Methodenartikel

Dynamische Echtzeit-Entnahme von extrazellulärer Flüssigkeit aus dem Hippocampus von bewussten Ratten mit Hilfe eines Mikrodialysesystems

DOI:

10.3791/64530

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21. Oktober 2022

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1Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2Research Institute of Integrated TCM & Western Medicine, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 3School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 4School of Ethnic Medicine, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Das vorliegende Protokoll bietet eine detaillierte dynamische Echtzeit-Probenahme von extrazellulärer Flüssigkeit aus dem Hippocampus wacher Ratten unter Verwendung eines Mikrodialysesystems.

Zusammenfassung

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Eine Vielzahl von Erkrankungen des Zentralnervensystems (ZNS) ist mit Veränderungen in der Zusammensetzung der extrazellulären Flüssigkeit des Hippocampus (HECF) verbunden. Die Schwierigkeit, HECF in Echtzeit von bewussten Ratten zu erhalten, hat jedoch lange Zeit die Bewertung des Fortschreitens der ZNS-Erkrankung und die Wirksamkeit der ethnomedizinischen Therapie eingeschränkt. Ermutigend ist, dass eine Gehirnmikrodialysetechnik für die kontinuierliche Probenahme mit den Vorteilen der dynamischen Beobachtung, der quantitativen Analyse und einer kleinen Stichprobengröße verwendet werden kann. Dies ermöglicht die Überwachung von Veränderungen des extrazellulären Flüssigkeitsgehalts für Verbindungen aus traditionellen Kräutern und deren Metaboliten im Gehirn lebender Tiere. Das Ziel dieser Studie war es daher, eine Mikrodialysesonde für die Zerebrospinalflüssigkeit mit einem dreidimensionalen stereotaktischen Apparat des Gehirns präzise in die Hippocampusregion von Sprague-Dawley-Ratten zu implantieren, die Molekulargewichte von mehr als 20 kDa abschneidet. Das hochwertige HECF wurde dann von bewussten Ratten mit einem Mikrodialyse-Probenahmekontrollsystem mit einer einstellbaren Probenahmerate von 2,87 nL/min - 2,98 mL/min gewonnen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unser Protokoll eine effiziente, schnelle und dynamische Methode zur Gewinnung von HECF bei wachen Ratten mit Hilfe der Mikrodialysetechnologie bietet, die uns unbegrenzte Möglichkeiten bietet, die Pathogenese von ZNS-bedingten Erkrankungen weiter zu erforschen und die Wirksamkeit von Medikamenten zu bewerten.

Einleitung

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Erkrankungen des Zentralnervensystems (ZNS) mit hoher Morbidität, wie neurodegenerative Erkrankungen, Schädel-Hirn-Trauma, Hypoxie-induzierte Hirnverletzungen in großer Höhe und ischämischer Schlaganfall, sind entscheidende Ursachen für die weltweit steigende Sterblichkeit 1,2,3. Die Echtzeitüberwachung von Zytokinen und Proteinveränderungen in bestimmten Hirnregionen trägt zur diagnostischen Genauigkeit von ZNS-Erkrankungen und pharmakokinetischen Untersuchungen des Gehirns nach Medikation bei. In der traditionellen wissenschaftlichen Forschung wird das Homogenat von Hirngew....

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Protokoll

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Das Versuchsprotokoll wurde in Übereinstimmung mit den Anforderungen des Ausschusses für den Einsatz von Labortieren und der institutionellen Tierpflege und -nutzung an der Universität für Traditionelle Chinesische Medizin Chengdu durchgeführt (Aktennummer: 2021-11). Für die vorliegende Studie wurden männliche Sprague Dawley (SD) Ratten (280 ± 20 g, 6-8 Wochen alt) verwendet.

1. Mikrodialysesonde des Gehirns, Implantationschirurgie

  1. Verwenden Sie 3 % bzw. 1,5 % Isofluran für die Einleitung bzw. Aufrechterhaltung der Rattenanästhesie unter Verwendung eines Tieranästhesiesystems in einem Luft-Sauerstoff-Gemisch bei 0....

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Ergebnisse

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Nach dem obigen Versuchsprotokoll und den in Tabelle 1 festgelegten Probenahmeparametern wurde wasserähnliches, farbloses und transparentes Ratten-HECF mit der eingestellten Probenahmerate erhalten (Abbildung 1K). Der osmotische Druck des erhaltenen Ratten-HECF betrug 290-310 mOsm/L, was indirekt die Qualität der Proben sicherstellen kann18,19.

