يظهر البروتوكول عمليات جمع متكررة للسائل النخاعي والدم من الفئران المصابة بالصرع بالتوازي مع المراقبة المستمرة لتخطيط كهربية الدماغ بالفيديو (EEG). هذه مفيدة لاستكشاف الروابط المحتملة بين التغيرات في جزيئات سوائل الجسم المختلفة ونشاط النوبات.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يظهر البروتوكول عمليات جمع متكررة للسائل النخاعي والدم من الفئران المصابة بالصرع بالتوازي مع المراقبة المستمرة لتخطيط كهربية الدماغ بالفيديو (EEG). هذه مفيدة لاستكشاف الروابط المحتملة بين التغيرات في جزيئات سوائل الجسم المختلفة ونشاط النوبات.
نظرا لأن تكوين سوائل الجسم يعكس العديد من الديناميات الفسيولوجية والمرضية ، يتم الحصول على عينات السائل البيولوجي بشكل شائع في العديد من السياقات التجريبية لقياس الجزيئات ذات الأهمية ، مثل الهرمونات أو عوامل النمو أو البروتينات أو الحمض النووي الريبي الصغير غير المشفر. مثال محدد هو أخذ عينات من السوائل البيولوجية في البحث عن المؤشرات الحيوية للصرع. في هذه الدراسات ، من المستحسن مقارنة مستويات الجزيئات في السائل النخاعي (CSF) وفي البلازما ، عن طريق سحب السائل الدماغي الشوكي والبلازما بالتوازي والنظر في المسافة الزمنية لأخذ العينات من وإلى النوبات. يعد الجمع بين CSF وأخذ عينات البلازما ، إلى جانب مراقبة تخطيط كهربية الدماغ بالفيديو في المصابة بالصرع ، نهجا واعدا للتحقق من صحة المؤشرات الحيوية التشخيصية والتنبؤية المفترضة. هنا ، يتم وصف إجراء انسحاب السائل الدماغي الشوكي المشترك من الصهريج العظيم وأخذ عينات الدم من الوريد الجانبي للذيل في الفئران المصابة بالصرع والتي يتم مراقبتها باستمرار بواسطة تخطيط كهربية الدماغ بالفيديو. يوفر هذا الإجراء مزايا كبيرة مقارنة بالتقنيات الأخرى شائعة الاستخدام. يسمح بأخذ العينات بسرعة مع الحد الأدنى من الألم أو الغزو ، وتقليل وقت التخدير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه للحصول على عينات CSF والبلازما في كل من الفئران المسجلة EEG المربوطة والقياس عن بعد ، ويمكن استخدامه بشكل متكرر عبر أيام متعددة من التجربة. من خلال تقليل الإجهاد الناتج عن أخذ العينات عن طريق تقصير تخدير الأيزوفلوران ، من المتوقع أن تعكس التدابير بشكل أكثر دقة المستويات الحقيقية للجزيئات التي تم فحصها في السوائل الحيوية. اعتمادا على توافر مقايسة تحليلية مناسبة ، يمكن استخدام هذه التقنية لقياس مستويات جزيئات متعددة ومختلفة أثناء إجراء تسجيل EEG في نفس الوقت.
يعد السائل الدماغي الشوكي (CSF) وأخذ عينات الدم مهمين لتحديد المؤشرات الحيوية للصرع والتحقق من صحتها ، في كل من الأبحاث قبل السريرية والسريرية 1,2. في الوقت الحاضر ، يركز تشخيص الصرع ومعظم الأبحاث حول المؤشرات الحيوية للصرع على EEG والتصوير العصبي3،4،5. غير أن هذه النهج تنطوي على العديد من القيود. بصرف النظر عن قياسات فروة الرأس الروتينية ، في كثير من الحالات ، يتطلب تخطيط كهربية الدماغ تقنيات غازية مثل أقطاب العمق6. تتميز طرق تصوير الدماغ بضعف الدقة الزمنية والمكانية وهي مكلفة نسبيا وتستغرقوقتا طويلا 7,8. ولهذا السبب، فإن تحديد المؤشرات الحيوية غير الغازية والمنخفضة التكلفة والقائمة على السوائل الحيوية من شأنه أن يوفر بديلا جذابا للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن دمج هذه المؤشرات الحيوية للسوائل الحيوية مع مناهج التشخيص المتاحة لشحذ قدرتها على التنبؤ.
