Waiting
Login-Verarbeitung ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Osmotisk pumpbaserad läkemedelsleverans för In Vivo remyelinationsforskning om centrala nervsystemet

Published: December 17, 2021 doi: 10.3791/63343
Automatic Translation
1, 1,2, 1,3, 1
1Department of Histology and Embryology, Chongqing Key Laboratory of Neurobiology, Brain, and Intelligence Research Key Laboratory of Chongqing Education Commission, Third Military Medical University, 2Research Centre, The Seventh Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, 3School of Medicine, Chongqing University

Summary

Demyelinisering sker i flera sjukdomar i centrala nervsystemet. En tillförlitlig in vivo drug delivery-teknik är nödvändig för remyeliniserande drogtestning. Detta protokoll beskriver en osmotisk pumpbaserad metod som möjliggör långvarig läkemedelsleverans direkt i hjärnparenkymet och förbättrar läkemedlets biotillgänglighet, med bred tillämpning inom remyelinationsforskning.

Abstract

Demyelinisering har identifierats i inte bara multipel skleros (MS), men också andra sjukdomar i centrala nervsystemet som Alzheimers sjukdom och autism. Eftersom bevis tyder på att remyelinisering effektivt kan förbättra sjukdomssymtomen, finns det ett ökande fokus på läkemedelsutveckling för att främja myelinregenereringsprocessen. Således krävs en regionvalbar och resultatpåförsörlig läkemedelsleveransteknik för att testa effektiviteten och specificiteten hos dessa läkemedel in vivo. Detta protokoll introducerar det osmotiska pumpimplantatet som en ny läkemedelsleveransmetod i den lysolecithininducerade demyeliniseringsmusmodellen. Den osmotiska pumpen är en liten implanterbar enhet som kan kringgå blod-hjärnbarriären (BBB) och leverera läkemedel stadigt och direkt till specifika områden i mushjärnan. Det kan också effektivt förbättra biotillgängligheten av läkemedel som peptider och proteiner med kort halveringstid. Därför är denna metod av stort värde för området för myelinregenereringsforskning i centrala nervsystemet.

Introduction

Den osmotiska pumpen är en liten implanterbar lösningsfrigörande anordning. Det kan användas för systemisk leverans när den implanteras subkutant eller i bukhålan. Ytan på den osmotiska pumpen är ett halvpermeabelt membran och dess inre sida är ett permeabelt skikt. Den osmotiska pumpen arbetar med hjälp av den osmotiska tryckskillnaden mellan det osmotiska skiktet och vävnadsmiljön där pumpen implanteras. Den höga osmolaliteten hos det osmotiska skiktet gör att vattnet i vävnaden strömmar in i det osmotiska skiktet genom det halvpermeabla membranet på pumpytan. Det osmotiska skiktet expanderar och komprimerar den flexibla behållaren inuti pumpen och förskjuter därigenom lösningen från den flexibla behållaren med en viss hastighet under lång tid1. Pumpen har tre olika reservoarvolymer, 100 μL, 200 μL och 2 ml, med leveranshastigheter som varierar från 0,11 μL/h till 10 μL/h. Beroende på vald pumptyp kan enheten fungera från 1 dag till 6 veckor2. I detta protokoll används en 100 μL osmotisk pump med en överföringshastighet på 0,25 μL /h som kan fungera i 14 dagar.

Redan på 1970-talet hade den osmotiska pumpen använts i neurovetenskaplig forskning 3,4. Till exempel antog Wei et al. den osmotiska pumpmetoden för att injicera opioidpeptider i ventrikeln i en studie av narkotikamissbruk3. Efter kontinuerlig förbättring har den osmotiska pumpen nu använts i studien av kontrollerad leverans av tusentals läkemedel, inklusive peptider, tillväxtfaktorer, beroendeframkallande läkemedel, hormoner, steroider, antikroppar och så vidare. Dessutom, med speciella katetrar (Brain Infusion Kits) bifogade, kan den användas för riktad infusion till specifika vävnader eller organ, inklusive ryggmärgen, hjärnan, mjälten och levern 5,6,7.

