Name: pentylenetetrazole-induced kindling mouse model
Uploaded: 2018-06-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 6 s
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この作品は、日本学術振興会科研費助成番号 24700349、24659093、25293239、JP18H02536、17 K 07086、文部科学省科研費助成番号 25110737、23110525、アメッド許可番号 JP18ek0109311、洗心医療研究財団と日本によって支えられた部分的てんかん研究の基礎。

すべての実験手順は、動物のケアおよび使用委員会の東京都医科学研究所によって承認されました。生後 8 - 16 週齢のマウスはお勧めします。任意の交は、実験のため許容されます。C57bl/6 マウス BALB/c とスイスのアルビノ マウス、ptz カメラより敏感に対し ptz カメラより耐性があります。C57BL/6 は、この研究で使用されました。Ptz カメラの脆弱性は、マウスの年齢によっても異なります。若いマウスと比較して、古いマウスは、PTZ35より耐火物。このメソッドに使用される動物の数が異なることが、少なくとも 6-10 動物が条件ごとに必要です。
1. PTZ の準備
<ol><li>2 mg/mL PTZ 滅菌 0.9% (w/v) 塩化ナトリウムを溶解します。当日使用の ptz カメラを準備します。</li>
</ol>2. PTZ の注入
<ol><li>9:00 と 12:00 (正午) の間のすべての実験を実行します。</li>
	<li>動物の体重を測定します。</li>
	<li>慣れのため観察室に動物を配置します。</li>
	<li>(3 分) の馴化期間中 PTZ 動物や、以前に決定された投与の体重に基づく注射剤の量を計算します。 注: たとえば、35 mg/kg ptz カメラを使用すると、PTZ の 0.875 mg は 25 グラムの重量を量るマウスに必要な (35 mg/kg × 0.025 kg = 0.875 mg)。2 mg/mL PTZ ソリューションの 437.5 μ L 注入してしたがって、(0.875 mg/2 mg/mL = 0.4375 mL)。PTZ の注入量は、マウスの遺伝子型とひずみに依存します。野生型 c57bl/6 マウス最初の試験、30-35 mg PTZ/kg 体重の投与量を使用することをお勧めします。Ptz カメラの感度は、マウス使用株報36,37に依存します。注射の投与量は、実験の目的によって異なります。</li>
	<li>動物の腹部の左または右の象限に 27 g 針に接続されている 1 mL 注射器で PTZ を腹腔内注入します。正中線に注入することは避けてください。<ol>
<li>同じ位置に繰り返し注射を避けてください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>PTZ (図 1 a)、投与後 30 分間、動物の行動を観察し、分類スコア異常行動を次のように。可能であれば、特にになったら発作重症度スコア 3 以上は、24 h、または、少なくともさらに 6-10 時間の投与後、観察の下で動物を飼います。<ol>
<li>任意の軽度の発作または 30 分観察期間を超えて動物の行動の変化に注意してください。これは長期観察期間てんかんの慢性のいわれのない発作の世代で PTZ の subconvulsive 線量の特に重要な影響に対処することです。</li>
		<li>さらに、発作の重症度に関連するメジャーな発作期間の変更として各観測発作の発作期間。また、PTZ 注射後最初の発作に待ち時間は、収集するもう一つの重要な指標です。発作頻度、期間、および待機時間を監視、発作後の分子研究のため重要です。</li>
	</ol>
</li>
	<li>PTZ の毎日 (図 1 a) を挿入します。注射の数は、実験の目的によって異なります。代表的な例は次のとおりです。<ol>