يتم تقديم المرضى الذين تم تشخيص إصابتهم بالصرع بشكل روتيني إلى EEG 9,10 وأخذ عينات الدم11,12,13,14 ، والعديد منهم أيضا إلى انسحاب السائل الدماغي النخاعي لاستبعاد الأسباب التي تهدد الحياة (مثل الالتهابات الحادة والتهاب الدماغ المناعي الذاتي)15. يمكن استخدام عينات الدم والسائل الدماغي الشوكي هذه في الأبحاث السريرية التي تهدف إلى تحديد المؤشرات الحيوية للصرع. على سبيل المثال ، وجد هوغ وزملاؤه في العمل أن الزيادة في ثلاث شظايا من الحمض النووي الريبي البلازمي تسبق حدوث النوبات في الصرع البشري14. وبالمثل ، يمكن لمستويات إنترلوكين -1بيتا (IL-1β) في السائل الدماغي النخاعي البشري والمصل ، معبرا عنها كنسبة من مستويات IL-1β في السائل الدماغي النخاعي على المصل ، أن تتنبأ بتطور الصرع بعد الصدمة بعد إصابة الدماغالرضحية 16. تسلط هذه الدراسات الضوء على أهمية أخذ عينات السوائل الحيوية لأبحاث المؤشرات الحيوية للصرع ، لكنها تواجه قيودا متعددة جوهرية للتجارب السريرية ، على سبيل المثال ، العامل التأسيسي للأدوية المضادة للصرع (AEDs) في الدم ، والنقص المتكرر في معلومات المسببات ، وعدم كفاية الضوابط ، وأعداد متواضعة من المرضى ، وغيرهم17،18.
توفر الأبحاث قبل السريرية فرصا أخرى للتحقيق في الجزيئات في السوائل الحيوية كمؤشرات حيوية محتملة للصرع. في الواقع ، من الممكن سحب البلازما و / أو السائل الدماغي الشوكي من أثناء إجراء تسجيلات EEG. علاوة على ذلك ، يمكن إجراء أخذ العينات بشكل متكرر عبر أيام متعددة من التجربة ، ويمكن استخدام عدد من عناصر التحكم المتطابقة مع العمر والجنس والصرع لتحسين قوة الدراسة. هنا ، يتم وصف تقنية مرنة للحصول على السائل الدماغي الشوكي من cisterna magna مع الانسحاب المتوازي للبلازما من الوريد الذيلي في الفئران التي يراقبها EEG بالتفصيل. التقنية المقدمة لها العديد من المزايا على الطرق البديلة. باستخدام نهج إبرة الفراشة ، من الممكن جمع السائل الدماغي النخاعي عدة مرات دون المساس بوظيفة أقطاب EEG أو غرسات الرأس المماثلة. وهذا يمثل صقلا لإجراءات سحب القسطرة داخل القراب ، والتي ترتبط بخطر مرتفع نسبيا للإصابة بالعدوى. بالإضافة إلى ذلك ، فإن نهج إسقاط السقوط الحر المبلغ عنه المستخدم لجمع الدم يتفوق على الأساليب الأخرى لسحب الدم في الوريد الذيل بسبب انخفاض خطر انحلال الدم بشكل كبير ، نظرا لحقيقة أن الدم لا يمر عبر الأنابيب ولا يتم تطبيق ضغط فراغ. إذا تم إجراؤها في ظل ظروف صارمة خالية من الجراثيم ، فهناك خطر منخفض بشكل خاص للإصابة بالحيوانات. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال بدء سحب الدم في نهاية ذيول ، يمكن تكرار أخذ العينات عدة مرات. من السهل إتقان هذه التقنيات ويمكن تطبيقها في العديد من الدراسات قبل السريرية لاضطرابات الجهاز العصبي المركزي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام بجامعة فيرارا ووزارة الصحة الإيطالية (الترخيص: D.M. 603/2022-PR) وفقا للمبادئ التوجيهية الموضحة في توجيه مجلس المجتمعات الأوروبية المؤرخ 24 نوفمبر 1986 (86/609 / EEC) بشأن حماية المستخدمة لأغراض تجريبية وعلمية أخرى. تم تعديل هذا البروتوكول خصيصا لمزيد من تحليلات تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR) للحمض النووي الريبي الصغير غير المشفر (sncRNAs) في السائل الدماغي الشوكي للفئران والبلازما التي تم الحصول عليها تحت سيطرة EEG في المصابة بالصرع. حسب اختياره ، يرجى الاطلاع على فيديو JoVE ذي الصلة لفهم أفضل وتحسينات الجراحة19،20،21.
