Name: electrophoretic delivery of &#x3b3;-aminobutyric acid (gaba) into epileptic focus prevents seizures in mice
Uploaded: 2019-05-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Electrophoretic Delivery of Î³-aminobutyric Acid GABA into Epileptic Focus Prevents Seizures in Mice at JoVE.com

К.М.П. признает финансирование от гранта Международного ученого-Уитакера, находящегося в ведении Института международного образования. A. k. была спонсируется Мари Кюри IEF (No 625372). А.В. признает финансирование Европейского исследовательского совета (КЧП) в рамках программы исследования и инновационной деятельности Европейского союза Horizon 2020 (соглашение о предоставлении гранта No 716867). А.В. дополнительно признает инициативу превосходства Экс-Марсель университет-A * MIDEX, французский "инвестиции D'aviir" программы. Авторы признают д-ра Ильке Гуца, д-ра Сахику Наль, д-ра Винченцо Курто, д-ра Мэри Дональю, д-ра Марка Ферро и Зофиа Маглчук за участие в плодотворных дискуссиях.

Все экспериментальные процедуры проводились в соответствии с этическими принципами Института нейробиологии и одобрены местными этическими комитетами и ветеринарными управлениям.
Примечание: Семнадцать взрослых мужчин OF1 мышей были использованы для экс?...

