Name: Fokussierte ultraschallinduzierte Öffnung der Blut-Hirn-Schranke zur gezielten Behandlung von Hirnstrukturen und zur Beurteilung der chemogenetischen Neuromodulation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-12-22T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 37 s
Description: Erfahren Sie die fokussierte Ultraschall-Öffnung der Blut-Hirn-Schranke bei Mäusen zur gezielten Gendelivery und chemogenetischen Neuromodulation. Diese nicht-invasive Methode ermöglicht präzise Hirnbefunde.

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Diese Forschung wurde von der Brain and Behavior Foundation, NARSAD Young Investigator Award, unterstützt. Mehrere 3D-gedruckte Komponenten wurden ursprünglich von Fabien Rabusseau (Image Guided Therapy, Frankreich) entworfen. Der Autor bedankt sich bei John Heath (Caltech) und Margaret Swift (Caltech) für die technische Hilfe bei der Erstellung des Manuskripts.

Kein Interessenkonflikt.

ATAC erfordert die erfolgreiche Implementierung mehrerer Techniken für die erfolgreiche Neuromodulation spezifischer neuronaler Schaltkreise, einschließlich präziser MRT-gesteuerter Zielgruppenansprache, FUS-BBBO und histologischer Bewertung der Genexpression. 3D-druckbare Komponenten wurden entwickelt, um das Targeting kleiner Gehirnstrukturen mit bildgebendem FUS-BBBO zu vereinfachen.
Die MRT-gesteuerte Verabreichung von fokussiertem Ultraschall (MRIgFUS) bringt eine Reihe von Herausforderungen mit sich. Erstens hat eine typische MRT-Spule nur begrenzten Platz, der nur für die Aufnahme einer Probe und nicht für die Ultraschall-Hardware ausgelegt ist. Die größeren Bohrungen von MRTs erhöhen die Kosten der Ausrüstung und verringern die Bildqualität, da das Signal mit dem Füllfaktor einer Spule32 zusammenhängt. Folglich beeinträchtigt jede FUS-Hardware, die im MRT auf einem Tierbild platziert wird, die Bildqualität. Zweitens ist die Entwicklung von MRT-kompatiblen Geräten schwierig und teuer. MRT-kompatible Materialien müssen diamagnetisch sein, eine geringe Neigung zur Erzeugung von Wirbelströmen während der Hochfrequenzbefeldung aufweisen und eine geringe magnetische Suszeptibilität bei hohen Magnetfeldern aufweisen. In jedem leitfähigen Material wirkt sich die Erzeugung von Wirbelströmen oder seine magnetische Suszeptibilität ebenfalls negativ auf die Bildqualität aus. Schließlich haben die verfügbaren MRT-kompatiblen Materialien einen niedrigeren Elastizitätsmodul und eine geringere Haltbarkeit als die Metalle, die typischerweise bei der Herstellung von präzisen Zielmaschinen verwendet werden, z. B. stereotaktische Rahmen. Die Motoren, die für die Positionsanpassung verwendet werden, müssen aufgrund ihrer Größe MRT-kompatibel sein und außerhalb der MRT-Bohrung platziert werden. Diese Motoren müssen mit MRT-kompatiblen Materialien in einiger Entfernung mit dem Schallkopf in einer MRT-Bohrung verbunden werden. Probleme mit dem Verziehen von Kunststoffen, der Mangel an ausreichendem Platz in der Bohrung, um Komponenten mit robuster Größe zu implementieren, und unzureichender Platz für wechselnde Zielpositionen im gesamten Gehirn haben die Zielgenauigkeit in früheren Arbeiten beeinträchtigt.
Um diese Probleme zu lösen, wurde die Entscheidung getroffen, die Bildgebung in der MRT und die FUS-BBBO-Verabreichung außerhalb des Scanners durchzuführen. Um eine MRT-Kontrolle zu ermöglichen, wurden die Mäuse in eine 3D-gedruckte Fessel gelegt, die über eine MRT-sichtbare Zielführung verfügte, mit der die Gehirnstrukturen der Maus sowohl im MRT als auch im stereotaxen Koordinatenraum lokalisiert werden konnten. Da sowohl der Mäuseschädel als auch die Zielführung fest mit den Ohrstangenhaltern verbunden sind (Abbildung 1a,b), kann eine Zielführung verwendet werden, um räumliche Koordinaten im MRT-Bild zu korrelieren und die stereotaktischen Instrumente auf Null zu stellen. Die Halterung hat keine beweglichen Teile und enthält keinen Wandler, was es uns ermöglichte, sie sowohl robust als auch klein genug zu machen, um in ein MRT zu passen, und Signalstörungen von der Elektronik des Wandlers zu entfernen. Der Raum im Inneren der Zielschablone wurde ausgehöhlt, da die 3D-gedruckte Stütze für einige Materialien im MRT sichtbar ist (Abbildung 1c). Es wurden Löcher in die Baugruppe eingebracht, um eine Stereotax-Kalibrierung zu ermöglichen (Abbildung 3). Der Ultraschallwandler wurde an einem Elektrodenhalter einer Stereotaxe befestigt, und das Targeting wurde wie in Abschnitt 4 beschrieben (Abbildung 1d) durchgeführt. Der Schallkopf sollte über seine gesamte Länge durch ein Gehäuse von Ohrbügeln gestützt werden, um eine Abweichung von der waagerechten Ebene zu vermeiden. Das Targeting in dorso-ventraler Richtung kann durch Phasenverschiebungen in einem ringförmigen Array erreicht werden.