1. إعداد للزرع الجراحي للأقطاب الكهربائية أو أجهزة القياس عن بعد
ملاحظة: تختلف تقنية الجراحة التجسيمية وفقا لنظام تخطيط كهربية الدماغ المستخدم. يوفر قسم الطريقة التالي وصفا للخطوات المشتركة بين نوعي العمليات الجراحية.
2. الزرع الجراحي للأقطاب المربوطة
ملاحظة: قبل إنشاء إجراء سحب السائل الدماغي الشوكي لهذا البروتوكول (انظر الخطوة 9 للحصول على التفاصيل) ، تم إجراء عمليات سحب متكررة من السائل الدماغي الشوكي عبر قنية إرشادية في عدد قليل من الفئران غير المخدرة التي تتحرك بحرية. تم استخدام ذات القنية المزروعة بأقطاب كهربائية مربوطة من أجل تقييم تأثير الغرسات ذات الرأس المزدوج على تسجيل EEG على المدى الطويل إلى جانب أخذ عينات متعددة من السائل الدماغي النخاعي. في هذه التجارب المحددة ، تم زرع الفئران بقنية إرشادية وهمية موضوعة في الصهريج العظيم ، تم إدخال طرفها 7 مم فيه بشكل مجسم ، وفقا للبروتوكولاتالمنشورة سابقا 22. كانت مناهج جراحة الزرع المزدوج مماثلة لتلك التي اعتمدها بعض العمال في الماضي لدليل غسيل الكلى وزرع القطب المربوط23,24.
3. الزرع الجراحي لأجهزة القياس عن بعد
ملاحظة: استخدم أجهزة قياس التحكم عن بعد المعقمة فقط. إذا تم إعادة استخدام أجهزة القياس عن بعد ، فقم بتنظيفها وتعقيمها قبل الجراحة وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. في هذا البروتوكول ، تم استخدام مقاييس تليمتر دولية لعلوم البيانات (DSI) لتسجيل EEG.
4. رعاية ما بعد الجراحة
5. حالة تحريض الصرع في الفئران
ملاحظة: للحصول على بروتوكول مفصل لتحريض حالة الصرع (SE) اللازم لإعادة إنتاج صرع الفص الصدغي المتوسط (mTLE) في الفئران ، راجع Guarino et al.25.
6. ربط الفيديو EEG في الفئران الصرع وتحليل نشاط النوبات
ملاحظة: يصف هذا القسم الإجراء التجريبي لتسجيل إشارات EEG في الفئران ذات المنزل الواحد والتي تتحرك بحرية في ظل الظروف القياسية. يجب ألا يحتوي القفص على أشياء يمكن أن يعلق فيها أو كابل التسجيل. اعتمادا على السؤال العلمي الذي يجب معالجته ، يمكن تحليل العديد من المعلمات. في حالة أبحاث الصرع ، يتم فحص آثار EEG للتعرف على النوبات الكهربائية والحركية. المعلمات الأكثر شيوعا المستخدمة لتحديد النوبة هي سعة وتواتر ومدة النشاط الكهربائي الانتيابي.
7. القياس عن بعد بالفيديو-EEG في الفئران المصابة بالصرع وتحليل نشاط النوبات
ملاحظة: يصف هذا القسم الإجراء التجريبي لتسجيل إشارات EEG للقياس الراديوي عن بعد في الفئران ذات المنزل الواحد والتي تتحرك بحرية في ظل الظروف القياسية. يعتمد البروتوكول على نظام القياس عن بعد المتاح تجاريا. ومع ذلك ، تختلف العديد من أنظمة القياس عن بعد اختلافا طفيفا في مواصفاتها الوظيفية والفنية. يجب اختيار النظام وفقا لمتطلبات المختبر وأهداف البحث.
8. إجراء جمع الدم من الوريد الذيل
ملاحظه. يتكون نظام جمع الدم الفراغي من إبرة فراشة (23 جم × 3/4 × 12 (0.8 مم × 19 مم × 305 مم). يمكن إجراء تقنية جمع الدم بسهولة بواسطة مشغل واحد وتستغرق العملية حوالي 5 دقائق.
