute, severe seizure at a high ...

pentylenetetrazole-induced-kindling-mouse-model

Nanyang Technological University

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Pharmacotherapy of the Epilepsies

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32.7K Aufrufe.  Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science. Dieses Protokoll beschreibt eine Methode des chemischen anzünden mit Pentylenetetrazole und bietet einem Mausmodell der Epilepsie. Dieses Protokoll kann auch zur Anfälligkeit für Beschlagnahme Induktion und Pathogenese nach epileptischen Anfällen bei Mäusen zu untersuchen.

Serie: Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model

Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential cellular mechanism underlying learning and information storage, have long been used to elucidate the physiology of various neuronal circuits in the hippocampus, amygdala, and other limbic and cortical structures. With this in mind, transgenic mouse models of neurological diseases represent useful platforms to conduct long-term&#160;potentiation (LTP) studies to develop a greater understanding of the role of genes in normal and abnormal synaptic communication in neuronal networks involved in learning, emotion and information processing. This article describes methodologies for reliably inducing LTP in the freely behaving mouse. These methodologies can be used in studies of transgenic and knockout freely&#160;behaving mouse models of neurodegenerative diseases.

Transgenic and knockout mouse models of neurological diseases are useful for studying the role of genes in normal and abnormal neurophysiology. This article describes methodologies which can be used to study long-term potentiation, a cellular mechanism which may underlie learning and memory, in transgenic and knockout freely&#160;behaving mouse models of neuropathology.

Langzeit-Potenzierung der perforant Pathway-Gyrus dentatus Synapse in Frei Behaving Mäuse

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential ...

Forschung

Verhalten

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little research to reveal the possible mechanisms behind these effects. To investigate the effect of acupuncture on epilepsy and sleep, several issues need to be addressed. The first is to identify the acupoints, which correspond between humans, rats, and mice. Furthermore, the depth of insertion of the acupuncture needle, the degree of needle twist in manual needle acupuncture, and the stimulation parameters for electroacupuncture (EA) need to be determined. To evaluate the effects of acupuncture on epilepsy and sleep, a feasible model of epilepsy in rodents is required. We administer pilocarpine into the left central nucleus of the amygdala (CeA) to simulate focal temporal lobe epilepsy (TLE) in rats. Intraperitoneal (IP) injection of pilocarpine induces generalized epilepsy and status epilepticus (SE) in rats. Five IP injections of pentylenetetrazol (PTZ) with a one-day interval between each injection successfully induces spontaneous generalized epilepsy in mice. Recordings of electrocorticograms (ECoGs), electromyograms (EMGs), brain temperature, and locomotor activity are used for sleep analysis in rats, while ECoGs, EMGs, and locomotor activity are employed for sleep analysis in mice. ECoG electrodes are implanted into the frontal, parietal, and contralateral occipital cortices, and a thermistor is implanted above the cerebral cortex by stereotactic surgery. EMG electrodes are implanted into the neck muscles, and an infrared detector determines locomotor activity. The criteria for categorizing vigilance stages, including wakefulness, rapid eye movement (REM) sleep, and non-REM (NREM) sleep are based on information from ECoGs, EMGs, brain temperature, and locomotor activity. Detailed classification criteria are stated in the text.

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms ECoGs and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

This paper demonstrates the performance of acupuncture, epilepsy models, and the analysis of sleep in rodents. The acupuncture procedure and the identification of acupoints are described. Pilocarpine or pentylenetetrazol (PTZ) is used to induce epilepsy. Electrocorticogram (ECoG), electromyogram (EMG), brain temperature, and locomotor activity recordings are employed for sleep analysis.

Manipulation von Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) und Schlaf bei Ratten und Mäusen durch Akupunktur

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little ...

Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of direct mechanical forces, sometimes penetrating through the cranium, creating a direct lesion in the brain tissue. These are visible during brain imaging as areas with contusion, laceration, and hemorrhage. Focal lesions induce neuronal death and glial scar formation and are present in 20%&minus;25% of all people who incur a TBI. However, in the majority of TBI cases, injury is caused by acceleration-deceleration forces and subsequent tissue shearing, resulting in nonfocal, diffuse damage. A subpopulation of TBI patients continues to develop post-traumatic epilepsy (PTE) after a latency period of months or years. Currently, it is impossible to predict which patients will develop PTE, and seizures in PTE patients are challenging to control, necessitating further research. Until recently, the field was limited to only two animal/rodent models with validated spontaneous post-traumatic seizures, both presenting with large focal lesions with massive tissue loss in the cortex and sometimes subcortical structures. In contrast to these approaches, it was determined that diffuse TBI induced using a modified weight drop model is sufficient to initiate development of spontaneous convulsive and non-convulsive seizures, even in the absence of focal lesions or tissue loss. Similar to human patients with acquired post-traumatic epilepsy, this model presents with a latency period after injury before seizure onset. In this protocol, the community will be provided with a new model of post-traumatic epilepsy, detailing how to induce diffuse non-lesional TBI followed by continuous long-term video-electroencephalographic animal monitoring over the course of several months. This protocol will detail animal handling, the weight drop procedure, the electrode placement for two acquisition systems, and the frequent challenges encountered during each of the steps of surgery, postoperative monitoring, and data acquisition.

This systematic protocol describes a new animal model of post-traumatic epilepsy after repetitive mild traumatic brain injury. The first part details steps for traumatic brain injury induction using a modified weight drop model. The second part provides instructions on the surgical approach for single- and multi-channel electroencephalographic data acquisition systems.

Induzieren posttraumatische Epilepsie in einem Mausmodell von sich wiederholenden diffusen traumatischen Hirnverletzungen

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of ...

Preparation and Implantation of Electrodes for Electrically Kindling VGAT-Cre Mice to Generate a Model for Temporal Lobe Epilepsy

It was discovered that electrical kindling of VGAT-Cre mice led to the spontaneous motor and electrographic seizures. A recent paper focused on how unique VGAT-Cre mice were used in developing spontaneous recurring seizures (SRS) after kindling and a likely mechanism - insertion of Cre into the VGAT gene - disrupted its expression and reduced GABAergic tone. The present study extends these observations to a larger cohort of mice, focusing on key issues such as how long the SRS continues after kindling and the effect of the animal's sex and age. This report describes the protocols for the following key steps: making headsets with hippocampal depth electrodes for electrical stimulation and for reading the electroencephalogram; surgery to affix the headset securely on the mouse's skull so that it does not fall off; and key details of the electrical kindling protocol such as duration of the pulse, frequency of train, duration of train, and amount of current injected. The kindling protocol is robust in that it reliably leads to epilepsy in most VGAT-Cre mice, providing a new model to test for novel antiepileptogenic drugs.

This report describes the methods to generate a model of temporal lobe epilepsy based on the electrical kindling of transgenic VGAT-Cre mice. Kindled VGAT-Cre mice may be useful in determining what causes epilepsy and for screening novel therapies.

Präparation und Implantation von Elektroden für elektrisch anzündende VGAT-Cre-Mäuse zur Erstellung eines Modells für Temporallappenepilepsie

It was discovered that electrical kindling of VGAT-Cre mice led to the spontaneous motor and electrographic seizures. A recent paper focused on how unique ...

Neurowissenschaften

Using a Bipolar Electrode to Create a Temporal Lobe Epilepsy Mouse Model by Electrical Kindling of the Amygdala

The amygdala is one of the most common origins of seizures, and the amygdala mouse model is essential for the illustration of epilepsy. However, few studies have described the experimental protocol in detail. This paper illustrates the whole process of amygdala electrical kindling epilepsy model making, with the introduction of a method of bipolar electrode fabrication. This electrode can both stimulate and record, reducing brain injury caused by implanting separate electrodes for stimulation and recording. For long-term electroencephalogram (EEG) recording purposes, slip rings were used to eliminate the record interruption caused by cable tangles and falling off.
After periodic stimulation (60 Hz, 1 s every 15 min) of the basolateral amygdala (AP: 1.67 mm, L: 2.7 mm, V: 4.9 mm) for 19.83 &plusmn; 5.742 times, full kindling was observed in six mice (defined as induction of three continuous grade V episodes classified by Racine's scale). An intracranial EEG was recorded throughout the entire kindling process, and an epileptic discharge in the amygdala lasting 20-70 s was observed after kindling. Therefore, this is a robust protocol for modeling epilepsy originating from the amygdala, and the method is suitable for revealing the role of the amygdala in temporal lobe epilepsy. This research contributes to future studies on the mechanisms of mesial temporal lobe epilepsy and novel antiepileptogenic drugs.

