Name: زرع مضخة صغيرة تناضحية لزيادة تركيز الجلوكوز في السائل النخاعي للفأر (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-07T14:20:00.000+00:00
Duration: 6 min 21 s
Description: تعلم زرع مضخة تناضحية صغيرة لرفع مستويات الجلوكوز في السائل النخاعي للفأر دون تغيير سكر الدم. تُستخدم هذه الطريقة لدراسة تأثيرات الجلوكوز العالي على الوظائف الدماغية والتنكس العصبي.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

تمنح المعاهد الوطنية للصحة DK124619 إلى شركة المملكة القابضة.
صناديق بدء التشغيل وجائزة البحوث التجريبية، قسم الطب، جامعة روتشستر، نيويورك، إلى شركة المملكة القابضة.
جائزة معهد دل مونتي للبحوث التجريبية لعلم الأعصاب، جامعة روتشستر، إلى شركة المملكة القابضة.
جائزة البحوث الجامعية، مكتب نائب الرئيس للأبحاث، جامعة روتشستر، نيويورك، إلى شركة المملكة القابضة.
قامت MUR بتصميم وتنفيذ الطريقة ، وتحليل النتائج ، وإعداد الرسوم البيانية والأشكال ، وكتابة المخطوطة وتحريرها. قامت شركة المملكة القابضة بوضع تصور الدراسة والإشراف عليها، وتحليل النتائج، وكتابة المخطوطة وتحريرها. شركة المملكة القابضة هي الضامن لهذا العمل. وافق جميع المؤلفين على النسخة النهائية من المخطوطة.