<ol>
	<li>Kwan, P., Palmini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+switching+antiepileptic+drug+products+and+healthcare+utilization:+A+systematic+review.">Association between switching antiepileptic drug products and healthcare utilization: A systematic review.</a> Epilepsy &amp; Behavior. 73, 166-172 (2017).</li><li>Belleudi, V., 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=Studies+on+drug+switchability+showed+heterogeneity+in+methodological+approaches:+a+scoping+review.">Studies on drug switchability showed heterogeneity in methodological approaches: a scoping review.</a> Journal of Clinical Epidemiology. 101, 5-16 (2018).</li><li>Chen, B., 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=Psychiatric+and+behavioral+side+effects+of+antiepileptic+drugs+in+adults+with+epilepsy.">Psychiatric and behavioral side effects of antiepileptic drugs in adults with epilepsy.</a> Epilepsy &amp; Behavior. 76, 24-31 (2017).</li><li>Brodie, M. 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=Epilepsy,+Antiepileptic+Drugs,+and+Aggression:+An+Evidence-Based+Review.">Epilepsy, Antiepileptic Drugs, and Aggression: An Evidence-Based Review.</a> Pharmacological Reviews. 68 (3), 563-602 (2016).</li><li>Hamed, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+auditory+and+vestibular+toxicities+induced+by+antiepileptic+drugs.">The auditory and vestibular toxicities induced by antiepileptic drugs.</a> Expert Opinion on Drug Safety. 16 (11), 1281-1294 (2017).</li><li>Hamed, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+epilepsy+and+antiepileptic+drugs+on+sexual,+reproductive+and+gonadal+health+of+adults+with+epilepsy.">The effect of epilepsy and antiepileptic drugs on sexual, reproductive and gonadal health of adults with epilepsy.</a> Expert Review of Clinical Pharmacology. 9 (6), 807-819 (2016).</li><li>Roff Hilton, E. J., Hosking, S. L., Betts, T. I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+antiepileptic+drugs+on+visual+performance.">The effect of antiepileptic drugs on visual performance.</a> Seizure. 13 (2), 113-128 (2004).</li><li>Stafstrom, C. E., Carmant, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seizures+and+epilepsy:+an+overview+for+neuroscientists.">Seizures and epilepsy: an overview for neuroscientists.</a> Cold Spring Harbor Perspective in Medicine. 5 (6), (2015).</li><li>Arzimanoglou, 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=A+Review+of+the+New+Antiepileptic+Drugs+for+Focal-Onset+Seizures+in+Pediatrics:+Role+of+Extrapolation.">A Review of the New Antiepileptic Drugs for Focal-Onset Seizures in Pediatrics: Role of Extrapolation.</a> Paediatric Drugs. 20 (3), 249-264 (2018).</li><li>Avoli, M., 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=Specific+imbalance+of+excitatory/inhibitory+signaling+establishes+seizure+onset+pattern+in+temporal+lobe+epilepsy.">Specific imbalance of excitatory/inhibitory signaling establishes seizure onset pattern in temporal lobe epilepsy.</a> Journal of Neurophysiology. 115 (6), 3229-3237 (2016).</li><li>Badawy, R. A., Freestone, D. R., Lai, A., Cook, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epilepsy:+Ever-changing+states+of+cortical+excitability.">Epilepsy: Ever-changing states of cortical excitability.</a> Neuroscience. 222, 89-99 (2012).</li><li>Loscher, W., Brandt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevention+or+modification+of+epileptogenesis+after+brain+insults:+experimental+approaches+and+translational+research.">Prevention or modification of epileptogenesis after brain insults: experimental approaches and translational research.</a> Pharmacological Reviews. 62 (4), 668-700 (2010).</li><li>Porter, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+action+of+new+antiepileptic+drugs.">Mechanisms of action of new antiepileptic drugs.</a> Epilepsia. 30, (1989).</li><li>Rogawski, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diverse+mechanisms+of+antiepileptic+drugs+in+the+development+pipeline.">Diverse mechanisms of antiepileptic drugs in the development pipeline.</a> Epilepsy Research. 69 (3), 273-294 (2006).</li><li>Czapinski, P., Blaszczyk, B., Czuczwar, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+action+of+antiepileptic+drugs.">Mechanisms of action of antiepileptic drugs.</a> Current Topics in Medicinal Chemistry. 5 (1), 3-14 (2005).</li><li>Ye, H., Kaszuba, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+or+excitatory?+Optogenetic+interrogation+of+the+functional+roles+of+GABAergic+interneurons+in+epileptogenesis.">Inhibitory or excitatory? Optogenetic interrogation of the functional roles of GABAergic interneurons in epileptogenesis.</a> Journal of Biomedical Science. 24 (1), 93 (2017).</li><li>Loscher, W., Klitgaard, H., Twyman, R. E., Schmidt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+avenues+for+anti-epileptic+drug+discovery+and+development.">New avenues for anti-epileptic drug discovery and development.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 12 (10), 757-776 (2013).</li><li>Manchishi, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advances+in+Antiepileptic+Herbal+Medicine.">Recent Advances in Antiepileptic Herbal Medicine.</a> Current Neuropharmacology. 