I studien av remyelinisering har många läkemedel visat sig främja myelinregenerering in vitro, men de flesta av dem har inte uppnått signifikanta effekter in vivo, möjligen på grund av bristen på en lämplig administreringsmetod. Traditionella administreringsmetoder såsom intraperitoneal injektion, subkutan injektion och intragastrisk administrering har begränsningar i läkemedlets biotillgänglighet. Dessutom har vissa läkemedel dålig permeabilitet för blod-hjärnbarriären, vilket undergräver deras tillgång till hjärnparenkym. Tillsammans kräver dessa begränsningar en ny effektiv leveransmetod. I kombination med hjärninfusionssatserna kan osmotiska pumpar kringgå blod-hjärnbarriären och leverera läkemedel direkt till corpus callosum, vilket effektivt förbättrar biotillgängligheten av läkemedel, särskilt för vissa polypeptid- och proteinläkemedel med kort halveringstid. Därför är den osmotiska pumpen som en ny drug delivery-teknik av stort värde för forskningen om myelinregenerering i centrala nervsystemet. Tillämpningen av denna teknik kommer att introduceras i detalj nedan.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla djurförsök genomfördes enligt institutionella riktlinjer och protokoll som godkänts av djurskydds- och etikkommittén vid det tredje militära medicinska universitetet.

1. Upprättande av den lysolecithininducerade demyeliniseringsmusmodellen

  1. Förbered 1% lysolecithin (även kallad L-α-Lysophosphatidylcholine) lösning med steril PBS.
  2. Sterilisera sax, pincett, krökt hemostat och andra kirurgiska instrument genom autoklavsterilisering. Sterilisera det kirurgiska området och lägg ner sterila ark. Alla material och reagenser som används för operation bör beredas aseptiskt. Det är viktigt att hålla det kirurgiska området sterilt under hela proceduren.
  3. Bedöva en postnatal dag 56 (P56) C57BL6 mus enligt följande.
    1. Placera musen i isoflurankammaren i anestesimaskinen för små djur. JusteraO2-flödet till 300-500 ml/min och isofluran till 3%-4%. Efter tillräcklig anestesi, när musen blir immobil med ett långsamt och stabilt andetag, överför musen till stereotaxisk apparat med en värmepanna.
    2. Byt gasutgången från kammaren till anestesimasken och justera isofluran till 1% - 1,5% för att bibehålla musen i anestesitillståndet. Vänta tills musen är helt sövd, injicera ketoprofen (3 - 5 mg / kg) intraperitonealt för att lindra smärta. Innan operationen, kläm fast musens tår och kontrollera dess reaktion för att bekräfta framgångsrik anestesi8.
    3. När musen sövs kan den inte reglera sin kroppstemperatur. Övervaka och reglera därför musens kroppstemperatur under operationen. För att hålla musens ögonbollar fuktiga under anestesi, täck ytan på ögongulorna med erytromycin ögonsalva.
  4. Fäst mushuvudet i stereotaxisk apparat med tandstång och öronstänger. (Figur 1A).
  5. Använd en rakhyvel för att ta bort hår från toppen av huvudet. Sanera huvudhuden med tre cykler av betadin och 75% etanol. För etiska problem, täck djurkroppen med undantag för operationsplatsen. Använd en skalpell och gör ett 1 cm långt mid-sagittal snitt av huden från nackens botten till mellan ögonen för att exponera skallen (Figur 1B).
  6. Torka försiktigt av ytan på skallen med en steril bomullspinne som innehåller 30% väteperoxid för att visualisera kranialsuturerna (figur 1C). Justera höjden på tandstången och öronstängerna för att placera lambdapunkten och bregmapunkten i samma höjd (dvs. med samma z-axelkoordinater när nålspetsen berör punkterna), så att sagittalsuturen är horisontell.
  7. Placera försiktigt spetsen på mikrolitersprutanålen (10 μL, 33 G) vid bregmapunkten och återställ x-, y- och z-koordinaterna till 0 (Figur 1D). Flytta sprutan till injektionsstället (x: 1,04; y: 1,0, dvs 1,04 mm lateralt till mittlinjen och 1,0 mm bakre till bregmapunkten) enligt uppmaningen från den digitala avläsningen (figur 1E).
  8. Borra långsamt ett litet burrhål genom skallen på injektionsstället utan att tränga in i dura med en 1 ml sprutnål (26 G, 0,45 mm) (Figur 1F). För långsamt in mikrolitersprutanålen i hjärnvävnaden genom hålet tills ett visst djup uppnås (z = -1,62 mm för de flesta P56-möss) (Figur 1G).
    OBS: Empiriskt tillåter insättningsdjupet på -1,62 mm nålspetsen att nå mitten av corpus callosum hos de flesta P56-möss så att lysolecithin direkt kan levereras in i corpus callosum för att inducera demyelinisering.
  9. Injicera 1,5 μL 1% lysolecithin med en hastighet av 0,3 μL / min. Efter injektionen, vänta i 5 minuter innan du långsamt drar ut mikrolitersprutan för att förhindra läckage av vätska längs injektionsnålvägen.
  10. Sy huden med 5-0 kirurgiska suturer (Figur 1H).
  11. Placera musen på en värmedyna för att undvika en minskning av kroppstemperaturen. Administrera en subkutan injektion av 5 mg/kg karprofen var 24:e timme för att lindra smärtan. Applicera erytromycinsalva på snittet varje dag för att säkerställa att såret läker ordentligt. Placera musen som har genomgått operation i en bur ensam och mata den med fuktig mat tills den är helt återställd. Övervaka musen dagligen efter operationen.

