ליאון טאי ממומן על ידי אוניברסיטת אילינוי שיקגו start-up קרנות.

כל הניסויים בצע את אוניברסיטת אילינוי, שיקגו מוסדיים טיפול בבעלי חיים ושימוש ועדת פרוטוקולים. 1. הכנה כללית הערה: המוח בתאי המוח האנדותל המוחית (hCMEC / D3) הוא קו BEC 14 , 15 , 16 , 18 , 19 . תרבות hCMEC / D3 תאים על צלוחיות רקמה תרבות מצופה קולגן סוג אני (עגל העור, 1:20 דילול של פתרון 0.1% ב Hank של תמיסת מלח מאוזן (HBSS) המכיל Ca 2 + ו Mg 2 + ) ב Basal צמיחה האנדותל הבסיס (EBM-2) המכיל 2-5% סרום שור העובר (FBS), חומצה אסקורבית 10%, 10% גנטמיצין גנטמיצין, 25% hydrocortisone ו 1/4 מהנפח הכולל של גורם הגדילה גדל גורם לכל 500 מ&quot;ל של התקשורת [ אנדותל כלי הדם(EGF), גורם גדילה דמוי-אינסולין (EGF), גורם גדילה דמוי אינסולין 1 (IGF-1) ופקטור הגידול הפיברובלסטי הבסיסי האנושי (bFGF), ראה טבלה של חומרים ]. הערה: מדיום EBM-2 עם FBS וגורמי גדילה נקראים &quot;EBM-2 Complete&quot;. EBM-2 ללא FBS ותוספות מכונה &quot;EBM-2 הבסיס&quot;. במפגש מלא, תאים hCMEC / D3 הם ~ 1 x 10 5 תאים / ס&quot;מ 2 . <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבר תאים HCMEC / D3 ביחס של 1: 5 על ידי הדגירה הראשונה עם HBSS במשך 3 דקות ללא Ca 2 + ו Mg 2 + ואחריו ניתוק עם 5 מ&quot;ל טריפסין / EDTA (0.25%) במשך 5 דקות. לנטרל את טריפסין באמצעות EBM-2 מלאה (ניטרול 1: 1), ו צנטריפוגה ב x0 290 במשך 5 דקות ב 4 ° C; להשליך את supernatant. Resuspend גלולה ב EBM-2 להשלים מחדש צלחת ביחס 1: 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרבות האדם העיקרי pericytes ו astrocytes על פי פרוטוקול הספק [ טבלה של חומרים ]. תרבותיE pericytes במדיום הבסיסי pericyte עם FBS ותוספת גידול pericyte. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרבות האסטרוציטים האנושיים במדיום האסטרוציטים המכילים גורמי גדילת האסטרוציטים. התרבות הן pericytes ו astrocytes ב צלוחיות רקמה תרבות מצופה 3 מ&quot;ל של פולי- L- ליזין (PLL) עבור התא דבקות לנצל את התאים בין מעברים 2 ו - 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים 7 עכברים ולהסיר את הגבעולים במוח cerebella עם מלקחיים; לנתק את הקרום על ידי גלגול בזהירות את המוח על גזה. לשרוף את רקמת המוח הנותרת בצלחת פטרי במינימלי Essential בינוני (MEM) עם HEPES (5 מ&quot;ל לכל מוח) עם להב גילוח סטרילי. לבודד את BECs העכבר העיקרי של 2 חודשים בן C57BL / 6J עכברים על פי פרוטוקול הפניה 20 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את הרקמה המוח טחנת צינור חרוטי 15 מ&quot;ל. צנטריפוגה ב x0 290 במשך 5 דקות ב 4 ° C. הסר את supernatant ו דגירה הרקמה ב papain (833.33 μL לכל מוח) ו DNase (41.7 μL לכל מוח)פתרון, ב 37 מעלות צלזיוס אמבטיה במשך שעה 1, לעכל את הרקמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Triturate homogenate ברצף באמצעות מחטים 19 ו 21 מד, לערבב ביחס 1: 1 עם פתרון Bowine בסרום 22 אלבומין (BSA), ו צנטריפוגות ב XG 1360 במשך 10 דקות ב 4 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend גלולה שהתקבל ב 1 מ&quot;ל EBM-2 מלאה צנטריפוגה ב x0 290 במשך 5 דקות ב 4 ° C. Resuspend שוב 1 מ&quot;ל EBM-2 מלא צלחת התאים (1 מ&quot;ל / טוב) על 6 צלחות היטב מצופה קולגן (~ 1 המוח לכל טוב). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלף את התקשורת 24 שעות מאוחר יותר עם EBM-2 להשלים המכיל 4 מיקרוגרם / מ&quot;ל ​​puromycin hydrochloride; להחליף עם EBM-2 להשלים לאחר 2 ימים. BECs העיקרי מתורבת כמו לתאי hCMEC / D3 והם במפגש מלא ב 1 x 10 5 תאים / ס&quot;מ 2 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן מיקרומטר 100 של oAβ, 24 שעות לפני assay. הערה: oAβ נחשב בצורת המחלה הרלוונטית של A. עבור oAβ, השתמש היטב מאופיין ההכנות שתוארו על ידי DahlgreN et al. 21 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפשיר את הפתרון בממברנה במרתף המניה לילה ב 4 ° C ו aliquot לתוך סטרילי סטרילי PCR רצועות (8 צינורות) ב 140 קרום המרתף μL לכל צינור. Refreeze כל רצועה ולאחסן ב -20 מעלות צלזיוס. להפשיר רצועה אחת לכל 96 - גם צלחת על 4 מעלות צלזיוס, 24 שעות לפני assay. טרום מגניב טיפים פיפטה כדי למנוע התמצקות. הערה: כל הטיפול במטריצת הממברנה במרתף חייב להתבצע על הקרח כדי למנוע הידוק מהיר. כמו 10 μL לכל טוב של קרום במרתף משמש ביום assay, כל רצועה מספיקה עבור צלחת 96-היטב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה BECs ומחוברות במלואה בבסיס EBM-2, 24 שעות לפני assay. הערה: הרציונל הוא: EBM-2 להשלים מכיל גורמים נוספו FBS במטרה לקדם את הצמיחה התא אופטימלית; אולם, אותם מסלולים מולקולריים המקדמים את צמיחת התאים חשובים גם לכיסוי תאי האנדותל של המוח ולדינמיקה, הן בנוכחות והן בשכיחותלא של לחץ. לכן, אנו מוסיפים את הרעל והורדים את BEC על מנת להפחית את האפקט המבלבל של הפעלה שיורית של מסלולי איתות סלולריים. שים לב, התאים הם בקצרה (5 דקות) חשופים FBS במהלך ניטרול של תאים trypsinized לפני assay. בניגוד BECs, pericytes ו astrocytes אינם מורעבים בסרום, בשל הדרישה של גורמים שונים לצמיחה וחוסר היציבות היחסית של סוגי תאים אלה בתגובה רעב בסרום (מעבדה טאי, תצפיות שלא פורסמו). הערה: הבסיס EBM-2 מנוצלת במהלך assay עבור יחיד ושלוש תרבות meshwork ו מבחני הפרעה. זה קריטי כדי למנוע בלבול confounding או טיפול תלוי איתות. </li></ol> 2. Meshwork- כמו גיבוש ו הפרעה Assays <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בודד BEC תרבות מבחני: הערה: שלוש פרדיגמות שונות עבור תרבויות יחיד של BECs מוצגים בתרשים 1A </חזקה&gt;. כל פרדיגמה נועדה להעריך את התגובה של BECs במודלים שונים של כיסוי כלי שיט. פרדיגמה 1 הוא מבנה רשת. פרדיגמה זו נועדה לבחון את ההשפעות של לחצים ו / או טיפולים על אנגיוגנזה ויצירת רשת. BECs, oAβ, וטיפולים מתווספים כולם לצלחת בנקודת הזמן 0 h. פרדיגמה 2 היא מניעת שיבושים ברשת. תאים מצופים בנוכחות גורם גדילה או סמים מודגרת במשך 4 שעות כדי ליצור מבנים דמויי רשת. לחץ, oAβ במקרה זה, נוסף לאחר 4 שעות. פרדיגמה זו מעריכה את היכולת של טיפול כדי למנוע נזק הנגרם על ידי לחץ, למבנים דמויי רשת. פרדיגמה 3 הוא טיפול בו-זמני של הפרעה ברשת. תאים מצופים מותר ליצור מבנים דמויי רשת כמו 4 שעות. טיפולים ו oAβ לאחר מכן הוסיף בו זמנית בנקודת זמן 4 שעות, להעריך את היכולת של רשת התא preformed להגיב טיפולים שונים. כל הפרדיגמותLlow צעדים נפוצים דומים, למעט עם ההבדלים בעיתוי של תוספת הטיפול. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום assay, פיפטה המטריצה ​​במרתף במרתף 10 μL / גם לתוך החלק התחתון של צלחות 96-היטב ולאפשר להגדיר עבור 1 שעה ב 37 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשעות את lyophilized תא ירוק מעקב צבע (ראה טבלה של חומרים ) ב 10 DMSO μL כדי ליצור פתרון מלאי 10 מ&quot;מ, ו לדלל ל 10 מיקרומטר (1: 1000) בבסיס EBM-2. הסר את התקשורת מן הבקבוק ומחוברות לחלוטין ולהחליף EBM-2 הבסיס המכיל את התא ירוק צבע מעקב (5 מ&quot;ל על בקבוק 75 ס&quot;מ 2 ). Preload BECs עם צבע ירוק מעקב התא, 20 דקות לפני תחילת assay. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה התאים 20-30 דקות על 37 מעלות צלזיוס, להסיר את המדיום עם צבע התא מעקב, לנתק את התאים כמתואר בשלב 1.1. לנטרל את התקשורת עם EBM-2 המכיל 10% FBS ו צנטריפוגה ב XG 240 במשך 5 דקות ב 4 ° C. Resuspend גלולה ב 1 מ&quot;ל של EBM-2 הבסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צלחת BECs בצלחת 96-היטב ב 10,000 תאים / גם EBM-2 הבסיס (0 שעות נקודת הזמן בכל הפרדיגמות). הערה: בהתאם לפרדיגמה בשימוש, טיפולים, לחצים, או פקדי הרכב מתווספים בנקודות הזמן שצוין. בכל הפרדיגמות, המדיום נקצר לניתוח שלאחר מכן ( למשל ניתוח ELISA) ותאים קבועים ב 24 שעות עם paraformaldehyde 4% מוכן טרי ב פוספט שנאגרו בסרום (PBS). כגישה חלופית כדי לקבוע את ההשפעות טווח של oAβ על היווצרות רשת, הפרוטוקול יכול להיות שונה כדי מראש דגירה צלוחיות תרבות תאים confluent עם oAβ, ולאחר מכן לבצע את פרדיגמות היווצרות meshwork (+/- oAβ). הערה: נפח הסופי בכל טוב עבור כל הפרדיגמות הוא 70 μL. כל הטיפולים (oAβ, EGF, וכו &#39; ) מתווספים בארות בהתאמה שלהם בדילול 1:20 כלומר 3.5 μL לכל טיפול. עבור פרדיגמה 1, התאים מתווספים פתרון ההשעיה התא ב 63 μL / wEll. OAβ מיד, טיפולים הרצוי, ובקרות מתווספים 3.5 μL / טוב כל אחד, נותן סך של 70 μL. עבור פרדיגמה 2, 63 μL ההשעיה התא 3.5 μL של הטיפול ( למשל 100 ng / מ&quot;ל ​​EGF) מתווספים בנקודת זמן 0 h. לאחר הדגירה 4 שעות, 3.5 μL של מלאי oAβ נוסף ( למשל עבור 100 nM ריכוז oAβ הסופי, 3.5 μL של 2 מיקרומטר oAβ המניות). עבור פרדיגמה 3, 63 μL ההשעיה התא מתווסף בנקודת זמן 0 שעה ב 4 שעות, oAβ וטיפולים הרצוי מתווספים 3.5 μL / טוב כל אחד, נותן סך של 70 μL. כרכים אלה יכולים להיות מותאמים בהתאם לטיפולים. לדוגמה, אם רק טיפול אחד נדרש, נפח ההשעיה התא יכול להיות מותאם 66.5 μL (שמירה על 10,000 תאים / טוב) ואת נפח הטיפול יכול להישאר 3.5 μL. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסאי תרבות משולשת: הערה: בנוסף מבחני תרבות אחת של BECs, יש לנו לפתחאד פרדיגמה assay תרבות משולשת ( איור 1 ב ) כדי לקבוע את התגובה של BECs, pericytes, ו astrocytes בתוך רשתות preformed כדי רלוונטיים stressors ( למשל oAβ). BECs מצופה בנוכחות טיפולים הרצוי ב 0 h. ב 4 שעות, pericytes מתווספים בעדינות לצלחת. בשעה 7 שעות, אסטרוציטים מתווספים לצלחת, ואחריו תוספת של מתח ב 11 שעות. תאים מודגרת אז עד נקודת זמן 24 שעות. הערה: עבור מבחני תרבות משולשת, חשוב לשקול עיתוי כדי להבטיח שכל התאים מחוברים בו זמנית. אסטרוציטים אנושיים pericytes צריך להיות מתורבת 1 שבוע לפני assay, ואילו hCMEC / D3 תאים צריך להיות מצופה או passaged 4-5 ימים לפני תאריך assay. יתר על כן, חשוב להשתמש במעבר נמוך (2-5) תאים ראשוניים, כדי למנוע סחיפה פנוטיפי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף את התא הירוק מעקב צבע עובד פתרון לתאי hCMEC / D3 20 דקות לפני תחילת assay. פלייט את hCMEC / D3 תאים בשעה 10, 000 תאים / גם EBM-2 הבסיס (0 שעות נקודת זמן). הכרכים המשמשים 45 μL ההשעיה התא 3.5 μL של טיפול ( כלומר ריכוז EGF הסופי של 50 ng / mL, 100 ng / mL, או 1000 ng / mL ממניות כי הם 20 פעמים מרוכז יותר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הדגירה 3.5 שעות על 37 מעלות צלזיוס, מוסיפים את התא הכחול מעקב צבע עובד פתרון (10 מיקרומטר תא גשש כחול EBM-2 הבסיס) כדי pericytes העיקרי האדם. בנקודת זמן 4 שעות (~ 30 דקות הדגירה עם צבע מעקב התא), בעדינות להוסיף 2000 pericytes / גם על הצלחת המכילה את hCMEC / D3 בנפח של 6 μL / טוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הדגירה 2.5 שעות נוספות (סה&quot;כ 6.5 שעות מ 0 נקודת זמן שעה), להוסיף את התא כתום מעקב צבע פתרון עובד (10 מיקרומטר תא גשש כתום EBM-2 הבסיס) כדי האסטרוציטים העיקרי האדם. בנקודת זמן 7 שעות, בעדינות להוסיף 10,000 astrocytes / גם את הצלחת נפח 12 μL. לכן, היחס הסלולרי הכולל לתאי האנדותל: pericytes: astrocytes iS 5: 1: 5. יתר על כן, נפח שהושג לנקודה זו הוא 66.5 μL. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף oAβ (3.5 μL של 100 מיקרומטר המניה) 4 שעות מאוחר יותר (סה&quot;כ 11 שעות מ 0 נקודת זמן שעה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את התאים 13 שעות מאוחר יותר paraformaldehyde 4% מוכן טרי PBS. זהירות: ללבוש ביגוד מגן, כפפות, משקפיים תוך טיפול paraformaldehyde. </li></ol></li></ol> 3. כימות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכוד תמונות הקרינה של כל טוב של צלחת 96-היטב בהגדלה 1.6X עם זמן חשיפה של 2 ב 50% כוח מקסימלי באמצעות מיקרוסקופ לנתח. הערה: מיקרוסקופים שווה יכול להיות מנוצל; עם זאת, זה קריטי כדי ללכוד את הבאר כולו לניתוח מקיף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשם ניתוח כמותי, לעבד את התמונות באמצעות ImageJ angiogenesis תוסף plugin 22 לכמת את מספר הענפים, מספר meshes, ואת אורך התא הכולל (אלה readouts הם tabulated באופן אוטומטי על ידי softwaRe) כמתואר להלן. פרוטוקול חזותי מפורט של שלב זה מסופק באיור 2 . <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את fiji ImageJ על-ידי לחיצה על סמל התוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על חצים קדימה אדום אדום הממוקם בסוף סרגל הכלים, ולאחר מכן לחץ על &quot;אנגיוגנזה Analyzer&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את התיקיה עם קבצי תמונה, לחץ על &quot;פתח&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר מופיעה תיבת &quot;הגדרות לניתוח&quot;, לחץ על &quot;אישור&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר מופיעה תיבת &quot;עיבוד תמונות&quot;, המציינת את מספר התמונות שיש לעבד, לחץ על &quot;אישור&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר מופיעה תיבת &quot;חלון התקדמות אצווה&quot;, המציינת את זמן העיבוד המשוער. במהלך תקופה זו התוכנית לכמת את התפוקות, כולל מספר סניפים, מספר meshes, ואת אורך התא הכולל. הערה: לאחר הכנת כל התמונות, קובץ התוצאות יופיע בתיקיית התמונה המקורית כמסמך גיליון אלקטרוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחרקובץ הגיליון המכיל תוצאות ולהשוות את מספר הענפים, הרשתות ואורך התא הכולל בין הקבוצות. הערה: בתרשים assay תרבות משולש ImageJ מנוצל עוד יותר כדי לנתח כיסוי pericyte / astrocyte ומספר. תמונות הם thresholded על ידי נסיין עיוור ואת &quot;לנתח חלקיקים&quot; פונקציה מנוצל כדי ליצור readouts. תאים קבועים כמו מבנים דמויי צינור יכול גם להיות immunostained עבור Aβ 17 או סמנים אחרים. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Abbott, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier+structure+and+function+and+the+challenges+for+CNS+drug+delivery.">Blood-brain barrier structure and function and the challenges for CNS drug delivery.</a> J Inherit Metab Dis. 36 (3), 437-449 (2013).</li><li>Engelhardt, B., Liebner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+insights+into+the+development+and+maintenance+of+the+blood-brain+barrier.">Novel insights into the development and maintenance of the blood-brain barrier.</a> Cell Tissue Res. 355 (3), 687-699 (2014).</li><li>Abbott, N. J., Patabendige, A. A., Dolman, D. E., Yusof, S. R., Begley, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+function+of+the+blood-brain+barrier.">Structure and function of the blood-brain barrier.</a> Neurobiol Dis. 37 (1), 13-25 (2010).</li><li>Zlokovic, B. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurovascular+pathways+to+neurodegeneration+in+Alzheimer's+disease+and+other+disorders.">Neurovascular pathways to neurodegeneration in Alzheimer's disease and other disorders.</a> Nat Rev Neurosci. 12 (12), 723-738 (2011).</li><li>Pardridge, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+delivery+of+protein+and+gene+medicines+through+the+blood-brain+barrier.">Targeted delivery of protein and gene medicines through the blood-brain barrier.</a> Clin Pharmacol Ther. 97 (4), 347-361 (2014).</li><li>Tai, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+APOE+in+cerebrovascular+dysfunction.">The role of APOE in cerebrovascular dysfunction.</a> Acta Neuropathol. 131 (5), 709-723 (2016).</li><li>Biron, K. E., Dickstein, D. L., Gopaul, R., Jefferies, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloid+triggers+extensive+cerebral+angiogenesis+causing+blood+brain+barrier+permeability+and+hypervascularity+in+Alzheimer's+disease.">Amyloid triggers extensive cerebral angiogenesis causing blood brain barrier permeability and hypervascularity in Alzheimer's disease.</a> PLoS One. 6 (8), e23789 (2011).</li><li>Cameron, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alzheimer's-related+peptide+amyloid-beta+plays+a+conserved+role+in+angiogenesis.">Alzheimer's-related peptide amyloid-beta plays a conserved role in angiogenesis.</a> PLoS One. 7 (7), e39598 (2012).</li><li>Boscolo, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta+amyloid+angiogenic+activity+in+vitro+and+in+vivo.">Beta amyloid angiogenic activity in vitro and in vivo.</a> Int J Mol Med. 19 (4), 581-587 (2007).</li><li>Paris, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+angiogenesis+in+a+transgenic+mouse+model+of+cerebral+amyloidosis.">Impaired angiogenesis in a transgenic mouse model of cerebral amyloidosis.</a> Neurosci Lett. 366 (1), 80-85 (2004).</li><li>Kitaguchi, H., Ihara, M., Saiki, H., Takahashi, R., Tomimoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+beds+are+decreased+in+Alzheimer's+disease,+but+not+in+Binswanger's+disease.">Capillary beds are decreased in Alzheimer's disease, but not in Binswanger's disease.</a> Neurosci Lett. 417 (2), 128-131 (2007).