16 (1), 79-83 (2018).</li><li>Pitkanen, A., Sutula, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+epilepsy+a+progressive+disorder?+Prospects+for+new+therapeutic+approaches+in+temporal-lobe+epilepsy.">Is epilepsy a progressive disorder? Prospects for new therapeutic approaches in temporal-lobe epilepsy.</a> Lancet Neurology. 1 (3), 173-181 (2002).</li><li>Cohen, I., Navarro, V., Clemenceau, S., Baulac, M., Miles, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+origin+of+interictal+activity+in+human+temporal+lobe+epilepsy+in+vitro.">On the origin of interictal activity in human temporal lobe epilepsy in vitro.</a> Science. 298 (5597), 1418-1421 (2002).</li><li>Huberfeld, 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=Glutamatergic+pre-ictal+discharges+emerge+at+the+transition+to+seizure+in+human+epilepsy.">Glutamatergic pre-ictal discharges emerge at the transition to seizure in human epilepsy.</a> Nature Neuroscience. 14 (5), 627-634 (2011).</li><li>Bui, A., Kim, H. K., Maroso, M., Soltesz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcircuits+in+Epilepsy:+Heterogeneity+and+Hub+Cells+in+Network+Synchronization.">Microcircuits in Epilepsy: Heterogeneity and Hub Cells in Network Synchronization.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 5 (11), (2015).</li><li>Prince, D. A., Gu, F., Parada, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antiepileptogenic+repair+of+excitatory+and+inhibitory+synaptic+connectivity+after+neocortical+trauma.">Antiepileptogenic repair of excitatory and inhibitory synaptic connectivity after neocortical trauma.</a> Progress in Brain Research. 226, 209-227 (2016).</li><li>Nilsen, K. E., Cock, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+treatment+for+refractory+epilepsy:+hope+for+the+future.">Focal treatment for refractory epilepsy: hope for the future.</a> Brain Research: Brain Research Reviews. 44 (2-3), 141-153 (2004).</li><li>Martinkovic, L., Hecimovic, H., Sulc, V., Marecek, R., Marusic, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modern+techniques+of+epileptic+focus+localization.">Modern techniques of epileptic focus localization.</a> International Review of Neurobiology. 114, 245-278 (2014).</li><li>Nagaraj, V., 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=Future+of+seizure+prediction+and+intervention:+closing+the+loop.">Future of seizure prediction and intervention: closing the loop.</a> Journal of Clinical Neurophysiology. 32 (3), 194-206 (2015).</li><li>Osman, G. M., Araujo, D. F., Maciel, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ictal+Interictal+Continuum+Patterns.">Ictal Interictal Continuum Patterns.</a> Current Treatment Options in Neurology. 20 (5), 15 (2018).</li><li>Slezia, 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=Uridine+release+during+aminopyridine-induced+epilepsy.">Uridine release during aminopyridine-induced epilepsy.</a> Neurobiology of Disease. 16 (3), 490-499 (2004).</li><li>Baranyi, A., Feher, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convulsive+effects+of+3-aminopyridine+on+cortical+neurones.">Convulsive effects of 3-aminopyridine on cortical neurones.</a> Electroencephalography Clinical Neurophysiology. 47 (6), 745-751 (1979).</li><li>Szente, M., Baranyi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+aminopyridine-induced+ictal+seizure+activity+in+the+cat+neocortex.">Mechanism of aminopyridine-induced ictal seizure activity in the cat neocortex.</a> Brain Research. 413 (2), 368-373 (1987).</li><li>Proctor, C. M., 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=Electrophoretic+drug+delivery+for+seizure+control.">Electrophoretic drug delivery for seizure control.</a> Science Advances. 4 (8), eaau1291 (2018).</li><li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Paxinos and Franklin&#8217;s the Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates Fourth Edition. , (2012).</li><li>Pinault, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+stabilizing+craniotomy-duratomy+technique+for+single-cell+anatomo-electrophysiological+exploration+of+living+intact+brain+networks.">A new stabilizing craniotomy-duratomy technique for single-cell anatomo-electrophysiological exploration of living intact brain networks.</a> Journal of Neuroscience Methods. 141 (2), 231-242 (2005).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+animal+perfusion+fixation+for+rodents.">Whole animal perfusion fixation for rodents.</a> Journal of Visual Experiments. (65), e3564 (2012).</li><li>Picot, M. C., Baldy-Moulinier, M., Daures, J. P., Dujols, P., Crespel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+prevalence+of+epilepsy+and+pharmacoresistant+epilepsy+in+adults:+a+population-based+study+in+a+Western+European+country.">The prevalence of epilepsy and pharmacoresistant epilepsy in adults: a population-based study in a Western European country.</a> Epilepsia. 49 (7), 1230-1238 (2008).</li><li>Pati, S., Alexopoulos, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacoresistant+epilepsy:+from+pathogenesis+to+current+and+emerging+therapies.">Pharmacoresistant epilepsy: from pathogenesis to current and emerging therapies.</a> Cleve Clinical Journal of Medicine. 77 (7), 457-467 (2010).</li></ol>