Die praktische Zielgenauigkeit wird durch Ultraschallfokussierung und Schädeldämpfung bestimmt. Das FUS-BBBO-Verfahren wurde für Ratten 11 detailliert beschrieben und in einer Reihe anderer Modellorganismen23,33,34 und beim Menschen 16,17 implementiert. Das Verhältnis zwischen der Größe des Ultraschallfokus ist umgekehrt proportional zur Frequenz, wobei höhere Frequenzen zu einer präziseren Abgabe führen können. Die Dämpfung des Schädels nimmt jedoch mit Frequenzen35 zu, was zu einer Schädelerwärmung und einer Schädigung der kortikalen Bereiche führen kann. Die genaue Targeting-Strategie hängt von der Gehirnstelle ab. Die Stellen, an denen ein halber Maximaldruck in voller Breite in das Hirngewebe passt, ermöglichen eine vorhersagbare und sichere BHS-Öffnung in vielen Gehirnstrukturen wie dem Striatum, dem Mittelhirn und dem Hippocampus. Regionen in der Nähe der Basis des Gehirns stellen bei Mäusen eine besondere Herausforderung dar. Das Mäusegehirn misst ca. 8-10 mm in dorso-ventraler Richtung, was vergleichbar ist mit der halben Maximalgröße vieler kommerziell erhältlicher Schallköpfe in voller Breite. Folglich kann das Zielen auf die Unterseite des Schädels zu einer Ultraschallreflexion von den Knochen und der Luft in den Gehörgängen, dem Mund oder der Luftröhre führen, was zu unvorhersehbaren Mustern von hohem und niedrigem Druck führen kann36. Einige dieser Drücke können eine Trägheitskavitationsschwelle überschreiten, die nachweislich Blutungen und Gewebeschäden verursacht37. Um Regionen anzuvisieren, die sich in der Nähe der Schädelbasis befinden, kann es bevorzugt sein, intersektionale ATAC7 zu verwenden, wobei intersektionale Genetik38 verwendet wird, um die Genexpression auf einen kleineren Bereich zu beschränken als den, der mit dem FUS-Strahl anvisiert wird. In dem veröffentlichten Beispiel eines intersektionalen ATAC wurde ein transgenes Tier, das ein Gen-Editing-Enzym (Cre38) in dopaminergen Zellen exprimiert, mit Ultraschall in der Untersektion der Region mit dopaminergen Zellen anvisiert. Schließlich können die kortikalen Regionen mit FUS angegriffen werden, aber die Beugung und Reflexion von Ultraschall kann zu ungleichmäßigen Druckprofilen führen. Dieses Protokoll deckt nicht die Ausrichtung auf kortikale Regionen ab, da dies stark von der verwendeten Art abhängt. Es wurde jedoch ein gewisses Targeting des Kortex oberhalb des Hippocampus 7 beobachtet (z. B. Abbildung 7), was darauf hindeutet, dass dies zumindest bei Mäusen möglich ist.
Die Wahl eines chemogenetischen Aktivators und die Dosierung hängen von den spezifischen experimentellen Anforderungen ab. Eine Reihe von Studien, darunter eine der Studien der Autoren7, zeigten kein signifikantes unspezifisches Ansprechen39,40, während höhere Dosen (z. B. 10 mg/kg) zumindest in einigen Fällen Nebenwirkungen hervorrufen können41. Wie bei allen Verhaltensexperimenten sind jedoch geeignete Kontrollen31 aufgrund einer möglichen Off-Target-Aktivität von CNO und seinen Metaboliten42 unerlässlich. Solche Kontrollen könnten die Verabreichung von CNO und Kochsalzkontrollen an Tiere, die DREADDs exprimieren, und die Verabreichung von CNO an Wildtyp-Tiere oder in einigen spezifischen Fällen einen Vergleich von ipsi- und kontralateralen Stellen des Gehirns umfassen, die chemogenetische Rezeptoren exprimieren bzw. nicht. Darüber hinaus ergaben neuere Forschungen eine Reihe neuer DREADD-Agonisten mit verbesserter Spezifität28,29,43. Andere chemogenetische Rezeptoren 5,25,44 können auch in Verbindung mit dem ATAC-Verfahren verwendet werden.
Die histologische Beurteilung der Genexpression ist für jedes Tier post mortem notwendig. Ein kleiner Teil der Tiere zeigt eine schlechte Genexpression nach FUS-BBBO7. Darüber hinaus ist es notwendig, die räumliche Genauigkeit und Spezifität der Genexpression zu zeigen, da ein falsches Targeting möglich ist. Bemerkenswert ist, dass einige AAVs eine retrograde oder anterograde Tracing-Fähigkeit aufweisen können45 und trotz genauer Ultraschall-Targeting eine Transfektion weit entfernt von der mit Ultraschall anvisierten Stelle verursachen können. Wenn der exprimierte chemogenetische Rezeptor mit einem Fluorophor fusioniert ist oder ein Fluorophor mitexprimiert, kann die Bildgebung des Fluorophors in Gewebeschnitten ausreichen, um die Lokalisation und Intensität der Expression zu beurteilen. Viele fluoreszierende Proteine werden jedoch durch den Gewebefixierungsprozess geschädigt, und die Immunfärbung für das mCherry-Protein, das häufig mit DREADDs verwendet wird, lieferte in früheren Studien ein besseres Signal7. Schließlich kann aufgrund der Dichte von Neuronen in bestimmten Teilen des Gehirns (z. B. körnige Zellschicht im Hippocampus) die Verwendung von nudeutlich lokalisierten Fluorophoren, die unter IRES exprimiert werden, im Gegensatz zu Fusionen zur Durchführung von Zellzählungen von Vorteil sein, da Kerne leicht segmentiert und mit Kernfärbungen wie DAPI oder TO-PRO-3 gegengefärbt werden können. Um die Neuromodulation durch c-Fos-Färbung zu bewerten, ist es unerlässlich, eine nukleäre Gegenfärbung durchzuführen und c-Fos-positive Kerne anstelle eines Fluoreszenzsignals zu zählen. In einigen Fällen können Zelltrümmer Fluoreszenz zeigen und die Messungen positiver Zellen verfälschen.
Zu den Einschränkungen der Arzneimittel- und Genverabreichung mit FUS-BBBO gehören eine geringere Auflösung als bei invasiven intrakraniellen Injektionen und die Notwendigkeit größerer Mengen injizierter Medikamente oder viraler Vektoren. Während eine direkte Injektion in das Gehirn zu einer ausschließlichen Verabreichung an eine injizierte Stelle führt, verwendet FUS-BBBO einen intravenösen Weg, der zu einer möglichen Verabreichung an periphere Gewebe führt. Zu den Einschränkungen der Verwendung der Chemogenetik für die Neuromodulation gehört eine langsame Zeitskala, die für einige Verhaltensprotokolle, die schnelle Änderungen der Intensität der Neuromodulation erfordern, unzureichend sein kann.

