Method Article
Questa presentazione video mostra un metodo di raccolta delle due più importanti strutture altamente vascolari che supportano la funzione proencefalo. Essi sono la superficie cerebrale (superficiale) vascolare con meningi associati (MAV) e la coroide plesso che sono necessari per il flusso sanguigno cerebrale e nel liquido cerebrospinale (CSF) omeostasi.
La presentazione video è stato creato per mostrare un metodo di raccolta delle due più importanti strutture altamente vascolari, non risiede nel cervello proprio, tale funzione di supporto proencefalo. Essi sono la superficie cerebrale (superficiale) vascolare con meningi associati (MAV) e la coroide plesso che sono necessari per il flusso sanguigno cerebrale e nel liquido cerebrospinale (CSF) omeostasi. Il tessuto raccolto è adatto per l'analisi biochimiche e fisiologiche, e il MAV ha dimostrato di essere sensibile al danno prodotto da amfetamina e 1,2 ipertermia. Inoltre, i maggiori e minori vasculatures cerebrali raccolte in MAV sono di interesse potenzialmente elevato nell'ambito delle indagini concussive tipi di trauma cranico. Il MAV sezionato in questa presentazione consiste nella piale e alcuni della membrana aracnoide (meno dura) delle meningi e il sistema vascolare maggiore e minore superficie cerebrale. Il plesso coroideo sezionato è la struttura che si trova in lateral ventricoli come descritto da Oldfield e McKinley 3,4,5,6. I metodi utilizzati per la raccolta di questi due tessuti anche facilitare la raccolta di tessuto corticale regionale privo di meningi e di superficie più grande vascolarizzazione cerebrale, ed è compatibile con la raccolta tessuti cerebrali come striato, ipotalamo, ippocampo, ecc La dissezione dei due tessuti prende 5-10 totale min. I livelli di espressione genica per la MAV sezionato e della coroide plesso, come illustrato e descritto in questa presentazione sono disponibili all'indirizzo GSE23093 (MAV) e GSE29733 (plesso coroide) al repository NCBI GEO. Questi dati sono stati, e viene, utilizzato per aiutare ulteriormente comprendere il funzionamento del MAV e della coroide plesso e come neurotossici eventi come l'ipertermia grave e AMPH influenzare negativamente la loro funzione.
Sebbene non mostrato nel video, i ratti sono stati dato un sovradosaggio di 300 mg / Kg di pentobarbital, con conseguente anestesia in meno di 3 min, e poi sacrificati per decapitazione. I loro cervelli sono stati poi rapidamente, ma accuratamente rimosso dal cranio e refrigerate gelida soluzione salina normale per 5 min. È importante lasciare raffreddare il cervello per tale intervallo di tempo prima di sezionare il MAV modo che il MAV può essere separata dalla superficie della corteccia (superiore dello strato I). Il cervello è stato quindi posto in fondo di un piatto di vetro Petri riposo su ghiaccio che era completa (1 cm di profondità) del freddo salina normale o di sodio 0,1 M tampone fosfato salino pH = 7,4. Tutta la dissezione è fatto con il cervello per la maggior parte immersa in soluzione salina.