Разрабатывая новый экспериментальный протокол в острой мыши модели эпилепсии, SLEs может быть успешно контролируется с помощью Мкмфм имплантированных в эпилептический фокус. Благодаря своей способности поставлять ГАМК с временной и пространственной точностью, 4AP-индуцированные SLEs кон...

Эпилепсия является четвертым наиболее распространенным неврологическим расстройством: около 1% населения страдает эпилепсией, и около одной трети пострадавших имеют периодические припадки. В большинстве случаев, припадки могут контролироваться с помощью лекарств. Тем не менее, медикаментозного лечения необходимо установить для каждого пациента индивидуально, где надлежащее дозирование может занять годы, чтобы найти1,2. Кроме того, большинство лекарств имеет серьезные побочные эффекты, которые снижают качество жизни3,4,5,6,7. Наконец, в 30% случаев пациенты устойчивы к лекарствам, а в случае постоянного единственного захвата генератора локуса, только резсективная Нейрохирургия может смягчить возникновение судорог8. Таким образом, Главная инициатива в современных исследованиях эпилепсии заключается в том, чтобы обнаружить новые стратегии, которые могут предотвратить рецидивирующие припадки у пациентов, находящихся в опасности, при одновременном снижении необходимости сильного медикаментозного лечения и инвазивных ресективных операций.
Эпилептические припадки возникают, когда есть дисбаланс в возбуждающих и тормозных схем либо по всему мозгу (обобщенные эпилепсии) или в локализованной части головного мозга (координационных эпилепсии), такие, что нейроны разряда в ненормальной моды9 , 10 , 11. противоэпилептические препараты могут действовать двумя различными способами в профилактике ареста: либо снижение возбуждения или усиление ингибирования12. В частности, они могут либо изменить электрическую активность нейрональных клеток, влияя на ионные каналы в клеточной мембране13 или действовать на химическую передачу между нейронами, влияя на тормозящий НЕЙРОМЕДИАТОР ГАМК или возбуждающих Глутамат в синапсах14,15. Для некоторых лекарств, режим действия неизвестен18. Кроме того, медикаментозного лечения оказывают непрерывное воздействие на пациентов и не может адаптироваться к распространенности динамики судорог. В идеале, препараты с конкретными механизмами действия будут действовать в зависимости от основных эпилептических процессов. Оптимальное лечение не коснется мозга interictally, но будет действовать сразу же, когда захват начинает развиваться. В отличие от этого, во всех случаях эпилепсии, лечение в настоящее время означает систематическое лечение, затрагивающих весь мозг и весь организм пациента9.
Эпилептические припадки могут появиться через много лет после первоначального оскорбления, такие как травма головного мозга. Период между первоначальным оскорблением и возникновением первых спонтанных изъятий характеризуется значительными молекулярными и клеточными реорганизациями, включая нейрональные смерти с исчезновением нейрональных сетевых соединений и аксональных Прорастание/неининтепатогенез с появлением новых соединений19,20,21. Как только припадки становятся повторяющимися, их частота и тяжесть, как правило, увеличиваются, вовлекая больше областей мозга. Важно отличать места захвата начала (эпилептогенного зоны) от сетей распространения, по мере того как правила генезиса захвата и распространения могут отличать. Исследования, выполненные на ткани человека и экспериментальные модели эпилепсии предоставили важные данные о реорганизации схем и их способность генерировать припадки20,21,22, 23. Однако трудно определить, являются ли эти реорганизации адаптивными реакциями или же они связаны с епилептоженесис или изъятием и распространением12.
Таким образом, локализация эпилептического фокуса и применение противоэпилептических препаратов на местном уровне являются одной из основных проблем в современных исследованиях эпилепсии. Несколько экспериментов с использованием животных моделей эпилепсии и некоторых клинических исследований, направленных на поиск наступления событий захвата и определить основные механизмы в мозге24,25,26,27. С этой целью, мы разработали новый экспериментальный протокол с использованием 4ap-индуцированной эпилепсии модель28,29,30,31 в острой мыши подготовки, которая позволяет точную вставки из трех устройств в данной области гиппокампа, где сетевая активность в естественных условиях манипулируют в весьма локализованные образом. Локализованные инъекции 4AP на стеклянной микропипетке помогает индуцировать эпилептические SLEs в локализованной месте в гиппокампе, в то время как с помощью романа полимерных основе Мкмфпа контроля захвата деятельности достигается одновременно путем записи нейронов электрической активности с записью сайтов устройства. Гиппокампа местной деятельности поле также контролируется с помощью мультиканальной кремния зонд в слой-специфического образом в коре головного мозга и в гиппокампе одновременно.
Недавно изобретенные датчики Мкпоон работают с помощью прикладного электрического поля для толчка заряженных препаратов, хранящихся в микрофлюидодическом канале через ионный обмен мембраны (IEM) и наружу к окружающим тканям (рис. 1). IEM выборочно транспортирует только один тип Иона (катион или анион) и, таким образом, работает, чтобы ограничить как пассивную диффузию в "выключном" состоянии, так и транспортировку противоположно заряженных видов из окружающей ткани в устройство. Электрическое поле создается по требованию, применяя небольшое напряжение (< 1 V) между исходным электродом, который является внутренним к микрофлюидному каналу, и целевым электродом, который является внешним к устройству (в данном случае, головной винт на животной модели). Скорость доставки лекарственных средств пропорциональна прикладному напряжению и измеряемой текущей между источником и целевыми электродами. Точная возможность доставки лекарственных препаратов является одним из основных преимуществ Мкмфк. Еще одним важным преимуществом, по сравнению с fluiудической или давлением на основе системы доставки наркотиков, является то, что в мкмпоон есть только незначительное увеличение давления на выходе поставки наркотиков, как наркотики поставляются через IEM без их перевозчика решения.
Существует небольшое количество пассивной утечки ГАМК, когда Мкмфв является "выключен", но это было обнаружено не эффект SLEs. Мкмфв производится на заказ после обычных методов микроизготовления, которые мы сообщали ранее31.