<ol><li>Moheet, A., Mangia, S., Seaquist, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+diabetes+on+cognitive+function+and+brain+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+New+York+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Impact of diabetes on cognitive function and brain structure.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1353, 60-71 (2015).</li>
<li>Takeda, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diabetes-accelerated+memory+dysfunction+via+cerebrovascular+inflammation+and+Abeta+deposition+in+an+Alzheimer+mouse+model+with+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Diabetes-accelerated memory dysfunction via cerebrovascular inflammation and Abeta deposition in an Alzheimer mouse model with diabetes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (15), 7036-7041 (2010).</li>
<li>Arvanitakis, Z., Wilson, R. S., Bienias, J. L., Evans, D. A., Bennett, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diabetes+mellitus+and+risk+of+Alzheimer+disease+and+decline+in+cognitive+function%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Diabetes mellitus and risk of Alzheimer disease and decline in cognitive function.</a> Archives of Neurology. 61 (5), 661-666 (2004).</li>
<li>Zilliox, L. A., Chadrasekaran, K., Kwan, J. Y., Russell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diabetes+and+cognitive+impairment%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Diabetes+Reports%22%5BJournal%5D)">Diabetes and cognitive impairment.</a> Current Diabetes Reports. 16 (9), 87(2016).</li>
<li>Reno, C. M., Litvin, M., Clark, A. L., Fisher, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defective+counterregulation+and+hypoglycemia+unawareness+in+diabetes%3A+mechanisms+and+emerging+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22Endocrinology+and+Metabolism+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Defective counterregulation and hypoglycemia unawareness in diabetes: mechanisms and emerging treatments.</a> Endocrinology and Metabolism Clinics of North America. 42 (1), 15-38 (2013).</li>
<li>Cryer, P. E., Davis, S. N., Shamoon, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoglycemia+in+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes+Care%22%5BJournal%5D)">Hypoglycemia in diabetes.</a> Diabetes Care. 26 (6), 1902-1912 (2003).</li>
<li>Hwang, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoglycemia+unawareness+in+type+1+diabetes+suppresses+brain+responses+to+hypoglycemia%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Hypoglycemia unawareness in type 1 diabetes suppresses brain responses to hypoglycemia.</a> The Journal of Clinical Investigation. 128 (4), 1485-1495 (2018).</li>
<li>Cryer, P. E., Gerich, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glucose+counterregulation%2C+hypoglycemia%2C+and+intensive+insulin+therapy+in+diabetes+mellitus%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Glucose counterregulation, hypoglycemia, and intensive insulin therapy in diabetes mellitus.</a> The New England Journal of Medicine. 313 (4), 232-241 (1985).</li>
<li>Tigchelaar, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elevated+cerebrospinal+fluid+glucose+levels+and+diabetes+mellitus+are+associated+with+activation+of+the+neurotoxic+polyol+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetologia%22%5BJournal%5D)">Elevated cerebrospinal fluid glucose levels and diabetes mellitus are associated with activation of the neurotoxic polyol pathway.</a> Diabetologia. 65 (7), 1098-1107 (2022).</li>
<li>Zheng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+decline+in+type+2+diabetic+db%2Fdb+mice+may+be+associated+with+brain+region-specific+metabolic+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Biochimica+et+Biophysica+Acta.+Molecular+Basis+of+Disease%22%5BJournal%5D)">Cognitive decline in type 2 diabetic db/db mice may be associated with brain region-specific metabolic disorders.</a> Biochimica et Biophysica Acta. Molecular Basis of Disease. 1863 (1), 266-273 (2017).</li>
<li>Ernst, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diabetic+db%2Fdb+mice+exhibit+central+nervous+system+and+peripheral+molecular+alterations+as+seen+in+neurological+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Diabetic db/db mice exhibit central nervous system and peripheral molecular alterations as seen in neurological disorders.</a> Translational Psychiatry. 3 (5), 263(2013).</li>
<li>Wang, Y., Yang, Y., Liu, Y., Guo, A., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+impairments+in+type+1+diabetes+mellitus+model+mice+are+associated+with+synaptic+protein+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Cognitive impairments in type 1 diabetes mellitus model mice are associated with synaptic protein disorders.</a> Neuroscience Letters. 777, 136587(2022).</li>
<li>Jolivalt, C. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Type+1+diabetes+exaggerates+features+of+Alzheimer%27s+disease+in+APP+transgenic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Type 1 diabetes exaggerates features of Alzheimer's disease in APP transgenic mice.</a> Experimental Neurology. 223 (2), 422-431 (2010).</li>
<li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22Paxinos+and+Franklin%27s+The+mouse+brain+in+stereotaxic+coordinates%22">Paxinos and Franklin's The mouse brain in stereotaxic coordinates</a>. , Academic Press. (2019).</li>
<li>Vinik, A. I., Maser, R. E., Mitchell, B. D., Freeman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diabetic+autonomic+neuropathy%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes+Care%22%5BJournal%5D)">Diabetic autonomic neuropathy.</a> Diabetes Care. 26 (5), 1553-1579 (2003).</li>
<li>Furman, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Streptozotocin-induced+diabetic+models+in+mice+and+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols%22%5BJournal%5D)">Streptozotocin-induced diabetic models in mice and rats.</a> Current Protocols. 1 (4), 78(2021).</li>
<li>Grieb, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracerebroventricular+streptozotocin+injections+as+a+model+of+Alzheimer%27s+disease%3A+in+search+of+a+relevant+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Intracerebroventricular streptozotocin injections as a model of Alzheimer's disease: in search of a relevant mechanism.</a> Molecular Neurobiology. 53 (3), 1741-1752 (2016).</li>
<li>Kealy, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+inflammation+alters+brain+energy+metabolism+in+mice+and+humans%3A+role+in+suppressed+spontaneous+activity%2C+impaired+cognition%2C+and+delirium%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Acute inflammation alters brain energy metabolism in mice and humans: role in suppressed spontaneous activity, impaired cognition, and delirium.</a> The Journal of Neuroscience. 40 (29), 5681-5696 (2020).</li>
<li>Dougherty, J. M., Roth, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+spinal+fluid%5BTitle%5D)+AND+%22Emergency+Medicine+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Cerebral spinal fluid.</a> Emergency Medicine Clinics of North America. 4 (2), 281-297 (1986).</li>
</ol>

يعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب في المصالح.

تقدم هذه المقالة تقريرا عن بروتوكول مفصل لزيادة جلوكوز السائل الدماغي النخاعي في الفئران باستخدام مضخات صغيرة تناضحية متصلة بقنية مزروعة في البطين الجانبي. سيكون التسريب المزمن للجلوكوز في دماغ الفأر من خلال هذا الإجراء مفيدا في تحديد آثار ارتفاع السكر على المدى الطويل على الإدراك ، واستقلاب الجلوكوز الجهازي ، وتوازن الطاقة ولفهم أفضل للتسبب في مضاعفات مرض السكري.
يسبب مرض السكري المزمن تلفا في الدماغ يقطع الاتصال بين الدماغ والأعضاء الطرفية15. يزيد مرض السكري أيضا من خ...