Der Einsatz von schaltkreisspezifischen Neuromodulationstechnologien wie Optogenetik 1,2 und Chemogenetik 3,4,5 hat unser Verständnis von psychiatrischen Erkrankungen als neuronale Schaltkreisstörungen erweitert. Neuronale Schaltkreise sind bei der Behandlung von Hirnerkrankungen schwer zu untersuchen und noch schwieriger zu kontrollieren, da sie typischerweise durch bestimmte Zelltypen, Hirnregionen, molekulare Signalwege und den Zeitpunkt der Aktivierung definiert werden. Im Idealfall würde eine solche Kontrolle sowohl für die Forschung als auch für klinische Anwendungen nicht-invasiv durchgeführt, aber es ist eine Herausforderung, sowohl eine präzise als auch eine nicht-invasive Neuromodulation zu erreichen. Während beispielsweise neuroaktive Medikamente das Gehirn nicht-invasiv erreichen können, fehlt es ihnen an räumlicher Spezifität, indem sie im gesamten Gehirn wirken. Auf der anderen Seite kann die elektrische Tiefenhirnstimulation bestimmte Hirnregionen kontrollieren, hat jedoch Schwierigkeiten, bestimmte Zelltypen zu kontrollieren und erfordert eine Operation und die Platzierung eines Geräts6.
Acoustically Targeted Chemogenetics7 (ATAC) bietet Neuromodulation mit räumlicher, zelltypischer und zeitlicher Spezifität. Es kombiniert drei Techniken: fokussierte ultraschallinduzierte Öffnung der Blut-Hirn-Schranke (FUS-BBBO) für räumliches Targeting, Verwendung von Adeno-assoziierten viralen Vektoren (AAVs) zur nicht-invasiven Verabreichung von Genen unter der Kontrolle von zelltypspezifischen Promotoren und modifizierte chemogenetische Rezeptoren, um transfizierte neuronale Schaltkreise selektiv durch Medikamentenverabreichung zu modulieren. FUS ist eine von der FDA zugelassene Technologie, die sich die Fähigkeit von Ultraschall zunutze macht, mit räumlicher Präzision im Millimeterbereich, tief in Gewebe, einschließlich des menschlichen Gehirns, zu fokussieren. Bei hoher Leistung wird FUS für die nicht-invasive gezielte Ablation verwendet, einschließlich einer von der FDA zugelassenen Behandlung des essentiellen Tremors8. FUS-BBBO kombiniert Ultraschall niedriger Intensität mit systemisch verabreichten Mikrobläschen, die in den Blutgefäßen am Ultraschallfokus oszillieren, was zu einer lokalisierten, vorübergehenden (6-24 h) und reversiblen Öffnung der BHS9 führt. Diese Öffnung ermöglicht die Abgabe von Proteinen9,10, kleinen Molekülen 11 und viralen Vektoren7,12,13,14 an das Gehirn ohne signifikante Gewebeschäden bei Nagetieren 10 und nichtmenschlichen Primaten 15. Klinische Studien für FUS-BBBO16,17 sind im Gange, was auf mögliche therapeutische Anwendungen dieser Technik hinweist.
Die Verabreichung viraler Gene mit AAV schreitet auch schnell in die klinische Anwendung bei ZNS-Erkrankungen vor, wobei die jüngsten behördlichen Zulassungen der FDA und der EU wichtige Meilensteine darstellen. Schließlich werden chemogenetische Rezeptoren18, wie z. B. Designerrezeptoren, die ausschließlich durch Designerdrogen aktiviert werden (DREADDs), von Neurowissenschaftlern häufig verwendet, um eine pharmakologische Kontrolle über die neuronale Erregung bei transgenen oder transfizierten Tieren zu gewährleisten19,20. DREADDs sind G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs), die genetisch so verändert wurden, dass sie auf synthetische chemogenetische Moleküle und nicht auf endogene Liganden reagieren, so dass die systemische Verabreichung dieser Liganden die Erregbarkeit von DREADD-exprimierenden Neuronen erhöht oder verringert. Wenn diese drei Technologien in ATAC kombiniert werden, können sie für die nicht-invasive Modulation ausgewählter neuronaler Schaltkreise mit räumlicher, zelltypischer und zeitlicher Präzision verwendet werden.
Hier erweitern und aktualisieren wir ein zuvor veröffentlichtes Protokoll für FUS-BBBO11 , indem wir eine Methodik für das genaue Targeting von Gehirnregionen mit FUS-BBBO bei Mäusen unter Verwendung einfacher 3D-gedruckter Zielgeräte aufnehmen. Wir zeigen auch eine Anwendung von FUS-BBBO auf ATAC. Wir zeigen Schritte, die für die Verabreichung von AAVs mit chemogenetischen Rezeptoren und die Bewertung der Genexpression und Neuromodulation durch Histologie erforderlich sind. Diese Technik ist besonders anwendbar, um große oder mehrere Gehirnregionen für die Genexpression oder Neuromodulation anzuvisieren. Zum Beispiel kann ein großer Bereich einer Großhirnrinde leicht mit FUS-BBBO transduziert und mittels Chemogenetik moduliert werden. Die Genübertragung mit einer alternativen Technik, der intrakraniellen Injektion, würde jedoch eine große Anzahl invasiver Injektionen und Kraniotomien erfordern. FUS-BBBO und seine Anwendung, ATAC, können auf Tiere unterschiedlicher Größe skaliert werden, bei denen die Gehirnregionen größer und schwieriger invasiv zu erreichen sind.