</li><li>Jantaratnotai, N., Ryu, J. K., Schwab, C., McGeer, P. L., McLarnon, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+Vascular+Perturbations+in+an+Abeta-Injected+Animal+Model+and+in+AD+Brain.">Comparison of Vascular Perturbations in an Abeta-Injected Animal Model and in AD Brain.</a> Int J Alzheimers Dis. 2011, 918280 (2011).</li><li>Donnini, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abeta+peptides+accelerate+the+senescence+of+endothelial+cells+in+vitro+and+in+vivo,+impairing+angiogenesis.">Abeta peptides accelerate the senescence of endothelial cells in vitro and in vivo, impairing angiogenesis.</a> FASEB J. 24 (7), 2385-2395 (2010).</li><li>Tai, L. M., Holloway, K. A., Male, D. K., Loughlin, A. J., Romero, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloid-beta-induced+occludin+down-regulation+and+increased+permeability+in+human+brain+endothelial+cells+is+mediated+by+MAPK+activation.">Amyloid-beta-induced occludin down-regulation and increased permeability in human brain endothelial cells is mediated by MAPK activation.</a> J Cell Mol Med. 14 (5), 1101-1112 (2010).</li><li>Tai, L. M., Loughlin, A. J., Male, D. K., Romero, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=P-glycoprotein+and+breast+cancer+resistance+protein+restrict+apical-to-basolateral+permeability+of+human+brain+endothelium+to+amyloid-beta.">P-glycoprotein and breast cancer resistance protein restrict apical-to-basolateral permeability of human brain endothelium to amyloid-beta.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 29 (6), 1079-1083 (2009).</li><li>Tai, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polarized+P-glycoprotein+expression+by+the+immortalised+human+brain+endothelial+cell+line,+hCMEC/D3,+restricts+apical-to-basolateral+permeability+to+rhodamine+123.">Polarized P-glycoprotein expression by the immortalised human brain endothelial cell line, hCMEC/D3, restricts apical-to-basolateral permeability to rhodamine 123.</a> Brain Res. 1292, 14-24 (2009).</li><li>Koster, K. P., Thomas, R., Morris, A. W., Tai, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidermal+growth+factor+prevents+oligomeric+amyloid-beta+induced+angiogenesis+deficits+in+vitro.">Epidermal growth factor prevents oligomeric amyloid-beta induced angiogenesis deficits in vitro.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 36 (11), 1865-1871 (2016).</li><li>Weksler, B., Romero, I. A., Couraud, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hCMEC/D3+cell+line+as+a+model+of+the+human+blood+brain+barrier.">The hCMEC/D3 cell line as a model of the human blood brain barrier.</a> Fluids Barriers CNS. 10 (1), 16 (2013).</li><li>Weksler, B. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier-specific+properties+of+a+human+adult+brain+endothelial+cell+line.">Blood-brain barrier-specific properties of a human adult brain endothelial cell line.</a> FASEB J. 19 (13), 1872-1874 (2005).</li><li>Welser-Alves, J. V., Boroujerdi, A., Milner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+culture+of+primary+mouse+brain+endothelial+cells.">Isolation and culture of primary mouse brain endothelial cells.</a> Methods Mol Biol. 1135, 345-356 (2014).</li><li>Dahlgren, K. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oligomeric+and+fibrillar+species+of+amyloid-beta+peptides+differentially+affect+neuronal+viability.">Oligomeric and fibrillar species of amyloid-beta peptides differentially affect neuronal viability.</a> J Biol Chem. 277 (35), 32046-32053 (2002).</li><li>Carpentier, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angiogenesis+Analyzer.">Angiogenesis Analyzer.</a> ImageJ News. , (2012).</li><li>Thomas, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidermal+growth+factor+prevents+APOE4+and+amyloid-beta-induced+cognitive+and+cerebrovascular+deficits+in+female+mice.">Epidermal growth factor prevents APOE4 and amyloid-beta-induced cognitive and cerebrovascular deficits in female mice.</a> Acta Neuropathol Commun. 4 (1), 111 (2016).</li><li>Tai, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+APOE+in+cerebrovascular+dysfunction.">The role of APOE in cerebrovascular dysfunction.</a> Acta Neuropathol. 131 (5), 709-723 (2016).</li><li>Ambrose, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroangiogenesis:+a+vascular+basis+for+Alzheimer's+disease+and+cognitive+decline+during+aging.">Neuroangiogenesis: a vascular basis for Alzheimer's disease and cognitive decline during aging.</a> J Alzheimers Dis. 32 (3), 773-788 (2012).</li><li>Ambrose, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+therapeutic+approach+for+senile+dementias:+neuroangiogenesis.">A therapeutic approach for senile dementias: neuroangiogenesis.</a> J Alzheimers Dis. 43 (1), 1-17 (2015).</li><li>Ambrose, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+Capillaries+in+the+Lesser+Ailments+of+Old+Age+and+in+Alzheimer's+Disease+and+Vascular+Dementia:+The+Potential+of+Pro-Therapeutic+Angiogenesis.">The Role of Capillaries in the Lesser Ailments of Old Age and in Alzheimer's Disease and Vascular Dementia: The Potential of Pro-Therapeutic Angiogenesis.</a> J Alzheimers Dis. 54 (1), 31-43 (2016).</li></ol>