<li>動物はスコア 5 (強直間代発作) の発作を経験したら、完全に燃やし動物を生成するには、追加の 3 政権内注入を終了します。3 つの連続した政権の奪取のスコアが向上しない場合この場合、注射投与量を増加します。それぞれの動物は異なる番号と PTZ 注射の用量を受信できます。</li>
		<li>PTZ、抗てんかん薬の評価、遺伝子改変マウスの表現型の研究などへの脆弱性を評価するすべての条件の数と PTZ 注入量を修正します。すべての動物に PTZ 注入; の同じ数を与える合計 8 に 12 の注射をお勧めします。動物が死亡した場合発作スコアは 6 として示されるべきであります。</li>
		<li>高発作を維持するために必要な注射の用量を決定するてんかん発作が発生する病理組織学的変化を研究する 10 以上の注射用 (4 または 5) を獲得します。この場合、総噴射数は 25 から 30 の範囲する必要があります。発作スコア 5 に達すると注入量を減らします。発作スコア 3 以下が縮小した場合は、注射投与量を増やします。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 発作のスコア
<ol><li>動物の行動を観察し、スコアを記録します。<ol>
<li>分類し、続く38,39 (図 1 b)、てんかんの行動のスコアします。 0: 正常な動作、異常無し。 1: 固定、腹の上に横たわる。 2: 頭うなずいて、顔、前肢または後肢ミオクローヌス。 3: 継続的な全身のミオクローヌス、ミオクロニー ピクピク、尾がかたく開催。 4: 飼育、トニックの奪取、その側に落ちる。 5: 野生急いでとジャンプ、その裏に落ちて、強直間代発作です。 6: 死。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ラシーン スコア40、実験の状況に基づく行動基準を変更します。</li>
</ol>4. 発作後分析
<ol><li>今回の分析<ol>
<li>灌流固定<ol>
<li>準備<ol>
<li>4% (w/v) パラホルムアルデヒド (PFA) を 0.1 M リン酸緩衝液 (7.4) に溶かしてください。約 70 ° C に 1 M 水酸化ナトリウム (50 mL PFA ソリューションの 1 M 水酸化ナトリウム約 1 μ L) のドロップを追加するソリューションを加熱します。</li>
				<li>準備冷えた 4 %pfa とリン酸緩衝生理食塩水 (PBS)。</li>
				<li>針と管の蠕動性ポンプを設定します。残留をクリアするための管を通って約 20 mL の水を実行します。次に、氷冷 PBS で管の開口端を置きます。</li>
			</ol>
</li>
			<li>Transcardial 血流と固定の脳の準備<ol>
<li>深く小さな瓶で 50 %isoflurane/50% エタノールとマウスを麻酔します。</li>
				<li>仰臥位で、前肢と後肢の先端を固定することでマウスを維持します。</li>
				<li>腹部の腹側正中線をカットし、横隔膜を公開します。</li>
				<li>横隔膜を肋骨の縁に沿ってカットします。その後、リブとボディの両方の側面をカットします。ロックの鉗子で剣状突起をつまみ、胸郭を片脚します。針で固定または鉗子でつまんで、剣状突起の位置を維持します。心を公開します。</li>
				<li>左心室に針を挿入し、はさみを使用して右心房に切れ込み。内部の壁に穴を開けることができると心臓に針をあまりプッシュしないように注意してください。</li>
				<li>(約 15 ~ 20 mL/分) 血液を洗浄するための針を通して氷冷 PBS の着実な流れを開始します。</li>
				<li>体から血液を選択解除すると、泡の添加せず 4% パラホルムアルデヒド溶液 (約 60 mL) にチューブを移動します。灌流を停止します。</li>