1. Rimozione della ghiandola pineale
2. La rimozione del MAV
3. La rimozione del plesso coroide
4. La rimozione del MAV che rimane nel ventricolo 3 ° sovrastante il talamo e il collicolo così come quello sulle Regioni più caudale della corteccia tra cui retrosplenial, corteccia auditiva e visiva
5. Risultati rappresentativi
Quando la dissezione è eseguita correttamente, i tessuti risultano MAV deve essere in due entità intatti del peso di circa 35-45 mg in totale. Il inizialmente sezionato MAV che circonda la maggior parte della corteccia dovrebbe pesare circa 25 mg e il MAV che copre il talamo, collicolo e corteccia occipitale dovrebbe pesare circa 15 mg. Dovrebbe essere leggermente rosato dal sangue residuo nel sistema vascolare. Il bilaterale plesso coroide raccolta devono essere in due campioni di tessuto intatto con ciascuna del peso di 1 a 2 mg. Anche se l'acqua in eccesso può essere rimosso dal MAV prima della conservazione o trasformazione utilizzando carta velina come quello usato per la pulizia della lente, per evitare la perdita di tessuto non è una buona idea per rimuovere l'acqua in eccesso dal plesso coroide sezionato. Figura 1 è stato generato per confronto profil espressione es in tre regioni (striato, corteccia parietale e MAV) in condizioni di controllo che utilizzano Agilent-014879 Whole Genome Ratto 4x44K 60mer array di oligonucleotidi (G4131F, Agilent Technologies, Palo Alto, CA, NCBI GEO adesione # GPL7294; GSE23093 GSE29733 e che sono presenti in il repository NCBI GEO). I due grafici in figura pittoricamente mostrano l'espressione in 1) striato rispetto alla corteccia parietale e 2) il MAV rispetto alla corteccia parietale. È evidente che il corpo striato e corteccia parietale sono molto più strettamente correlati tra loro rispetto al MAV. I dati di confronto del plesso coroide con il MAV sarà presentato in una futura pubblicazione. Tuttavia, è probabile che i profili di espressione del MAV e plesso coroide sono più strettamente correlati tra loro che sono al corpo striato e corteccia parietale. Figura 2 mostra la risposta differenziale espressione genica di ipertermia (EIH) rispetto AMPH in MAV rispetto per il controllo e l'altro.
contenuto "> L'espressione genica di oltre 11.000 geni con simboli ufficiali gene NCBI in MAV di animali di controllo è stato confrontato a quelli registrati nello striato e corteccia parietale. Oltre 2000 di questi geni avevano un'espressione di 2,5 volte o più differenti nel MAV rispetto ai due neuronale tessuti ricchi, e 550 geni hanno una differenza di 10 volte maggiore espressione. poco più del 40% (253) di questi erano geni con espressione diminuita di 10 volte o più in MAV e riguardavano funzione neuronale. C'erano 343 geni con più di una espressione di 10 volte o maggiore rispetto a MAV corteccia parietale e striato. Questa lista di geni è stato utilizzato come punto di partenza con cui determinare i geni con un arricchimento molto elevata nel MAV. Tabella 1 elenca i geni con più espressione di 15 volte nei MAV rispetto corteccia parietale e striato e categorizza con rispetto alla funzione. Molti di questi geni sono stati correlati al sistema vascolare e / o il sistema immunitario. Queste tIPI di geni dovrebbe essere arricchito di circa 5 - 10 - volte a causa del sistema vascolare maggiore stesso e sangue presente al suo interno. Tuttavia, anche per geni con funzioni generali vascolari conosciute, con un incremento superiore a 15 volte indica arricchimento in MAV. C'erano anche numero di geni con variazioni di piegatura molto grandi che erano: 1) proteine della matrice extracellulare (non specificamente correlati ai vasi), 2) trasportatori soluti e 3) metabolismo lipidico e acido retinoico. Inoltre, la crescita pochi e differenziazione genetica o fattori di trascrizione sono stati trovati.
Figura 1. Confronto tra l'espressione genica in MAV con la corteccia parietale e nello striato. Trama Vulcano confrontando i livelli di espressione genica della corteccia parietale e nello striato (grafico in alto) e la corteccia parietale e MAV (grafico in basso). I simboli rossi indicano i geni che sono significativamente diversi betweregioni en con p <0.05 e hanno una espressione differenziale di 1,5 volte o superiore tra le regioni. I simboli neri rappresentano i geni che non differiscono in modo significativo tra le regioni (p> 0,05) e sono meno di 1,5 volte diversi per espressione. I simboli rosa indicano geni con meno di 1,5 volte differenza di espressione, ma statisticamente significativa con p <0.05. I simboli gialli identificare i geni che hanno un espressione di 1,5 volte o superiore, ma questo cambiamento non è statisticamente significativa a p <0,05.
Abbreviazioni
AMPH anfetamine
EIH eco-ipertermia indotta
Meningi MAV e vascolarizzazione cerebrale associata
Norm normotermica controlla
Figura 2. Effetti di ipertermia e anfetamine sull'espressione genica in MAV. Trame Volcano confrontolivelli di espressione genica nel MAV dopo salina, EIH o AMPH al punto 3 ore di tempo. I simboli rossi indicano i geni che si ritiene essere molto diversa, mentre i punti neri / cerchi rappresentano i geni che non differiscono in modo significativo tra le regioni. Un'ulteriore analisi statistica è stato utilizzato per verificare che un'espressione differenze tra il controllo e trattamenti erano infatti statisticamente significativa.