كل من مرض السكري من النوع 1 والنوع 2 يضعف وظائف المخ1،2،3. على سبيل المثال ، يزيد مرض السكري من خطر التدهور المعرفي والاضطرابات التنكسية العصبية ، بما في ذلك مرض الزهايمر 3,4. علاوة على ذلك ، يعاني مرضى السكري من خلل في استشعار الجلوكوز في الدماغ 5,6. يساهم هذا العيب في التسبب في نقص السكر في الدم المرتبط بعدم الوعي وعدم كفاية الاستجابة المضادة للتنظيم لنقص السكر في الدم 7,8 ، والتي يمكن أن تكون قاتلة إذا لم يتم علاجها على الفور.
بالنظر إلى أن مرض السكري يزيد من مستويات الجلوكوز في الدم وكذلك في السائل النخاعي (CSF)9 ، من المهم تحديد ما إذا كان أحد هذين العاملين أو كليهما يساهم في ضعف وظائف المخ. ما إذا كان مرض السكري يسبب تلفا في الدماغ بسبب ارتفاع نسبة الجلوكوز CSF بمفرده أو بالاشتراك مع عوامل أخرى مثل نقص الأنسولين أو مقاومة الأنسولين هو أيضا سؤال مفتوح. تظهر النماذج الحيوانية لمرض السكري من النوع 1 والنوع 2 تدهورا معرفيا وانحطاطا عصبيا بالإضافة إلى توازن الطاقة المتأثر واستقلاب الجلوكوز المحيطي10،11،12،13. ومع ذلك ، من هذه النماذج ، ليس من الممكن فصل التأثيرات الانتقائية لارتفاع الجلوكوز CSF مقابل مستويات الجلوكوز في الدم في التوسط في مضاعفات مرض السكري على وظائف المخ.
يصف هذا البروتوكول طرقا لتطوير نموذج فأر لفرط سكر الدم لاختبار آثار مستويات الجلوكوز CSF المرتفعة بشكل مزمن على وظائف المخ وتوازن الطاقة وتوازن الجلوكوز. يقدم نموذج الفأر الذي تم تطويره من خلال هذه التقنية أداة للدراسات التي تبحث في الدور المسبب لتوازن الجلوكوز غير المنظم على الوظيفة العصبية والسلوكية.
لذلك ، سيكون النهج المقترح مفيدا في فهم الآثار المباشرة لمستويات الجلوكوز CSF المرتفعة في مختلف الحالات الفيزيولوجية المرضية.