				<li>背面の首と背骨を切り取って頭の皮膚とはさみを解剖で頭蓋骨の背の部分をはがします。</li>
				<li>眼窩間属の骨を切り、頭蓋骨の背の部分を完全に削除します。</li>
				<li>後方から jugal 骨と脳の間のギャップを作成し、脳の下に三叉神経と視交叉をカットします。慎重に脳を削除し、4% を含むバイアルに PFA。12-16 h のための 4 ° C で脳を修正後。</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
		<li>脳スライス標本<ol>
<li>脳に対する凍害保護作用を可能にするソリューションに沈むまで 20% スクロース/PBS に固定脳を転送します。</li>
			<li>必要なスライス方向と脳の必要な部品に基づく固定脳をカットします。</li>
			<li>Cryomicrotome を設定します。位置にブレードをセットし、温度-20 ° C 未満にミクロトーム ステージを維持</li>
			<li>カット済みの脳をステージに配置、20% スクロース/PBS で脳をコートします。スクロース/PBS ソリューションが徐々 にフリーズする、まで脳が完全に冷凍 20% スクロース/PBS で埋め込まれているステージで、脳を覆っています。</li>
			<li>組織をブレードをスライドさせて、脳 (30 μ m 厚) をスライスします。PBS にスライスを転送し、4 ° C でそれらを保つ</li>
		</ol>
</li>
		<li>蛍光免疫組織化学<ol>
<li>0.1% で必要なスライスを洗うトリトン X 100/PBS (PBST) 室温 (RT) で 3 回、10 分間。</li>
			<li>2% ヤギ血清または 5% ウシ血清アルブミン (BSA) に 1-2 時間室温で PBST にそれらをインキュベートし、スライスをブロックします。</li>
			<li>4 ° C で 1 に 7 overnights 2% ヤギ血清または 5 %bsa を用いた PBST の一次抗体の濃度が適切な抗体溶液内のスライスを孵化させなさい</li>
			<li>10 分間、室温 3 回 PBST でスライスを洗う</li>
			<li>光保護 RT で 1-2 時間 PBST で二次抗体の濃度が適切な二次抗体の解決でスライスを孵化させなさい。</li>
			<li>スライド ガラスの上にスライスをマウントし、メディアをマウント、カバーガラスでカバーします。</li>
			<li>蛍光顕微鏡とスライスを観察します。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>3 商工会議所テスト<ol>
<li>準備<ol>
<li>少なくとも 2 2-6 ヶ月歳 129/Sv マウス「見知らぬ人のマウス」にマウスとして同性の準備します。分析の前にケージの中のすべてのマウスを慣らします。各トレーニング セッションの檻の中にマウスを置くし、15 分間マウスを残してください。</li>
			<li>件名マウスを使って各慣れのフェーズの前に 70% のエタノールで表面を拭くことによって全体の器具や両方のケージをきれい。</li>
			<li>3 商工会議所装置の 2 つの側面の部屋で空のケージを置き、部屋間のドアを開きます。</li>
			<li>件名マウスを慣らすしセンター室で件名マウスを置きます、マウスは両方のケージを調査に加えて、ケージを恐れているかもしれない追加 5 分対象動物はありませんまで自由に装置を通して移動するマウスを許可します。20 分のケージを調査し、この分析方法では使用しないでください。そのような動物は、ケージを回避し、ほとんどケージの近くに来る。</li>
			<li>動物センター室に移動後と 5 分センター室を自由に移動マウスの扉を終了します。この期間中にケージに慣らすにケージで 129/Sv のマウスの 1 つを置きます。</li>
		</ol>
</li>
		<li>社会性解析<ol>
<li>件名マウス馴化期間の直後にこの分析を実施します。</li>