למחברים אין מה לחשוף.

השיטות המתוארות ניתן להשתמש כדי לענות על כמה שאלות ביולוגיות היסוד סביב כיסוי המוחי 24 . באופן ספציפי, הם יכולים לזהות אילו קולטנים מסלולי איתות לשחק תפקיד אנגיוגנזה, כיסוי כלי הדם ברקמת סרטן, ותאי האנדותל היקפיים הרלוונטיים למוח. הדוגמאות כוללות קולטני ?...

<html> מחסום דם מוח (BBB) ​​של נימים מוחיים הוא הממשק הגדול ביותר של מגע בין דם למוח וממלא תפקיד מרכזי בהומיאוסטזיס של מערכת העצבים המרכזית (CNS) 1 , 2 . תהליכים דינמיים ב- BBB מונעים את ספיגה של מולקולות לא רצויות מהדם, מסירים את מוצרי הפסולת מה- CNS, מספקים חומרים מזינים חיוניים ומולקולות איתות ל- CNS, ומווסתים את הנוירו-דלקתיות 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . נזקי BBB נפוצים במהלך ההזדקנות וכמה הפרעות ניווניות כולל מחלת אלצהיימר (AD), טרשת נפוצה ושבץ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ,התחת = &quot;xref&quot;&gt; 6. לכן, תפקוד לקוי של BBB עשוי למלא תפקיד מפתח בהפרעות נוירודגנרטיביות, כולל כמטרה טיפולית. שמירה על כיסוי כלי חשוב עבור פונקציות homeostatic של BBB. עם זאת, in vivo ו במבחנה נתונים הסכסוך על אם התהליכים המעורבים הפרעות נוירודגנרטיב לגרום כיסוי BBB גבוה או נמוך יותר 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , במיוחד לספירה. לכן, יש רציונל חזק לפיתוח של מודלים במבחנה באמצעות סוגי תאים רלוונטיים כדי להעריך באופן מקיף יותר להבין את הדינמיקה של כיסוי BBB. נימים מוחיים מורכבים אסטרוציטים, pericytes ותאי האנדותל במוח (BECs) <sUp class = &quot;xref&quot;&gt; 3. כל סוגי התאים לתרום את הפונקציה של BBB באמצעות תמיכה מבנית ועל ידי הפרשת המולקולות מפעיל כגון גורמי גדילה אנגיוגניים, ציטוקינים chemokines הפועלים באופרה paracrine ו אוטוקרינית. עם זאת, התאים העיקריים אפקטור של BBB הם BECs 3 . באופן כללי, טכניקות תא התרבות להערכת פונקציה BBB הן מבחני חדירות המבוצעת על תאים הגדלים על מסננים מוסיף, או הערכת רמות של חלבונים BEC מפתח, הן לאחר תוספת של לחצים 14 , 15 , 16 . למרות חשוב, מבחני אלה אינם מתמקדים כיסוי המוח. הנה, השיטות הקודמות שלנו 17 מפורטים כדי להעריך כיסוי BEC ומבנים דמויי רשת כמו באמצעות תרבויות יחיד של BECs האדם הנציח, תרבויות יחיד של BECs העכבר הראשי, תרבות משולשת אנושית(BECs, astrocytes ו pericytes) של BBB. המטרה היתה להדגים את ההשפעה המזיקה של OAβ, הנחשב תורם חשוב להתקדמות AD, על כיסוי BEC. האפקט המגן של גורם הצמיחה באפידרמיס (EGF) מדגיש את הפוטנציאל של הטכניקה ככלי סינון טיפולי. טכניקה זו כוללת מספר יישומים נרחבים למחקר בסיסי ויישומי, כולל:) 1 הגדרת תפקידם של מסלולים ספציפיים באנגיוגנזה וכיסוי כלי שיט,) 2 הערכת ההשפעות של מחלות וגורמים רלוונטיים להזדקנות על אנגיוגנזה ועל כיסוי כלי, 3) זיהוי תרופתי מטרות.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="847">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">hCMEC/D3 cells</td>
			<td style="width:183px;">Milipore</td>
			<td style="width:119px;">SCC066</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">EBM-2 basal media&#160;</td>
			<td style="width:183px;">Lonza</td>
			<td>CC-3156</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Collagen Type 1</td>
			<td style="width:183px;">ThermoFisher</td>
			<td style="width:119px;">A1064401&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">HBSS, calcium, magnesium, no phenol red</td>
			<td style="width:183px;">ThermoFisher</td>
			<td style="width:119px;">14025092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">HBSS, no calcium, no magnesium, no phenol red</td>
			<td style="width:183px;">ThermoFisher</td>
			<td style="width:119px;">14175095</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Trypsin-EDTA (0.25%)</td>
			<td style="width:183px;">ThermoFisher</td>
			<td style="width:119px;">25200056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:379px;">Final concentrations of the SingleQuot growth factor supplements for EBM2 media</td>
			<td style="width:183px;">Lonza</td>
			<td>CC-4147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5% FBS</td>
			<td style="width:183px;">Lonza</td>
			<td>CC-4147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">10% Ascorbic acid</td>
			<td style="width:183px;">Lonza</td>
			<td>CC-4147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">10% Gentamycin sulphate</td>
			<td style="width:183px;">Lonza</td>
			<td>CC-4147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">25% Hydrocortisone</td>
			<td style="width:183px;">Lonza</td>
			<td>CC-4147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="78">
			<td height="78" style="height:78px;width:379px;">1/4 volume of the supplied growth factors: fibroblast growth factor, epidermal growth factor, insulin-like growth factor, vascular endothelial growth factor</td>
			<td style="width:183px;">Lonza</td>
			<td>CC-4147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Puromycin hydrochloride</td>
			<td style="width:183px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">80503-312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">MEM-HEPES&#160;</td>
			<td style="width:183px;">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td style="width:119px;">12360-038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Papain cell dissociation system (papain and DNase1)</td>
			<td style="width:183px;">Worthington Biochemical</td>
			<td style="width:119px;">LK003150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Human pericytes</td>
			<td style="width:183px;">Sciencell</td>
			<td>1200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Pericyte basal media</td>
			<td style="width:183px;">Sciencell</td>
			<td>1201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Pericyte growth supplement</td>
			<td style="width:183px;">Sciencell</td>
			<td>1252</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Human Astrocytes</td>
			<td style="width:183px;">Sciencell</td>
			<td>1800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Astrocyte media</td>
			<td style="width:183px;">Sciencell</td>
			<td>1801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Astrocyte growth supplement</td>
			<td style="width:183px;">Sciencell</td>
			<td>1852</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Basement membrane (Matrigel Growth Factor Reduced)&#160;</td>
			<td style="width:183px;">Corning</td>
			<td style="width:119px;">356231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Angiogenesis m-plates (96-well)</td>
			<td style="width:183px;">ibidi</td>
			<td style="width:119px;">89646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Human Epidermal growth factor&#160;</td>
			<td style="width:183px;">Shenendoah Biotechnology</td>
			<td style="width:119px;">100-26</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CellTracker green&#160;</td>
			<td style="width:183px;">ThermoFisher</td>
			<td>C7025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CellTracker orange</td>
			<td style="width:183px;">ThermoFisher</td>
			<td>C34551</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CellTracker blue&#160;</td>
			<td style="width:183px;">ThermoFisher</td>
			<td>C2110</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Poly-l-lysine</td>
			<td style="width:183px;">Sciencell</td>
			<td>0403</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">10% Neutral Buffered Formalin</td>
			<td style="width:183px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>HT5012-60ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">C57BL mice</td>
			<td style="width:183px;">Jackson Laboratory</td>
			<td style="width:119px;">na</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">PCR tube strips</td>
			<td style="width:183px;">GeneMate</td>
			<td style="width:119px;">T-3014-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Zeiss stereo discover v.8 dissecting microscope</td>
			<td style="width:183px;">Zeiss</td>
			<td style="width:119px;">na</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro assays to assess blood-brain barrier mesh-like vessel formation and disruption