<table><tbody><tr><td>0.22 وميكرو ؛ مرشح المحقنة m</td><td>محاليل الغشاء</td><td>SFPES030022S</td><td></td></tr><tr><td>1 مل حقنة معقمة (طرف Luer-lok)</td><td>BD</td><td>309628</td><td></td></tr><tr><td>1 مل حقنة TB</td><td>BD</td><td>309659</td><td></td></tr><tr><td>100 مل دورق زجاجي</td><td>فيشر & nbsp ؛</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>100٪ إيثانول (Koptec)</td> <td>DLI</td><td>UN170</td><td>استخدم 70٪ تخفيف لتنظيف منطقة الجراحة</td></tr><tr><td>50 مل أنبوب مخروطي</td><td>Fisher & nbsp ؛</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>مؤشر Allignment</td><td>KOPF</td><td>1905</td><td></td></tr><tr><td>Alzet مجموعة ضخ الدماغ</td><td>DURECT</td><td>Kit # 3 ؛ 0008851</td><td>قطع الأنابيب في المجموعة بطول 1 بوصة</td></tr><tr><td>مضخة التناضح Alzet</td><td>DURECT</td><td>2004</td><td>معدل التدفق 0.25 & micro ؛ L / h</td></tr><tr><td>نظام التخدير</td><td>كينت Scientific</td><td>SomnoSuite</td><td></td></tr><tr><td>البيتادين الحل</td><td>Avrio Health</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>CaCl2 . 2H 2 O</td><td>Fisher & nbsp ؛</td><td>C79-500</td><td></td></tr><tr><td>حامل القنية</td><td>KOPF</td><td>1966</td><td></td></tr><tr><td>نطاق التوسيط</td><td>KOPF</td><td>1915</td><td></td></tr><tr><td>سائل الاسمنت للأسنان</td><td></td><td>لانغ REF1404</td><td></td></tr> مسحوق <tr><td>أسمنت الأسنان</td><td>لانغ للأسنان</td><td>REF1220-C</td><td></td></tr><tr><td>D-glucose&nbsp; &nbsp;</td><td>المثقاب الكهربائي Sigma</td><td>G8270</td><td></td></tr><tr><td></td><td>KOPF</td><td>1911</td><td>أثناء حفر حفرة تجنب تمزق الأم الجافية</td></tr><tr><td>زيوت تشحيم العين (Optixcare)</td><td>معقم CLC Medica</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>Glass Bead (Germinator 500)</td> <td>VWR</td><td>101326-488</td><td>ضع الأدوات في ماء معقم للسماح لها بالتبريد قبل الجراحة</td></tr><tr><td>مجموعة فحص الجلوكوز</td><td>كايمان 10009582</td><td></td> <td>الكيميائية</td></tr><tr><td>H2O2</td><td>Sigma</td><td>H1009-500ml</td><td>ضع 3٪ H2O2 على سطح الجمجمة لجعل خيوط الجمجمة مرئية.</td></tr><tr><td>ماكينة قص الشعر</td><td>WAHL</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>وسادة تسخين</td><td>Heatpax</td><td>19520483</td><td></td></tr><tr><td>Hemostat</td><td>N / A</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>ISOFLURANE (FLURISO)</td><td>Zoetis</td><td>NDC1385-046-60</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>VWR</td><td>0395-500g</td><td></td></tr><tr><td>حامل مغناطيسي</td><td>WPI</td><td>M1</td><td></td></tr> مصباح <tr><td>مكتبي مكبر</td><td>Brightech</td><td>LightView Pro Flex 2</td><td></td></tr><tr><td>ملعقة معدنية</td><td>N / A</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>MgCl 2 . 6H 2 O</td><td>Fisher &nbsp ؛</td><td>BP214-500</td><td></td></tr><tr><td>Micromanipulator (اليد اليمنى) WPI</td><td></td> <td>M3301R</td><td></td></tr><tr><td>Micromanipulator مع شاشة رقمية</td><td>KOPF</td><td>1940</td><td></td></tr><tr><td>Na 2HPO4 . 7H 2O</td><td>Fisher & nbsp ؛</td><td>S373-500</td><td></td></tr><tr><td>كلوريد الصوديوم</td><td>سيجما</td><td>S7653-5Kg</td><td></td></tr><tr><td>NaH2PO4. H2O</td><td>Fisher&nbsp;</td><td>S369-500</td><td></td></tr><tr><td>نيوسبورين</td><td>جونسون & أمبير جونسون</td><td>N / A</td><td>ضع مرهما موضعيا للوقاية من العدوى</td></tr><tr><td>بارافيلم</td><td>بيميس</td><td>DM-999</td><td></td></tr><tr><td>ريماديل (كاربروفين) 50 مجم / مل</td><td>Zoetis</td><td>N / A</td><td>5 مجم / كجم ، تحت الجلد ، للمسكن</td></tr><tr><td>مشرط</td><td>N / A N</td><td>/ A</td><td></td></tr><tr><td>نظام التجسيم</td><td>KOPF</td><td>1900</td><td></td></tr><tr><td>معقم 27 مقياس</td><td>إبرة BD</td><td>305109</td><td></td></tr><tr><td>أدوات تطبيق طرف قطنية معقمة (Solon)</td><td>AMD Medicom</td><td>56200</td><td></td></tr><tr><td>خيوط نايلون معقمة (5.0)</td><td>Oasis</td><td>MV-661</td><td>استخدم خياطة غير قابلة للامتصاص لإغلاق الجرح</td></tr><tr><td>مقص حاد معقم &nbsp ؛</td><td>N / A</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>شفرات جراحية معقمة</td><td>VWR</td><td>55411-050</td><td></td></tr><tr><td>قفازات جراحية (نتريل)</td><td>Ammex</td><td>N / A</td><td>تغيير القفازات إذا كان هناك تعليق للتلوث</td></tr><tr><td>صينية</td><td>N / A</td><td>N / A</td><td></td></tr></tbody></table>

زرع مضخة صغيرة تناضحية لزيادة تركيز الجلوكوز في السائل النخاعي للفأر

Osmotic Minipump Implantation for Increasing Glucose Concentration in Mouse Cerebrospinal Fluid