Figure 1
Figur 1: Upprättande av den lysolecithininducerade demyeliniseringsmusmodellen. (A) Säkra musen i stereotaxisk apparat. (B) Öppna ett 1 cm mid-sagittal snitt för att exponera skallen. (C) Visualisera kranialsuturerna. (D) Återställ koordinaterna x, y och z till 0 på Bregma-punkten. (E) Flytta sprutan till injektionsstället. (F) Borra ett hål i skallen på injektionsstället. (G) För långsamt in nålen i hjärnvävnaden och injicera lysolecithin. (H) Sy huden. Klicka här för att se en större version av denna figur.

2. Beredning av den osmotiska pumpen

OBS: Nyckelkomponenter i pumpen visas i figur 2A.

  1. Bestäm djupet av införandet av hjärninfusionskaninylen i hjärnan. Se till att nålen på hjärninfusionskaninylen som används är 3 mm lång och varje djupjusteringsdinde distans är 0,5 mm. För att uppnå ett injektionsdjup på 1,5 mm (nära callosum), fäst tre djupjusteringsdistanser på nålen i hjärninfusionskanylen med vävnadslim (Figur 2B, C).
  2. För att fylla den osmotiska pumpen, fäst sprutnålen som medföljer pumppaketet till en 1 ml spruta och aspirera läkemedlet. Håll pumpen upprätt, sätt in sprutan i öppningen längst upp på pumpen och injicera långsamt läkemedlet, var försiktig så att du inte skapar bubblor9 (se figur 2D). När vätskan rinner ut ur öppningen, dra långsamt ut sprutan.
  3. Ta bort den vita flänsen från flödesregulatorn med en sax eller tång var försiktig så att du inte böjer eller krossar flödesmoderatorn. Sätt sedan in flödesmoderatorn i pumpen (Figur 2E). För att avgöra om det finns bubblor i den osmotiska pumpen, väg den osmotiska pumpen separat före och efter fyllning.
  4. Trimma katetern till en viss längd beroende på djurets storlek (20-25 mm katetrar för P56-möss som väger ca 25 g). Fäst katetern på hjärninfusionskaninylen.
  5. Fyll katetern med läkemedel med sprutan utan att införa luft (Figur 2F).
  6. Anslut katetern till flödesmoderatorn. Efter fastsättning, se till att katetern täcker ca 4 mm av den exponerade flödesmoderatorn (figur 2G).
  7. För att säkerställa att den osmotiska pumpen kan fungera direkt efter implantationen, sänk ner de fyllda pumparna i steril 0,9% saltlösning eller PBS vid 37 ° C i minst 4 till 6 timmar (helst sträcka sig till över natten) för att förfukta det halvgenomsläppliga membranet på pumpytan med lösningar som har samma osmotiska tryck som vävnadsmiljön (Figur 2H).
  8. Alla lösningar som laddas i pumparna ska vara sterila. ALZET-pumpar levereras sterila, efter att ha utsatts för en steriliseringsdos på 60Co. Om yttre föroreningar uppstår kan pumpens yta rengöras genom att torka av den med isopropylalkohol (70% i vatten).

