저자는 HealthPartners 기관 동물 케어에 감사하고 지역 병원에서위원회를 사용하고 싶습니다.

1. 깨어 마우스로 비강 투여에 대한 처리에 Acclimation 소개 마우스는 비강 주입의 발병하기 전에 2-4주 기간 동안 처리에 적응해야합니다. 그 깨어 비강 약물 전달의 최대 효율성에 대한 올바른 자세를 보장하는 데 도움이 같은 취급을 Acclimation이 중요합니다. 또한, 제대로이 과정에 익숙해되지 않은 마우스는 주입 후 심한 불안 반응을 할 수 있습니다. 마우스는 취급에 동물의 편안함에 따라 다음 단계로 진행하기 전에 9 단계의 각각에 2~3일에 대해 지출해야합니다. 마우스의 스트레스 수준은 진행의 척도로 활용해야합니다. 이, 배뇨, 깨끗하게 함의 양 / 빈도를 마우스의 움직임을 모니터링 떨면서하고, 물고 의미합니다. 마우스가 스트레스 반응이있는 경우 응답이 감소 될 때까지 다음으로 진행하기 전에 해당 단계에있어. 샘플 acclimation SCHedule는 표 1에서 볼 수 있습니다. 마우스 Acclimation는 다음 번 하루 단계를 진행해야합니다. , acclimation을 촉진 할 목적으로, 하루에 한 번 이상 다음 단계를 수행하는 것은 권장하지 않습니다. <ol><li> 동물이 자주이 입문 단계에서 점프로, 더 이상보다 발 케이지 맨 위하려면 둘이 3 분 동안 손바닥에 마우스를 놓습니다. 마우스는 손에서 크롤링하여 사람의 팔을 위로, 단순히 꼬리의 기지에 의해 마우스를 들고 사람의 손에 다시 배치하려고합니다. </li><li> 3 분 손바닥에 마우스를 놓고 부드럽게 동물을 애완 동물. 동물이 자유롭게 대한 이동할 수 동안 꼬리에 머리에서 directionally 마우스를 애완 동물. </li><li> 귀 (가볍게 엄지와 포인터 손가락을 사용하여 목 뒷면의 피부를 함께 곤란) 뒤에 마사지하면서 3 분 손바닥에서 마우스를 놓습니다. </li><li> 리 / 기다려다시 보류를 반복하기 전에 30 초 동안 케이지 상단에 마우스 나머지 주셔서, 30 초에 목이 안녕하세요, 마우스를 피트 </li><li> 2 절에서 설명되어있는 비강 그립을 사용하여 마우스를 잡고 있지만, (2.4 단계까지 완료) 동물을 반전하지 않습니다. 30 초 동안이 같은 동물을 잡고 케이지 상단에 다시 놓습니다. 1 분 휴식 기간 이후 두 번째를 반복합니다. </li><li> 그 복부 쪽이 천정쪽으로 향한 될 수 있도록 버팅 동물을 포함하여 2 절에서 설명 된대로 비강 그립으로 마우스를 잡아. 동물의 목은 바닥에 평행해야합니다. 30 초이 위치를 잡아. 이에게 1 분 휴식 기간 이후 두 번째를 반복합니다. 일부 마우스는 acclimation이 단계에서 반전과 함께 처음 사용 특히 더 다른 사람보다 비강 그립을 거부합니다. 마우스가 그립에서 자신을 해방 경우, 케이지 상단과 다시 그립에 다시 마우스를 넣어. 필요한 경우 다시 그립을 반복하지만, 마우스의 스트레스 수준을 모니터링하고 우리를 필요한 경우에 반환합니다. acclimation 과정에서이 시점에서 그립을 잃는 역할을 재생할 수 있습니다 또 다른 요인은 비강 전달 기술로 동물 핸들러의 무경험입니다. </li><li> 비강 그립으로 마우스를 잡고, 반전, 간단히 각 콧 구멍 저기 빈 팁과 pipettor을 배치하고, 30 초 동안 동물 위치를 고수하라. 1 분 휴식 기간 동안이 과정을 반복합니다. </li><li> 비강 그립으로 마우스를 잡고, 그것을 반전하고, 제 3 항 (단계 3.7 일)에 설명 된대로 intranasally 왼쪽과 오른쪽 n 계속에 생리 6 μl를 관리 할 수​​ 있습니다. </li><li> 그 반대로, 비강 그립으로 마우스를 잡고 있으며, intranasally 제 3 절에 설명 된대로 왼쪽과 오른쪽 n 보정을 두 번 사이에 케이지 상단에 다시 동물을 배치에 생리 6 μl를 관리 할 수​​ 있습니다. </li></ol> 2. 