Análisis de los cambios de expresión génica en la Rata Hippocampus Después de la estimulación cerebral profunda del tálamo anterior Núcleo

Resumen

El mecanismo subyacente a los efectos terapéuticos de la cirugía de Estimulación Cerebral Profunda (DBS) necesita investigación. Los métodos presentados en este manuscrito describen un enfoque experimental para examinar los eventos celulares desencadenados por la ECP mediante el análisis del perfil de expresión génica de los genes candidatos que pueden facilitar la neurogénesis después de la cirugía de ECP.

Resumen

La estimulación cerebral profunda (DBS), la cirugía, apuntando a diferentes regiones del cerebro, como los ganglios basales, el tálamo y regiones subtalámico, es un tratamiento efectivo para varios trastornos del movimiento que no han respondido a la medicación. Los recientes progresos en el campo de la cirugía de DBS ha comenzado a extender la aplicación de esta técnica quirúrgica para otras condiciones tan diversas como la obesidad mórbida, la depresión y el trastorno obsesivo compulsivo. A pesar de estas indicaciones en expansión, se sabe poco sobre los mecanismos fisiológicos subyacentes que facilitan los efectos beneficiosos de la cirugía de DBS. Un enfoque a esta pregunta es para llevar a cabo análisis de expresión génica en las neuronas que reciben la estimulación eléctrica. Estudios anteriores han demostrado que la neurogénesis en el giro dentado de la rata se provoca en DBS focalización del núcleo anterior del tálamo ^1. Cirugía de DBS focalización del ATN se utiliza ampliamente para el tratamiento de la epilepsia refractaria. Por tanto, es de mucho interest para nosotros para explorar los cambios transcripcional inducidos por la estimulación eléctrica de la ATN. En este manuscrito, describimos nuestras metodologías para estereotáctica guiada por cirugía de DBS focalización del ATN en ratas Wistar macho adultas. También se discuten los pasos subsiguientes para la disección de tejidos, el aislamiento de ARN, la preparación de ADNc y RT-PCR cuantitativa para medir los cambios de expresión génica. Este método podría aplicarse y modificarse para estimular los ganglios basales y en otras regiones del cerebro comúnmente clínicamente dirigida. El estudio de la expresión génica se describe aquí asume un enfoque objetivo de genes candidato para descubrir jugadores moleculares que podrían dirigir el mecanismo para DBS.

Introducción

La historia detrás del desarrollo de la estimulación cerebral profunda como técnica neuroquirúrgica se remonta a la década de 1870 cuando la posibilidad de la estimulación eléctrica de los circuitos cerebrales se exploró ^2. El uso de estimulación de alta frecuencia crónica como tratamiento para trastornos neuronales se inició en la década de 1960 ^3. Más tarde, en la década de 1990 con el advenimiento de la implantación crónica de DBS electrodos ^4-6, el número de trastornos neuronales que fueron tratados por DBS siguió aumentando. La estimulación cerebral profunda se utilizó por primera vez en los Estados Unidos como un tratamiento par....

Protocolo

Declaración de Ética: NOTA: Todos los procedimientos discutidos en este manuscrito son de acuerdo con las directrices del NIH para la Investigación Animal (Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio) y son aprobados por el Comité CICUAL Escuela de Medicina de Harvard.

Preparación 1. Pre-quirúrgico

1. Asegúrese de que todos los instrumentos quirúrgicos se esterilizan mediante autoclave o bien mediante la limpieza con solución y / o etanol antiséptico según sea necesario. Siempre que sea posible, utilizar equipo desechable estéril tal como bisturís, agujas y jeringas.
2. Cubra la mesa de trabajo con paños quirúrgic....

Resultados

Figuras 1A y 1B muestran la expresión relativa de BDNF y GABRD en relación con el gen de control de β-actina. BDNF, una neurotrofina se asocia a menudo con efectos neuroprotectores en muchas enfermedades neuronales ^38-41. Por tanto, es interesante analizar el perfil de expresión de BDNF en respuesta a la estimulación de la ATN que produce beneficios terapéuticos a pacientes epilépticos. En la Figura 1A que muestra el perfil de expresión génica de BDNF a travé.......