MAV Expression Expression Cervello | NCBI Gene Simboli | Specificità tissutale o funzione riportato (s) |
> 50-fold | Anxa2 una, Col8a1, Des, Esm1, Glycam1, un Kl, Lect1, LEPR, Lum, MYH11, OGN, Tagln, Thbs2, TNNT2 | Vascolarizzazione & Cuore |
> 50-fold | CCL19, un CD74, DEFB1, Lrrc21, Mgl1, MRC1, Msln, Pla2g5, Prg4, RT1-Bb, RT1-Da | Sistema immunitario |
> 50-fold | ADH1, Aebp1, Aldh1a2, GSTM2 | Acido retinoico e trasformazione dei lipidi |
> 50-fold | CDH1, COL3A1, COL1A2, Colec12, Cpxm2, CPZ, DCN, Emp3, GPC3, Nupr1, OMD, Pcolce Slamf9, Tmem27, Tspan8 | Matrice extracellulare e giunzioni cellula-cellula |
> 50-fold | AQP1, Asgr1, Kcnj13, Slc5a5, Slc6a13, Slc6a20, Slc22a6, Sned1, Ttr | Ion & Omeostasi Solute |
> 50-fold | Alx3, CDKN1C, FOXC2, Igfbp2, Ifitm1, Ifitm2, Nkx6-1, OSR1, Prrx2, SFRP1, Tbx15. Upk1b, Wisp2, Wnt6 | Sviluppo e regolazione della trascrizione |
> 50-fold | Gpha2, Mfap5, Mpzl2 Plac8, Scgb1c1, Sostdc1, Steap1 | Sconosciuto e Varie |
30-50-fold | ANXA1 una, Angpt2, un C6, GJB2, Ptgis, Thbd, TIMP1 | Vascolarizzazione & Cuore |
30-50-fold | Casp12, CCL2, CCR1, Cd14, CXCL10, Ifitm3, Klra5, Lgals1, Lgals3, Ms4a4a, Ms4a7, Plscr1, SPP1, Xcl1 | Sistema immunitario |
30-50-fold | COL6A3, Cpxm1, Efemp1, Fmod, MGP, Nid2 | Matrice extracellulare e giunzioni cellula-cellula |
30-50-fold | Cp, Cubn, GCGR, S100a6, Scn7a, Sct, Slc4a5, Slc16a11, Slco1a5 | Ion & omeostasi Solute |
30-50-fold | CFD, Ch25h, Crabp2, Rarres2 | Acido retinoico e trasformazione dei lipidi |
30-50-fold | BMP6, Casp12, Dab2, Folr1, Igf2, Msx1, Tbx18, Twist1, Wnt5b | Sviluppo e regolazione della trascrizione |
30-50-fold | Cela3b, Cln6, C1qtnf7, Copz2, Dhrs7c, Gng11, Prss23, Srpx, Vim | Sconosciuto e Varie |
15-30-fold | Adm, Angpt1, Angptl2, BGN, un Cklf, Cnn1, Cox8h, Ctsk, F13A1, GJA5, Klf4, Lox, Lyz, Myl9, procr, PROS1, RT1-Ba, Serpinb10, Serping1, Serpinf1, TGM2, Tnmd, Trim63, Txnip una, Vamp5, Vtn | Vascolarizzazione & Cuore |
15-30-fold | Ada a, Bst2, Ccl6, CD40, CD68, Ctsc, Dap, Faim3, Fkbp9, Fxyd5, Fmo1, Glipr1, Ier3, Ifi47, Igsf6, Msc, Nfatc4, RT1-Db1, Serpinb1a, TiR4, Tubb6 | Sistema immunitario |
15-30-fold | Adamtsl4, COL1A1, CRB3, Dpt, Egfl3, FBN1, Fbln1, Fbln5, Fn1, Itgb4, LAMA2, Lgals3bp, Loxl1, Mfap4, MMP14, Mmp23, Ppic, Serpinh1, TIMP3 | Matrice extracellulare e giunzioni cellula-cellula |
15-30-fold | Cybrd1, Selenbp1, SLC2A4, Slc9a2, Slc13a3, Slc16a4, Slc22a8, Slc22a18 | Ion & omeostasi Solute |
15-30-fold | AGPAT2, Bdh2, Cyp26b1, Lpar3, Ltb4dh, Olr1, PON3, Rbp1, RBP4 | Acido retinoico e trasformazione dei lipidi |
15-30-fold | Atf3, Dkk4, Eya2, Ifitm7, Ltbp1, Mustn1, Nr2f2, Ptrf, Sphk1, TGFBI, Tcea3 Tcfap2b, Wnt2b, Wnt5a, Zic1 | Sviluppo e regolazione della trascrizione |
15-30-fold | Adamts12, Adamtsl3, C1r, Crispld2, Crygn, CYP1B1, Dse, Enpep, Enpp2, Epn3, FLNA, FMO3, Gnmt, Gprc5c, HSPB1, Klc3, Krt18, Krt19, Mdk, Mesp1, Ms4a6a, Ms4a6b, Ms4a11, Net1, Pdlim2, Phactr2, PLP2, Ppp1r3b, Pqlc3, Rin3, Spag11, Sult1a1, Tmem106a, Wfikkn2 | Sconosciuto e Varie |
* I geni inclusi nella tabella deve essere al tempo stesso più di 15 volte l'espressione di sopra nello striato e Parietal corteccia e 5 volte al di sopra dei livelli di fondo. Il più basso dei due rapporti (MAV / striato o MAV / corteccia parietale) per ogni gene è stato utilizzato per il raggruppamento.