Поскольку одним из способов предотвращения периодических изъятий является блокада сетевых разрядов в самом начале или даже до первого случая захвата, представленный метод для доставки тормозных нейромедиаторов ГАМК в эпилептический фокус имеет большое Терапевтический потенциал для контроля захвата у пациентов с очаговых эпилепсии. Так как ГАМК является эндогенного субстрата, он оставляет внутренние нейронные свойства без изменений в физиологических концентрациях. Местное применение низких уровней ГАМК будет только влиять на клетки естественно реагировать на ингибирование, и только вызвать аналогичные эффекты для физиологического ингибирования, в отличие от глубокой стимуляции мозга (ГСМ), который имеет неспецифичные действия, стимулируя все клетки нейронной сети в своей среде, вызывая неоднозначную реакцию с участием как возбуждение и ингибирование. В заключение, предлагаемый метод предусматривает более конкретный подход к контролю захвата, чем ГСМ.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >4AP</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >275875</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Alexa Fluor 488</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab15007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Amplifier</td>
			<td>Neuralynx, Montana, USA</td>
			<td >Digital Lynx 4SX</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Amplifier</td>
			<td >Ampliplex</td>
			<td >KJE-1001</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Atlas Stereotaxique&#160;</td>
			<td>Allen Atlas</td>
			<td>978-0470054086</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Borosilica glass pipette</td>
			<td >Sutter</td>
			<td >BF120-69-15</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Brain Matrix</td>
			<td >WPI&#160;</td>
			<td >RBMA-200C</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bone trimmer</td>
			<td >FST</td>
			<td >16109-14</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Confocal microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>LSM 510</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Connector</td>
			<td>INSTECH</td>
			<td>SC20/15</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Coton tige</td>
			<td>Monoprix</td>
			<td>EMD 6107OD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cover slip</td>
			<td >Menzel-Glass</td>
			<td >15747592</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DiI Stain&#160;</td>
			<td >Thermo Fisher</td>
			<td >D282</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DMSO</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >11412-11</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Drill</td>
			<td>FOREDOM</td>
			<td>K1070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Forceps</td>
			<td >F.S.T.</td>
			<td >11412-11</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >GABA</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A2129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >GFAP Monoclonal Antibody</td>
			<td>Thermofisher</td>
			<td>53-9892-80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >GOPS</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>440167-100M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hamilton seringe&#160;</td>
			<td>Hamilton&#160;</td>
			<td>80330</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Headscrew</td>
			<td>Component Supply</td>
			<td>TX00-2FH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Heating pad&#160;</td>
			<td>Harvard apparatus</td>
			<td>341446</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Injection Pump</td>
			<td>WPI&#160;</td>
			<td>UMP3-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Keithley</td>
			<td >Tektoronix</td>
			<td >216A</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ketamine</td>
			<td>Renaudin</td>
			<td>5787419</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Magnetic holder</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>GJ-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Mice</td>
			<td>Charles River</td>
			<td>612</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Motoric manipulator</td>
			<td>Scientifica, UK</td>
			<td >IVM</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Na2HPO4</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >255793</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >NaH2PO4</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >7558807</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >NeuroTrace DiI&#160;</td>
			<td>Thermofisher</td>
			<td>N22880</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Paper towel</td>
			<td>KIMBERLY CLARK</td>
			<td>7552000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PB</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P4417</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PEDOT:PSS</td>
			<td>CLEVIOS</td>
			<td>81076212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PFA</td>
			<td>Acros Organic</td>
			<td>30525-89-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Rectal temperature probe</td>
			<td>Harvard apparatus</td>
			<td>521591</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ropivacaine&#160;</td>
			<td>KABI</td>
			<td>1260216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Saline</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>7982</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Scalpel</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>AUST R195806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Seringue&#160;</td>
			<td>BD Medical</td>
			<td>324826</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Serrefine clamp</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>18050-28</td>
			<td>4 is recommended</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Silicon probe</td>
			<td>NeuroNexus, Michigan, USA</td>
			<td>A2x16-10mm-50-500-177 or A1x16-5mm-150-703</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Stereotoxic frame</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51733U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Superfrost Slide</td>
			<td >ThermoScientific</td>
			<td >J38000AMNZ</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Tubing</td>
			<td >INSTECH</td>
			<td >LS20</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vaseline&#160;</td>
			<td>Laboratoire Gilbert</td>
			<td>3518646126611</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vectashield DAPI</td>
			<td>Vector Laboratories, California, USA</td>
			<td>H-1200-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vibratome, Leica VT1200S</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>1491200S001</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Xylazine&#160;</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>4007221032311</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrophoretic delivery of &#x3b3;-aminobutyric acid (gaba) into epileptic focus prevents seizures in mice