			<li>129/Sv マウスを含んでいるかごを置き「見知らぬ人 1 ケージ」、側面の部屋の 1 つのと呼ばれる「オブジェクト ケージ」、他側の商工会議所でと呼ばれる空のケージを配置します。</li>
			<li>ドアを開き、件名のマウスの動作を監視します。</li>
			<li>10 分間自由に移動し、次の行動のパラメーターを記録する件名マウスを許可します。見知らぬ人 1 ケージを回避し、残りの部屋の 1 つの隅にマウスで示されているように、件名マウスが見知らぬ人 1 ケージ内マウスを恐れて、動物は分析のため使用しないでください。 各商工会議所、見知らぬ人 1 部屋、オブジェクト室内楽、そしてセンター室で) 時間を過ごした。 各ケージ、見知らぬ人 1 ケージおよびオブジェクト ケージの調査にかかった時間 b)。(マウスはマウスをくんくんかいでケージを調べてまたは toughing マウスまたはケージとして分類されます) c) (省略可能) 各商工会議所に入り口の数 d) 総走行距離旅 (オプション)</li>
			<li>マウスのセンター室に移動後、は、ドアを閉じます。</li>
		</ol>
</li>
		<li>目新しさは社会分析<ol>
<li>社会性解析の直後に、この分析を実施します。</li>
			<li>両方のケージ 70% エタノールで拭いてください。</li>
			<li>「見知らぬ人 2 ケージ」と部屋の 1 つの場所見知らぬ人 2 ケージと呼ばれるケージ内の 1 つの別の 129/Sv マウスを置きます。「見知らぬ人 1 ケージ」と呼ばれる、他のケージで見知らぬ人 1 マウスに、他の部屋で見知らぬ人 1 ケージを置きます。</li>
			<li>ドアを開き、件名のマウスの動作を監視します。</li>
			<li>10 分間自由に移動する被写体マウスを許可し、社会性解析について同じ行動パラメーターを測定します。 注: 1 見知らぬ人と見知らぬ人 2 マウスをランダムに選択する必要があります。見知らぬ人 1 室とオブジェクト商工会議所と同様、見知らぬ人 1 室と見知らぬ人の 2 室は、ランダムに決定する必要があります。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>文脈恐怖差別<ol>
<li>ご利用いただけます<ol>
<li>各ご利用いただけます公判前に 70% のエタノールで表面を拭くことによって実験装置をクリーニングします。</li>
			<li>マウスが、特定の条件でエアコン装置 (装置の形状、壁の色、床材、臭気、照明、バック グラウンド ノイズの音量が事前確認)。たとえば、ここで使用されるエアコン装置だった明確なプレキシ ガラス壁、金属格子床、エタノール臭、100 ルクスの明るさ 65 dB 背景ホワイト ノイズと正方形の装置です。</li>
			<li>0.1 mA 2 の電気ショックの擬似ランダムのタイミングでフット ショックによるマウスの状態 s x 3 倍に 5 分のコースも。</li>
			<li>ご利用いただけます後自宅のケージにマウスを返します。</li>
		</ol>
</li>
		<li>メモリ評価<ol>
<li>それぞれの評価の前に 70% のエタノールで表面を拭くことによって実験装置をクリーニングします。</li>
			<li>次の日以下のエアコン、ショック状態と同じ装置の上にマウスを置くし、5 分にわたって凍結時間を測定します。</li>
			<li>後で同じ日に装置にマウスを置くし、5 分アセスメント中に凍結時間を測定します。白プレキシ ガラス壁、板の床、臭気、30 ルクスの明るさと 70 dB ホワイト ノイズ三角装置をここで使いました。</li>
			<li>同じ条件と新規の条件の凍結時間を比較します。通常のメモリの能力を持つマウスは、新規の状態でよりも同じ状態でもっと固定されます。凍結は、以上の 2 のための動物の定義された不動 s。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>