Figure 2
Figur 2: Beredning av den osmotiska pumpen. (A) Nyckelkomponenter i den osmotiska pumpen. (B,C) Fäst djupjusteringsdindedier på nålen i hjärninfusionskaninylen. (D) Fyll den osmotiska pumpen med en 1 ml spruta. (E) Sätt in flödesmoderatorn i pumpen. (F) Fyll katetern med sprutan. (G) Anslut katetern till flödesmoderatorn. (H) Sänk ner de fyllda pumparna i steril 0,9 % saltlösning eller PBS vid 37 °C. Klicka här för att se en större version av denna figur.

3. Implantation av den osmotiska pumpen

  1. Vänta i 3 dagar efter upprättandet av corpus callosum demyeliniseringsmodellen. Slå på anestesisystemet för små djur. Desinficera sax, pincett och hemostatisk tång och blötlägg dem i 75% alkohollösning. Lägg sterila lakan i det kirurgiska området.
  2. Bedöva och säkra mössen på stereotaxisk apparat igen. Täck ytan på ögongulorna med en ögonsalva för att förhindra torrhet.
  3. Desinficera det ursprungliga såret med 75% alkohol. Öppna det kirurgiska snittet som tidigare syddes (figur 3A) och expandera snittet till axelbladen (figur 3B).
  4. Separera huden från den subkutana bindväven med hemostatisk tång eller pincett vid skulderbladet för att öppna ett hålrum (Figur 3C). Placera den osmotiska pumpen i hålrummet (Figur 3D,E).
  5. Torka försiktigt av och exponera nålhålet på ytan av skallen som skapas vid fastställandet av demyeliniseringsmodellen med en bomullspinne (se steg 1.8). Sätt in hjärninfusionskanylen genom detta pindikulärt och säkra den snabbt på skallen med vävnadslim (Figur 3F).
  6. Ta bort den avtagbara fliken ovanför hjärninfusionskanylen med en sax (figur 3G, H). Alternativt kan du ta bort fliken först innan du sätter i kanylen för att undvika skakningar i denna process.
  7. Sy snittet eller fäst det med vävnadslim (Figur 3I).
  8. Efter operationen, placera musen på en värmepanna för att undvika att kroppstemperaturen sjunker. Administrera en subkutan injektion av 5 mg/kg karprofen var 24:e timme för att lindra smärtan. Applicera erytromycinsalva på snittet varje dag för att säkerställa att såret läker ordentligt. Placera djuret i en bur ensam och mata med fuktig mat tills den är helt återställd. Övervaka mössen varje dag och kontrollera om hjärninfusionskanylen var ordentligt fastsatt.
  9. Avliva musen 11 dagar efter operationen genom att injicera 150-200 mg/kg Pentobarbitalnatrium intraperitonealt följt av perfusering transkardiellt med 4% formaldehyd.
  10. För att verifiera att lösningen levereras normalt, ta försiktigt bort den osmotiska pumpen och mät restvolymen i pumpbehållaren före hjärndissektion.
    1. För att mäta restvolymen, ta bort hjärninfusionskanylen, fäst en 1 ml spruta på katetern och aspirera sedan den återstående lösningen för att bestämma dess volym. Jämför den faktiska restvolymen med den teoretiska restvolymen (initial volym - genomsnittlig pumphastighet * infusionstid).
      OBS: Överdriven restvolym indikerar misslyckad infusion, vilket kan bero på kateterocklusion eller pumpfel.

