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Eine einfache und reproduzierbare Methode, Membran-Proben von frisch isolierte Ratte Gehirn Mikro...
Eine einfache und reproduzierbare Methode, Membran-Proben von frisch isolierte Ratte Gehirn Mikro...
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JoVE Journal Neuroscience
A Simple and Reproducible Method to Prepare Membrane Samples from Freshly Isolated Rat Brain Microvessels

Eine einfache und reproduzierbare Methode, Membran-Proben von frisch isolierte Ratte Gehirn Mikrogefäßen vorzubereiten

Full Text
10,793 Views
07:13 min
May 7, 2018

DOI: 10.3791/57698-v

Hrvoje Brzica*1, Wazir Abdullahi*1, Bianca G. Reilly1, Patrick T. Ronaldson1

1Department of Pharmacology, College of Medicine,University of Arizona, Tucson

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents a protocol for isolating rat brain microvessels to investigate the blood-brain barrier (BBB). The method allows for high-quality protein analyses from individual animals, facilitating the exploration of tight junction proteins and transporters related to neuropharmacology and physiology.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Protein Analysis
  • Blood-Brain Barrier Physiology

Background

  • The blood-brain barrier plays a crucial role in maintaining central nervous system homeostasis.
  • Understanding the molecular characteristics of the BBB can inform studies on neurological diseases.
  • This method accounts for variability in protein expression among different rats.
  • Enriched microvessel samples are essential for advancing neuropharmacological research.

Purpose of Study

  • To isolate cerebral microvessels from rat brains for biochemical studies.
  • To analyze molecular components associated with the BBB under various physiological conditions.
  • To evaluate the expression and regulation of specific proteins related to BBB function.

Methods Used

  • The main platform involves surgical techniques followed by homogenization and centrifugation of brain tissue.
  • The biological model consists of Sprague-Dawley rats, allowing for individual analysis of microvessel characteristics.
  • No multiomics workflow was mentioned.
  • Key steps include tissue resection, homogenization, and multiple centrifugation cycles to isolate microvessels.
  • Protein yield and purification are assessed through Western blotting and Bradford protein assays.

Main Results

  • Intact microvessels were successfully isolated and characterized for protein expression.
  • Enrichment of PECAM-1 (CD31) and Glut1 was confirmed in microvessel preparations.
  • Protein concentrations typically ranged from 5 to 10 mg/mL post-protocol.
  • A notable difference in Glut1 expression between male and female rats was observed.

Conclusions

  • This study provides a reliable method for isolating brain microvessels, paving the way for future research on the blood-brain barrier.
  • The protocol enhances understanding of neuropharmacological dynamics and BBB physiology.
  • Insights gained can inform better therapeutic approaches for neurological conditions.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of this isolation method?
This method allows for the extraction of high-quality microvessel samples from individual rats, considering natural variability in protein expression, which enhances the reliability of subsequent analysis.
How is the rat brain prepared for isolation?
The rat is euthanized, the skull is removed, and the brain is carefully extracted while ensuring all meningeal tissue is discarded before homogenization.
What types of outcomes can be expected from this method?
Outcomes include insights into the molecular characteristics of the blood-brain barrier such as the expression levels of tight junction proteins and transporters.
How can this method be applied in research?
This isolation technique can be adapted for studies addressing various physiological and pathological conditions related to the blood-brain barrier.
Are there any limitations to this approach?
Attention to detail is crucial during tissue handling and centrifugation steps to ensure the integrity of isolated microvessels; any disruption could affect downstream applications.

Hier wird eine Methode zur Isolierung der Ratte Gehirn mikrogefäßen und für die Vorbereitung der Membran Proben beschrieben. Dieses Protokoll hat den klaren Vorteil zur Herstellung von angereichertem kapilläre Proben mit akzeptablen Protein von einzelnen Tieren ergeben. Proben können dann für robuste Protein Analysen auf das Gehirn mikrovaskulären Endothel verwendet werden.

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, zerebrale Mikrogefäße aus dem Rattengehirn für biochemische Studien zu isolieren, die darauf abzielen, die molekularen Eigenschaften der Blut-Hirn-Schranke von Säugetieren zu verstehen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen der Physiologie der Blut-Hirn-Schranke und der Neuropharmakologie zu beantworten, wie z.B. die Regulation, Lokalisierung und Expression von Tight-Junction-Proteinen und endogenen Transportern in Gesundheit und Krankheit. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass wir eine ausreichende Anzahl hochwertiger Mikrogefäße aus einem einzelnen Tier isolieren können, wobei die natürliche Variabilität der Proteinexpression zwischen den einzelnen Tieren berücksichtigt wird.

Bianca Reilly, eine herausragende Studentin aus meinem Labor, wird diese Technik vorführen. Nachdem Sie eine Sprague-Dawley-Ratte gemäß dem Textprotokoll eingeschläfert und geköpft haben, verwenden Sie eine chirurgische Schere, um die Haut vom Rattenschädel zu entfernen, indem Sie einen einzigen Querschnitt machen. Entfernen Sie mit Rongeuren vorsichtig die Schädelplatte und legen Sie das Gehirn frei.

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Neurowissenschaften Ausgabe 135 Blut - Hirn-Schranke Gehirn Mikrogefäßen Dextran-Trennung Differentielle Zentrifugation Endothelzellen Membranproteine Molekulare Pharmakologie Transporter Tight Junctions Western Blotting

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