著者は利益相反を宣言しません。

ここでは、てんかんの薬理学的動物モデルの確立のため広くアクセス プロトコルを提案します。Ptz カメラを介した化学たきは長い歴史を持つ、てんかん41の病理組織学的および細胞の病理学の調査のための一般に受け入れられたモデルです。てんかんの化学的キンドリング モデルは Suzdak とヤンセン、1995年42以前見直されました。薬理学的発作誘導、PTZ、...

てんかんは、慢性神経疾患再発発作によって特徴付けられる、人々 の約 1% に影響を与えます。てんかん患者におけるてんかんと発作の生成の基になるメカニズムは、臨床試験で完全に明らかにできません。したがって、適切な動物モデルがてんかん1の調査のために必要です。
さまざまなてんかん動物モデルは、てんかんの生理学を調査し、抗てんかん薬2,3を識別するために使用されています。これらのモデルの間では、薬理学的発作誘導、てんかん4の病理学の調査のための動物モデルを生成するために使用する一般的な方法です。このメソッドは、安価で簡単です。電極を介したたきは、一般的に使用される方法が、この手順のコストが高いとメソッド反復発作5を誘導する手術や電気のスキルが必要です。
薬理学的誘導は、タイミングと発作の数をコントロールしやすいためにも便利です。自発的な発作を示す遺伝的マウスモデルもてんかんの研究に使用されます。しかし、これらの遺伝的モデルで発作が発生するタイミングと頻度を予測不可能6可能性があります。監視システムは遺伝子改変マウス6のてんかんの行動を観察する必要があります。
カイニン酸、ピロカルピン、pentylenetetrazole (PTZ) は、発作を誘発する薬7として広く使用されます。カイニン酸はグルタミン酸受容体のアゴニスト、ピロカルピンがコリン作動性受容体を活性化します。PTZ は、γ アミノ酪酸 (GABA) の受容体拮抗薬8。PTZ は、神経活動の増加につながる抑制性シナプスの機能を抑制します。この規制は、動物9の一般化された発作を引き起こします。カイニン酸とピロカルピンの単回投与は、急性発作、特にステータスてんかん重積 (SE)10,11を引き起こすことができるおよび慢性特発性と再発発作12を促進するカイニン酸やピロカルピン-仲介された SE,13。 脳波 (EEG) 録音と行動分析が自発的再発性発作が注射12,13の後の月を観察が示されています。PTZ の痙攣投与量の単回投与は、急性発作を誘導します。ただし、PTZ の単一投与後慢性特発性発作は促進するために困難です。PTZ の慢性投与は、反復発作14を誘導する必要があります。いずれかの方法で繰り返し発作の発生は急性発作の世代よりもより類似している人間のてんかんの病理を誘導することができます。PTZ、場合各注射を呼び起こす、発作と発作の重症度は、各注入と段階的により深刻になります。最後に、低用量の PTZ 注射は重度の強直間代発作を誘発します。このフェーズでは、各注入は重篤な発作を連想させます。さらに、発作の待ち時間と実行時間注射のコースに変更もできます。強直発作に待ち時間はしばしば15をたき付けの後者の段階で短くなります。さらに、発作悪化長期発作期間16と一緒に伴われます。発作の重症度を調節する分子メカニズムを解明、待機時間、および期間は、抗てんかん薬17,18,19をスクリーニングするため便利です。
発作は、PTZ の単一の全身投与によって引き起こされる一般的と回復は非常に速く、30 分4,5以内。したがって、発作の数は PTZ キンドリング モデルでより制御可能です。ただし、脳波モニタリングは PTZ を介した発作20後 12 h まで一般化されたスパイクを見ることができることを示しています。したがって、点火機構のより正確な分析のためのまたはミオクロニー強直発作21後 24 時間観察下動物のまま好ましく。
PTZ 注入の前後に抗てんかん薬のエトスクシミド、バルプロ酸、フェノバルビ タール、vigabatrin、retigabine3など管理が発作重症度3,22の悪化を軽減します。 23。同様に、ノックアウト マウス マトリックス マトリックスメタロプロテアーゼ 924などの発作の増悪に関与して欠如遺伝子が、FGF 2225と neuritin26, を使用することを複数の PTZ 注射後減らされた発作の重症度を展示する示されています。さらに、てんかん発作はこのメソッドの後に病理組織学的変化を観察しています。側頭葉てんかん患者、苔状線維が発芽して27,28, 異常な顆粒ニューロン移行29、アストログリオーシス30, 神経細胞のような頭脳で典型的な所見があります。海馬31,32海馬硬化33年死去。同様の変化は、てんかんモデル動物で観察されます。利用可能なメソッドの中で化学的キンドリングの PTZ を介したはてんかん動物モデルを生成する、再現性のある良いと安価な方法です。ピロカルピンを介した SE モデルで発作のコントロールが難しく、多くのマウスが死ぬか SE34を開発する失敗します。対照的に、死亡率と発作の重症度は、PTZ モデルでより制御されます。また、PTZ、カイニン酸よりも安価、マウス脳外科のスキルは薬剤の投与は必須ではありません。

<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) は、GABA 受容体の拮抗薬です。Subconvulsive 線量の連続注射化学たき、てんかんモデルの開発に使用されているに対し、動物に PTZ の腹腔内投与は高用量で急性、重症発作を誘発します。PTZ の低用量注射なし痙攣発作を誘発します。ただし、PTZ の繰り返し低用量注射はけいれん発作を引き起こす閾値を低下します。最後に、PTZ の連続の低用量投与は重度の強直間代発作を誘発します。このメソッドは、単純なてんかんのけいれん発作を反復を含む慢性疾患として定義される病態の調査に広く適用できます。プロトコルをたきこの化学物質は、動物の反復的な発作を引き起こします。この方法では、ptz カメラを介した発作やてんかん発作の悪化の程度への脆弱性が推定されました。これらの利点は、抗てんかん薬、てんかん関連遺伝子をスクリーニングするためのこのメソッドの使用につながっています。さらに、このメソッドは、てんかん患者の脳の組織学的変化は、化学焚かれ動物の脳にも表示されますので、てんかん発作後神経損傷を調査する使用されています。したがって、このプロトコルは、便利なてんかんモデル動物の作成に便利です。