<table><tbody><tr><td>21-Gauge-Nadeln (BD)</td><td>Fisher Scientific</td><td>14826C</td><td></td></tr><tr><td>25-Gauge-Schmetterlingskatheter</td><td>Harvard Bioscience</td><td>725966</td><td></td></tr><tr><td>30-Gauge-Nadeln (BD)</td><td>Fisher Scientific</td><td>14826F</td><td></td></tr><tr><td>Absorbierendes blaues Pad</td><td>Office Depot</td><td>902406</td><td></td></tr><tr><td>Anti-c-Fos-Antikörper</td><td>Santa Cruz Biotechnology</td><td>SC-253-G</td><td></td></tr><tr><td>Anti-mCherry-Antikörper</td><td>Thermofisher</td><td>PA534974</td><td></td></tr><tr><td>Bruker Biospec 70/30</td><td>Bruker</td><td>Custom</td><td>enthält die HF-Spulen</td></tr><tr><td>Clozapin-n-oxid</td><td>Tocris</td><td>4936</td><td></td></tr><tr><td>Kundenspezifisch entwickelte 3D-gedruckte Mausgurte und MRIgFUS-Targeting-Komponenten</td><td>ImageGuidedTherapy, Szablowski Labor</td><td>benutzerdefinierter</td><td>Download von szablowskilab.org/downloads</td></tr><tr><td>Kundenspezifisches MRIgFUS-Gerät</td><td>ImageGuidedTherapy</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Definity Mikrobläschen</td><td>Lantheus</td><td>DE4</td><td></td></tr><tr><td>Entgastes Aquaschall-/Ultraschallgel</td><td>Fisher Scientific</td><td>5067714</td><td></td></tr><tr><td>Depilation cr&egrave; me</td><td>Nair</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Achtelementiger ringförmiger Array-Wandler</td><td>Imasonic Inc.</td><td>benutzerdefinierte</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol-Pads/Alkoholtupfer (70%) (BD)</td><td>Office Depot</td><td>599893</td><td></td></tr><tr><td>Heparin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H3149-25KU</td><td></td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Patterson Veterinary</td><td>07-893-1389</td><td></td></tr><tr><td>Ketamin</td><td>Patterson Veterinary</td><td>07-890-8598</td><td></td></tr><tr><td>Neutral gepuffertes Formalin (10%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>HT501128-4L</td><td></td></tr><tr><td>Glasfaser-Hydrophon</td><td>Precision Acoustics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PE10-Schlauch</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC1513314</td><td></td></tr><tr><td>Peristaltische Pumpe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>524650-1EA</td><td></td></tr><tr><td>Prohance Kontrastmittel</td><td>Bracco</td><td>0270-1111-04</td><td></td></tr><tr><td>Kochsalzlösung</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9054335</td><td></td></tr><tr><td>Sekundärer Antikörper, Esel-Anti-Ziege</td><td>ThermoFisher</td><td>A-11055</td><td></td></tr><tr><td>Sekundärer Antikörper, Esel-Anti-Kaninchen</td><td>ThermoFisher</td><td>84546</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgische Schere (gerade)</td><td>Fisher Scientific</td><td>17467480</td><td></td></tr><tr><td>ThermoGuide Software</td><td>ImageGuidedTherapy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gewebekleber (Gluture)</td><td>Fisher</td><td>Scientific NC9855218</td><td></td></tr><tr><td>Tuberkulinspritze (1 mL) (BD)</td><td>Fisher Scientific</td><td>14823434</td><td></td></tr><tr><td>VeroClear 3D-druckbares Material</td><td>Stratasys</td><td>RGD810</td><td></td></tr><tr><td>Vialmix Mikroblasen-Aktivierungsgerät</td><td>Lantheus</td><td>VMIX</td><td></td></tr><tr><td>Vibrierendes Mikrotom</td><td>Compresstome</td><td>VF-300</td><td></td></tr><tr><td>Xylazin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X1251-1G</td><td></td></tr></tbody></table>

fokussierte ultraschallinduzierte Öffnung der blut-hirn-schranke zur gezielten behandlung von hirnstrukturen und zur beurteilung der chemogenetischen neuromodulation

Focused Ultrasound Induced Blood-Brain Barrier Opening for Targeting Brain Structures and Evaluating Chemogenetic Neuromodulation

Die akustisch zielgerichtete Chemogenetik (ATAC) ermöglicht die nicht-invasive Kontrolle spezifischer neuronaler Schaltkreise. ATAC erreicht eine solche Kontrolle durch eine Kombination aus fokussiertem Ultraschall (FUS) induzierter Öffnung der Blut-Hirn-Schranke (FUS-BBBO), Genabgabe mit Adeno-assoziierten viralen (AAV) Vektoren und Aktivierung der zellulären Signalübertragung mit künstlich hergestellten, chemogenetischen Proteinrezeptoren und ihren verwandten Liganden. Mit ATAC ist es möglich, sowohl große als auch kleine Hirnregionen mit einer einzigen nicht-invasiven Ultraschallanwendung millimetergenau zu transduzieren. Diese Transduktion kann später eine langfristige, nicht-invasive, gerätefreie Neuromodulation bei sich frei bewegenden Tieren mit einem Medikament ermöglichen. Da FUS-BBBO, AAVs und Chemogenetik bei mehreren Tieren eingesetzt wurden, sollte ATAC auch für den Einsatz bei anderen Tierarten skalierbar sein. Diese Arbeit erweitert ein zuvor veröffentlichtes Protokoll und skizziert, wie die Genübertragung mit FUS-BBBO in kleine Hirnregionen mit MRT-Kontrolle optimiert werden kann, ohne dass ein kompliziertes MRT-kompatibles FUS-Gerät erforderlich ist. Das Protokoll beschreibt auch das Design von Maus-Targeting- und -Fixierungskomponenten, die von jedem Labor 3D-gedruckt und leicht für verschiedene Spezies oder kundenspezifische Ausrüstung modifiziert werden können. Um die Reproduzierbarkeit zu verbessern, beschreibt das Protokoll im Detail, wie die Mikrobläschen, AAVs und Venenpunktion bei der ATAC-Entwicklung verwendet wurden. Abschließend werden Beispieldaten gezeigt, die als Richtschnur für die Voruntersuchungen von Studien mit ATAC dienen sollen.