9. إجراءات جمع السائل الدماغي النخاعي
ملاحظه. يمكن تنفيذ هذه التقنية بسهولة بواسطة مشغل واحد ، ويتطلب الإجراء حوالي 2-4 دقائق. المواد المستخدمة في جمع السائل الدماغي النخاعي هي إبر فراشة مفرغة منخفضة التكلفة تستخدم مرة واحدة وأنابيب استخراج. في هذا البروتوكول ، يتم استخدام مجموعة ضخ مجنحة فراشة متصلة بحقنة معقمة من أجل إنشاء الفراغ (الشكل 2 أ).
10. تحليل القياس الطيفي لجودة العينة
ملاحظة: بعد الجمع الصحيح لعينات السائل الدماغي الشوكي والبلازما ، تكون العينات جاهزة لتحليل مقياس الطيف الضوئي ولا تتطلب أي معالجة محددة. قياس امتصاص الهيموجلوبين عن طريق قياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية عند 414 نانومتر لتقييم خطر انحلال الدم في العينات. استخدم قيمة امتصاص قطع تبلغ 0.25 في عينات الفئران. قد يعتمد اختيار هذا الحد على تحليل qPCR اللاحق ومتطلباته المحددة للقياس الكمي ل sncRNAs.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم الإبلاغ عن نتائج إجراءات CSF وسحب الدم المختلفة التي أجريت في 9 فئران تحكم و 18 فأرا مزمنا مصابا بالصرع ، وكلها مزروعة بأقطاب كهربائية في شهر واحد بعد SE ، من حيث معدل النجاح. بعد الزرع ، تمت مراقبة جميع الفئران بالفيديو EEG لمدة شهر واحد ، تم خلالها سحب السائل الدماغي الشوكي بالإضافة إلى الدم 5x كل 3 أيام خلال الأسبوعين الأخيرين من التجربة (أي في الأيام 52 و 55 و 58 و 61 و 64 بعد SE ؛ dpSE). تم استخدام البيانات من عمليات سحب متعددة في مختلفة لمقارنة معدل نجاح جمع السائل الدماغي الشوكي في الفئران ذات الرأسين المزروعات...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يوضح هذا العمل تقنية سهلة الإتقان ل CSF وجمع الدم في الفئران ، والتي قد تكون مفيدة ليس فقط للدراسات في نماذج الصرع ولكن أيضا للحالات أو الأمراض العصبية الأخرى مثل مرض الزهايمر أو باركنسون أو التصلب المتعدد. في أبحاث الصرع ، تعتبر كل من إجراءات أخذ العينات إلى جانب تخطيط كهربية الدماغ بالفيديو مثالية عند متابعة العلاقة بين مستويات الجزيئات المختلفة القابلة للذوبان ونشاط النوبات. لهذا السبب المحدد ، تم استخدام تسجيل مستمر لتخطيط كهربية الدماغ بالفيديو: i) من أجل تشخيص الصرع بشكل صحيح أو ii) لمراقبة المراحل المختلفة لتطور ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم دعم هذه الدراسة بمنحة من برنامج عمل أفق 2020 التابع للاتحاد الأوروبي (اتصل ب H2020-FETOPEN-2018-2020) بموجب اتفاقية المنحة 964712 (PRIME ؛ إلى M. Simonato).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مجموعة جمع الدم BD Vacutainer Safety-Lok | BD Italy SpA ، ميلانو ، إيطاليا | 367246 | |
| أنابيب جمع الدم المادية (Microtainer K2E) BD | Italy SpA ، ميلانو ، إيطاليا | 365975 | مجموعة |
| التسريب المجنح الفراشة 23 جم × 3/4 بوصة 0.6 × 19 مم | نيبرو ، أوساكا ، اليابان & nbsp ؛ | PSY-23-ET-ICU | مادة |
| الطرد المركزي المبردة ALC PK 130R | DJB Labcare Ltd ، باكينجهامشير ، إنجلترا | 112000033 | مادة |
| خياطة القطن 3-0 | Ethicon ، Johnson & amp تقنيات جونسون الجراحية ، راريتان ، نيو جيرسي ، الولايات المتحدة الأمريكية | 7343H | مادة |
| ديازيبام 5 مجم / 2 مل ، Solupam | Dechra المنتجات البيطرية ، تورينو ، إيطاليا | 105183014 (AIC) | الحل |
| تسجيل الوسائط بالفيديو الرقمي 8 قنوات للقياس عن بعد إعداد EEG لعلوم | البيانات الدولية (DSI) ، سانت بول ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | PNM-VIDEO-008 | معدات |
| نظام المراقبة بالفيديو الرقمي لإعداد مخطط كهربية الدماغ المربوطة | شبكة EZVIZ ، هانغتشو ، سينا | EZVIZ (V5.3.2) | معدات |