un geni si trovano in cellule endoteliali, ma anche probabilmente un ruolo importante nel mediare risposte immunitarie.
Tabella 1. Geni con un 15-fold * o espressione aumentata in più rispetto al MAV striato e corteccia parietale.
Aspetti tecnici del MAV e dissezione del plesso coroide
È critico durante la dissezione del MAV avere il cervello "sommersa" la maggior parte del tempo in soluzione salina normale o sodio PBS. Permettendo al MAV e la corteccia a disidratarsi durante la dissezione comporterà la MAV aderendo strettamente al I. strato corticale Ciò consentirà di aumentare la quantità di tessuto corticale raccolto con il MAV e / o provocare l'impossibilità di rimuovere queste sezioni MAV aderenti dalla corteccia. Inoltre, la pazienza è necessaria durante la dissezione. Ancora una volta, se si incontra una certa resistenza nella rimozione del MAV dalla corteccia di un emisfero durante la dissezione, passare alla emisfero e tornare poi verso il lato dove è stato incontrato resistenza. Questo metodo ci vuole un pò di pratica per perfezionare e richiede circa 5 a 15 "pratica" dissezioni prima di un raccolto costantemente uniforme di tessuto MAV è raggiunto. Il metodo di avviamento della dissezione e removal del MAV al circolo arterioso alla base del cervello facilita la rimozione delle meningi utilizzando il sistema vascolare più grande come supporto "ponteggi".
Molto del sangue originariamente nella vascolatura MAV dopo sacrificio deve essere espulso durante la dissezione, e meno del 5% del RNA raccolto da MAV dovrebbe essere di origine sangue. È possibile rimuovere quasi tutto il sangue dell'animale mediante perfusione con 50 a 70 ml di soluzione salina, utilizzando tecniche istologiche, prima della decapitazione e la rimozione del cervello. Tuttavia, è quindi molto più difficile visualizzare i tessuti MAV durante la dissezione. Le tre fonti più probabili di "contaminazione" dei tessuti MAV sono la ghiandola pineale, strato corticale ho tessuto e tessuto residuo bulbo olfattivo, ma è anche possibile ottenere tessuto ghiandola pituitaria nella preparazione. Contaminazione pineale nel MAV viene rilevato dal MAV contenente un round 1-2 sfera mm di diametro che è di colore rosso scuro. La funzione primariadella ghiandola pineale è normalmente considerata completamente diverso dal MAV. La sua funzione primaria è di produrre melatonina, che regola gli aspetti del ritmo circadiano 9, e in lipoxygenation 10 di precursori lipidici. Sebbene la Lox gene che regola l'attività della lipossigenasi, è stato pensato per essere presente negli adulti principalmente nella ghiandola pineale 10, i nostri risultati indicano che è anche costantemente presente a livelli significativi MAV. Residui corticali o olfattiva contaminazione risultati bulbo nella rosa web-come il tessuto MAV avendo alcuni 1-2 tessuti più densi mm che sono più pallido molto nel colore racchiuso in esso. Questo può essere notato da "galleggiare" il MAV sulla superficie del tampone, e quindi rimuovendo i tessuti più pesanti corticali o bulbo utilizzando le due dissettore.
