Dieser Artikel beschreibt ein detailliertes Protokoll zur Erhöhung der Glukosekonzentration im Liquor cerebrospinalis (CSF) von Mäusen. Dieser Ansatz kann nützlich sein, um die Auswirkungen einer hohen Liquorglukose auf die Neurodegeneration, die Kognition und den peripheren Glukosestoffwechsel bei Mäusen zu untersuchen.
Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.
Methodenartikel
Osmotische Minipump-Implantation zur Erhöhung der Glukosekonzentration im Liquor der Maus
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Diabetes erhöht das Risiko eines kognitiven Verfalls und beeinträchtigt die Gehirnfunktion. Ob dieser Zusammenhang zwischen hohem Glukosespiegel und kognitiven Defiziten ursächlich ist oder nicht, bleibt unklar. Darüber hinaus ist auch unklar, ob diese Defizite durch einen Anstieg des Glukosespiegels im Liquor und/oder Blut vermittelt werden. Es gibt nur sehr wenige Studien, die die direkten Auswirkungen eines hohen Liquorglukosespiegels auf die Funktion des zentralen Nervensystems (ZNS), insbesondere auf das Lernen und das Gedächtnis, untersuchen, da die aktuellen Diabetesmodelle nicht ausreichend entwickelt sind, um solche Forschungsfragen zu beantworten. Dieser Artikel beschreibt eine Methode zur chronischen Erhöhung des Liquorglukosespiegels für 4 Wochen durch kontinuierliche Infundierung von Glukose in den Seitenventrikel mit osmotischen Minipumpen bei Mäusen. Das Protokoll wurde durch die Messung des Glukosespiegels im Liquor validiert. Dieses Protokoll erhöhte den Liquorglukosespiegel auf ~328 mg/dl nach Infusion einer 50%igen Glukoselösung bei einer Flussrate von 0,25 μl/h, verglichen mit einer Liquorglukosekonzentration von ~56 mg/dl bei Mäusen, die künstliche Zerebrospinalflüssigkeit (aCSF) erhielten. Darüber hinaus hatte dieses Protokoll keinen Einfluss auf den Blutzuckerspiegel. Daher kann diese Methode verwendet werden, um die direkten Auswirkungen einer hohen Liquorglukose auf die Gehirnfunktion oder eine bestimmte Nervenbahn unabhängig von Veränderungen des Blutzuckerspiegels zu bestimmen. Insgesamt wird der hier beschriebene Ansatz die Entwicklung von Tiermodellen erleichtern, um die Rolle einer hohen Liquorglukose bei der Vermittlung von Merkmalen der Alzheimer-Krankheit und/oder anderer neurodegenerativer Erkrankungen im Zusammenhang mit Diabetes zu testen.
Einleitung
Sowohl Typ-1- als auch Typ-2-Diabetes beeinträchtigen die Gehirnfunktion 1,2,3. Zum Beispiel erhöht Diabetes das Risiko für kognitiven Verfall und neurodegenerative Erkrankungen, einschließlich der Alzheimer-Krankheit 3,4. Darüber hinaus haben Menschen mit Diabetes eine gestörte Glukosewahrnehmung im Gehirn 5,6. Dieser Defekt trägt zur Pathogenese der Hypoglykämie-assoziierten Unwissenheit und einer unzureichenden gegenregulatorischen Rea....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Protokoll
Alle Mausverfahren wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee der University of Rochester genehmigt und gemäß den Richtlinien des US Public Health Service für die humane Pflege und Verwendung von Versuchstieren durchgeführt. Sechs Wochen alte männliche C57BL/6J-Mäuse, die für diese Studie verwendet wurden, wurden kommerziell beschafft. Alle Tiere wurden in Gruppen (5 Mäuse pro Käfig) in einem Raum mit einem 12-stündigen Tag-Nacht-Zyklus untergebracht und erhielten ad libitum Zugang zu Futter und Wasser. Nachdem den Mäusen eine Kanüle zur Infusion von Glukose in den Seitenventrikel implantiert worden war, wurden sie einzeln untergebracht, um Schäde....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Ergebnisse
Männlichen Mäusen wurde eine Kanüle implantiert, die an eine osmotische Minipumpe angeschlossen war (Abbildung 1), um einen Liquor oder eine 50%ige Glukoselösung in ihre Seitenventrikel zu infundieren (Abbildung 2). Der Liquor wurde 10 Tage nach der Operation entnommen (Abbildung 3), um die Wirksamkeit dieses Verfahrens zu validieren. Die Ergebnisse zeigten einen Anstieg des Liquorglukosespiegels (Mittelwert: 327,7 mg/dl) bei Mäusen.......
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Diskussion
Dieser Artikel berichtet über ein detailliertes Protokoll zur Erhöhung der Liquorglukose bei Mäusen durch die Verwendung osmotischer Minipumpen, die an eine Kanüle angeschlossen sind, die in den Seitenventrikel implantiert wird. Die chronische Infusion von Glukose in das Mäusegehirn durch dieses Verfahren wird nützlich sein, um die Auswirkungen einer langfristigen Hyperglykorrhachie auf die Kognition, den systemischen Glukosestoffwechsel und den Energiehaushalt zu beschreiben und die Pathogenese von Diabeteskomplikatione.......
