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Artículo de método

Un en Vivo Barrera Blood - brain permeabilidad ensayo en ratones usando fluorescencia etiquetada trazadores

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DOI:

10.3791/57038

26 de febrero de 2018

En este artículo

Resumen

Aquí presentamos un ensayo de permeabilidad vascular de cerebro de ratón mediante inyección intraperitoneal de trazadores fluorescentes seguido de perfusión que es aplicable a los modelos animales de disfunción de la barrera blood - brain. Una hemi-cerebro se utiliza para evaluar cuantitativamente la permeabilidad y el otro para tracer visualización/immunostaining. El procedimiento toma 5-6 h por 10 ratones.

Resumen

Barrera Blood - brain (BBB) es una barrera especializada que protege el microambiente del cerebro de toxinas y agentes patógenos en la circulación y mantiene la homeostasis cerebral. Los sitios principales de la barrera son las células endoteliales de los capilares del cerebro cuya función barrera resulta de uniones intercelulares estrechas y transportadores de eflujo expresados en la membrana plasmática. Esta función está regulada por los pericitos y los astrocitos que juntos forman la unidad neurovascular (NVU). Varias enfermedades neurológicas tales como accidente cerebrovascular, enfermedad de Alzheimer (EA), tumores cerebrales se asocian con un deterioro de la función BBB. Evaluación de la permeabilidad BBB, por tanto, es crucial en la evaluación de la severidad de la enfermedad neurológica y el éxito de las estrategias de tratamiento empleadas.

Presentamos aquí un simple pero ensayo de permeabilidad robusto que se han aplicado con éxito al ratón de varios modelos tanto genética como experimental. El método es muy cuantitativa y objetiva en comparación con el análisis de fluorescencia de tracer por microscopía que comúnmente se aplica. En este método, los ratones se inyectan por vía intraperitoneal con una mezcla de marcadores fluorescentes inertes acuosos seguido de anestesiar los ratones. La perfusión cardíaca de los animales se realiza antes de la cosecha el cerebro, los riñones u otros órganos. Órganos se homogeneizó y se centrifugó seguido de medición de la fluorescencia del sobrenadante. Sangre de la punción cardiaca justo antes de la perfusión sirve para el propósito de la normalización en el compartimento vascular. La fluorescencia de tejidos se normaliza a la fluorescencia húmeda peso y suero para obtener cuantitativo índice de permeabilidad de trazador. Para la confirmación adicional, contralateral hemi-cerebro preservado por inmunohistoquímica puede ser utilizado para fines de visualización de la fluorescencia tracer.

Introducción

La barrera blood - brain (BBB) consiste en las células endoteliales microvasculares (ECs) apoyadas por pericitos estrechamente (PC), que son rodeadas en la lámina basal, y astrocitos (ACs) que envuelven la membrana del sótano con sus final-pies1 ,2. ECs interactúan con varios tipos de células que apoyan y regulan la función de barrera, principalmente ACs y PC, y también las neuronas y microglia, que juntos forman la unidad neurovascular (NVU). El NVU es crítico para la función de la BBB, que limita el transporte de toxinas transmitidas por la sangre y patógenos entren en el cerebro. Esta función es el resulta....

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Protocolo

Todos los animales se manejaron con mucho cuidado, minimizar el dolor o malestar durante el procedimiento. Este procedimiento sigue las pautas de cuidado de los animales de nuestra institución y ha sido aprobado por el Comité local (Regierungspraesidium Darmstadt, número de homologación de FK/1044).

Un esquema de los pasos de trabajo para en vivo ensayo de permeabilidad en los ratones se muestra en la figura 1. A continuación se describen los detalles de cada paso

1. manejo de animales

  1. Preparación y administración de marcadores y anestésicos
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Resultados

Recientemente hemos demostrado que ratones de (GOF) de ganancia de función de angiopoyetina-2 (Ang-2) tienen mayor permeabilidad vascular cerebral que los ratones de control en condiciones saludables10. En los ratones inducidos por el movimiento, era también muestra que los ratones GOF tenían mayor tamaño del infarto y mayor permeabilidad de los hermanos de camada de control. Estos resultados demuestran un papel crítico de Ang-2 de la permeabilidad en el BBB. El Pr.......

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Discusión

Disfunción de la barrera blood - brain se asocia con un número de trastornos neurológicos, como tumores cerebrales primarios y secundarios o un accidente cerebrovascular. Desglose BBB a menudo se asocia con edema peligroso para la vida de CNS. La elucidación de los mecanismos moleculares que provocan la apertura o cierre de la BBB es por lo tanto de importancia terapéutica en trastornos neurológicos y comúnmente investigado por los investigadores. Sin embargo, los métodos para investigar permeabilidad BBB en vivo

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Divulgaciones

Los autores declaran que no tienen intereses financieros que compiten.

Agradecimientos

Los autores desean reconocer Sphingonet consorcio financiado por la Fundación Leduq por apoyar este trabajo. Este trabajo fue apoyado también por el centro de investigación de colaboración "diferenciación Vascular y remodelación" (CRC / Transregio23, proyecto C1) y el 7. FP, COFUND, Goethe International postdoctoral programa GO-IN, no. 291776 financiamiento. Nos reconoce a Kathleen Sommer por su asistencia técnica con los ratones manejo y genotipificación.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Tetrametilrodamina (TMR) dextrano 3kDThermosfisherD3308
Isotiocianato de fluoresceína (FITC) dextrano 3kDThermosfisherD3306
Ketamina (Ketavet)Zoetis
Xilacina (Rompun)Bayer
0.9% solución salinaFresenius Kabi Deutschland GmbH
1X PBSGibco10010-015
Tissue-tek O.C.T compuestoSakura Finetek4583
37% Solución de formaldehídoSigma252549-1Lpreparar una solución al 4%
Albúmina sérica bovina, fracción VRoth8076.3
Triton X-100SigmaT8787
rata anticuerpo anti CD31, clon MEC 13.3BD Pharmingen553370
cabra anti ratas Alexa 568Sondas molecularesA-11077
cabra anti ratas Alexa 488Sondas molecularesA-11006
DAPISondas molecularesD1306
Aqua polymountPolyscience Inc18606
Aguja de mariposa de calibre 21BD387455
suero tubo de recolecciónSarstedt41.1500.005
2mL tubos eppendorfSarstedt72.695.500
toallitas de precisión Kimtech toallitas de papelKimtech Kimberley-Clark Professional05511
placa negra de 384 pocillosGreiner781086
correderas superfrost plusTermocientíficoJ1800AMNZ
PTFE morteroWheaton358029
agitador aéreo eléctricoVWRVWR VOS 14
lector de placasTecanInfinite M200
CryostatMicrom GmbHHM 550
Nikon C1 Spectral Imaging confocal Sistema de microscopio
microcentrífugaeppendorf5415R
láser de barrido láser

Referencias

  1. Abbott, N. J., Rönnbäck, L., Hansson, E. Astrocyte-endothelial interactions at the blood-brain barrier. Nature reviews. Neuroscience. 7 (1), 41-53 (2006).
  2. Zhao, Z., Nelson, A. R., Betsholtz, C., Zlokovic, B. V. Establishment and Dysfunction of the Blood-Brain Barrier. Cell. 163 (5), 1064-1078 (2015).
  3. Obermeier, B., Daneman, R., Ransohoff, R. M.

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