Discusión

Siguiendo el trabajo de la señal por Benabid et al., En el uso de la estimulación cerebral profunda para tratar la enfermedad de Parkinson y temblor esencial, la técnica quirúrgica DBS ha sido investigado con mucho interés en la última década para tratar muchos trastornos neurológicos ^6,10,43. Estudios DBS dirigidas a las distintas regiones neuro-anatómico de los circuitos cerebrales se realizan actualmente por muchos grupos para hacer frente a las principales enfermedades neuronales y se encuentran .......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Cirugía de Estimulación Cerebral
Marco estereotáctico	Kopf Instruments	Modelo 900
Drill	Dremmel	7700, bisturí de 7.2 V
	BD	372610
Ketamina	Patterson Veterinaria	07-803-6637	Lista III Sustancia controlada, adquisición, uso y almacenamiento de acuerdo con las normas institucionales
Xilacina	Patterson Veterinaria	07-808-1947
Buprenorfina	Patterson Veterinaria	07-850-2280	Anexo III Sustancias controladas, adquisición, uso y almacenamiento de acuerdo con las normas
institucionales Grapas quirúrgicas	ConMed Corporation	8035
Suturas (3-0)	Harvard Apparatus	72-3333
Jeringa (1 ml, 29 1/2 G)	BD	329464	Estéril, uso para la administración de anestesia intraperitoneal
Jeringa (3 ml, 25 G)	BD	309570	Estéril, uso para la administración de analgesia por vía subcutánea
Agujas	BD	305761	Estéril, uso para limpiar piezas de hueso rotas de los orificios de las rebabas
	Etanol Fisher Uso	de S25309B	para la esterilización general
Lubricante ocular	Fisher Scientific	19-898-350
Estimulador	Medtronic	Modelo 3628
DBS electrodos	Rhodes Medical Instruments, CA	SNEX100x-100 mm	Los electrodos son de platino, concéntricos y bipolares
Betadine (Povidona-Yodo)	PDI	S23125	Hisopos de un solo uso, uso para esterilizar el cuero cabelludo antes de hacer la incisión
Disección del cerebro y aislamiento
Matriz de cerebro de roedor acrílico	Ciencias de la microscopía electrónica 175-300		www.emsdiasum.com
Hoja de afeitar	V W R	55411-050
Tijeras de guillotina	Clauss	18039	Para la decapitación, asegúrese de que estas tijeras se mantengan limpias y en condiciones de funcionamiento
Tijeras	Codman Clásico	34-4098	Uso para extraer el cerebro del cráneo
Pinzas	Microscopía Electrónica Ciencias	72957-06	Uso para extraer el cerebro del cráneo y para manipular durante la disección
Solución salina tamponada con fosfato	Boston Bioproductos	BM-220
Extracción de ARN y preparación de ADNc Tri
Reactivo	Sigma	T9424	Úselo siempre en una campana extractora y use gafas protectoras mientras lo manipula; evite el contacto con la piel
Jeringa (3 ml, 25 G)	BD	309570	Uso para la homogeneización de tejidos
Cloroformo	Fisher Scientific	BP1145-1	Úselo siempre en una campana extractora y use gafas protectoras mientras manipula; evite el contacto con piel
Isopropanol	Fisher Scientific	A416-1
Glucógeno	Thermo Scientific	R0561
Dnase I Kit	Ambion	AM1906
Superíndice Kit de síntesis de primera hebra	Invitrogen	11904-018
Microcentrífuga de sobremesa	Eppendorf	5415D
PCR cuantitativa	;
SYBR Green PCR Kit	Qiagen	204143
Oligos Personalizados	Invitrogen	10668051
Placas de PCR (96 pocillos)	Denville Scientific	C18080-10
Láminas adhesivas ópticas	Thermo Scientific	AB1170
Agua libre de nucleasas	Thermo Scientific	SH30538-02
Real Máquina de PCR de tiempo	Applied Biosystems	7500

Profunda científico del tejido del hipocampo