Эпилепсия представляет собой группу неврологических расстройств, которые затрагивают миллионы людей во всем мире. Хотя лечение с помощью лекарств полезно в 70% случаев, серьезные побочные эффекты влияют на качество жизни пациентов. Кроме того, высокий процент больных эпилепсией лекарственно устойчивы; в их случае необходима Нейрохирургия или нейростимуляция. Таким образом, основная цель исследований эпилепсии заключается в том, чтобы обнаружить новые методы лечения, которые либо способны лечить эпилепсией без побочных эффектов, либо предотвращать рецидивирующие припадки у лекарственно устойчивых пациентов. Нейроинженерия предоставляет новые подходы с помощью новых стратегий и технологий, чтобы найти лучшие решения для лечения эпилептических пациентов в опасности.
В качестве демонстрации романа экспериментальный протокол в острой мыши модель эпилепсии, прямой на месте электрофоореотической системы доставки наркотиков используется. А именно, нейронный зонд, включающий микрофлюидный ионный насос (Мкпоон) для доставки наркотиков по требованию и одновременной записи локальной нервной деятельности, имплантируется и демонстрируется, чтобы быть способным контролировать индуцированный 4-аминоопидин (4AP-индуцированный) захват мероприятия (СКВ). Концентрация γ-аминомасляная кислота (ГАМК) хранится в физиологическом диапазоне, точный контроль доставки ГАМК для достижения противоэпилептического эффекта в захвате фокус, но не вызывает гиперингибирование индуцированной отскок всплесков. Метод позволяет обнаруживать патологическую активность и вмешательство для прекращения судорог путем доставки тормозных нейромедиаторов непосредственно в эпилептический фокус с точным пространческим контролем.
В результате разработок в экспериментальном методе, SLEs могут быть вызваны в высоко локализованные образом, что позволяет захват контроля точно настроенной ГАМК доставка на начало захвата.

Используя процедуру, представленную здесь, с моделью эпилепсии 4AP у обезболированных мышей, контроль эпилептических припадков может быть достигнут в эпилептических фокус. Точная локализация имплантатов (рис.2) помогла записать гиппокампал локальных п...

Watch this Scientific Journal Video about Electrophoretic Delivery of Î³-aminobutyric Acid GABA into Epileptic Focus Prevents Seizures in Mice at JoVE.com

Electrophoretic Delivery of &#947;-aminobutyric Acid GABA into Epileptic Focus Prevents Seizures in Mice

Проблема эпилепсии исследования заключается в разработке новых методов лечения для пациентов, где классическая терапия является недостаточным. С помощью нового протокола-с помощью имплантируемой системы доставки лекарств-мы в состоянии контролировать припадки в обезболированных мышей электрофореотической доставки ГАМК в эпилептический фокус.

Электрофоновая доставка γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) в эпилептический фокус предотвращает судороги у мышей

Epilepsy is a group of neurological disorders which affects millions of people worldwide. Although treatment with medication is helpful in 70% of the ...

Наш протокол использует местное администрирование естественного ингибирующего нейромедиатора ГАМК с помощью очень нового устройства, которое может предложить новое решение в лечении эпилептических припадков. Микроаэрофильной ионный насос позволяет нам иметь очень точный контроль над точно, когда и где мы поставляем наркотики. Точно резьбовая электрофоретическая доставка может быть изменена для лечения других неврологических заболеваний.Еще одним преимуществом этого метода доставки наркотиков является то, что есть очень незначительное увеличение давления в розетке доставки наркотиков, потому что нет жидкости, которая на самом деле доставляется. Скорее, это просто молекулы наркотиков сами. Поскольку тесная локализация зондов будет представлять наибольшую проблему, очень желательно проверить их углы выравнивания и позиционирования с манекен зондов в стереотаксисе кадра.Начните с фиксации головы обезболивающей мыши в стереотаксисной раме и с помощью 30 калибровочных игл для инъекций местного анальгетики подкожно в запланированном месте разреза. Через пять минут используйте скальпель, чтобы сделать разрез средней линии в черепе. И использовать тонкие миппы, чтобы аккуратно втягивать кожу.Зажим кожи с бульдогом Serofine зажимы. И очистите обив поверхность черепа от фасции. Используя зубную дрель с тонкой, круглой 0,4-миллиметровой буровой бит, просверлите отверстие в черепе над мозжечок, пока дура не будет видна.Поместите землю винт в отверстие и использовать точность отвертки, чтобы повернуть винт, пока он не достигнет верхней части мозжечка. Используя стереотаксисную раму, измерьте стереотаксис координаты для желаемой области мозга и используйте сверло, установленное на быстрой скорости, чтобы разбавить область черепа диаметром примерно от одного до двух миллиметров, о целевой области, пока не останется тонкая, хорошо отполированная прозрачная костная мембрана. Затем используйте на заказ крючковатый кончик иглы, чтобы удалить дуру и добавить каплю солевого раствора в результате отверстие.Для многоканаканной вставки кремниевого зонда поместите зонд на стереотаксисную руку, прикрепленную к магнитному держателю, и поместите руку рядом со стереотаксисной рамой. Установите стереотаксисные руки в небольшой 20-градусный передний-задний угол, чтобы оставить достаточно места для позиционирования двух других имплантатов. И подключите зонд к головной сцене и к первому винту.Используйте микрон-точную стереотаксисную руку, чтобы медленно опустить кремниевый зонд в гиппокамп и инициировать программное обеспечение для записи электрических нейронных сигналов при перемещении многоканального кремниевого зонда из верхней части коры до тех пор, пока не будет достигнуто целевое спиновое положение. Затем одновременно записыв локальный полевой потенциальный сигнал от слоев коры головного мозга и гиппокампа во время проникновения на экран компьютера и используйте волновую активность в пирамидальных слоях гиппокампа в записанном локальном полевом потенциале в качестве маркера целевой зоны. Для заполнения микрофлюидного ионового насоса подключите трубки к входу насоса и заполните зонд раствором 0,05 молярной ГАМК.Удалите трубки, и закрыть вход с парафиновой пленкой упаковки и убедитесь, что микрофлюидный ионный насос крепится надежно к держателю. Позаботьтесь при монтаже держателя к руке микроманипулятора перед подключением электрического приводит к блоку измерения источника. С стереотаксисом руку на 20-градусный медио-боковой угол, опустите насос медленно с осяными движениями как можно ближе к зонду, как это возможно, не давая насос изгиб, пока насос не достигнет спиновой координаты отрицательных 1200 микрометров от корковой поверхности.В рамках подготовки к индукции захвата, удалить металлическую иглу концентратор 10-микролитровый шприц и исправить borosilicate микропипет на кончик шприца. Поместите концентратор над кончиком микропайпета и распо поместите шприц под углом 20 градусов боковой медиаль. Используйте автоматизированный микроинъекции насос для загрузки от 500 до 1000 нанолитров 50 миллимолярный полный аминопиридин в искусственной спинномозговой жидкости в шприц и снизить стекло микропипют до спинсовалентной координатной позиции.Введи 250 нанолитров раствора в мозг и инициировать запись в программном обеспечении. Затем следите за экраном и ждите первого межиктального всплеска, прежде чем применять один вольт между источником и целью в течение 100 секунд и одну секунду в течение 30 циклов, чтобы доставить решение ГАМК. Точная локализация имплантатов помогает в записи гиппокампа местных полевых потенциалов, вызывая небольшие изъятия гиппокампа, и доставки ГАМК в начале захвата.Кроме того, локализация имплантатов может быть проверена после каждого эксперимента по пост-специальной гистологии. Здесь, пример того, когда захват, как события могут быть остановлены с доставкой ГАМК по роману нейронального зонда, включая микрофлюидный зонд показано. Когда четыре аминопиридин был введен в большую площадь или на верхней части коры головного мозга, эпилептические припадки стали обобщенными, так что доставленный ГАМК не смог изменить степень эпилептических припадков.Примечательно, что доставка ионов натрия не существенно повлияла на четыре аминопиридин-индуцированной активности. Таким образом, этот протокол может быть полезен для любой стереотаксисной хирургии, которая включает в себя имплантацию нескольких хрупких зондов. С помощью микрофлюидного ионового насоса, другие виды в заряженных молекул может быть введен для лечения не только эпилепсии, но и других неврологических заболеваний.Электрофоретическая доставка в тканях, межгосударственных представляет собой новый подход в целом доставки видов в любой мягкой ткани. Позаботьтесь об особом уходе при применении 4AP, так как это токсин и вызывает эпилепсию.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrophoretic Delivery of &#x3B3;-aminobutyric Acid (GABA) into Epileptic Focus Prevents Seizures in Mice