Figure 3
Figur 3: Implantation av den osmotiska pumpen. (A) Öppna det kirurgiska snittet. (B) Expandera snittet till axelbladen. (C) Separera huden från subkutan bindväv för att skapa ett hålrum. (D,E) Placera den osmotiska pumpen i håligheten. (F) Sätt in hjärninfusionskanylen i nålhålet på ytan av skallen och fäst den ordentligt på skallen. (G,H) Ta bort den avtagbara fliken från kanylen. (I) Sy snittet. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

För att verifiera effekten av den osmotiska pumpen i myelinregenereringsforskningen skapades en lysolecithininducerad demyeliniseringsmodell hos P56-möss, följt av implantation av osmotiska pumpar innehållande UM206 (1 mg i 1,5 ml 0,9% saltlösning), en peptid med kort halveringstid och dålig BBB-permeabilitet som nyligen har rapporterats främja remyelinering10 . 0,9% saltlösning användes som kontroll. Fjorton dagar efter modelletableringen perfusionerades möss transkardiellt med 4% formaldehyd för att isolera hjärnorna för sektionering, följt av in situ-hybridisering och transmissionselektronmikroskopi för att utvärdera remyeliniseringsnivån.

Färgning av DAPI avslöjade nålhålet i hjärnvävnaden strax ovanför den vita substansen, vilket indikerar framgångsrik implantation av hjärninfusionskanylen i den osmotiska pumpen (Figur 4A). I in-situ-hybridiseringsexperimentet användes den mogna oligodendrocytmarkören MAG-sonden för att märka nyligen differentierade oligodendrocyter som visats i tidigare studier 10,11,12. Resultaten visade att UM206-behandlingen gav fler MAG-positiva celler i den demyeliniserade regionen än kontrollgruppen (figur 4B). Transmissionselektronmikroskopi av den demyelinerade regionen visade också att antalet myelinerade axoner ökade i UM206-behandlingsgruppen jämfört med kontrollgruppen (figur 4C), vilket tyder på att UM206 inducerade en högre nivå av remyelinisering. Dessa resultat visar att den osmotiska pumpen effektivt kan leverera läkemedel till corpus callosum i remyelinationsforskningen.

Figure 4
Figur 4: Representativa resultat. (A) Representativ bild av DAPI-färgad skiva som visar nålhålet i hjärnvävnaden. Skalstång: 1 000 μm. (B) Representativa bilder som visar in situ-hybridisering av MAG i den demyelinerade regionen som visas av DAPI-färgning. UM206-behandling ökade antalet MAG-märkta oligodendrocyter. Skalstång: 100 μm. (C) Representativa transmissionselektronmikroskopibilder av den demyelinerade regionen. UM206-behandling ökade antalet myelinerade axoner. Skala bar: 10 μm. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Detta protokoll beskriver den osmotiska pumpen som en ny läkemedelsleveransteknik för myelinregenereringsforskning, som kan leverera läkemedel direkt till behandlingsstället och möjliggöra konsekvent läkemedelsleverans under en längre period, vilket skapar en stabil läkemedelskoncentration i mikromiljön i centrala nervsystemet under hela experimenttiden. Jämfört med andra läkemedelsleveransmetoder bidrar den osmotiska pumpen mer till att upprätthålla läkemedelskoncentrationen i demyeliniseringsskadan13. Till exempel, för vissa neurotrofa faktorer, kan systemisk medicinering inte uppnå någon effekt på grund av den låga koncentrationen av läkemedlet vid lesionsstället. Men om dosen ökas kommer biverkningarna att vara mer signifikanta14. I sådana fall kan administrering till en specifik plats genom en osmotisk pump minska perifera biverkningar effektivt15. Dessutom har många myelinregenereringsrelaterade läkemedel dålig permeabilitet för blod-hjärnbarriären (BBB) eller uppvisar en kort halveringstid in vivo på grund av mottaglighet för proteolytisk nedbrytning. Dessa problem kan väl hanteras av osmotiska pumpar.

