يقدم هذا البروتوكول طريقة موثوقة لتقييم سلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB) في نموذج أسماك الزرد البالغة (Danio rerio) باستخدام تقييم إيفان القائم على الصبغة الزرقاء ، مما يتيح التحليل النوعي والكمي لاضطراب الأوعية الدموية العصبية.
مقالة منهجية
يقدم هذا البروتوكول طريقة موثوقة لتقييم سلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB) في نموذج أسماك الزرد البالغة (Danio rerio) باستخدام تقييم إيفان القائم على الصبغة الزرقاء ، مما يتيح التحليل النوعي والكمي لاضطراب الأوعية الدموية العصبية.
حاجز الدم في الدماغ (BBB) هو واجهة شبه منفذة التي تحافظ على توازن الجهاز العصبي المركزي (الجهاز العصبي المركزي) عن طريق تنظيم حركة المواد داخل وخارج الدماغ, وبالتالي حماية الأنسجة العصبية من العوامل الضارة المحتملة. يعد اضطراب BBB ميزة راسخة في العديد من الأمراض التنكسية العصبية ، بما في ذلك مرض باركنسون (PD) ومرض الزهايمر (AD) ، حيث تساهم زيادة النفاذية في تطور المرض وتفاقمه. على الرغم من أن أسماك الزرد البالغة (Danio rerio) معترف بها بشكل متزايد كنموذج قيم لدراسة الأمراض التنكسية العصبية ، إلا أن الطرق الموحدة لتقييم سلامة BBB في هذا النوع لا تزال محدودة. يصف هذا البروتوكول نهجا بسيطا وقابلا للتكرار وفعالا من حيث التكلفة لتقييم نفاذية BBB في أسماك الزرد البالغة من خلال تحليل تسرب صبغة إيفان الزرقاء (EB) من الأوعية الدموية العصبية إلى أنسجة المخ. تجمع الطريقة بين التصور النوعي والتحليل الكمي للصور لتوزيع EB للكشف عن اضطراب BBB. تشمل الخطوات الرئيسية الحقن المناسب داخل الصفاق لصبغة EB ، وتأكيد الدورة الدموية للصبغة الجهازية ، وتشريح الدماغ بعناية ، والتصوير المتسق وقياس شدة التدرج الرمادي. تم دمج الضوابط الإيجابية والسلبية للتحقق من صحة تغلغل الصبغة ودعم التفسير الدقيق. تظهر النتائج التمثيلية زيادة تسرب EB في أدمجة الزرد باركنسون مقارنة بالضوابط المحقونة بالمحلول الملحي ، مما يشير إلى زيادة نفاذية BBB. تتطلب هذه التقنية الحد الأدنى من المعدات المتخصصة وهي مناسبة للمختبرات ذات الموارد المحدودة. بشكل عام ، يوفر هذا البروتوكول أداة عملية للتحقيق في سلامة BBB في نماذج أسماك الزرد البالغة ويمكن تكييفه مع تطبيقات متنوعة ، بما في ذلك دراسات آليات المرض وتقييم التدخلات العلاجية التي تستهدف وظيفة الأوعية الدموية العصبية.
الحاجز الدموي الدماغي (BBB) هو واجهة فسيولوجية انتقائية وشبه منفذة تتكون بشكل أساسي من خلايا بطانة دماغية متخصصة ، مدعومة بالخلايا الطرفية والخلايا النجمية ، والتي تنظم التبادل الجزيئي بين مجرى الدم والفضاء الخلالي للدماغ للحفاظ على البيئة المكروية للجهاز العصبي المركزي (CNS). سلامتها ضرورية للحفاظ على توازن الجهاز العصبي المركزي وحماية الأنسجة العصبية من المواد الضارة أو السامة1. يعد اضطراب BBB سمة مرضية معترف بها جيدا في العديد من الأمراض التنكسية العصبية ، بما في ذلك مرض باركنسون (PD) ومرض الزهايمر والتصلب الجانبي الضموري2،3. تؤدي وظيفة BBB المعرضة للخطر إلى زيادة النفاذية ، مما يسمح للمركبات السامة للأعصاب والوسطاء الالتهابيين بالتسلل إلى أنسجة المخ ، وبالتالي تفاقم تطور المرض4. على هذا النحو ، يعد تقييم سلامة BBB أمرا بالغ الأهمية لاكتساب رؤى أعمق حول الآليات العصبية الوعائية والالتهابات الكامنة وراء هذه الاضطرابات.