Der erste Schritt bei der Durchführung des ATAC-Protokolls ist die Ausrichtung des FUS-BBBO auf die gewünschten Gehirnregionen. Zum Beispiel wurde der Hippocampus nach dem beschriebenen Protokoll mit FUS-BBBO angegriffen und Kontrastmittel und AAV9-tragende DREADDs in die Mäuse injiziert, gefolgt von einer FLASH-3D-MRT-Sequenz, die Bilder des Mäusegehirns aufnimmt. Eine T1-Signalverstärkung wurde in der Hippocampusregion (Abbildung 6) und in anderen Teilen des Gehirns (Abbildung 7) erreicht. Nach mehreren Wochen wurden DREADDs in der Zielhirnregion exprimiert. Während viele DREADDs mit einem fluoreszierenden Reporter (z.B. mCherry) fusioniert sind, wurde festgestellt, dass der Prozess der Perfusion und Fixierung mit Formaldehyd die Fluoreszenz dieser Proteine drastisch reduziert. Die Immunfärbung gegen mCherry oder den DREADD führte zu einem zuverlässigeren Nachweis der Expression (Abbildung 8) auf der Grundlage früherer Erfahrungen. In früheren Experimenten zeigten ~85% der Mäuse eine Expression nach FUS-BBBO7. Ein einfacher Test für eine ausreichende Expression von DREADDs ist die Prüfung ihrer Funktionalität auf zellulärer Ebene. Dies kann beispielsweise durch die Bereitstellung eines chemogenetischen Liganden oder einer Kochsalzkontrolle, wie CNO 19, Deschloroclozapin28 oder andere29, und das Warten von 2 Stunden vor einer kardialen Perfusion und Fixierung erfolgen. Die Hirnschnitte wurden dann für c-Fos-Protein30, das auf eine erhöhte Aktivität von Neuronen hinweist, und für DREADD co-immungefärbt. Das Experiment wurde als erfolgreich angesehen, wenn die Stelle des Gehirns, die mit DREADDs angegriffen wurde, in der Gruppe, die einen chemogenetischen Liganden erhielt, im Vergleich zu der Gruppe, die Kochsalzlösung7 erhielt, oder im Vergleich zu einer kontralateralen Stelle, die nicht FUS-BBBO ausgesetzt war, eine signifikant höhere Anzahl von neuronalen Kernen aufwies, die c-Fos-positiv waren. Bemerkenswert ist, dass einige dieser Liganden das Potenzial haben, Neuronen unspezifisch zu aktivieren, ohne DREADDs zu exprimieren. Zum Beispiel wurde gezeigt, dass CNO bei Mäusen in niedrige Mengen an Clozapin metabolisiert wird, das die BHS überquert und DREADDs mit hoher Potenz aktiviert27. Es wurde jedoch auch gezeigt, dass es an unspezifischen Stellen bindet. Wie bei jedem Experiment ist es wichtig, alle geeigneten Kontrollen in chemogenetische Studien einzubeziehen31. Eine mögliche Kontrolle ist die Verabreichung des chemogenetischen Liganden an Wildtyp-Mäuse ohne Verfahren, um Effekte des Medikaments allein auf den gewünschten Verhaltens- oder histologischen Assay auszuschließen. Eine weitere Kontrolle könnte der Einschluss von vier Gruppen sein: DREADD + Ligand, DREADD + Vehikel, EGFP + Ligand, EGFP + Vehikel, was mögliche Auswirkungen sowohl der Genübertragung mit FUS-BBBO als auch des chemogenetischen Liganden berücksichtigt.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61352/61352fig1.jpg"> Abbildung 1: Der Prozess des MRT-gesteuerten Targetings von FUS in ATAC. (a) Platzierung der Maus mit Ohrbügeln, einem Nasenkonus und einer Plattform, die in einen MRT-Scanner eingebaut werden kann. (b) Eine 3D-gedruckte Führung (blau), die im MRT sichtbar ist, wurde an den Enden des Ohrbügelrahmens befestigt und dann mit einer Halterung einer Oberflächen-MRT-Spule mit vier Schnappbolzen (halbtransparent blau) befestigt. (c) Erscheinungsbild der 3D-gedruckten Schablone in der sagittalen MRT (linkes Bild), wobei die Unterseite der virtuellen Darstellung eines Schallkopfes (gelber Halbkreis) mit der Unterseite der Schablone ausgerichtet ist. Das rechte Bild zeigt das Erscheinungsbild der 3D-gedruckten Führung im MRT aus der koronalen Ansicht. Der helle Kreis wurde aus einem Polyjet-Trägermaterial hergestellt, das einen starken MRT-Kontrast aufweist. Das Kreuz wurde aus Kunststoff geformt. Ein gelber Kreis stellt die Position des Wandlers dar, die konzentrisch mit der Führung innerhalb eines stereotaktischen Rahmens ausgerichtet wurde. (d) Um Gehirnstrukturen anzuvisieren, wurde ein virtueller Schallkopf in z-Richtung über die Mäuse bewegt, um der Dicke eines Ultraschallkegels / -gehäuses zu entsprechen. In diesem Fall wurde der Wandler aufgrund der Dicke des Wasserbades 8,2 mm über die Führung verschoben, um eine genaue Zielerfassung zu ermöglichen. Die Hirnstrukturen wurden anhand von MRT-Bildgebungsdaten ausgewählt, ihre MRT-Koordinaten wurden dann aufgeschrieben und in die stereotaktische Maschine eingegeben. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61352/61352fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61352/61352fig2.jpg"> Abbildung 2: Schnittstelle der verwendeten Software. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61352/61352fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61352/61352fig3.jpg"> Abbildung 3: Prozess der Anpassung des MRT-Koordinatenraums an das stereotaktische Instrument. (a) Drei Löcher innerhalb eines Schallkopfhalters wurden mit drei Löchern innerhalb der MRT-Führung ausgerichtet, und drei konische Zielschrauben wurden eingesetzt, ohne dass die gesamte Baugruppe durchbiegt wurde. (b) Im Idealfall befinden sich alle drei Schrauben in der Mitte der Löcher. (c) Bei Ungenauigkeiten in der Ausrichtung würden nicht alle drei Schrauben hineinpassen, z. B. bei einer kleinen, wahrscheinlich nicht wahrnehmbaren Gierbewegung von 1° würde nur eine Schraube hineinpassen, während die gegenüberliegenden Schrauben an der MRT-Führung stecken blieben. Alternativ könnte es zu einer sichtbaren Biegung der gesamten Baugruppe kommen, da Schrauben durchgedrückt wurden. (d) Vergrößerte Ansicht der Verschraubung. Die Schrauben sollten konzentrisch platziert werden, um die beste Genauigkeit zu erzielen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61352/61352fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61352/61352fig4.jpg"> Abbildung 4: Schnelle Umverteilung von Mikrobläschen innerhalb der Spritze. (a) Die Spritze wurde 5 s nach dem Mischen fotografiert. (b) Eine Minute später war eine deutlich sichtbare Schicht zu sehen, die einige der Blasen in der Nähe der Oberseite der 1-ml-Tuberkulinspritze zeigte. In diesem Beispiel wurde insbesondere eine Lösung von Mikrobläschen verwendet. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61352/61352fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61352/61352fig5.jpg"> Abbildung 5: Prozess des Platzierens der Mitte eines Schallkopfs über einer Mitte einer MRT-Schablone. (a) Bei den in diesem Artikel gezeigten Modellen ist der rote Träger so konstruiert, dass er sich von der in Abbildung 3b gezeigten Position um 10,56 mm vorwärts zu einer hier gezeigten Position bewegt. (b) Die blaue MRT-Schablone wurde vor der Beschallung entfernt und ein Ultraschallgel wurde zwischen der Maus und dem Schallkopf (orange) aufgetragen, um den Ultraschalldurchgang zu gewährleisten. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61352/61352fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61352/61352fig6.jpg"> Abbildung 6: MRT-Visualisierung der BHS-Öffnung. a) Axiale Ansicht der BHS-Öffnung. Ein hellerer Bereich, der mit einer Pfeilspitze gekennzeichnet ist, zeigt eine Extravasation eines MRT-T1-Kontrastmittels. (b) Koronale Ansicht des dorsalen Hippocampus und des Kortex oberhalb des Hippocampus mit FUS-BBBO (Pfeilspitzen). (c) Koronale Ansicht des zentralen Hippocampus mit FUS-BBBO (Pfeilspitzen). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61352/61352fig6large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61352/61352fig7.jpg"> Abbildung 7: Beispiel für das Targeting von 4 Gehirnstellen mit dem in diesem Artikel beschriebenen Drei-Schrauben-Zielsystem. Areale mit Pfeilspitzen zeigten BHS-offene Stellen mit Diffusion eines MRT-Kontrastmittels. Die vier Standorte wurden nacheinander anvisiert, mit ~150 s zwischen jeder BBB-Öffnung, von unten nach oben. Das Bild wurde innerhalb von 2 Minuten nach der letzten BBB-Öffnung aufgenommen. Der Maßstab beträgt 2 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61352/61352fig7large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61352/61352fig8.jpg"> Abbildung 8: Nachweis der DREADD-Expression.  (a) Die Immunfärbung für das an DREADDs gebundene Fluorophor, in diesem Fall mCherry, war in einigen Studien eine zuverlässige Nachweismethode. (b) In einem weiteren repräsentativen Abschnitt mit DREADDs, die unter den gleichen Bedingungen wie in (a) auf den Hippocampus gerichtet waren, erzeugte die Fluoreszenz von mCherry allein einen starken Hintergrund und ein relativ schwaches Signal. (c) Als Negativkontrolle wurde eine Maus verwendet, die eine systemische Injektion von AAV erhielt, aber keine FUS-BBBO erhielt. Durch die mCherry-Immunfärbung kann keine signifikante Expression gefunden werden. Maßstabsbalken sind 500 mm. (Daten in a, c adaptiert von7 mit Genehmigungen, Copyright 2020 Nature-Springer). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61352/61352fig8large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Dieses Protokoll beschreibt die Schritte, die für die Genabgabe durch fokussierte Ultraschallöffnung der Blut-Hirn-Schranke (BHS), die Bewertung der resultierenden Genexpression und die Messung der Neuromodulationsaktivität chemogenetischer Rezeptoren durch histologische Tests erforderlich sind.