깨어 마우스를 고정 할 수있는 비강 그립 <ol><li> 마우스 O를 배치N 케이지가 최고 다. </li><li> 당신의 지배적 인 손 엄지와 검지 손가락으로 꼬리에 마우스를 누르고 있습니다. 가운데, 링, 그리고 새끼 손가락을 사용하여 가볍게 케이지 상단 (그림 1A)에 몸의 낮은 부분을 핀. 당신은 가볍게 마우스를 확장하고 더 나은 안녕하세요,을 움켜로 마우스가 바로 잡아 보자. </li><li> 비 지배적 인 손에 엄지와 가운데 손가락을 사용하여 목과 어깨 뒤의 비듬 (초과 피부)에 단단히 마우스를 꼬집어. 어깨 블레이드 (그림 1B)에서 피부의 텐트를 만들기 위해 느슨한 피부에 올려. 가능한 한 많은 피부로 가져가하지만,이 마우스에 불편 함을 야기하므로 근육을 당겨하지 않도록주의하십시오. 주의, 너무 동물의 흉곽 또는 척추에 너무 많은 압력을 적용 할 수 없습니다. 피부의 과도한 압력이나 당기는 경우에 따라 호흡의 억제로 이어질 수 있습니다. </li><li> 빨리 마우스의 머리에 비 지배적 인 손의 검지 손가락을 배치가능한 코에 닫고 피부 (그림 1C, 1D)에 다시 당긴다. 동시에, 최적의 위치에 대한 머리쪽으로 엄지와 가운데 손가락을 밀어 넣습니다. 이상적으로, 마우스는 수직 또는 수평으로 머리를 이동 할 수 없습니다. </li><li> 안녕하세요,에 그립을 유지하면서, 그의 뒤를에 마우스를 켜십시오. 마우스의 뒷면은 손바닥에 있어야합니다. 단단히 마우스를 안정화하기 위해 마지막 두 손가락 (링과 분홍색)을 손바닥에 대해 마우스의 꼬리 (베이스 근처) 개최하거나 하체 (그림 1E, 1F)에서 손가락을 래핑 할 수 있습니다. </li><li> 이 시점에서 마우스의 목 및 턱은 평평하고 바닥에 평행 있는지 확인하십시오. 턱은 목을 최대한 비강 전달을 지원하기 위해와 180도 각도에 인접해야합니다. 각도에 약간의 변화가 잘못된 사이트에서 종료 약물을 일으킬 수 있습니다. 마우스가 복부를 보며하여 호흡 할 수 있는지 확인하십시오. 마우스 우uld 이동 할 수 있지만 고통을 편안하고 안해야 없습니다. 당신이 &quot;V&quot;를 만드는 마우스의 목 및 턱을 볼 경우, 당신은 다시 그립해야 할 것입니다. </li></ol> 3. 깨어 마우스로 약물의 비강 배달 소개 비강 그립을 사용하여, 각 마우스 두 번 막았와 액체의 20-30 μl의 볼륨을 관리하는 동안 바닥에 평행 자신의 목 개최됩니다. 이 볼륨은 안전하고 작은 대형 마우스의 효과이며 우리는 일반적으로 24 μl를 사용하며,이 프로토콜에 설명되어 그. 깨어있는 비강 방법은 발달 신경 과학 연구를위한 신생아 쥐 예를 들어, 어떤 나이의 마우스에서 사용할 수 있습니다. 신생아 쥐에서 작은 총 볼륨 (8 μl)와 액적 크기 (1 μl)은 비강의 작은 볼륨을 수용하는 데 사용되어야합니다. 약물은 일반적으로 시간을 최대한 효율적으로 사용하고 O를 유지 휴식 기간을 번갈아 가며 한 번에 두 마우스로 배달됩니다N 일정. 설정은 그룹 자리 잡고 마우스 또는 개별적으로 자리 쥐를 주입하는 경우에 따라 약간 다를 수 있습니다. 