يزيد مرض السكري من خطر التدهور المعرفي ويضعف وظائف المخ. ما إذا كانت هذه العلاقة بين ارتفاع الجلوكوز والعجز المعرفي سببية أم لا تظل بعيدة المنال. علاوة على ذلك ، من غير الواضح أيضا ما إذا كان هذا العجز يتم بوساطة زيادة مستويات الجلوكوز في السائل النخاعي (CSF) و / أو الدم. هناك عدد قليل جدا من الدراسات التي تبحث في الآثار المباشرة لارتفاع مستويات الجلوكوز CSF على وظيفة الجهاز العصبي المركزي (CNS) ، وخاصة على التعلم والذاكرة ، لأن نماذج مرض السكري الحالية ليست متطورة بما فيه الكفاية لمعالجة مثل هذه الأسئلة البحثية. توضح هذه المقالة طريقة لزيادة مستويات الجلوكوز CSF بشكل مزمن لمدة 4 أسابيع عن طريق ضخ الجلوكوز باستمرار في البطين الجانبي باستخدام مضخات صغيرة تناضحية في الفئران. تم التحقق من صحة البروتوكول عن طريق قياس مستويات الجلوكوز في السائل الدماغي الشوكي. زاد هذا البروتوكول من مستويات الجلوكوز CSF إلى ~ 328 مجم / ديسيلتر بعد ضخ محلول جلوكوز بنسبة 50٪ بمعدل تدفق 0.25 ميكرولتر / ساعة ، مقارنة بتركيز الجلوكوز CSF ~ 56 مجم / ديسيلتر في الفئران التي تلقت السائل النخاعي الاصطناعي (aCSF). علاوة على ذلك ، لم يؤثر هذا البروتوكول على مستويات الجلوكوز في الدم. لذلك ، يمكن استخدام هذه الطريقة لتحديد الآثار المباشرة لارتفاع الجلوكوز CSF على وظائف المخ أو مسار عصبي معين بشكل مستقل عن التغيرات في مستويات الجلوكوز في الدم. بشكل عام ، سيسهل النهج الموصوف هنا تطوير نماذج حيوانية لاختبار دور الجلوكوز CSF المرتفع في التوسط في سمات مرض الزهايمر و / أو الاضطرابات العصبية التنكسية الأخرى المرتبطة بمرض السكري.

تم زرع ذكور الفئران بقنية مجمعة في مضخة صغيرة تناضحية (الشكل 1) لتسريب السائل الدماغي الشوكي المزمن أو محلول جلوكوز بنسبة 50٪ في البطينين الجانبيين (الشكل 2). تم جمع السائل الدماغي الشوكي بعد 10 أيام من الجراحة (الشكل 3) للتحقق من فعالية هذا الإجراء. أظهرت النتائج زيادة في مستويات الجلوكوز CSF (يعني: 327.7 مجم / ديسيلتر) في الفئران التي تم ضخها بنسبة 50٪ من الجلوكوز مقارنة بتلك (المتوسطة: 56.5 مجم / ديسيلتر) في الفئران التي تم حقنها...

توضح هذه المقالة بروتوكولا مفصلا لزيادة تركيز الجلوكوز في السائل النخاعي (CSF) للفئران. يمكن أن يكون هذا النهج مفيدا لدراسة آثار ارتفاع الجلوكوز CSF على التنكس العصبي والإدراك واستقلاب الجلوكوز المحيطي في الفئران.

Diabetes increases the risk of cognitive decline and impairs brain function. Whether or not this relationship between high glucose and cognitive deficits ...