Fokussierte ultraschallinduzierte Öffnung der Blut-Hirn-Schranke zur gezielten Behandlung von Hirnstrukturen und zur Beurteilung der chemogenetischen Neuromodulation

Acoustically Targeted Chemogenetics (ATAC) allows for the noninvasive control of specific neural circuits. ATAC achieves such control through a ...

Unser Protokoll ermöglicht die submillimetergenaue Ausrichtung von fokussiertem Ultraschall bei Mäusen. Es ermöglicht uns, Ultraschall mit kostengünstigen 3D-gedruckten Teilen zu verwenden, ohne dass chirurgische oder MRT-kompatible Ultraschallgeräte verwendet werden müssen. Die Öffnung der Blut-Hirn-Schranke mit fokussiertem Ultraschall kann anfangs recht knifflig sein.Es ist wichtig, dass der Schallkopf mit entgastem Gel oder Wasser ordnungsgemäß mit dem Tier gekoppelt ist und dass die Mikroblasen während der Injektion nicht kollabieren. Das Verfahren wird von Richard Li, einem Doktoranden am Caltech, vorgeführt. Nachdem Sie bestätigt haben, dass bei einer anästhesierten Maus keine Reaktion auf den Pedalreflex vorliegt, verwenden Sie 10 Einheiten pro Milliliter heparinisierte Kochsalzlösung, um einen sauberen Katheter mit 25 bis 35 Gauge zu waschen, und verwenden Sie ein Ethanol-Pad, um den Schwanz des Tieres zu desinfizieren.Führen Sie den Katheter in eine seitliche Schwanzvene ein und verwenden Sie Gewebekleber, um den Katheter an Ort und Stelle zu halten. Wenn die Nadel richtig platziert wurde, ist ein Rückfluss von Blut im Katheter zu beobachten. Wenn der Kleber getrocknet ist, entfernen Sie die Haare auf dem Kopf des Tieres mit Enthaarungscreme und setzen Sie die Maus in einen 3D-gedruckten MRT-Wagen, indem Sie die Vorderzähne auf einer Beißstange montieren, wobei sich der Kopf in einem Nasenkegel befindet.Befestigen Sie die abgestumpften Stangen mit einem sicheren Druck am Schädel und beobachten Sie die Atmung 30 Sekunden lang, um zu bestätigen, dass das Tier mit einer Geschwindigkeit von einem Atemzug pro Sekunde frei atmet. Verbinden Sie die Zielführung mit den Ohrbügeln und kontrollieren Sie die Atmung erneut. Setzen Sie den MRT-Schlitten in eine MRT-Halterung ein und platzieren Sie die Halterung in der Bohrung eines Magneten.Nehmen Sie dann eine MRT-Sequenz auf, um die Maus im Scanner zu lokalisieren, und verwenden Sie die schnelle 3D-Aufnahmesequenz aus dem niedrigen Winkel, um das gesamte Gehirn abzubilden. Um eine MRT-gesteuerte Zielerfassung durchzuführen, platzieren Sie den Schlitten in einem stereotaktischen Instrument und verwenden Sie einen Metallblock mit doppelseitigem Klebeband, um den Block an zwei Stützpfosten des stereotaktischen Instruments zu befestigen. Übertragen Sie die MRT-Bilder auf einen Computer, auf dem eine Software zur gezielten Ultraschallführung läuft, und öffnen Sie die Bilder.Wenn alle Bilder geladen wurden, klicken Sie mit der rechten Maustaste, und klicken Sie auf Neuformatieren, um das Bild in drei Achsen neu zu formatieren. Klicken Sie mit der rechten Maustaste, um den Schallkopf in der zirkulären Zielhilfe zu lokalisieren. Passen Sie in der sagittalen Ansicht die vertikale Position des virtuellen Wandlers an, um die Dicke des Wasserbades und des Wandlergehäuses zu berücksichtigen.Geben Sie die zu erreichenden Bereiche im Trajektorienplaner an und notieren Sie die Koordinaten in einer Tabelle. Wählen Sie die gewünschte Zieltiefe und notieren Sie sich die Koordinaten, wie zuvor gezeigt. Klicken Sie dann auf Trajektorie senden und ausführen, um die einzelnen Punkte als Ziel zu verwenden.Um die Koordinaten eines MRT mit dem stereotaktischen Rahmen zu korrelieren, platzieren Sie den speziell montierten Schallkopf über einer Zielschablone und verschieben Sie, bis jeder der drei Zielbolzen sowohl durch den Schallkopfhalter als auch durch die Zielführung gehen kann. Vergewissern Sie sich, dass die Schrauben nicht unter Zug oder Neigung stehen, und verschieben Sie den Schallkopf 10,56 Millimeter nach vorne in anterior-posteriorer Richtung, bis sich der Schallkopf an der Stelle befindet, an der die Mitte einer Zielschablone auf dem MRT erscheint. Bestimmen Sie dann den Abstand von der Mitte des virtuellen Schallkopfs zum Zielbereich und verwenden Sie den Rahmen, um den Schallkopf auf diese Koordinaten zu bewegen.Zur Herstellung der Injektionslösung 800 Mikroliter Kochsalzlösung und 100 Mikroliter MRT-Kontrastmittel in ein 1,5-Milliliter-Röhrchen füllen und mischen. Bringen Sie anschließend eine nicht aktivierte Mikroblasenlösung auf Raumtemperatur, bevor Sie die Mikroblasen 45 Sekunden lang in einem Mikroblasen-Aktivierungsgerät aktivieren. Nach der Aktivierung werden langsam 100 Mikroliter Mikroblasen aus der Mitte der Lösung in eine Ein-Milliliter-Tuberkulinspritze gegeben, die mit einer 21-Gauge-Nadel ausgerüstet ist, und 80 Mikroliter der Mikroblasen in die Kontrastmittellösung gegeben.Mischen Sie die vorbereitete Lösung, indem Sie das 1,5-Milliliter-Röhrchen 15 Sekunden lang vorsichtig umdrehen, um eine Flotation zu vermeiden. Am Ende des Mischens 200 Mikroliter der Mikroblasenlösung ohne Nadel in eine Spritze füllen und die Spritze umdrehen. Drücken Sie den Kolben zum Mischen und ziehen Sie ihn zurück und befestigen Sie eine 30-Gauge-Nadel an der Spritze, während sie noch invertiert ist.Drücken Sie dann die Mikroblasenlösung langsam heraus, bis Tröpfchen am Ende der Nadel erscheinen. Sobald die Mikroblasen fertig sind, stellen Sie die Impulsdauer für die Insonation auf 10 Millisekunden ein, mit 120 Wiederholungen pro Sekunde, mit 0,3 bis 0,45 Megapascal Druck am Schädel. Entfernen Sie die Zielführung und tragen Sie entgastes Ultraschallgel auf den Mauskopf auf, wobei darauf zu achten ist, dass keine Blasen entstehen.Senken Sie den Schallkopf ab, bis er direkt auf dem flachen Teil des Ohrbügelhalters platziert ist, und stellen Sie die Koordinaten in die stereotaktischen Instrumente ein. Verdünnen Sie das interessierende Adeno-assoziierte Virus auf eine Konzentration von 0,5 bis 2 mal 10 bis 10 Viruspartikeln pro Gramm Körpergewicht und laden Sie die Viruspartikel in eine Ein-Milliliter-Spritze, die mit einer 30-Gauge-Nadel ausgestattet ist. Injizieren Sie die Lösung in den Schwanzvenenkatheter und injizieren Sie 80 Mikroliter der Mikroblasenlösung in die Maus.Um die Öffnung der Blut-Hirn-Schranke mittels MRT zu beurteilen, nehmen Sie eine schnelle Schusssequenz aus niedrigem Winkel auf, wie gezeigt. Für die DREADD-Stimulation lösen Sie Clozapin-N-Oxid in steriler Kochsalzlösung in einer Konzentration von einem Milligramm pro Milliliter auf und injizieren Sie es intraperitoneal. Beginnen Sie 15 bis 45 Minuten nach der Entbindung mit der Aufzeichnung der Verhaltensaktivität des Tieres.Verwenden Sie für die Analyse der neuronalen Aktivierung Hirngewebe. Folgt man dem gezeigten Protokoll, kann eine T1-Signalverstärkung in der Hippocampusregion und in anderen Teilen des Gehirns erreicht werden. Wie bereits erwähnt, führt die Immunfärbung gegen mCherry zu einem zuverlässigeren Nachweis der DREADD-Expression. Bei diesem Verfahren ist darauf zu achten, die Mikroblasen schonend zu behandeln und sicherzustellen, dass das Tier während der MRT-Bildgebung und der Insonation stabil bleibt.