מחסום דם מוחי (BBB) ​​מכסה תפקיד מרכזי בהומיאוסטזיס של מערכת העצבים המרכזית (CNS). BBB מתוחזק באופן דינמי על ידי האסטרוציטים, pericytes ותאי האנדותל במוח (BECs). כאן, אנו מפרטים שיטות להעריך כיסוי BBB באמצעות תרבויות יחיד של BECs האדם הנציח, תרבויות יחיד של BECs העכבר הראשי, ואת מודל התרבות משולש אנושית (BECs, astrocytes ו pericytes) של BBB. כדי להדגיש את הישימות של מבחני למדינות מחלה, אנו מתארים את ההשפעה של olylomeric amyloid-β (oAβ), שהוא תורם חשוב להתפתחות אלצהיימר (AD) התקדמות, על כיסוי BBB. יתר על כן, אנו מנצלים את גורם הצמיחה באפידרמיס (EGF) כדי להאיר את פוטנציאל ההקרנה של התרופה של הטכניקות. התוצאות שלנו מראים כי BECs מתורבת יחיד יחיד משולש ליצור מבנים דמויי רשת כמו בתנאים הבסיסיים, וכי oAβ משבש את זה מבנה התא meshwork ו degenerates מבני רשת preformed,אבל EGF חוסם את ההפרעה הזאת. לכן, הטכניקות המתוארות חשובות לנתח תהליכים בסיסיים וחולי רלוונטיים המווסתים את כיסוי ה- BBB.