Se la contaminazione del MAV da strato corticale I tessuti, tessuti ipotalamica o la ghiandola pineale è presente, diversi geni avrà un significativoespressione cativamente maggiore di quello che è normalmente presente in una dissezione "pulita". La contaminazione del MAV con ghiandola pineale si tradurrà in maggiore espressione di arylalkylamine N-acetiltransferasi (Aanat), che è necessario per la sintesi di melatonina. Purtroppo, se la contaminazione pineale si verifica durante la dissezione MAV, i livelli di Lox in MAV non potrà essere determinato con precisione. Contaminazione del MAV con tessuto corticale potrebbe causare una maggiore espressione di neurone-specifici geni come hippocalcin (HPCA), parvalbumin (Pvalb) e / o recettore neuronale pentraxina (Nptxr). Contaminazione di MAV con il tessuto ipotalamico comporterà la più alta espressione di ormone della crescita 1 (GH1), proopiomelanocortin (POMC). Nel caso in cui qualche contaminazione esiste nei tessuti raccolti, la maggior parte di tali geni possono essere identificati ed impiegati in analisi di espressione genica. Ciò è particolarmente importante per i geni presenti nel blo circolanteod ancora che possono essere presenti in MAV o plesso coroide.
Interpretting dati di espressione genica da raccolte MAV e della coroide plesso
La superficie cerebrale (superficiale) vascolare con meningi associati (MAV) e del plesso coroide sono necessari per il flusso sanguigno cerebrale e liquido cerebrospinale (CSF) omeostasi 4,11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. Il raccolto tessuto è adatto per l'analisi biochimiche e fisiologiche, e il MAV ha dimostrato di essere sensibili a danneggiare prodotta da anfetamina e 1,2 ipertermia attraverso analisi di espressione genica. Questi risultati sono commisurati con ciò che è anche conosciuto circa l'ipertermia grave e l'esposizione alle anfetamine per la vascolarizzazione del cervello in generale 18-19-20. Dati clinici umani sostiene la convinzione che il sistema vascolare subdurale è sensibile ai danni da anfetamine e metanfetamine 21,22. Inoltre, i maggiori e minori vasculatures cerebrali comzione quelle nello strato piale delle meningi che sono raccolti nel MAV sono di interesse potenzialmente elevato nell'ambito delle indagini concussive tipi di trauma cranico 23,24 25. L'attuale profilo di espressione genica ha prodotto dal MAV indica che il piale e, eventualmente, le membrane meningee aracnoide può giocare un ruolo più importante di quanto previsto nella regolazione della composizione CSF. In futuro, attraverso l'uso di tecniche di dissezione microscopio, può essere possibile separare ulteriormente i tessuti comprendenti il MAV modo che le membrane piali e aracnoide può essere separato dalla presente maggiore vascolarizzazione arteriosa ed eventualmente uno dall'altro. Ciò consentirà una migliore interpretazione della funzione di ciascuno di questi tre componenti del MAV raccolto.
Non abbiamo nulla da rivelare. Il lavoro qui presentato non necessariamente rappresentano le opinioni del Food and Drug Administration.
Questo lavoro è stato finanziato dal NCTR / FDA.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome del reagente / attrezzature | Azienda | Numero di catalogo | Commenti (opzionale) |
Soluzione fisiologica (9 grammi salini / 1 litro H 2 O) | Interno | Dissezione del buffer | |
0,1 M fosfato di sodio pH 7,4 | Interno | Dissezione del buffer | |
Bone Rongeurs | Roboz | RS-8300 | Skull osso rimozione |
Pinze-piegato punta (4 "di lunghezza e 0,8 mm di larghezza punta) | Roboz | RS-5135 o RS-5137 | Dissettore |
Pinza-dritto punta (5.5 "di lunghezza) | Roboz | RS-8124 o RS-8104 | Thumb Dressing pinze |
Richiedi autorizzazione per utilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE
Richiedi AutorizzazioneThis article has been published
Video Coming Soon