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Offenlegungen
Die Autoren erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt haben.
Danksagungen
National Institutes of Health gewähren DK124619 an KHC.
Anschubfinanzierung und Pilotforschungspreis, Department of Medicine, University of Rochester, NY, an KHC.
Der Del Monte Institute for Neuroscience Pilot Research Award, University of Rochester, an KHC.
Forschungspreis der Universität, Büro des Vizepräsidenten für Forschung, Universität Rochester, NY, an KHC.
MUR entwarf und führte die Methode durch, analysierte die Ergebnisse, erstellte Grafiken und Abbildungen und schrieb und redigierte das Manuskript. KHC konzipierte und betreute die Studie, analysie....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 0,22 &Mikro; m Spritzenfilter | Membranlösungen | SFPES030022S | |
| 1 mL sterile Spritze (Luer-Lok-Spitze) | BD | 309628 | |
| 1 mL TB Spritze | BD | 309659 | |
| 100 mL Glasbecherglas | Fisher | N/a | |
| 100% Ethanol (Koptec) | DLI | UN170 | Verwenden Sie eine 70%ige Verdünnung, um den Operationsbereich zu reinigen |
| 50 mL konisches Röhrchen | Fisher | N/A | |
| Zündanzeiger | KOPF | 1905 | |
| Alzet Gehirn Infusionskit | DURECT | Kit # 3; 0008851 | Schlauch im Kit auf 1 Zoll Länge schneiden |
| Alzet osmotische Pumpe | DURECT | 2004 | Durchflussmenge 0,25 µ L/h |
| Anästhesiesystem | Kent Scientific | SomnoSuite | |
| Betadine Lösung | Avrio Health | N/A | |
| CaCl2 . 2H2O | Fisher | C79-500 | |
| Kanülenhalter | KOPF | 1966 | |
| Zentrierendoskop | KOPF | 1915 | |
| Dental Cement Liquid | Lang Dental REF1404 | ||
| Dental Zement Pulver | Lang Dental | REF1220-C | |
| D-Glukose | Sigma | G8270 | |
| Elektrische Bohrmaschine | KOPF | 1911 | Beim Bohren eines Lochs ein Reißen der Dura Mater vermeiden |
| Augenschmiermittel (Optixcare) | CLC Medica | N/A | |
| Glasperlensterilisator (Germinator 500) | VWR | 101326-488 | Legen Sie Instrumente vor der Operation in steriles Wasser, um sie abkühlen zu lassen |
| Glukose-Assay-Kit | Cayman chemisches | 10009582 | |
| H2O2 | Sigma | H1009-500ml | 3% H2O2 auf die Schädeloberfläche auftragen, um die Schädelnähte sichtbar zu machen. |
| Haarschneider | WAHL N | /A | |
| Heizkissen | Heatpax | 19520483 | |
| Hämostat | N/A | N/A | |
| Isofluran (Fluriso) | Zoetis | NDC1385-046-60 | |
| KCl | VWR | 0395-500g | |
| Magnetischer Ständer | WPI | M1 | |
| Vergrößerungs-Schreibtischleuchte | Brightech | LightView Pro Flex 2 | |
| Metallspatel | N/A | N/A | |
| MgCl2 . 6H2O | Fisher | BP214-500 | |
| Mikromanipulator (Rechtshänder) | WPI | M3301R | |
| Mikromanipulator mit Digitalanzeige | KOPF | 1940 | |
| Na2HPO4 . 7H2O | Fisher | S373-500 | |
| NaCl | Sigma | S7653-5Kg | |
| NaH2PO4 . H2O | Fisher | S369-500 | |
| Neosporin | Johnson & Johnson | N/A | Topische Salbe zur Vorbeugung von Infektionen auftragen |
| Parafilm | Bemis | DM-999 | |
| Rimadyl (Carprofen) 50mg/ml | Zoetis | N/A | 5 mg/kg, subkutan, zur Analgesie |
| Skalpell | N/A | N/A | |
| Stereotaktisches Allignmentsystem | KOPF | 1900 | |
| Sterile 27-Gauge-Nadel | BD | 305109 | |
| Sterile Wattestäbchen-Applikatoren (Solon) | AMD Medicom | 56200 | |
| Sterile Nylonnähte (5.0) | Oasis | MV-661 | Verwenden Sie zum Verschließen der Wunde ein nicht absorierbares Nahtmaterial |
| Sterile scharfe Schere | N/A | N/A | |
| Sterile OP-Klingen | VWR | 55411-050 | |
| OP-Handschuhe (Nitril) | Ammex | N/A | Handschuhwechsel bei Verdacht auf Kontamination |
| Tablett | N/A | N/A |
Referenzen
- Moheet, A., Mangia, S., Seaquist, E. R. Impact of diabetes on cognitive function and brain structure. Annals of the New York Academy of Sciences. 1353, 60-71 (2015).
- Takeda, S., et al.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Nachdrucke und Genehmigungen