The amygdala plays a key role in temporal lobe epilepsy, which originates in and propagates from this structure. This article provides a detailed description of the fabrication of deep brain electrodes with both recording and stimulating functions. It introduces a model of medial temporal lobe epilepsy originating from the amygdala.

Verwendung einer bipolaren Elektrode zur Erstellung eines Temporallappen-Epilepsie-Mausmodells durch elektrisches Anzünden der Amygdala

The amygdala is one of the most common origins of seizures, and the amygdala mouse model is essential for the illustration of epilepsy. However, few ...

Handling-Induced Seizures in a Mouse Model

Source: Batot, G., et al. <a href="https://app.jove.com/v/63673">A Model for Epilepsy of Infectious Etiology using Theiler&#39;s Murine Encephalomyelitis Virus.</a>&#160;J. Vis. Exp. (2022).
This video demonstrates the induction of handling-induced seizures in a mouse infected with Theiler&#39;s Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV). The infected mouse, which has hyperexcitable neurons, is exposed to external physical stimuli. This exposure causes stress, leading to abnormal electrical activity in the neurons, which results in seizures.

Source: Batot, G., et al. A Model for Epilepsy of Infectious Etiology using Theiler&#39;s Murine Encephalomyelitis Virus.&#160;J. Vis. Exp. (2022).
This ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuropathology

Epilepsy and Seizure Disorders

Triggering and Monitoring Heat-Induced Seizures in a Transgenic Mouse Model

Source: Das, A., et al. <a href="https://app.jove.com/v/62846">A Behavioral Screen for Heat-Induced Seizures in Mouse Models of Epilepsy.</a> J. Vis. Exp. (2021)
This video demonstrates the procedure to induce heat-induced seizures in a transgenic mouse with epilepsy-related gene mutations by gradually increasing body temperature in a controlled chamber. This protocol is used to study seizure mechanisms and potential therapies for epilepsy.

Source: Das, A., et al. A Behavioral Screen for Heat-Induced Seizures in Mouse Models of Epilepsy. J. Vis. Exp. (2021)
This video demonstrates the ...

Establishing a Pentylenetetrazole-Induced Epileptic Seizure Model in Mice

Source: Shimada, T., et al. <a href="https://app.jove.com/v/56573">Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model.</a> J. Vis. Exp. (2018).
This video demonstrates the process of inducing epilepsy in mice using pentylenetetrazole (PTZ) injections, a GABA-A receptor antagonist. Repeated intraperitoneal administration of PTZ progressively lowers the seizure threshold by inhibiting chloride ion influx, disrupting inhibitory neurotransmission, and leading to hyperexcitability in neurons that trigger seizures. This process results in kindling and the development of spontaneous seizures, mimicking chronic epilepsy.

Source: Shimada, T., et al. Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model. J. Vis. Exp. (2018).
This video demonstrates the process of inducing epilepsy ...

Systemic Pilocarpine Treatment: Mouse Model of Temporal Lobe Epilepsy

Source: Kim, J. E. and Cho, K. O. <a href="https://www.jove.com/video/56831/the-pilocarpine-model-temporal-lobe-epilepsy-eeg-monitoring-using">The Pilocarpine Model of Temporal Lobe Epilepsy and EEG Monitoring Using Radiotelemetry System in Mice</a>. J. Vis. Exp. (2018).
This video presents the procedure for inducing status epilepticus (SE) in mice by systemic administration of pilocarpine to model temporal lobe epilepsy.

Systemische Pilocarpin-Behandlung: Mausmodell der Temporallappenepilepsie

Source: Kim, J. E. and Cho, K. O. The Pilocarpine Model of Temporal Lobe Epilepsy and EEG Monitoring Using Radiotelemetry System in Mice. J. Vis. Exp. ...

Biologie

Rodent Models

Adult

Technique to Induce Post-Traumatic Seizures in a Mouse Model via a Weight Drop Traumatic Injury

Source: Shandra, O. et al., <a href="https://app.jove.com/v/60360">Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury.</a> J. Vis. Exp. (2020)