Un approccio visivo per indurre la dolicoectasia nei topi per modellare la disfunzione cerebrovascolare mediata da grandi vasi

Riepilogo

Dimostriamo l'induzione chimica della dilatazione dei grandi vasi sanguigni nei topi come modello per lo studio della disfunzione cerebrovascolare, che può essere utilizzato per la demenza vascolare e la modellazione del morbo di Alzheimer. Dimostriamo anche la visualizzazione del sistema vascolare iniettando un composto di gomma siliconica e fornendo una chiara guida visiva per misurare i cambiamenti nelle dimensioni dei vasi sanguigni.

Abstract

Il emato-encefalo (BEE) è un sistema cruciale che regola la circolazione selettiva del cervello con la periferia, ad esempio, consentendo ai nutrienti necessari di entrare ed espellere gli aminoacidi o le tossine in eccesso dal cervello. Per modellare il modo in cui la BBB può essere compromessa in malattie come la demenza vascolare (VaD) o il morbo di Alzheimer (AD), i ricercatori hanno sviluppato nuovi metodi per modellare la dilatazione dei vasi. Una BBB compromessa in questi stati patologici può essere dannosa e provocare una disregolazione della BBB che porta a conseguenze spiacevoli e patologiche che influiscono sulla funzione cerebrale. Siamo stati in grado di modificare una tecnica esistente che ci ha permesso di iniettare direttamente nella Cisterna magna (CM) per indurre la dilatazione dei vasi sanguigni utilizzando l'elastasi e interrompere le giunzioni strette (TJ) della BEE. Con questo metodo, siamo stati in grado di vedere varie metriche di successo rispetto alle tecniche precedenti, tra cui la dilatazione costante dei vasi sanguigni, la riduzione della mortalità o il miglioramento del recupero e il miglioramento dell'agente di riempimento/opacizzante, un composto di gomma siliconica, per l'etichettatura dei vasi sanguigni per l'analisi della dilatazione. Questo metodo minimamente invasivo modificato ha avuto risultati promettenti, con un aumento del 19%-32% della dilatazione sostenuta dei grandi vasi sanguigni nei topi da 2 settimane a 3 mesi dopo l'iniezione. Questo miglioramento contrasta con gli studi precedenti, che hanno mostrato un aumento della dilatazione solo a 2 settimane. Ulteriori dati suggeriscono un'espansione sostenuta anche dopo 9,5 mesi. Questo aumento è stato confermato confrontando il diametro dei vasi sanguigni dell'elastasi e del gruppo con veicolo iniettato. Nel complesso, questa tecnica è preziosa per studiare i disturbi patologici che colpiscono il sistema nervoso centrale (SNC) utilizzando modelli animali.

Introduzione

Le cellule endoteliali microvascolari che rivestono i capillari cerebrali sono i componenti principali per la formazione della barriera emato-encefalica (BBB)¹, che svolge un ruolo cruciale nella regolazione di ciò che entra o esce dalla circolazione cerebrale con la periferia. I nutrienti essenziali necessari per il tessuto nervoso possono entrare nella BEE, mentre alcuni aminoacidi essenziali come il glutammato vengono espulsi dal cervello, poiché alte concentrazioni possono causare danni neuroeccitatori permanenti al tessuto cerebrale². In condizioni fisiologiche normali, la BBB limita l'ingresso nel cervello della qu....

Protocollo

Per questo studio sono stati utilizzati topi^NL-F(3 mesi) che esprimono la placca amiloide umana a livello fisiologico, sebbene questo sistema possa essere utilizzato con qualsiasi modello di roditore. Tutte le procedure per gli animali sono state approvate dal Comitato per la cura degli animali del CAMH (Protocollo #843) ed erano conformi agli standard etici del Canadian Council on Animal Care guidelines. I topi sono stati allevati internamente e mantenuti in un ciclo luce-buio di 12 ore con accesso ad libitum a cibo e acqua.

1. Procedura per l'iniezione di Cisterna magna (CM)

1. Procedura chirurg....

Discussione

Questo articolo dimostra un protocollo migliorato per la dilatazione cerebrovascolare, fornendo un approccio preciso e diretto per l'iniezione di elastasi nella Cisterna magna dei topi. Questo punto anatomico funge da porta d'accesso diretta al liquido cerebrospinale, offrendo una preziosa via per l'indagine di diverse malattie neurologiche. Uno dei principali vantaggi di questa tecnica modificata è che l'iniezione di una singola dose di elastasi nella Cisterna magna dei topi è stata in grado di causare e sostenere la .......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
23 G catheter	University Medstore	2546-CABD305145	Needed for perfusion  (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Absolute ethanol	University Medstore	https://www.uoftmedstore.com/index.sz	For removing the microfil
Betadine scrub	#	https://www.pittsborofeed.com/products/betadine-surgical-scrub	Sterilization
Betadine solution	Amazon	https://www.amazon.ca/Povidone-Iodine-10-Topical-Solution-100ml/dp/B09DTKJGHW	Sterilization
Bupivacaine	Provided by animal facility	N/A	Analgesic
Clippers	BrainTree Scientific Inc	CLP-41590	Shave fur
Cotton Q-tip	University Medstore	1962	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Elastase	Sigma-aldrich	E7885	Used for the dilatation of blood vessel
Ethanol	University Medstore	39752-P016-EAAN	Sterilization (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Goat anti-mouse 568	Invitrogen	A11004	For staining mature neurons
Graphpad prism 10	Graphpad prism 10	https://www.graphpad.com/	Statistical analysis software
Hamilton syringe	Sigma-aldrich	28614-U	Injection elastase
Heat pad	Amazon	https://www.amazon.ca/iPower-Temperature-Controller-Terrarium-Amphibians/dp/B08L4DBFFZ	Maintain body temperature
ImageJ software	Fiji Imagej software	imagej.net (USA)	Image analysis software
Induction chamber	Provided by animal facility	N/A	Anesthesia induction
Metacam	Provided by animal facility	N/A	Analgesic
Methyl salicylate	Sigma-aldrich	M6752	For removing the microfil
Microfil	Flow Tech, Carver, Massachusetts	https://www.flowtech-inc.com/order/	Dye (yellow)
Mouse monoclonal anti-NeuN	Millipore Sigma	MAB377	For staining mature neurons
Olympus VS200 slide scanner and VSI software.	Olympus Life Science	https://www.olympus-lifescience.com/en/downloads/detail-iframe/?0[downloads][id]=847254104	Imaging software
Paraformaldehyde	University Medstore	PAR070.1	For protein fixation  (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Perfusion pump	VWR International	https://pr.vwr.com/store/product/4787969/vwr-variable-speed-peristaltic-pumps	Needed for perfusion
Scalpel	University Medstore	2580-M90-10	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Stereotaxic	Provided by animal facility	N/A	So secure the animal for surgery
Surgical scissor	University Medstore	22751-A9-240	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
Surgical tape	University Medstore	https://www.amazon.ca/3M-Micropore-Tape-1530-2-Rolls/dp/B0082A9GS2	Secure the animal on the diaper
Sutures	University Medstore	2297-VS881	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)
X2 tweezers	University Medstore	7731-A10-612	For surgery (https://www.uoftmedstore.com/index.sz)