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Diskussion

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Die Pathogenese von ZNS-Erkrankungen ist noch nicht vollständig verstanden, was die Entwicklung neuer Therapien und Medikamente behindert. Studien haben gezeigt, dass die meisten ZNS-Erkrankungen eng mit Hippocampusläsionen verbunden sind20,21,22. Die vorgeschlagene Mikrodialysetechnik des Gehirns kann auf bestimmte Regionen des Gehirns abzielen, insbesondere auf den Hippocampus, was sie von der traditionellen Methode der HECF-E.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (82104533), dem Science &; Technology Department der Provinz Sichuan (2021YJ0175) und der China Postdoctoral Science Foundation (2020M683273) unterstützt. Die Autoren bedanken sich bei Herrn Yuncheng Hong, einem leitenden Ausrüstungsingenieur bei Tri-Angels D&H Trading Pte. Ltd. (Singapur) für die Erbringung technischer Dienstleistungen für die Mikrodialysetechnik.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
  LufttrockenschrankSuzhou Great Electronic Equipment Co., LtdGHG-9240A
TieranästhesiesystemRayward Life Technology Co., LtdR500IE
TiertemperaturhalterRayward Life Technology Co., Ltd69020
Künstliches LiquorBeijing leagene biotech. Co., LtdCZ0522
Mikrodialysesondefür das Gehirn  CMA Mikrodialyse ABT56518
Katheter  CMA Microdialysis ABT56518
Covance InfusionsgurtInstech Laboratories, Inc.CIH95
ProthesenbasisharzeShanghai Eryi Zhang Jiang Biomaterials Co., Ltd190732
Elektrischer SchädelbohrerRayward Life Technology Co., Ltd78001
ElektrorasiererRayward Life Technology Co., LtdCP-5200
Freilauftank für Tiere  CMA Microdialysis ABCMA120
Heparin-Natrium-InjektionChengdu Haitong Pharmaceutical Co., LtdH51021208
IodophorSichuan Lekang Pharmaceutical Accessories Co., Ltd202201
IsofluranRayward Life Technology Co., LtdR510-22
Mikrodialyse-Katheter-Stilett CMA Microdialysis AB8011205
Mikrodialyse-Entnahmeröhrchen  CMA Mikrodialyse AB7431100
Mikrodialyse-Sammler CMA Microdialysis ABCMA4004 Fep-Schläuche
Mikrodialysenbsp; CMA Microdialysis AB3409501
Mikrodialyse in vitro Stand  CMA Microdialysis ABCMA130
Mikrodialyse-Mikroinjektionspumpe  CMA Microdialysis AB788130
Mikrodialyse-Spritze (1,0 mL) CMA Microdialysis AB8309020
Adapter für Mikrodialyseschläuche CMA Microdialysis AB3409500
Nicht resorbierbares chirurgisches NahtmaterialShanghai Tianqing Biological Materials Co., LtdS19004
Ophthalmische ZangeRayward Life Technology Co., LtdF12016-15
OsmometerLö serOM 807
Natriumhyaluronat-AugentropfenURSAPHARM Arzneimittel GmbHH20150150
Stereotaxie-GerätRayward Life Technology Co., Ltd68025
Chirurgische SchereRayward Life Technology Co., LtdS14014-15
Chirurgische SchereShanghai Bingyu Fluid technology Co., LtdBY-103
Spritzennadel  CMA Microdialysis ABT56518
Trypsin-LösungBoster
Biological Technology, Ltd.
UltraschallreinigerGuangdong Goote Ultrasonic Co., LtdKMH1-240W8101
für &PYG0107

Referenzen

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  1. Erkkinen, M. G., Kim, M. O., Geschwind, M. D. Clinical neurology and epidemiology of the major neurodegenerative diseases. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 10 (4), 033118(2018).
  2. Salehi, A., Zhang, J. H., Obenaus, A.

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Schlagwörter

Zerebrale MikrodialyseMikrodialysesondestereotaktischer ApparatCA1 RegionProbenahmeintervallZentralnervensystemArzneimittelwirksamkeitdynamische Probenahme

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