בתרבויות בודדות, הן hCMEC / D3 תאים ( איור 3 א ) ואת BECs העכבר הראשי ( איור 3 ב ) טופס מבנים דמויי רשת כמו בכל רחבי הבאר. המבנים מאופיינים על ידי רשת של צמתים interlinked ( איור 3 ). בכל הפרדיגמות המתוארות ( אי...

Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Assays to Assess Blood-brain Barrier Mesh-like Vessel Formation and Disruption at JoVE.com

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

שמירה על כיסוי מחסום דם מוחי היא המפתח להומיאוסטזיס של מערכת העצבים המרכזית. פרוטוקול זה מתאר טכניקות חוץ גופית כדי לתמצת את התהליכים הבסיסיים הפתולוגיים כי לווסת דם מוח המכשול הכיסוי.

ב מבחני מבחנה כדי להעריך דם מוח מחסום כמו רשת כלי שיטפון ושיבוש

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

in-vitro-assays-to-assess-blood-brain-barrier-mesh-like-vessel

Research

JoVE Journal

Medicine

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

8.4K Views.  University of Illinois at Chicago.  שמירה על כיסוי מחסום דם מוחי היא המפתח להומיאוסטזיס של מערכת העצבים המרכזית. פרוטוקול זה מתאר טכניקות חוץ גופית כדי לתמצת את התהליכים הבסיסיים הפתולוגיים כי לווסת דם מוח המכשול הכיסוי. 

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

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

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a significant obstacle to pharmaceutical treatments of brain disorders as it limits the passage of molecules from the vasculature into the brain tissue to molecules less than approximately 500 Da in size6. FUS induced BBB disruption (BBBD) is temporary and reversible4 and has an advantage over chemical means of inducing BBBD by being highly localized. FUS induced BBBD provides a means for investigating the effects of a wide range of therapeutic agents on the brain, which would not otherwise be deliverable to the tissue in sufficient concentration. While a wide range of ultrasound parameters have proven successful at disrupting the BBB2,5,7, there are several critical steps in the experimental procedure to ensure successful disruption with accurate targeting. This protocol outlines how to achieve MRI-guided FUS induced BBBD in a rat model, with a focus on the critical animal preparation and microbubble handling steps of the experiment.

Microbubble-mediated focused ultrasound disruption of the blood-brain barrier (BBB) is a promising technique for non-invasive targeted drug delivery in the brain1-3. This protocol outlines the experimental procedure for MRI-guided transcranial BBB disruption in a rat model.

MRI-מודרך שיבוש של מחסום דם מוח באמצעות אולטרסאונד ממוקד Transcranial מודל עכברים

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

The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current estimates put the prevalence of amblyopia at approximately 1-3%1-3, the majority of cases being monocular2. Amblyopia is most frequently caused by ocular misalignment (strabismus), blur induced by unequal refractive error (anisometropia), and in some cases by form deprivation.
Although amblyopia is initially caused by abnormal visual input in infancy, once established, the visual deficit often remains when normal visual input has been restored using surgery and/or refractive correction. This is because amblyopia is the result of abnormal visual cortex development rather than a problem with the amblyopic eye itself4,5 . Amblyopia is characterized by both monocular and binocular deficits6,7 which include impaired visual acuity and poor or absent stereopsis respectively. The visual dysfunction in amblyopia is often associated with a strong suppression of the inputs from the amblyopic eye under binocular viewing conditions8. Recent work has indicated that suppression may play a central role in both the monocular and binocular deficits associated with amblyopia9,10 .
Current clinical tests for suppression tend to verify the presence or absence of suppression rather than giving a quantitative measurement of the degree of suppression. Here we describe a technique for measuring amblyopic suppression with a compact, portable device11,12 . The device consists of a laptop computer connected to a pair of virtual reality goggles. The novelty of the technique lies in the way we present visual stimuli to measure suppression. Stimuli are shown to the amblyopic eye at high contrast while the contrast of the stimuli shown to the non-amblyopic eye are varied. Patients perform a simple signal/noise task that allows for a precise measurement of the strength of excitatory binocular interactions. The contrast offset at which neither eye has a performance advantage is a measure of the "balance point" and is a direct measure of suppression. This technique has been validated psychophysically both in control13,14 and patient6,9,11 populations.
In addition to measuring suppression this technique also forms the basis of a novel form of treatment to decrease suppression over time and improve binocular and often monocular function in adult patients with amblyopia12,15,16 . This new treatment approach can be deployed either on the goggle system described above or on a specially modified iPod touch device15.

Amblyopia is a developmental disorder of the visual cortex that is often accompanied by strong suppression of one eye. We present a new technique for measuring and treating interocular suppression in patients with amblyopia that can be deployed using virtual reality goggles or a portable iPod Touch device.