تزيد هذه التقنية من السائل الدماغي الشوكي أو مستويات الجلوكوز CSF في الفئران دون التأثير على تركيز الجلوكوز في الدم. هذا يساعد على التحقيق في الآثار المباشرة لارتفاع مستويات الجلوكوز CSF على وظائف دماغ الحيوان. يمكن لهذه التقنية إنشاء نماذج حيوانية لاستكشاف الدور اللاهوتي لارتفاع الجلوكوز CSF في الخلل المعرفي.مما يؤدي إلى اكتشاف أهداف جزيئية جديدة لتحسين الوظيفة الإدراكية. ستساعد الطريقة أيضا في تحديد ما إذا كانت مستويات الجلوكوز CSF المرتفعة كافية للتوسط في الأنماط الظاهرية للاضطرابات التنكسية العصبية في الفئران. يجب الانتباه إلى التجميع السليم والتحضير لإعداد القنية وإدخال القنية في الدماغ عند الإحداثيات الصحيحة.لبدء الجراحة لزرع المضخة الصغيرة التناضحية ، ضع الماوس المخدر على الإطار التجسيمي. تناسب رأس الحيوان على شريط القاطعة. تغطية الأنف بمخروط الأنف للحفاظ على التخدير وتوصيل تدفق الأيزوفلوران بمخروط الأنف بمعدل 1.5 إلى 2٪ ضع وسادة تدفئة تحت الماوس للحفاظ على درجة حرارة الجسم.بعد تطهير المنطقة الجراحية وإجراء شق فضح سطح الجمجمة بملعقة ومسح الدم ، إن وجد ، بأطراف القطن. استخدم الكي إذا كان النزيف بغزارة. افركي بطرف قطني مغموس في 3٪ بيروكسيد الهيدروجين لفضح خيوط الجمجمة.العمل تحت المجهر ، لاحظ bregma و lambda للتنقل في إحداثيات الجمجمة. اضبط جميع الإحداثيات على الصفر عند bregma. باستخدام مثقاب كهربائي بعناية ودون تمزق الأم الجافية ، قم بعمل ثقب عند الإحداثيات 0.5 ملم من الخلف إلى bregma و 1 ملم جانبي إلى خط الوسط باتجاه اليمين.أدخل مرقئا وافتحه وأغلقه برفق لعمل جيب للمضخة الصغيرة. أمسك المضخة من طرف معدل التدفق ادفعها عبر الجلد المقطوع إلى الجيب الذي تم إنشاؤه. ضع بعض الغراء على الجانب السفلي من القنية ، وقم بتثبيته في حامل القنية.تأكد من عدم انسداد القنية وأن المحلول يتدفق بشكل صحيح. ثم خفض القنية ببطء من خلال ثقب حفر ، 2 ملليمتر بطني على سطح الجمجمة. اتركه هناك لمدة خمس دقائق على الأقل للسماح للغراء بالتصلب.بمساعدة المقص ، قم بقص الجزء العلوي من القنية للتأكد من عدم إزاحتها من سطح الجمجمة. قم بتغطية القنية بطبقة من الأسمنت السني للحصول على دعم إضافي. بالنسبة لمجموعة السائل الدماغي الشوكي أو السائل الدماغي الشوكي ، ضع الماوس المخدر بشكل صحيح على الإطار المجسم.بعد تثبيت الرأس على الإطار كما هو موضح سابقا ، قم بتدوير المقابض لإمالة الرأس بحيث يواجه الأنف لأسفل. بعد تطهير المنطقة الجراحية وإجراء شق ، قم بإزالة الدعم من جسم الفأر واترك الفأر يرتاح عموديا بحيث يتم تمديد الرقبة بالكامل ظهريا. باستخدام ملقط غير حاد منحني ، قم بتقسيم عضلات الرقبة الخلفية برفق من خط الوسط لإنشاء نافذة صغيرة.ثم استخدمي أداة وضع طرف قطني مبلل لإزاحة عضلات الرقبة برفق من خط الوسط إلى المحيط. لاحظ ما إذا كانت الصهريج ماجنا مكشوفة كنافذة مثلثة مع غشاء جافية شفاف. ضع مجموعة المناور الدقيق على الإطار التجسيمي بجوار الماوس مع التأكد من أن الطرف الشعري لا يلمس أي سطح.كسر طرف الشعيرات الدموية برفق دون الإخلال بالإعداد. قم بتدوير المقابض المقابلة على المناور الدقيق للمحاذاة ببطء وتحريك الطرف الشعري نحو الصهريج الكبير. يتم الشعور ببعض المقاومة بمجرد أن يلامس الطرف الشعري غشاء الصهريج الكبير.ادفع الطرف ببطء شديد ضد الغشاء بمساعدة المقابض التي تحرص على عدم إتلاف أي أوعية دموية في الغشاء. عندما يتم ثقب الغشاء ، يتدفق السائل الدماغي النخاعي إلى الشعيرات الدموية في وقت واحد بسبب الضغط الشعري السلبي. اترك الإعداد لبضع دقائق حتى يتجمع ما يقرب من 10 ميكرولتر من السائل الدماغي النخاعي في الشعيرات الدموية.قم بإزالة الشعيرات الدموية بعناية من المحقنة وإرفاقها بموزع لمبة microcap. اضغط على المصباح لنقل السائل الدماغي النخاعي إلى أنبوب طرد مركزي صغير معقم. ضع الدعم تحت الماوس وقم بتدوير المقابض المجسمة لتسوية الرأس.أغلق الجرح بخيوط النايلون. حقن 300 ميكرولتر من المياه المالحة المعقمة تحت الجلد قبل إزالة الماوس من الجهاز. إعطاء الرعاية بعد العملية الجراحية للحيوانات حتى يحين الوقت لإزالة الغرز ، حوالي 7 إلى 10 أيام بعد الجراحة.أظهر السائل الدماغي الشوكي الذي تم جمعه بعد 10 أيام من الجراحة زيادة بنحو ستة أضعاف في مستوى الجلوكوز في الفئران ، مملوءة بنسبة 50٪ من الجلوكوز مقارنة بالفئران التي تم ضخها بالسائل الدماغي الشوكي. ومع ذلك ، لم تكن مستويات الجلوكوز في الدم مختلفة بين المجموعات. أثناء خفض القنية في الدماغ ، قم بسحبها للخلف وتحقق مما إذا كان السائل الدماغي النخاعي يخرج من الحفرة.من الضروري أيضا تحديد الصهريج العظيم بشكل صحيح ومنع تلوث السائل الدماغي الشوكي بالدم. يمكن أيضا استخدام هذه التقنية لتوصيل أي دواء غير قادر على عبور الحاجز الدموي الدماغي لاختبار تأثيره على وظائف المخ. هناك عدد محدود جدا من النماذج الحيوانية لمرض السكري ، وهي تزعج توازن الجلوكوز في البيئة المحيطية.ومع ذلك ، يساعد هذا النموذج في التحقيق في التغيرات الخاصة بالدماغ في تنظيم الجلوكوز على الوظيفة العصبية.

osmotic-minipump-implantation-for-increasing-glucose-concentration

Research

JoVE Journal

Biology

علم الأحياء

كما علم الأعصاب التحقيق يصبح أكثر تعقيدا ، والتحقيق في هياكل الدماغ والدوائر يتطلب تحسين مستويات الدقة ودقة أعلى. طورنا طريقة لإعداد وغرس نظام ضخ مزمنة في الدماغ وذلك باستخدام microcannula البورسليكات التي يبلغ قطرها 50 ميكرون طرف.

البناء وزرع نظام Microinfusion لتسليم المطرد وكلاء Neuroactive.

ووضعت جزيرة perifusion ميكروفلويديك الجهاز لتقييم افراز الانسولين من الجزر الحيوية متعددة ومضان التصوير المتزامن لتدفق الكالسيوم والتغيرات المحتملة الميتوكوندريا.

A Perifusion جزيرة متعدد حدودي النظام داخل جهاز ميكروفلويديك Perifusion

في هذا الفيديو ، نوضح تجميع نظام ضخ الدماغ بمضخة تناضحية دقيقة متبوعا بزرعه الجراحي في جمجمة الفأر. يتيح هذا النظام التوصيل المستمر للأدوية المحتملة ويسهل دراسة آثارها على الدماغ وأنسجة المخ.

نظام التسريب الدوائي المستمر في نموذج الفأر: إجراء جراحي لزرع نظام ضخ مضخة التناضح الدقيق في دماغ الفأر لتوصيل الدواء بشكل مستمر

يوضح هذا الفيديو تأثير التسريب المستمر للمخدرات في دماغ الفأر على مستويات الجلوكوز في الدم. يتم تقييم استقلاب الجلوكوز عن طريق جمع الدم من ذيل الفأر الصائم وقياس مستويات الجلوكوز قبل وبعد إعطاء الجلوكوز عن طريق الفم. يتم تقييم تحمل الأنسولين عن طريق حقن الأنسولين في الفأر ، مع تسجيل مستويات الجلوكوز على فترات محددة.

تقييم تأثير التسريب المستمر للدواء في دماغ الفأر على مستويات الجلوكوز المحيطية

المصدر: Wang، X. et al.، توصيل الأدوية القائم على المضخة التناضحية لأبحاث إعادة الميالين في الجسم الحي على الجهاز العصبي المركزي. J. Vis. Exp. (2021)يوضح هذا الفيديو طريقة توصيل الأدوية العلاجية العصبية باستخدام مضخة تناضحية في نموذج فأر منزوع الميالين. يعزز إطلاق الدواء الخاضع للرقابة إعادة الميالين عن طريق تنشيط الخلايا المنتجة للمايلين في الجسم الثفني.