개별적으로 자리 쥐와 함께, 그것은 다른 케이지 상단으로 교차에서 쥐를 방지하기 위해 케이지 사이에 자료를 모두 배치 할 도움이 될 것입니다. 만 해당 케이지에서 그룹 자리 잡고 마우스, 복용. 이 그룹 자리 잡고 케이지에서 각 마우스 같은 비강 치료를받는 두 가지 트리트먼트 교차 오염 가능성으로 공중으로 또는 피부 접촉 약물 추방으로 인해 존재하는 것이 중요합니다. 그것은 높은 각 동물의 일반적인 건강 등을 참고하기 위해 놓친 물방울의 정보를 기록, 치료 과제의 기술을 생각 나게하는 주입 시트가 사전에 인쇄 할 것을 권장합니다 단계 <ol><li> 그들은 주입하실 수 있으며, 주입 역 (그림 2)을 설정해야합니다 새장을 설정합니다. </li><li> 케이지에서 마우스를 제거하고 주입하는 동안 케이지 상단에 유지. </li><li> 2 절에서 설명 된 비강 그립을 사용하여 마우스를 선택합니다. </li><li> 당신의 지배적 인 손 사용, 약물 또는 차량 6 μl로 pipettor를로드합니다. 보통 45도 각도 (그림 1G, 1H)에서 마우스의 왼쪽 콧 구멍 근처에 가득 pipettor의 끝을 놓으십시오. 당신은 점성 해결책을 가지고있는 경우 약물 대신 드롭을 만드는 피펫 팁의 측면을 실행할 수 있기 때문에 당신이 90도에 각도를 증가해야 할 수 있습니다. 매우 점성 경우, 액체를 추방하기 전에 조직과 피펫 팁을 닦는 것이 도움이 될 수 있습니다. 천천히 볼륨의 약 절반 (3 μl)와 작은 물방울을 형성 할 수있는 약물을 꺼냅니다. </li><li> 마우스가 비말을 흡입 할 수 있도록 비말은 충분히 마우스의 콧 구멍에 배치해야합니다. 마우스가이 작은 드롭 이거 봐 후 즉시 나중에 2-3 초에 대해 동일한 콧 구멍을 통해 흡입하는 마우스의 또 다른 작은 물방울을 형성하기 위해 피펫 팁에 약물의 나머지를 꺼냅니다. 입 조심을해야합니다. 만약이 전S 입에 액체가 드롭 코에 완전히하지 않은이는 주목해야한다. </li><li> 15 초이 위치에 마우스를 잡아. 그것은 매우 타이머이 15 초 보류를 표준화하는 데 사용하는 것이 좋습니다. </li><li> 3.6 오른쪽 콧 구멍에 - 단계 3.3를 반복합니다. 어떤 물방울이 아웃 코로하는 경우 해당 드롭 교체하고 주목해야한다. </li><li> 2 분 동안 자신의 새장의 상단에 다시 마우스를 놓습니다. 2 분을 시작 전체 과정을 반복합니다. 첫 번째 드롭 배달 후. 이 마우스에게 6 μl 솔루션을 24 μl에 달하는 각 네 개의 방울을 제공합니다. 한 번에 하나 또는 두 개의 마우스를 주입하기위한 샘플 일정은 표 2에 볼 수 있습니다. </li><li> 마우스가 모든 방울을받은 후에는 새장에 마우스를 반환합니다. </li></ol> 4. 깨어 마우스로 Acclimation 의약품의 비강 배달 일반 동물 처리 기술 각 acclimation 또는 비강 주입 세션 후, 마우스주고해야NA는 긍정적 인 강화와 같은 거라거나 껍질을 벗겨 해바라기 씨 등 취급. 간식은 보상 잠재적으로 자신에게 부상의 원인이 자신의 코를 긁적에서 그들을 방해하는으로 부여됩니다. 그룹 자리 잡고 마우스로 작업 할 때, 충분한 간식은 각 마우스에 떨어진해야합니다. 자신의 새장에 동물을 반환하기 전에 스트레스를 줄이기 위해 원래 상태로 둥지를 복원해야합니다. 그룹 자리 잡은 동물을 주입하면, 장갑들은 서로를 향해 적극적으로하게 될 것 케이지의 주입하면 수 있도록, 케이지 식민지에서 케이지 식민지에 향기를 전송하지 사이에 변경해야합니다.