המדידה והטיפול בדיכוי בעין עצלה

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

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

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

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

מודל עכברים של שיבוש מחסום דם מוח כדי לאפשר ממוקד Therapeutics Neurovascular

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

An in vivo Assay to Test Blood Vessel Permeability

This method is based on the intravenous injection of Evans Blue in mice as the test animal model. Evans blue is a dye that binds albumin. Under physiologic conditions the endothelium is impermeable to albumin, so Evans blue bound albumin remains restricted within blood vessels. In pathologic conditions that promote increased vascular permeability endothelial cells partially lose their close contacts and the endothelium becomes permeable to small proteins such as albumin. This condition allows for extravasation of Evans Blue in tissues. A healthy endothelium prevents extravasation of the dye in the neighboring vascularized tissues. Organs with increased permeability will show significantly increased blue coloration compared to organs with intact endothelium. The level of vascular permeability can be assessed by simple visualization or by quantitative measurement of the dye incorporated per milligram of tissue of control versus experimental animal/tissue. Two powerful aspects of this assay are its simplicity and quantitative characteristics. Evans Blue dye can be extracted from tissues by incubating a specific amount of tissue in formamide. Evans Blue absorbance maximum is at 620 nm and absorbance minimum is at 740 nm. By using a standard curve for Evans Blue, optical density measurements can be converted into milligram dye captured per milligram of tissue. Statistical analysis should be used to assess significant differences in vascular permeability.

An in vivo Assay to Test Blood Vessel Permeability

We are presenting an in vivo assay to test blood vessel permeability. This assay is based on intravenous injection of a dye and subsequent visualization of its diffusion into interstitial spaces.

<em&gt; In vivo</em&gt; Assay לבדיקת חדירות כלי דם

This method is based on the intravenous injection of Evans Blue in mice as the test animal model. Evans blue is a dye that binds albumin. Under ...

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

Stroke is a leading cause of death, disability, and socioeconomic loss worldwide. The majority of all strokes result from an interruption in blood flow (ischemia) 1. Middle cerebral artery (MCA) delivers a great majority of blood to the lateral surface of the cortex 2, is the most common site of human stroke 3, and ischemia within its territory can result in extensive dysfunction or death 1,4,5. Survivors of ischemic stroke often suffer loss or disruption of motor capabilities, sensory deficits, and infarct. In an effort to capture these key characteristics of stroke, and thereby develop effective treatment, a great deal of emphasis is placed upon animal models of ischemia in MCA.
Here we present a method of permanently occluding a cortical surface blood vessel. We will present this method using an example of a relevant vessel occlusion that models the most common type, location, and outcome of human stroke, permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO). In this model, we surgically expose MCA in the adult rat and subsequently occlude via double ligature and transection of the vessel. This pMCAO blocks the proximal cortical branch of MCA, causing ischemia in all of MCA cortical territory, a large portion of the cortex. This method of occlusion can also be used to occlude more distal portions of cortical vessels in order to achieve more focal ischemia targeting a smaller region of cortex. The primary disadvantages of pMCAO are that the surgical procedure is somewhat invasive as a small craniotomy is required to access MCA, though this results in minimal tissue damage. The primary advantages of this model, however, are: the site of occlusion is well defined, the degree of blood flow reduction is consistent, functional and neurological impairment occurs rapidly, infarct size is consistent, and the high rate of survival allows for long-term chronic assessment.

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

We describe a highly reproducible method for the permanent occlusion of a rodent major cerebral blood vessel. This technique can be accomplished with very little peripheral damage, minimal blood loss, a high rate of long-term survival, and consistent infarct volume commensurate with the human clinical population.

חסימת כלי דם מוחי בלתי הפיך<em&gt; דרך</em&gt; Ligature וחיתוך רוחב זוגי

Stroke is a leading cause of death, disability, and socioeconomic loss worldwide. The majority of all strokes result from an interruption in blood flow ...

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

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

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

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

למתוח בתאי אנדותל כלי הדם במוח (cEND) כ<em&gt; במבחנה</em&gt; פגיעה מוחי טראומטי דגם של מחסום דם המוח

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

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

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

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

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

הגדרה למעלה<em&gt; במבחנה</em&gt; דגם של מחסום דם מוח חולדה (BBB): פוקוס על BBB האטים ותחבורה בתיווך קולטן

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

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

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

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

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

חמצן גלוקוז קיפוח וReoxygenation כ<em&gt; במבחנה</em&gt; איסכמיה reperfusion פציעת דגם לחוסר תפקוד מחסום דם-המוח לומד

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

The 4-vessel Sampling Approach to Integrative Studies of Human Placental Physiology In Vivo

The human placenta is highly inaccessible for research while still in utero. The current understanding of human placental physiology in vivo is therefore largely based on animal studies, despite the high diversity among species in placental anatomy, hemodynamics and duration of the pregnancy. The vast majority of human placenta studies are ex vivo perfusion studies or in vitro trophoblast studies. Although in vitro studies and animal models are essential, extrapolation of the results from such studies to the human placenta in vivo is uncertain. We aimed to study human placenta physiology in vivo at term, and present a detailed protocol of the method. Exploiting the intraabdominal access to the uterine vein just before the uterine incision during planned cesarean section, we collect blood samples from the incoming and outgoing vessels on the maternal and fetal sides of the placenta. When combining concentration measurements from blood samples with volume blood flow measurements, we are able to quantify placental and fetal uptake and release of any compound. Furthermore, placental tissue samples from the same mother-fetus pairs can provide measurements of transporter density and activity and other aspects of placental functions in vivo. Through this integrative use of the 4-vessel sampling method we are able to test some of the current concepts of placental nutrient transfer and metabolism in vivo, both in normal and pathological pregnancies. Furthermore, this method enables the identification of substances secreted by the placenta to the maternal circulation, which could be an important contribution to the search for biomarkers of placenta dysfunction.

The 4-vessel Sampling Approach to Integrative Studies of Human Placental Physiology In Vivo

We present a detailed method to study human placental physiology in vivo at term. The method combines blood sampling from the incoming and outgoing vessels on the maternal and fetal sides of the placenta with ultrasound measurements of volume blood flow and placental tissue sampling.

4-כלי דגימה גישה ללימודים אינטגרטיביים של הפיזיולוגיה השליה האדם<em&gt; בויבו</em

The human placenta is highly inaccessible for research while still in utero. The current understanding of human placental physiology in vivo is therefore ...

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

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

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

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

שיפור שיטה להקמת במבחנה מחסום הדם - מוח מודל המבוסס על תאי אנדותל המוח חזירי

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