PTZ の反復注射は、発作の重症度の増加を誘導します。6 c57bl/6 マウスを施した PTZ と別の 6 マウスは対照群として生理食塩水で扱われました。PTZ 投与量は 35 mg/kg と 10 注射を投与します。発作のスコアは、発作や異常行動を生理食塩水注射 (図 2) でない誘発したに対し、PTZ 注射で徐々 に増加。ボンフェローニ テスト続く分散分析は、PTZ 投与群?...

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Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model

このプロトコルは pentylenetetrazole と化学的キンドリングの方法を記述しててんかんのマウス モデルを提供します。このプロトコルはマウスのてんかん発作後発作誘導と病態への脆弱性を調査するも使用できます。

Pentylenetetrazole 誘起キンドリング マウス モデル

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

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Unit 1

Pharmacotherapy of the Epilepsies

SCIENTISTS IN ACTION

32.8K ビュー.  Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science. このプロトコルは pentylenetetrazole と化学的キンドリングの方法を記述しててんかんのマウス モデルを提供します。このプロトコルはマウスのてんかん発作後発作誘導と病態への脆弱性を調査するも使用できます。

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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.

自由に行動するマウスにおける有孔質路 - 歯状回シナプスの長期増強

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

行動学

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.

鍼治療によりラットとマウスにおけるてんかんElectrocorticograms（ECoGs）の操作とスリープ

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.

反復性びまん性外傷性脳損傷のマウスモデルにおける心的外傷後てんかんの誘導

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.

側頭葉てんかんモデル作製のためのVGAT-CREマウスの電気的キンドリング電極の作製と移植

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 ...

神経科学

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.

バイポーラ電極を用いて扁桃体の電気キンドリングによる側頭葉てんかんマウスモデルの作成

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.

全身ピロカルピン治療:側頭葉てんかんのマウスモデル

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. ...

生物学

げっ歯類モデル

成虫

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)

Pentylenetetrazole 誘起キンドリングマウスモデル

要約

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自由に行動するマウスにおける有孔質路 - 歯状回シナプスの長期増強

鍼治療によりラットとマウスにおけるてんかんElectrocorticograms（ECoGs）の操作とスリープ

反復性びまん性外傷性脳損傷のマウスモデルにおける心的外傷後てんかんの誘導

側頭葉てんかんモデル作製のためのVGAT-CREマウスの電気的キンドリング電極の作製と移植

バイポーラ電極を用いて扁桃体の電気キンドリングによる側頭葉てんかんマウスモデルの作成

Handling-Induced Seizures in a Mouse Model

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

Establishing a Pentylenetetrazole-Induced Epileptic Seizure Model in Mice

全身ピロカルピン治療:側頭葉てんかんのマウスモデル

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

Pentylenetetrazole 誘起キンドリング マウス モデル

要約

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自由に行動するマウスにおける有孔質路 - 歯状回シナプスの長期増強

鍼治療によりラットとマウスにおけるてんかんElectrocorticograms（ECoGs）の操作とスリープ

反復性びまん性外傷性脳損傷のマウスモデルにおける心的外傷後てんかんの誘導

側頭葉てんかんモデル作製のためのVGAT-CREマウスの電気的キンドリング電極の作製と移植

バイポーラ電極を用いて扁桃体の電気キンドリングによる側頭葉てんかんマウスモデルの作成

Handling-Induced Seizures in a Mouse Model

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

Establishing a Pentylenetetrazole-Induced Epileptic Seizure Model in Mice

全身ピロカルピン治療:側頭葉てんかんのマウスモデル

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

Pentylenetetrazole 誘起キンドリングマウスモデル