بينما تظل نماذج القوارض في الجسم الحي والمختبر هي المعايير الذهبية لأبحاث BBB5 ، برزت أسماك الزرد (Danio rerio) كنموذج فقاريات قيم في علم الأعصاب نظرا لقابليتها للتتبع الجيني ، وفعاليتها من حيث التكلفة ، وسهولة التعامل ، وخصائص التشريح العصبي و BBB المحفوظة مع الثدييات6. على الرغم من استخدامها المتزايد في الدراسات التنكسية العصبية ، إلا أن طرق تقييم سلامة BBB في أسماك الزرد البالغة لا تزال محدودة7،8. تم استخدام تقنيات مثل حقن تتبع الفلورسنت أو المراسلين المعدلين وراثيا على نطاق واسع في اليرقات9،10 ، ولكنها تشكل تحديات كبيرة لدى البالغين بسبب التصبغ وانخفاض الشفافية. ومن ثم ، فإن الهدف من هذه الدراسة هو إنشاء بروتوكول بسيط وقابل للتكرار ويمكن إثباته بصريا لتقييم نفاذية BBB في أسماك الزرد البالغة باستخدام تسرب صبغة إيفان الأزرق (EB). تتضمن هذه الطريقة كلا من الملاحظة النوعية والقياس الكمي لتسرب الصبغة إلى أنسجة المخ ، مما يوفر أداة عملية لتقييم سلامة الأوعية الدموية العصبية في ظل الظروف المرضية.
توفر صبغة إيفان الزرقاء ، التي ترتبط بألبومين المصل ولا يمكنها عادة عبور BBB11 السليم ، بديلا عمليا لتقييم اضطراب الحاجز12. تم تطبيق تسرب EB على نطاق واسع في نماذج القوارض للكشف عن تسرب BBB في حالات مثل إصابات الدماغ الرضحية والسكتة الدماغية والالتهاب العصبي13. ومع ذلك ، فإن تطبيقه في أسماك الزرد البالغة ظل غير مستكشف إلى حد كبير. تقدم هذه الدراسة تكيفا جديدا لتقنية صبغة EB المحسنة لأسماك الزرد البالغة ، مما يتيح تقييما نوعيا وكميا موثوقا به لنفاذية BBB. هذه الطريقة فعالة من حيث التكلفة ، وتتطلب الحد الأدنى من المعدات المتخصصة ، ويمكن تحجيمها بسهولة لحيوانات متعددة ، مما يوفر ميزة عملية على الأساليب القائمة على التصوير الأكثر تعقيدا المستخدمة عادة في اليرقات.
باستخدام هذا البروتوكول ، قمنا بتقييم سلامة BBB في كل من أسماك الزرد البالغة الصحية وباركنسون. للحث على مرض باركنسون في الزرد ، تم إعطاء السم العصبي 1-ميثيل -4-فينيل -1،2،3،6-تتراهيدروبيريدين (MPTP) داخل الصفاق ، باتباع الطريقةالموصوفة سابقا 14. كشفت النتائج عن تسرب أكبر بشكل ملحوظ في أدمغة أسماك الزرد باركنسون ، بما يتفق مع اضطراب BBB الموثق جيدا الذي لوحظ في مرض باركنسون. تثبت هذه النتائج صحة حساسية وموثوقية الطريقة ، مما يدعم فائدتها في ربط أمراض الأوعية الدموية بالنتائج الجزيئية والسلوكية. وبالتالي ، تمثل هذه التقنية أداة قيمة للباحثين الذين يحققون في مساهمات الأوعية الدموية العصبية في الأمراض التنكسية العصبية ويمكن تطبيقها في كل من نماذج أسماك الزرد الوراثية والناجم عن السموم.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم اتباع هذا البروتوكول وسمحت به اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام (IACUC) التابعة للجامعة الإسلامية الدولية في ماليزيا (IIUM) ، مع الإشارة إلى الموافقة على أخلاقيات (الرقم المرجعي: IIUM / 504/14/2 / IACUC).
