2008年11月10日
阿尔茨海默病(AD)的转基因(Tg)小鼠模型为研究疾病进展过程中人脑脊液(CSF)内Aβ或tau蛋白水平变化的机制和原因提供了极佳的机会。本文中,我们展示了一种改良的大脑池穿刺技术,用于对小鼠进行系列脑脊液取样。
该操作首先对小鼠进行麻醉并准备手术区域。随后将小鼠俯卧位固定于立体定位仪上。在枕骨下方做一矢状切口,沿中线钝性分离皮下组织及颈部肌肉。
然后将身体的后部放置,使身体与固定的头部形成135度角,用玻璃毛细管穿透枕大孔处的硬脑膜,收集脑脊液。脑脊液采集后,重新对齐肌肉,缝合皮肤,皮下注射约一毫升0.9% NaCl生理盐水以防止脱水,并将小鼠保温直至其恢复。您好,我来自哥伦比亚大学凯伦·达夫博士实验室的刘。
今天我将向您展示如何从小鼠的脑池系统中采集脑脊液。通过该技术,我们可以在同一小鼠身上以两到三个月为间隔,连续采集最多三次脑脊液样本。在我们的实验室中,我们利用该技术测定阿尔茨海默病转基因小鼠模型在不同年龄阶段的脑脊液Aβ或tau蛋白水平,并将这些数值与脑组织中的相应指标进行关联分析。
最后,我们关注的是脑脊液中 CSFA β 或 τ 水平作为疾病进展以及小鼠治疗试验中潜在生物标志物的价值。现在我们开始。进行此操作需要使用微量移液器拉制毛细管。
此处使用的毛细管为 Sutter Instruments 公司的 BOA 硅酸盐玻璃 B 175 10,使用 Sutter P-87 微型移液管拉制仪进行拉制,加热指数设为 300,压力指数设为 30。玻璃毛细管长度为 5 厘米,具有锥形尖端。用剪刀修剪毛细管尖端,使其内径约为 0.5 毫米。
手术操作开始时,通过腹腔注射给予小鼠每千克体重100毫克的氯胺酮和每千克体重10毫克的赛拉嗪进行麻醉。在麻醉过程中,将小鼠置于37°C的培养箱中以保持体温。通过脚趾夹捏回缩反射确认动物已完全麻醉后,剃除颈部毛发,然后将小鼠固定在立体定位仪上,例如David Kink生产的此类仪器。将小鼠直肠接触加热垫,并插入直肠温度探头,以便根据小鼠体温调节加热垫的温度。
使用头部适配器固定头部,用10%聚维酮碘和70%乙醇对颈部皮肤进行三次擦拭消毒,并在头部后部或枕部下方做一矢状切口。后续步骤应在解剖显微镜下使用钝头镊进行。分离皮下组织及腹侧肌(M. ventor services)和背侧头直肌(M. rectus capita dorsalis major),暴露枕骨大孔处的硬脑膜。适当使用一对微型牵开器将肌肉分开并固定。
最后,将小鼠放置,使其头部与身体呈135度角。此时小鼠已准备好进行脑脊液采集。这种从胸骨Magno采集脑脊液的技术此前已有发表。
在解剖显微镜下观察图C一A,硬脑膜呈半透明、清晰的倒三角形,延髓和一条主要血管透过其可见。硬脊动脉,见图C一B。可观察到延髓及其邻近脑脊液腔的循环搏动。
用无菌棉签将硬脑膜擦干,将毛细管穿过硬脑膜,从脊髓背动脉侧方插入胸骨中大隐静脉。当毛细管正确插入时,阻力会发生明显变化,脑脊液随即流入毛细管。收集脑脊液后,小心取出毛细管,并使用内径为1毫米的聚乙烯管将其连接至一支3毫升注射器。
将脑脊液注入一个0.5毫升的离心管中。标记管子,并立即在干冰上冷冻。待完全冻结后,将脑脊液转移至-80摄氏度冰箱中保存。
刚刚演示的取样技术非常轻柔,允许在两到三个月的时间间隔内从同一只小鼠多次采集脑脊液样本。因此,在取样后应将颈部的肌肉和皮肤复位,并用缝线闭合。缝合切口后,应皮下注射约一毫升0.9% NaCl生理盐水溶液,以使小鼠恢复水分。
将小鼠保持在约 37 摄氏度的环境中,直至其恢复。术后第 1 天和第 7 天监测其体重。我刚刚向您演示了如何从小鼠的脑脊髓系统中采集脑脊液。
进行此操作时,需牢记三个重要事项。首先,应将小鼠的头部和身体正确固定于立体定位仪上,以便尽可能充分暴露Cy Magna的枕骨大孔。其次,使用毛细管穿刺硬脑膜时,需小心避开血管。
否则,您的样本会被血液污染。最后但同样重要的是,请务必在整个操作过程中保持小鼠体温,以防止低体温。低体温不仅对小鼠有害,还可能通过诱导β蛋白产生或导致Tall蛋白低磷酸化反应而显著影响实验结果。
好了,就到这里。感谢观看,祝您的实验顺利成功。
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本文介绍了一种从阿尔茨海默病(AD)转基因小鼠模型中进行系列脑脊液(CSF)采样的优化技术。该方法有助于更好地理解疾病进展过程中CSF中Aβ或tau水平的变化。
在小鼠模型中通过小脑延髓池(cisterna magna)进行脑脊液(CSF)的系列采集,可实现对阿尔茨海默病(AD)研究至关重要的生物标志物纵向追踪。该优化技术可最大限度减少个体间差异,从而提高转化生物标志物研究中的预测可信度。通过在与疾病相关的体系中对Aβ和tau蛋白动态进行重复、定量评估,该方法增强了早期发现和临床前决策能力。
该技术通过在神经退行性疾病小鼠模型中实现可重复、微创的脑脊液采样以进行生物标志物分析,从而融入从发现到临床前研究的连续过程。