<ol>
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H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delivery+of+insulin-like+growth+factor-I+to+the+rat+brain+and+spinal+cord+along+olfactory+and+trigeminal+pathways+following+intranasal+administration.">Delivery of insulin-like growth factor-I to the rat brain and spinal cord along olfactory and trigeminal pathways following intranasal administration.</a> Neuroscience. , 127-481 (2004).</li><li>Benedict, C., 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=Intranasal+insulin+as+a+therapeutic+option+in+the+treatment+of+cognitive+impairments.">Intranasal insulin as a therapeutic option in the treatment of cognitive impairments.</a> Exp. Gerontol. 46, 112-115 (2011).</li><li>Francis, G. 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=Intranasal+insulin+prevents+cognitive+decline,+cerebral+atrophy+and+white+matter+changes+in+murine+type+I+diabetic+encephalopathy.">Intranasal insulin prevents cognitive decline, cerebral atrophy and white matter changes in murine type I diabetic encephalopathy.</a> Brain. 131, 3311-3334 (2008).</li><li>Francis, G., 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=Intranasal+insulin+ameliorates+experimental+diabetic+neuropathy.">Intranasal insulin ameliorates experimental diabetic neuropathy.</a> Diabetes. 58, 934-945 (2009).</li><li>Marks, D. R., Tucker, K., Cavallin, M. A., Mast, T. G., Fadool, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Awake+intranasal+insulin+delivery+modifies+protein+complexes+and+alters+memory,+anxiety,+and+olfactory+behaviors.">Awake intranasal insulin delivery modifies protein complexes and alters memory, anxiety, and olfactory behaviors.</a> J. Neurosci. 29, 6734-6751 (2009).</li><li>Hanson, L., 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=Intranasal+delivery+of+deferoxamine+reduces+spatial+memory+loss+in+APP/PS1+mice.">Intranasal delivery of deferoxamine reduces spatial memory loss in APP/PS1 mice.</a> Drug Delivery and Translational Research. 2, 160-168 (2012).</li><li>Danielyan, L., 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=Protective+effects+of+intranasal+losartan+in+the+APP/PS1+transgenic+mouse+model+of+Alzheimer+disease.">Protective effects of intranasal losartan in the APP/PS1 transgenic mouse model of Alzheimer disease.</a> Rejuvenation Research. 13, 195-201 (2010).</li><li>Fine, J. 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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=Intranasal+deferoxamine+provides+increased+brain+exposure+and+significant+protection+in+rat+ischemic+stroke.">Intranasal deferoxamine provides increased brain exposure and significant protection in rat ischemic stroke.</a> J. Pharmacol. Exp Ther. 330, 679-686 (2009).</li><li>Reger, M. A., 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=Effects+of+intranasal+insulin+on+cognition+in+memory-impaired+older+adults:+modulation+by+APOE+genotype.">Effects of intranasal insulin on cognition in memory-impaired older adults: modulation by APOE genotype.</a> Neurobiol. Aging. 27, 451-458 (2006).</li><li>Kim, C. H., Song, H. y. u. n., M, E. u. n. A. h. n., Lee, Y., G, J., Yoon, J. 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관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

이 방법은 마우스가 마취를 사용하지 않고 뇌를 타겟팅하는 비강 약물 정기적으로 복용을 부여 할 수있는 방법을 보여줍니다. 비강 약물은 최소의 노력으로 오랜 시간 동안 마우스의 큰 그룹에게 제공 할 수 있습니다. 20 쥐 최대의 단일 그룹은 intranasally 미만 시간 한 사람에 의해 처리 될 수 있습니다. 작은 철 chelators에서 중간 엽 줄기 세포에 대한 성장 요인에 이르기까지 분자의 광대 한 배열은,...

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Materials</td>
 <td>Company</td>
 <td>Cat #</td>
 <td>Comment</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>P20 pipettor set at 6 &mu;l</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Gel loading pipette tips</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Timer</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Waste receptacle for tips</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dosing sheet for notes</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Pen</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Drug and vehicle</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Container to hold drug vials</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Animals to be dosed</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Spare gloves</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Paper towels to wipe urine</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Table 3. Materials Needed</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

intranasal administration of cns therapeutics to awake mice

비강 관리는 중추 신경계 (CNS)에 치료 에이전트를 전달하는 방법입니다. 이 비 침습적이며, CNS에 혈액 - 뇌 장벽 접속을 통과하지 않는 큰 분자를 할 수 있습니다. 약물 직접 전신 노출되므로 원치 않는 조직 부작용 1 감소, 비강 배달 CNS를 타겟으로하고 있습니다. 코에서 CNS에 배달 세포 경로를 통해 후각과 삼차 신경 경로 모두 함께 분 이내에 발생하고 수용체 또는 axonal 교통이에 바인딩하는 약물을 필요로하지 않습니다. 비강 배달 널리 알려진 방법입니다 현재 인간의 임상 실험 3에서 사용하고 있습니다. 동물 모델에서 약물 비강 배달 pharmacokinetic 유통 및 효능 초기 평가 할 수 있습니다. 마우스로는 specia를 사용하여 정기적으로 깨어 (비 anesthetized) 동물 의약품을 관리 할 수​​ 있습니다비강 손잡이를 lized. 는 마취없이 장기 만성 주입이 가능하기 때문에 깨어 배달이 유용합니다, 그 마취와보다 시간이 적게 소요되며, 많은 사람들이 배우고 수행 할 수 있도록 짧은 기간의 생쥐의 기술자의 팀이 할 수있는 복용량 많은 수의. 마우스에이 방식으로 intranasally 관리 치료학의 효능이 당뇨 마우스 모델 알츠하이머의 마우스 모델에서 4-6와 deferoxamine의 인슐린 등의 연구 번호를 입증되었습니다. 7,8 마우스의 비강 그립이 알게하지만, 쉽지 않다 연습, 기술, 그리고 효율적으로 뇌에 약물을 전달하고 폐와 위장 배수를 방지 할 수있는 정확한 그립을 필요로 할 수 있습니다. 마우스는 약물이 지배적 인 손을 사용하여 pipettor와 함께 제공되는 동안, 바닥에 평행 개최 된 목 비 지배적 인 손에 수정 안녕하세요,를 사용하여 손으로 막았 있습니다. 그것은 일반적으로 마우스 전에 처리에 acclimating 3-4 주 정도 소요스트레스 반응없이이 그립 개최 할 수 있습니다. 이 비강 전달 기술에 더 쉽게 액세스 할이 목성 동영상을 준비했습니다.

약물 전달의 효능을 결정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 첫 번째는 intranasally 인도 잉크 또는 메틸렌 블루 등의 염료를 관리하고 후각 상피 내에있는 동물의 안락사 후에 후 뇌 소공 질의 판을 통해 CNS를 입력 제거 염료를 시각화하는 것입니다. 두 번째는 라디오 라벨 태그를 사용하거나 라벨이없는 분자의 엘리사 감지를 사용하여 하나 전달 약물을 측정하는 것입니다. 깨어있는 마우스에 ?...

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Intranasal Administration of CNS Therapeutics to Awake Mice

intranasally 뇌를 타겟팅의 목적을 위해 깨어 마우스로 약물을 투여하는 방법이 설명되어 있습니다. 이 방법은 긴 마취없이 약물의 비강 관리를 사용하는 기간, 그리고 최소한의 전신 노출과 코 - 투 - 뇌 전달을 통해 주입 반복 할 수 있습니다.

깨어 마우스로 CNS의 치료학의 비강 관리

Intranasal administration is a method of delivering  therapeutic agents to the central nervous system (CNS). It is  non-invasive and allows large ...

intranasal-administration-of-cns-therapeutics-to-awake-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

58.1K 조회수.  HealthPartners Institute for Education and Research. intranasally 뇌를 타겟팅의 목적을 위해 깨어 마우스로 약물을 투여하는 방법이 설명되어 있습니다. 이 방법은 긴 마취없이 약물의 비강 관리를 사용하는 기간, 그리고 최소한의 전신 노출과 코 - 투 - 뇌 전달을 통해 주입 반복 할 수 있습니다.

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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.