1. تحضير محلول مخزون صبغ إيفانز الأزرق
2. إدارة صبغة إيفانز الزرقاء لأسماك الزرد البالغة

الشكل 1: مقارنة لون البشرة بين الزرد العادي وسمك الزرد المحقون ب EB. (أ) سمك الزرد الطبيعي الذي يظهر لون بشرة بني نموذجي. (ب) سمك الزرد المحقون ب EB يظهر لونا مزرق ملحوظا ، مما يشير إلى الدوران الجهازي الناجح للصبغة. شريط المقياس = 1 سم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
3. إنشاء سيطرة إيجابية عن طريق إصابة جرح الطعن (SWI)
ملاحظة: إصابة جرح الطعن تكسر BBB وتمكن من تسرب EB في موقع الإصابة.

الشكل 2: إصابة الجرح طعنة للسيطرة الإيجابية. (أ) أدخل إبرة 31G لفترة وجيزة في telencephalon (دائرة حمراء) لتسهيل تغلغل صبغة EB في أنسجة المخ ؛ مقارنة جنبا إلى جنب بين الدماغ غير المصاب والدماغ المطعن ، (ب) المنظر الظهري لموقع الطعن (دائرة حمراء) ، (ج) منظر جانبي لموقع الطعنة. شريط المقياس = 1 مم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
4. التحليل النوعي لاستسرب EB
5. التحليل الكمي لاستسعاد EB
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم اختبار هذا البروتوكول على نموذج سمك الزرد باركنسون. يعد حل وسط BBB ظاهرة موثقة جيدا في مرضى باركنسون16،17،18 وفي نماذج باركنسونالمختلفة 19،20،21. للتحقيق في سلامة BBB في نموذج باركنسون لأسماك الزرد البالغة ، تمت مقارنة تسرب صبغة EB في أنسجة المخ بين الحقن الملحي (السيطرة) وسمك الزرد باركنسون. تم إنشاء نموذج PD لسمك الزرد البالغ ع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعد تقييم سلامة BBB أمرا ضروريا لفهم الفيزيولوجيا المرضية للأمراض المتعلقة بالدماغ ، حيث يمكن أن يتسبب BBB المخترق في تطور المرض ويزيد من تفاقمه4. على الرغم من أن سمكة الزرد البالغة قد ظهرت كنموذج فعال لدراسة الأمراض التنكسية العصبية ، إلا أن طرق تقييم سلامة BBB في هذا النوع لا تزال متخلفة8. يوفر البروتوكول المقدم هنا نهجا مباشرا وفعالا من حيث التكلفة لتقييم نفاذية BBB في أسماك الزرد البالغة من خلال تحليل تسرب صبغة EB من الأوعية الدموية الع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح.
تم تمويل هذا البحث من قبل وزارة التعليم العالي الماليزية (MoHE) في إطار برنامج منح البحوث الأساسية (FRGS) ، رقم المنحة FRGS19-125-0734. تم دعم المساعدة في النشر لهذه الدراسة من قبل كلية الطب ، جامعة Kebangsaan ماليزيا (UKM).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مسحوق الاغاروز | فيفانتيس | PC0701 | |
| صبغة إيفان الزرقاء | سيجما ألدريتش | E2129 | |
| فيجي إيمج | المعاهد الوطنية للصحة ، الولايات المتحدة الأمريكية | رابط التنزيل: https://imagej.net/software/fiji/downloads | |
| كاميرا مجهرية | شنتشن هاير للإلكترونيات المحدودة | HY-500M | |
| مسحوق بارافورمالديهايد (PFA) | سيجما ألدريتش | 158127 | |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) | سيجما ألدريتش | ص 4417 | |
| كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم) | HmbG للكيماويات | 7647-14-5 | |
| المجهر المجسم | شركة أوليمبوس | SZ40 | |
| وحدة تصفية الحقنة ، 0.45 & m | ميرك ميليبور | SLHV004SL |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن