マウスのドリコ拡張症を誘発するための視覚的アプローチによる大血管媒介性脳血管機能障害のモデル化

要約

脳血管機能障害のモデルとして、マウスに大血管拡張を化学的に誘導することを実証し、血管性認知症やアルツハイマー病のモデリングに用いることができます。また、シリコーンゴムコンパウンドを注入して血管系を可視化し、血管サイズの変化を測定するための明確な視覚的ガイダンスを提供する方法も示しています。

要約

血液脳(BBB)は、例えば、末梢部で選択的な脳循環を調節する重要なシステムであり、必要な栄養素が脳に過剰なアミノ酸や毒素を流入し、脳から排出することを可能にします。 血管性認知症(VaD)やアルツハイマー病(AD)などの疾患でBBBがどのように損なわれるかをモデル化するために、研究者たちは血管拡張をモデル化する新しい方法を開発しました。これらの疾患状態でBBBが損なわれると、有害であり、BBBの調節不全を引き起こし、脳機能に影響を与える不都合で病理学的な結果につながる可能性があります。私たちは、大槽(CM)に直接注入してエラスターゼを使用して血管の拡張を誘導し、BBBのタイトジャンクション(TJ)を破壊することを可能にする既存の技術を変更することができました。この方法により、一貫した血管拡張、死亡率の低下または回復の改善、シリコーンゴムコンパウンドである充填/混濁剤の改善、拡張分析のための血管標識送達の改善など、以前の技術に対する成功のさまざまな指標を確認することができました。この改良された低侵襲法は有望な結果をもたらしており、注射後2週間から3か月にかけてマウスの大血管の持続的な拡張が19%〜32%増加しました。この改善は、2週間の時点でのみ拡張の増加を示した以前の研究とは対照的です。追加のデータは、9.5か月後も持続的に拡大することを示唆しています。この増加は、エラスターゼとビヒクル注入群の血管の直径を比較することによって確認されました。全体として、この手法は、動物モデルを使用して中枢神経系(CNS)に影響を与える病理学的障害を研究するために価値があります。

概要

脳毛細血管の内側を覆う微小血管内皮細胞は、血液脳関門(BBB)¹を形成する主要な構成要素であり、末梢の脳循環に出入りするものを調節する重要な役割を果たしています。神経組織に必要な必須栄養素はBBBに入ることが許可されていますが、グルタミン酸などの一部の必須アミノ酸は脳から排出されます。これは、高濃度が脳組織に永続的な神経興奮性損傷を引き起こす可能性があるためです²。通常の生理学的条件下では、BBBはアルブミン^3,4やプロトロンビンなどの血漿タンパク質が脳に入るのを制限します^5,6,7。最後に、BBBは、食品や環境からの生体異物など、末梢を循環している神経毒から脳を保護します¹。全体として、脳組織への損傷は不可逆的であり、低レベルの神経新生^と相関する老化8は、神経変性プロセスを加速するあらゆる要因を保護し、防止するBBBの重要性を強調しています。

ドリコエクタ症(または大血管拡張症)では、....

プロトコル

この研究では、生理学的レベルでヒトアミロイドプラークを発現するApp^NL-Fマウス(3か月齢)を使用しましたが、このシステムは任意のげっ歯類モデルで使用できます。すべての動物処置は、CAMHの動物管理委員会(プロトコル#843)によって承認され、カナダ動物管理評議会のガイドラインの倫理基準に準拠していました。マウスは社内で飼育され、12時間の明暗サイクルで飼育され、チャウと水に 自由 にアクセスできます。

1. 大槽(CM)注射の手順

1. 手術
   1. マウス(APP^NL-F、雌雄、3ヶ月)を麻酔導入チャンバーに1分間置きます。
      注:5%イソフルランと1%酸素を混合した状態でチャンバーを少なくとも1分間洗い流します。
   2. マウスに麻酔をかけた後、動物をチャンバーから取り出し、新しい外科用ドレープの上に置き、鼻のコーンを鼻の上に置いて麻酔(イソフルラン、2.5%-3%)を維持します。
      注:つま先をつまんで麻酔の深さを確認し、反射神経がないことを確認します。
   3. 乾燥を防ぐために眼科用軟膏を塗布します。その後、切開部位に0.1mLのブピバカイン(局所麻酔薬;1-2mg/kg 0.125%、希釈比1:2)とメタカム(鎮痛薬;5mg/kg、希釈比1:10)を皮下注射します。手術中の潜在的な失血を補うために、手順を行う前に....

ディスカッション

この記事では、脳血管拡張のための改善されたプロトコルを示し、マウスの槽マグナへのエラスターゼ注射のための正確で簡単なアプローチを提供します。この解剖学的ポイントは、脳脊髄液への直接の入り口として機能し、さまざまな神経疾患の調査に貴重な手段を提供します。この修正された技術の主な利点の1つは、マウスの大槽にエラスターゼを単回投与で注入すると、反復可能な注.......

資料

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)