혈액 - 뇌 장벽 장애의 쥐 모델 Neurovascular 치료학 타겟이 분명한 허용하려면

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

연구

의학

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Non-invasive Assessment of the Efficacy of New Therapeutics for Intestinal Pathologies Using Serial Endoscopic Imaging of Live Mice

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic mechanisms that contribute to the onset and progression of intestinal diseases. The identification of new molecules that promote these pathologies has led to a flurry of activity focused on the development of potential new therapies to inhibit their function. As a result, various pre-clinical mouse models with an intact immune system and stromal microenvironment are now heavily used. Here we describe three experimental protocols to test the efficacy of new therapeutics in pre-clinical models of (1) acute mucosal damage, (2) chronic colitis and/or colitis-associated colon cancer, and (3) sporadic colorectal cancer. We also outline procedures for serial endoscopic examination that can be used to document the therapeutic response of an individual tumor and to monitor the health of individual mice. These protocols provide complementary experimental platforms to test the effectiveness of therapeutic compounds shown to be well tolerated by mice.

We describe methods for longitudinal monitoring of the efficacy of therapeutics for the treatment of colonic pathologies in mice using a rigid endoscope. This protocol can be readily used for the characterization of the therapeutic response of an individual tumor in live mice and also for monitoring potential disease relapse.

라이브 마우스의 직렬 내시경 이미징을 사용하여 소장 병변에 대한 새로운 치료제의 효능의 비 침습적 평가

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic ...

A Rat Carotid Balloon Injury Model to Test Anti-vascular Remodeling Therapeutics

The rat carotid balloon injury is a well-established surgical model that has been used to study arterial remodeling and vascular cell proliferation. It is also a valuable model system to test, and to evaluate therapeutics and drugs that negate maladaptive remodeling in the vessel. The injury, or barotrauma, in the vessel lumen caused by an inflated balloon via an inserted catheter induces subsequent neointimal growth, often leading to hyperplasia or thickening of the vessel wall that narrows, or obstructs the lumen. The method described here is sufficiently sensitive, and the results can be obtained in relatively short time (2 weeks after the surgery). The efficacy of the drug or therapeutic against the induced-remodeling can be evaluated either by the post-mortem pathological and histomorphological analysis, or by ultrasound sonography in live animals. In addition, this model system has also been used to determine the therapeutic window or the time course of the administered drug. These studies can leadto the development of a better administrative strategy and a better therapeutic outcome. The procedure described here provides a tool for translational studies that bring drug and therapeutic candidates from bench research to clinical applications.

The rat carotid balloon injury model described below allows researchers to evaluate drugs or therapeutics that negate injury-induced arterial hyperplasia. Detailed pre-surgical preparation, surgical procedure, and post-surgical cares of the animal are described.

생쥐 경동맥 풍선 손상 모델은 반대로 혈관 리모델링의 치료를 테스트하는

The rat carotid balloon injury is a well-established surgical model that has been used to study arterial remodeling and vascular cell proliferation. It is ...

Through the Looking Glass: Time-lapse Microscopy and Longitudinal Tracking of Single Cells to Study Anti-cancer Therapeutics

The response of single cells to anti-cancer drugs contributes significantly in determining the population response, and therefore is a major contributing factor in the overall outcome. Immunoblotting, flow cytometry and fixed cell experiments are often used to study how cells respond to anti-cancer drugs. These methods are important, but they have several shortcomings. Variability in drug responses between cancer and normal cells, and between cells of different cancer origin, and transient and rare responses are difficult to understand using population averaging assays and without being able to directly track and analyze them longitudinally. The microscope is particularly well suited to image live cells. Advancements in technology enable us to routinely image cells at a resolution that enables not only cell tracking, but also the observation of a variety of cellular responses. We describe an approach in detail that allows for the continuous time-lapse imaging of cells during the drug response for essentially as long as desired, typically up to 96 hr. Using variations of the approach, cells can be monitored for weeks. With the employment of genetically encoded fluorescent biosensors numerous processes, pathways and responses can be followed. We show examples that include tracking and quantification of cell growth and cell cycle progression, chromosome dynamics, DNA damage, and cell death. We also discuss variations of the technique and its flexibility, and highlight some common pitfalls.

Here, we describe a method of long-term time-lapse microscopy to longitudinally track single cells in response to anti-cancer therapeutics.

유리를 통해 보면 : 시간 ​​경과 현미경 및 단일 세포의 종 추적 항암 치료를 공부하기

The response of single cells to anti-cancer drugs contributes significantly in determining the population response, and therefore is a major contributing ...

Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases

Remodeling of the brain vasculature is a common trait of brain pathologies. In vivo imaging techniques are fundamental to detect cerebrovascular plasticity or damage occurring overtime and in relation to neuronal activity or blood flow. In vivo two-photon microscopy allows the study of the structural and functional plasticity of large cellular units in the living brain. In particular, the thinned-skull window preparation allows the visualization of cortical regions of interest (ROI) without inducing significant brain inflammation. Repetitive imaging sessions of cortical ROI are feasible, providing the characterization of disease hallmarks over time during the progression of numerous CNS diseases. This technique accessing the pial structures within 250 &#956;m of the brain relies on the detection of fluorescent probes encoded by genetic cellular markers and/or vital dyes. The latter (e.g., fluorescent dextrans) are used to map the luminal compartment of cerebrovascular structures. Germane to the protocol described herein is the use of an in vivo marker of amyloid deposits, Methoxy-O4, to assess Alzheimer&#39;s disease (AD) progression. We also describe the post-acquisition image processing used to track vascular changes and amyloid depositions. While focusing presently on a model of AD, the described protocol is relevant to other CNS disorders where pathological cerebrovascular changes occur.

Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases

This manuscript describes a procedure to track the remodeling of the cerebrovasculature during amyloid plaque accumulation in vivo using longitudinal two-photon microscopy. A thinned-skull preparation enables the visualization of fluorescent dyes to assess the progression of cerebrovascular damage in a mouse model of Alzheimer&#39;s disease.

종<em&gt; 생체</em&gt;은 Cerebrovasculature의 이미징 : CNS 질환에 관련성

Remodeling of the brain vasculature is a common trait of brain pathologies. In vivo imaging techniques are fundamental to detect cerebrovascular ...

Intranasal Delivery of Therapeutic Stem Cells to Glioblastoma in a Mouse Model

The intrinsic tropism towards brain malignancies renders stem cells as promising carriers of therapeutic agents against malignant tumors. The delivery of therapeutic stem cells via the intranasal route is a recently discovered alternative strategy, with strong potential for clinical translation, due to its non-invasive nature compared to intracranial implantation or delivery via systemic routes. The lack of blood brain barrier further strengthens the therapeutic potential of stem cells undergoing intranasal brain entry. This article summarizes the essential techniques utilized in our studies and outlines the basic principles of intranasal strategy for stem cell delivery using a mouse model of intracranial glioma xenografts. We demonstrate the optimized procedures that generate consistent and reproducible results with specific predetermined experimental parameters and offer guidelines for streamlined work flow that ensure efficient execution and reliable experimental outcome. The article is designed to serve as a baseline for further experimental customization based on hypothesis, stem cell types, or tumor specifics.

Stem cells are promising therapeutic carriers to treat brain tumors due to their intrinsic tumor tropism. Non-invasive intranasal stem cell delivery bypasses the blood brain barrier and demonstrates strong potential for clinical translation. This article summarizes the basic principles of intranasal stem cell delivery in a mouse model of glioma.

마우스 모델에서 아교 모세포종에 치료 용 줄기 세포 비강 전달

The intrinsic tropism towards brain malignancies renders stem cells as promising carriers of therapeutic agents against malignant tumors. The delivery of ...

Novel Methods for Intranasal Administration Under Inhalation Anesthesia to Evaluate Nose-to-Brain Drug Delivery

Intranasal administration has been reported to be a potential pathway for nose-to-brain delivery of therapeutic agents that circumvents the blood-brain barrier. However, there have been few reports regarding not only the quantitative analysis but also optimal administration conditions and dosing regimens for investigations of nose-to-brain delivery. The limited progress in research on nose-to-brain pathway mechanisms using rodents represents a significant impediment in terms of designing nose-to-brain delivery systems for candidate drugs.
To gain some headway in this regard, we developed and evaluated two novel methods of stable intranasal administration under inhalation anesthesia for experimental animals. We also describe a method for the evaluation of drug distribution levels in the brain via the nose-to-brain pathway using radio-labeled [14C]-inulin (molecular weight: 5,000) as a model substrate of water-soluble macromolecules.
Initially, we developed a pipette-based intranasal administration protocol using temporarily openable masks, which enabled us to perform reliable administration to animals under stable anesthesia. Using this system, [14C]-inulin could be delivered to the brain with little experimental error.
We subsequently developed an intranasal administration protocol entailing reverse cannulation from the airway side through the esophagus, which was developed to minimize the effects of mucociliary clearance (MC). This technique led to significantly higher levels of [14C]-inulin, which was quantitatively detected in the olfactory bulb, cerebrum, and medulla oblongata, than the pipette method. This appears to be because retention of the drug solution in the nasal cavity was substantially increased by active administration using a syringe pump in a direction opposite to the MC into the nasal cavity.
In conclusion, the two methods of intranasal administration developed in this study can be expected to be extremely useful techniques for evaluating pharmacokinetics in rodents. The reverse cannulation method, in particular, could be useful for evaluating the full potential of nose-to-brain delivery of drug candidates.

Here, we describe two novel methods of stable intranasal administration under inhalation anesthesia with minimal physical stress for experimental animals. We also describe a method for quantitative evaluation of drug distribution levels in the brain via the nose-to-brain pathway using radiolabeled [14C]-inulin as a model substrate of water-soluble macromolecules.

Intranasal administration has been reported to be a potential pathway for nose-to-brain delivery of therapeutic agents that circumvents the blood-brain ...

Intratracheal Administration of Dry Powder Formulation in Mice

In the development of inhalable dry powder formulations, it is essential to evaluate their biological activities in preclinical animal models. This paper introduces a noninvasive method of intratracheal delivery of dry powder formulation in mice. A dry powder loading device that consists of a 200 &#181;L gel loading pipette tip connected to an 1 mL syringe via a three-way stopcock is presented. A small amount of dry powder (1-2 mg) is loaded into the pipette tip and dispersed by 0.6 mL of air in the syringe. Because pipette tips are disposable and inexpensive, different dry powder formulations can be loaded into different tips in advance. Various formulations can be evaluated in the same animal experiment without device cleaning and dose refilling, thereby saving time and eliminating the risk of cross-contamination from residual powder. The extent of powder dispersion can be inspected by the amount of powder remaining in the pipette tip. A protocol of intubation in mouse with a custom-made light source and a guiding cannula is included. Proper intubation is one of the key factors that influences the intratracheal delivery of dry powder formulation to the deep lung region of the mouse.

Dry powder formulations for inhalation have great potential in treating respiratory diseases. Before entering human studies, it is necessary to evaluate the efficacy of the dry powder formulation in preclinical studies. A simple and noninvasive method of the administration of dry powder in mice through the intratracheal route is presented.

쥐에서 건조 분말 제형의 장내 투여

In the development of inhalable dry powder formulations, it is essential to evaluate their biological activities in preclinical animal models. This paper ...

A Porcine Heterotopic Heart Transplantation Protocol for Delivery of Therapeutics to a Cardiac Allograft

Cardiac transplantation is the gold standard treatment for end-stage heart failure. However, it remains limited by the number of available donor hearts and complications such as primary graft dysfunction and graft rejection. The recent clinical use of an ex vivo perfusion device in cardiac transplantation introduces a unique opportunity for treating cardiac allografts with therapeutic interventions to improve function and avoid deleterious recipient responses. Establishing a translational, large-animal model for therapeutic delivery to the entire allograft is essential for testing novel therapeutic approaches in cardiac transplantation. The porcine, heterotopic heart transplantation model in the intraabdominal position serves as an excellent model for assessing the effects of novel interventions and the immunopathology of graft rejection. This model additionally offers long-term survival for the pig, given that the graft is not required to maintain the recipient's circulation. The aim of this protocol is to provide a reproducible and robust approach for achieving ex vivo delivery of a therapeutic to the entire cardiac allograft prior to transplantation and provide technical details to perform a survival heterotopic transplant of the ex vivo perfused heart.

We present a protocol for utilizing a normothermic ex vivo sanguinous perfusion system for the delivery of therapeutics to an entire cardiac allograft in a porcine heterotopic heart transplant model.

심장 동종이식편에 치료제를 전달하기 위한 돼지 이질성 심장 이식 프로토콜

Cardiac transplantation is the gold standard treatment for end-stage heart failure. However, it remains limited by the number of available donor hearts ...