| مطهر يعتمد على البيروكسيدات المستقرة ونشاط الأمونيوم الرباعي | مختبر Garcin-Bactinyl ، فرنسا | LB 920111 | الحل |
| دليل وهمي قنية 8 مم | Agn Tho's ، Lindig & ouml ؛ السويد | CXD-8 | مادة |
| القطب الكهربائي 3 قنوات | Invivo1 الملتوية ، البلاستيك واحد ، رونوك ، فيرجينيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | حامل قطب كهربائي مادي MS333 / 3-B / SPC | |
| للجراحة التجسيمية | Agn Tho's ، Lindig & ouml ؛ ، السويد | 1776-P1 | معدات |
| Eppendorf BioSpectrometer الأساسية | Eppendorf AG ، هامبورغ ، ألمانيا | 6137 | المعدات |
أنابيب Eppendorf PCR 0.2 مل | Eppendorf Srl ، ميلانو ، إيطاليا | 30124332 | المواد |
| Eppendorf & mu ؛ Cuvette G1.0 | Eppendorf AG ، هامبورغ ، ألمانيا | 6138 | إبرة تغذية المعدات |
| مرنة 17G للفئران | Agn Tho's ، Lindig & ouml ؛ السويد | 7206 | العشب المادي |
| Grass Technologies ، Natus Neurology Incorporated ، بليسانتون ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | معدات M665G08 (مضخم AS40 ، صندوق الرأس ، كابلات التوصيل ، نموذج تليفكتوري RPSA S40) | ||
| Isoflurane 100٪ ، IsoFlo | Zoetis ، روما ، إيطاليا | 103287025 (AIC) | محلول |
| الكيتامين (Imalgene) | Merial ، تولوز ، فرنسا | 221300288 ( AIC) | محلول |
| كلوريد الليثيوم ؛ | سيجما ألدريتش ، ميلانو ، إيطاليا | L9650 | مادة |
| قنية الحقن الدقيق 31G 9 مم | Agn Tho's ، Lindig & ouml ؛ السويد | CXMI-9 | المواد |
| MP150 وحدات الحصول على البيانات و نظام التحليل | Biopac ، Goleta ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | معدات MP150WSW | |
| مرهم بيطري للعيون ، Hylo night | Ursapharm ، ميلانو ، إيطاليا | 941791927 (AIC) | مادة |
| بيلوكاربين هيدروكلوريد | سيجما ألدريتش ، ميلانو ، إيطاليا | P6503 | مادة |
| أنبوب PTFE مع مفصل | Agn Tho's ، Lindig & ouml ؛ السويد | JT-10 | مادة |
| ملحية | 0.9٪ كلوريد الصوديوم ، درجة الحموضة تم تعديلها إلى 7.0 | محلول | |
| سكوبولامين هيدروبروميد ثلاثي هيدرات | سيجما ألدريتش ، ميلانو ، إيطاليا | S2250 | مادة |
| نترات ميثيل سكوبولامين | سيجما ألدريتش ، ميلانو ، إيطاليا | S1876 | مادة |
| الفضة & nbsp ؛ كريم سلفاديازين 1٪ | Sofar ، Trezzano Rosa ، ميلانو ، إيطاليا | 025561010 (AIC) | المواد |
| البسيطة الاسمنت الميثاكريليك السريع للأسنان ؛ | Kemdent ، Associated Dental Products Ltd ، سويندون ، المملكة المتحدة | ACR811 | |
| جهاز التجسيم | David Kopf Instruments ، لوس أنجلوس ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | نموذج 963 | معدات |
| محلول السكروز | 10٪ سكروز في الماء المقطر | محلي الصنع | |
| حقنة محلول محلية الصنع 1 مل & nbsp ؛ | Biosigma ، كونا ، البندقية ، إيطاليا | 20،71،26،03،00،350 | |
| عدادات المواد عن بعد | علوم البيانات الدولية (DSI) ، سانت بول ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | CTA-F40 | |
| آثار تتبع EEG | لعلوم البيانات الدولية (DSI) ، سانت بول ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | NeuroScore v3-0 | معدات |
| نظام القياس عن بعد | علوم البيانات الدولية (DSI) ، سانت بول ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | الأجهزة بالإضافة إلى البرامج Ponemah الأساسية 6.51 | المعدات |
| زيلازين هيدروكلوريد | سيجما ألدريتش ، ميلانو ، إيطاليا | X1251 | المواد |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.