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Neurowissenschaften

Schalluntersuchung von Mikrobläschen ist eine vielversprechende Strategie für die Tumor Ablation bei reduziertem Zeit-gemittelten akustischen Kräfte, sowie für die gezielte Verabreichung von Therapeutika. Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, niedrige Einschaltdauer Ultraschall pulsierende Strategien und Nanocarriern zu nicht-thermischen Ablation mikrovaskuläre und Nutzlast Lieferung an subkutanen C6 Gliomen zu maximieren.

Contrast Ultrasound gezielte Behandlung von Gliomen in Mäusen über Drug-Bearing Nanopartikel Liefer-und mikrovaskuläre Ablation

Mikroblasen-vermittelte fokussiertem Ultraschall Störung der Blut-Hirn-Schranke (BHS) ist eine vielversprechende Technik zur nicht-invasiven gezielten Verabreichung von Medikamenten im...

MRI-geführten Störung der Blut-Hirn-Schranke mit Hilfe der transkraniellen fokussiertem Ultraschall in einem Rattenmodell

Dieses Video beschreibt eine Methode zur vorübergehenden Störung der Blut-Hirn-Schranke (BHS) durch die Schaffung vorübergehender Öffnungen mit Hilfe von Mikroblasen-vermitteltem fokussiertem Ultraschall (FUS). Diese vorübergehenden lokalen BHS-Öffnungen können schließlich verwendet werden, um größere Wirkstoffmoleküle direkt in das Hirnparenchym zu bringen.

Fokus Ultraschallbasierte Mikroblasen-vermittelte Öffnung der Blut-Hirn-Schranke: Eine Technik zur Erzeugung lokalisierter vorübergehender Öffnungen in der Blut-Hirn-Schranke von Mäusen durch Sonoporation

Fokussierter Ultraschall mit Mikroblasenmitteln kann die Blut-Hirn-Schranke fokal und vorübergehend öffnen. Diese Technik wurde verwendet, um eine breite Palette von Agenten über die Blut-Hirn-Schranke zu liefern. Dieser Artikel enthält ein detailliertes Protokoll für die lokalisierte Lieferung an das Nagetierhirn mit oder ohne MRT-Führung.

Ein Benchtop-Ansatz zur standortspezifischen Blut-Hirn-Barriere-Öffnung mit fokussiertem Ultraschall in einem Rattenmodell

Die Blut-Hirn-Schranke (BBB) kann vorübergehend mit mikrobubble-vermitteltem fokussiertem Ultraschall (FUS) gestört werden. Hier beschreiben wir ein Schritt-für-Schritt-Protokoll für bBB-Hochdurchsatzöffnung envivo mit einem modularen FUS-System, das für Nicht-Ultraschall-Experten zugänglich ist.

Ein hochdurchsatzgesteuertes, stereotaktisches Neuronavigations- und fokussiertes Ultraschallsystem für die Öffnung der Blut-Hirn-Barriere bei Nagetieren

Hier wird ein Protokoll zur vorübergehenden Öffnung der Blut-Hirn-Schranke (BHS) entweder fokal oder in einem Mausgehirn vorgestellt, um fluoreszenzmarkierte Antikörper zu liefern und Mikroglia zu aktivieren. Ebenfalls vorgestellt wird eine Methode zum Nachweis der Abgabe von Antikörpern und der Aktivierung von Mikroglia durch die Histologie.

Abgabe von Antikörpern in das Gehirn mittels fokussiertem Scanning-Ultraschall

Dieses Protokoll beschreibt die chirurgischen und technischen Verfahren, die eine Echtzeit-In-vivo-Multiphotonen-Fluoreszenzbildgebung des Nagetiergehirns während fokussierter Ultraschall- und Mikroblasenbehandlungen ermöglichen, um die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke zu erhöhen.

Intravitale Multiphotonenmikroskopie in Echtzeit zur Visualisierung fokussierter Ultraschall- und Mikroblasenbehandlungen zur Erhöhung der Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke

Diese Studie beschreibt ein kombiniertes Protokoll für Magnetresonanztomographie (MRT) und gepulsten fokussierten Ultraschall (FUS) mit niedriger Intensität, bei dem lebende Ratten mit Jugularvenenkatheterisierung verwendet werden, um die Öffnung der Blut-Hirn-Schranke (BHS) zu überwachen.

Überwachung der Öffnung der Blut-Hirn-Schranke bei Ratten mit einem präklinischen fokussierten Ultraschallsystem

Eine Technik ist für die breite Öffnung der Blut-Hirn-Schranke in der Maus mit Mikrobläschen und Ultraschall beschrieben. Mit dieser Technik können Mangan, um Gehirn der Maus verabreicht werden. Da Mangan ist ein MRT-Kontrastmittel, die in Neuronen depolarisiert ansammelt, erlaubt dieser Ansatz eine Bildgebung neuronaler Aktivität.

Funktionelle Bildgebung mit Ultraschall-Blut-Hirnschranke Störung und Mangan-MRT

In dieser Studie stellen wir eine einfache und effiziente Verfahren zur Bewertung der Störung der Blut - Hirn-Schranke unter neurodegenerativen Erkrankungen. Um unser Ziel zu erreichen, wir infundiert hochmolekularen Fluorescein Herstellung gekennzeichnet (FITC)-Albumin in Maus Jugular Ader und die Leckage in der Anwesenheit von Fluoreszenz-Mikroskopie bewertet.

Beurteilung der Durchlässigkeit der Blut - Hirn-Schranke durch intravenöse Infusion von FITC-markierte Albumin in einem Mausmodell der Neurodegenerative Erkrankung

Erfahren Sie die fokussierte Ultraschall-Öffnung der Blut-Hirn-Schranke bei Mäusen zur gezielten Gendelivery und chemogenetischen Neuromodulation. Diese nicht-invasive Methode ermöglicht präzise Hirnbefunde.

Fokussierte ultraschallinduzierte Öffnung der Blut-Hirn-Schranke zur gezielten Behandlung von Hirnstrukturen und zur Beurteilung der chemogenetischen Neuromodulation (Video) | JoVE Journal

Fokussierte ultraschallinduzierte Öffnung der Blut-Hirn-Schranke zur gezielten Behandlung von Hirnstrukturen und zur Beurteilung der chemogenetischen Neuromodulation

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