Den osmotiska pumpmetoden är dock inte utan förbehåll och begränsningar. För det första, som ett invasivt läkemedelsleveranssystem, orsakar det oundvikligen hjärnvävnadsskador och neuroinflammation vid hjärninfusionsburkinsättningsstället, vilket kan dölja läkemedlets effekt. Således måste en korrekt lösningsmedelskontrollgrupp inrättas. För det andra kräver vissa läkemedel lösningsmedel som dimetylsulfoxid (DMSO), N-metyl-2-pyrrolidon (NMP) för att lösa upp, men dessa lösningsmedel är oförenliga med reservoarmaterialet och kan orsaka ett signifikant fel på pumparna. Till exempel har höga koncentrationer av dimetylsulfoxid (DMSO) och PEG400 visat sig påverka pumpens frisättning negativt och kanske inte är lämpliga för användning i osmotiska pumpar 16,17,18. För det tredje kan det vara säkert att läkemedel som är instabila vid 37 °C inte är lämpliga för långvarig infusion med hjälp av den osmotiska pumpen. Alla dessa frågor är värda uppmärksamhet om du planerar att applicera den osmotiska pumpen.

Flera steg i detta protokoll kräver extra uppmärksamhet under experimenten. För normal drift av de osmotiska pumparna måste forskarna se till att den osmotiska pumpen monteras korrekt och att ingen bubbla införs i pumpen, vilket annars kraftigt undergräver infusionseffektiviteten. Dessutom kan kateterocklusion eller osmotisk pumpfel orsaka infusionsfel19, vilket kan bestämmas genom mätning av restvolymen i pumpbehållaren efter experimentet. För applicering av den osmotiska pumpen hos yngre möss med mindre hjärnstorlekar rekommenderas ett försöksexperiment för att säkerställa ett lämpligt insättningsdjup. Dessutom måste hjärninfusionskanylen vara ordentligt fastsatt på skallen för att minimera dess rörelse under infusionen.

För närvarande har många in vitro-studier funnit en mängd olika läkemedel som kan främja myelinregenerering, men på grund av dålig BBB-permeabilitet, kort halveringstid och andra problem är dessa läkemedel svåra att framgångsrikt valideras in vivo. Därför är den osmotiska pumpen av stort värde för området för myelinregenereringsforskning i centrala nervsystemet, särskilt relevant för de läkemedel med kort halveringstid, dålig BBB-permeabilitet och uppenbara perifera biverkningar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna förklarar inga intressekonflikter.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av bidrag från National Nature Science Foundation of China (NSFC 32070964, 31871045) till J.N. och Shenzhen Basic Research Foundation (JCYJ20210324121214039) till Y.S.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anesthesia Air Pump RWD R510-29 E05818-006
Brain Infusion kit 3 ALZET 0008851 1-3 mm
Carprofen Macklin C830557-1g 5 mg/kg every 24 h
Erythromycin eye ointment Along technology YCKJ-RJ-024780 Cover the surface of the eyeballs during anesthesia
Erythromycin ointment pythonbio RG180
Gas Evacuation Apparatus RWD R546W E05518-002
L-α-Lysophosphatidylcholine Sigma L0906 Dissolve at 1% with sterile PBS
Microliter Syringe Hamilton 65460-05 Syringe Series:1700, 10 µL, 33 gauge
Micro-smotic pump model 1002 ALZET 0004317 0.25 µL per hour, 14 days
PBS (pH = 7.3) ORIGENE ZLI-9061
Pentobarbital sodium Shanghai Civi CAS NO: 57-33-0 150-200 mg/kg intraperitoneal injection for euthanasia
Small Animal Anesthesia Machine RWD R520IE E05807-006 M
Stereotaxic Equipment RWD E06382
STERI 250 sterilizer Keller 31101 Rapid sterilization of surgical instruments
Surgical sutures Shanghai jinhuan F504 5-0
Syringe needle (1 mL) Shanghai KDL 6930197811018 26 gauge (0.45 mm x 16 mm)
Testing drug and solvent Experiment dependent N/A
ThermoStar Homeothermic Monitoring System RWD 69026 Maintain body temperature during anesthesia
Vetbond Tissue adhesive 3M 1469SB Secure the brain infusion cannula , Adhere the skin incision