 توصيل الأدوية العلاجية العصبية القائمة على المضخة التناضحية في نموذج فأر مزيل الميالين

نشاط الخلايا العصبية واحد من الفئران الذين تتراوح أعمارهم بين الكبار يمكن دراستها عن طريق الفصل بين الخلايا العصبية من مناطق محددة في الدماغ واستخدام الغشاء الفلورسنت التصوير صبغ المحتملة. من خلال ردود اختبار للتغيرات في الجلوكوز، وهذه التقنية يمكن استخدامها لدراسة حساسية الجلوكوز من الخلايا العصبية الكبار طائي بطني إنسي.

غشاء المحتملة صبغ التصوير من بطني إنسي المهاد الخلايا العصبية من الفئران الكبار لدراسة الجلوكوز الاستشعار

من أجل دراسة إعادة تنظيم الدماغ في ظل الظروف المرضية ، استخدمنا مضخات تناسمية مصغرة لتوصيل البروتين المباشر إلى الدماغ ، والتحايل على الحاجز الدموي الدماغي. ثم يتم حقن متتبعات المسالك لدراسة التغيرات في اتصال الدماغ تحت تأثير البروتين.

زرع Miniosmotic مضخات والتسليم استشفاف المسالك لدراسة إعادة تنظيم الدماغ في حالة المرضية

هذا البروتوكول الدراسات دور chemokine يجند (ج-C عزر) 5 (CCL5) في تحت المهاد بتقديم خصم، يلتقيCCL5، في الدماغ الماوس باستخدام نظام ضخ مضخة صغيرة ناضح الدماغ. هذا تثبيط النشاط CCL5 عابرة مقاطعة الأنسولين طائي الإشارات، مما يؤدي إلى التعصب الجلوكوز وحساسية الأنسولين المحيطية الجهازية.

دراسة إشارة الأنسولين طائي لتعصب الجلوكوز الطرفية مع نظام حقن المخدرات مستمرة في الدماغ الماوس

وقد استخدمت الاداره المزمنة لايزوبروتيرينول عن طريق مضخة الاسموزي مزروع علي نطاق واسع لتقليد فشل القلب المتقدمة في الفئران. هنا ، ونحن وصف الطرق التفصيلية في زرع المضخات الصغيرة الجراحية للاداره المستمرة ايزوبروتيرينول علي مدي 3 أسابيع ، فضلا عن تقييم تخطيط صدي لخلق نموذج ناجح.

غرس مضخة ايزوبروتيرينول الصغيرة للحث علي فشل القلب في الفئران

نحن نقدم بروتوكولا لتوليد DYT الدوائية / بارك ATP1A3 نموذج الماوس خلل التوتر عن طريق زرع cannulas في العقد القاعدية والمخيخ متصلة مضخات التناضح. نحن وصف التعريفي من حركات مثل خلل التوتر عن طريق تطبيق التحدي الحركي وتوصيف النمط الظاهري عبر أنظمة التهديف السلوكية.

زرع مضخات التناضح والحث على الإجهاد لإنشاء أعراض, نموذج الماوس الدوائية لDYT/PARK-ATP1A3 خلل التوتر

يحدث إزالة الميالين في العديد من أمراض الجهاز العصبي المركزي. تعد تقنية توصيل الدواء الموثوقة في الجسم الحي ضرورية لإعادة الميالين لاختبار المخدرات. يصف هذا البروتوكول طريقة قائمة على المضخة الأسموزية تسمح بتوصيل الدواء على المدى الطويل مباشرة إلى حمة الدماغ وتحسن التوافر البيولوجي للدواء ، مع تطبيق واسع النطاق في أبحاث إعادة الميالين.

توصيل الدواء القائم على المضخة الأسموزية لأبحاث إعادة الميالين في الجسم الحي على الجهاز العصبي المركزي

تعلم زرع مضخة تناضحية صغيرة لرفع مستويات الجلوكوز في السائل النخاعي للفأر دون تغيير سكر الدم. تُستخدم هذه الطريقة لدراسة تأثيرات الجلوكوز العالي على الوظائف الدماغية والتنكس العصبي.

زرع مضخة صغيرة تناضحية لزيادة تركيز الجلوكوز في السائل النخاعي للفأر

استكشف المزيد من الفيديوهات