GABA-activated Single-channel and Tonic Currents in Rat Brain Slices

ГАМК-активированный Одноканальный с тоником токи в ломтики мозга крысы

The GABAA channels are present in all neurons and are located both at synapses and outside of synapses where they generate phasic and tonic currents, ...

Efficient Gene Delivery into Multiple CNS Territories Using In Utero Electroporation

Efficient Gene Delivery into Multiple CNS Territories Using In Utero Electroporation

Эффективное доставки генов в нескольких территориях ЦНС Использование In Utero Электропорация

The ability to manipulate gene expression is the cornerstone of modern day experimental embryology, leading to the elucidation of multiple developmental ...

Extinction Training During the Reconsolidation Window Prevents Recovery of Fear

Вымирание обучение в течение Обратное уплотнение окон невозможным восстановление страха

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents ...

Direct Intraventricular Delivery of Drugs to the Rodent Central Nervous System

Прямая Внутрижелудочковая поставке лекарственных препаратов грызунов центральной нервной системы

Due to an inability to cross the blood brain barrier, certain drugs need to be directly delivered into the central nervous system (CNS). Our lab focuses ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

Быстрый Micro-ионтофорезом глутамата и ГАМК: полезный инструмент по расследованию Synaptic интеграции

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Lineage-reprogramming of Pericyte-derived Cells of the Adult Human Brain into Induced Neurons

Lineage-перепрограммирование перицитов клеток, полученных из взрослых мозга человека в индуцированные нейронов

Direct lineage-reprogramming of non-neuronal cells into induced neurons (iNs) may provide insights into the molecular mechanisms underlying neurogenesis ...

Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery

Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery

Mouse микрохирургии Настой Техника для Targeted вещества Доставка в ЦНС<i&gt; с помощью</i&gt; Артерию внутренней сонной

Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous ...

Subpial Adeno-associated Virus 9 (AAV9) Vector Delivery in Adult Mice

Subpial Adeno-associated Virus 9 AAV9 Vector Delivery in Adult Mice

Субпиальный адено-ассоциированный вирус 9 (AAV9) Доставка векселей для взрослых мышей

The successful development of a subpial adeno-associated virus 9 (AAV9) vector delivery technique in adult rats and pigs has been reported on previously. ...

Whole-cell Currents Induced by Puff Application of GABA in Brain Slices

Поклеточного течения индуцированных слоеного применение ГАМК в мозге ломтиками

Pharmacological administration is commonly used when conducting whole-cell patch-clamp recording in brain slices. One of the best methods of drug ...

Quantitative Cell Biology of Neurodegeneration in Drosophila Through Unbiased Analysis of Fluorescently Tagged Proteins Using ImageJ

Quantitative Cell Biology of Neurodegeneration in Drosophila Through Unbiased Analysis of Fluorescently Tagged Proteins Using ImageJ

Количественные клеточной биологии нейродегенеративные у дрозофилы путем объективного анализа дневно тегами белков с помощью ImageJ

With the rising prevalence of neurodegenerative diseases, it is increasingly important to understand the underlying pathophysiology that leads to neuronal ...