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Theeuwes, F., Yum, S. I. Principles of the design and operation of generic osmotic pumps for the delivery of semisolid or liquid drug formulations. Annals of Biomedical Engineering. 4 (4), 343-353 (1976).
  2. Herrlich, S., Spieth, S., Messner, S., Zengerle, R. Osmotic micropumps for drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 64 (14), 1617-1627 (2012).
  3. Wei, E., Loh, H. Physical dependence of opiate-like peptides. Science. 193 (4259), 1262-1263 (1976).
  4. Pettigrew, J. D., Kasamatsu, T. Local perfusion of noradrenaline maintains visual cortical plasticity. Nature. 271 (5647), 761-763 (1978).
  5. Wang, Y., et al. Reduced oligodendrocyte precursor cell impairs astrocytic development in early life stress. Advanced Science (Weinheim). 8 (16), 2101181 (2021).
  6. Tang, C., et al. Neural stem cells behave as a functional niche for the maturation of newborn neurons through the secretion of PTN. Neuron. 101 (1), 32-44 (2019).
  7. Watanabe, S., Komine, O., Endo, F., Wakasugi, K., Yamanaka, K. Intracerebroventricular administration of Cystatin C ameliorates disease in SOD1-linked amyotrophic lateral sclerosis mice. Journal of Neurochemistry. 145 (1), 80-89 (2018).
  8. DeVos, S. L., Miller, T. M. Direct intraventricular delivery of drugs to the rodent central nervous system. Journal of Visualized Experiments: JoVE. , e50326 (2013).
  9. Tang, C., Guo, W. Implantation of a mini-osmotic pump plus stereotactical injection of retrovirus to study newborn neuron development in adult mouse hippocampus. STAR Protocols. 2 (1), 100374 (2021).
  10. Niu, J., et al. Oligodendroglial ring finger protein Rnf43 is an essential injury-specific regulator of oligodendrocyte maturation. Neuron. 109 (19), 3104-3118 (2021).
  11. Breitschopf, H., Suchanek, G., Gould, R. M., Colman, D. R., Lassmann, H. In situ hybridization with digoxigenin-labeled probes: sensitive and reliable detection method applied to myelinating rat brain. Acta Neuropathologica. 84 (6), 581-587 (1992).
  12. Cree, B. A. C., et al. Clemastine rescues myelination defects and promotes functional recovery in hypoxic brain injury. Brain. 141 (1), 85-98 (2018).
  13. Eckenhoff, B., Yum, S. I. The osmotic pump: novel research tool for optimizing drug regimens. Biomaterials. 2 (2), 89-97 (1981).
  14. Thoenen, H., Sendtner, M. Neurotrophins: from enthusiastic expectations through sobering experiences to rational therapeutic approaches. Nature Neuroscience. 5, 1046-1050 (2002).
  15. Hagg, T. Intracerebral infusion of neurotrophic factors. Methods in Molecular Biology. 399, 167-180 (2007).
  16. Bittner, B., Thelly, T., Isel, H., Mountfield, R. J. The impact of co-solvents and the composition of experimental formulations on the pump rate of the ALZET osmotic pump. International Journal of Pharmaceutics. 205 (1-2), 195-198 (2000).
  17. Arnot, M. I., Bateson, A. N., Martin, I. L. Dimethyl sulfoxide/propylene glycol is a suitable solvent for the delivery of diazepam from osmotic minipumps. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 36 (1), 29-31 (1996).
  18. Gullapalli, R., et al. Development of ALZET osmotic pump compatible solvent compositions to solubilize poorly soluble compounds for preclinical studies. Drug Delivery. 19 (5), 239-246 (2012).
  19. White, J. D., Schwartz, M. W. Using osmotic minipumps for intracranial delivery of amino acids and peptides. Methods in Neurosciences. 21, 187-200 (1994).

Tags

Neurovetenskap nummer 178
Osmotisk pumpbaserad läkemedelsleverans för <em>In Vivo</em> remyelinationsforskning om centrala nervsystemet
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, X., Su, Y., Hu, X., Niu, J.… More

Wang, X., Su, Y., Hu, X., Niu, J. Osmotic Pump-based Drug-delivery for In Vivo Remyelination Research on the Central Nervous System. J. Vis. Exp. (178), e63343, doi:10.3791/63343 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter