גירוי עצב הוואגוס הוכח כבעל יעילות חזקה להפחתת דלקת היקפית. כאן, אנו מציגים פרוטוקול גירוי עצב תועה שונה המאפשר בדיקות נוספות של המנגנונים האנטי דלקתיים הכולינרגיים בתגובות דלקתיות מוגבלות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
גירוי עצב הוואגוס הוכח כבעל יעילות חזקה להפחתת דלקת היקפית. כאן, אנו מציגים פרוטוקול גירוי עצב תועה שונה המאפשר בדיקות נוספות של המנגנונים האנטי דלקתיים הכולינרגיים בתגובות דלקתיות מוגבלות.
דלקת היא תגובה מקומית לזיהום ולנזק לרקמות המתווכת על ידי מקרופאגים פעילים, מונוציטים ותאים חיסוניים אחרים המשחררים ציטוקינים ומתווכים אחרים של דלקת. במשך זמן רב נחקרו מנגנונים הומורליים ותאיים על תפקידם בוויסות התגובה החיסונית, אך ההתקדמות האחרונה בתחום האימונולוגיה ומדעי המוח חשפה גם מנגנונים עצביים ספציפיים בעלי פוטנציאל טיפולי מעניין. מה שנקרא מסלול נוגד דלקת כולינרגי (CAP) תואר כדי לשלוט בתגובות חיסוניות מולדות ובדלקת בצורה חזקה מאוד. בתחילת שנות ה-2000, טרייסי ועמיתיו פיתחו טכניקה המגרה את עצב התועה ומחקה את השפעת המסלול. המתודולוגיה מבוססת על גירוי חשמלי של עצב התועה במתח ובתדר נמוכים, על מנת למנוע תופעות לוואי של גירוי יתר, כגון אי ויסות של השתנות קצב הלב. מכשירים חשמליים לגירוי זמינים כעת, מה שמקל על הגדרת המתודולוגיה במעבדה. מטרת מחקר זה הייתה לחקור את המעורבות הפוטנציאלית של פרוסטגלנדינים ב-CAP. למרבה הצער, בהתבסס על ניסיונות קודמים, לא הצלחנו להשתמש בפרוטוקול המקורי, מכיוון שהתגובה הדלקתית המושרית הייתה גבוהה מדי או לא התאימה לתכונות חילוף החומרים האנזימטי. ההגדרות השונות של פרוטוקול הניתוח המקורי נותרו ברובן ללא שינוי, אך התנאים הנוגעים לאינדוקציה דלקתית ונקודת הזמן לפני ההקרבה שופרו כדי להתאים למטרותינו (כלומר, לחקור את המעורבות של ה-CAP בתגובות דלקתיות מוגבלות יותר).
הגרסה המעודכנת של הפרוטוקול המקורי, המוצגת כאן, כוללת טווח זמן ארוך יותר בין גירוי עצב התועה לניתוח, הקשור לאינדוקציה נמוכה יותר של תגובות דלקתיות. בנוסף, תוך הפחתת רמת הליפופוליסכרידים (LPS) להזרקה, נתקלנו גם בתצפיות חדשות לגבי תכונות מכניסטיות בטחול.
חסינות מולדת מספקת שורה ראשונה מיידית של הגנה מפני זיהומים ומחלות במגוון רחב של אורגניזמים. זה לא רק משיג את התגובה החיסונית הראשונית כדי לחסל את האיום, אבל זה גם משחק תפקיד מרכזי בהפעלה והדרכת החסינות אדפטיבית כי מבצעת תגובות משתי חיסוניות בצורה פתוגן ספציפית. דלקת היא מתוזמרת על ידי שפע של ציטוקינים chemokines, שבתורה יש את היכולת למשוך תאים חיסוניים אחרים לאתר של זיהום וכדי לגרום סימני הקרדינל של דלקת, כגון אדמומיות, נפיחות, כאב, אובדן התפקוד, וחום . משך ועוצמת הדלקת תלוי במספר גורמים, אך בפתרון דלקת ושחזור הומאוסטזיס הוא שלב קריטי, כדי למנוע התפרצות של מחלות דלקתיות כרוניות. התפתחויות אחרונות בתחום הנוירולוגיה אימונולוגיה יש נפרם מנגנונים עצביים ספציפיים עם פוטנציאל טיפולי עצום לשלוט inflammation היא במערכת העצבים המרכזית ובפריפריה. אחד המנגנונים האלה הוא המסלול אנטי דלקתי כולינרגית (CAP), הידוע גם בשם רפלקס הדלקתי, אשר מונע על ידי מערכת העצבים האוטונומית 4, 5.
הוא חשב כרגע כי מתווכים דלקתיים להפעיל עצבים תחושתיים ושולחים אותות על מצב הדלקת במערכת העצבים המרכזית. תגובה רפלקס אז מופעל באמצעות העצב התועה efferent. מחקר מקיף על הפרטים האנטומיים של CAP חשף דגם הפאראסימפתטית-אוהד מורכב משני עצבים, העצב התועה ואת עצב טחול, בהתאמה 6. בשנות ה CAP, העצב התועה כולינרגית efferent מופעל מסתיים גנגליון צליאק-mesenteric, וכתוצאה מכך ההפעלה של עצב הטחול אדרנרגיים על ידי מנגנון טרם נחקרו. עצב הטחול, ולכן הופעל, ידוע פנימיvate בסמיכות לתאים חיסוניים עיסת לבן, אזור שולי, ואת עיסת אדום של הטחול, קרן איבר חובה של CAP 7, 8. ונוראפינפרין (NE) מן קצות עצבי טחול נקשר לרצפטורים אדרנרגיים β 2 המתאימים הביעו על לימפוציטים מסוג T טחול. זה גורם transferase אצטיל כולין (צ'אט) אצטילכולין בתיווך (ACH) שחרור, אשר בתורו מפעיל קולטני אצטילכולין ניקוטינית α7 (α7nACh) על מקרופאגים, וכך להגביל ייצור ציטוקינים ודלקות 2. כתוצאה מכך, עכשיו זה ברור כי מערכת העצבים היא מסוגלת לווסת דלקת ברקמות היקפיות וכדי לשחזר הומאוסטזיס מקומית חיסונית.
כפי שהשם של המסלול מרמז, מערכת האח היא בעל חשיבות מרכזית לתפקוד מסלול המסדיר נוירו-החיסון הזה. מעניין, המנגנונים מעורבים בהפעלהה- CAP נראה שונה בפריפריה ובמערכת העצבים המרכזית. למרות החשיבות של קולטנים ניקוטינית (α7nAChR) בטחול הודגמה מוקדם 9, קולטנים מוסקריניים (mAChR) הם חובה עבור ההפעלה המרכזית של המסלול 10, 11. לאחרונה, ממשל היקפי של אגוניסט M1 מוסקריניים מרכזי הפועל α גורם נימק בסרום מודחק משמעותי וטחול גידול (TNFα) במהלך endotoxemia בעכברים הקטלני, פעולה שחייב שלם עצב תועה ואת עצב טחול איתות 12. גם הראינו לאחרונה כי עכברים שחסרו פרוסטגלנדין E 2 (PGE 2) לא היו מסוגלים להגיב לגירוי העצב התועה ולא למטה להסדיר את שחרורו המושרה LPS של ציטוקינים בסרום והטחול 3. לכן, CAP יכול גם להיות מוסדר על ידי מערכות אחרות מאשר pathw האח הראשיAY.
העצב התועה כבר בשם כזה בגלל כמובן לנדוד בגוף, innervating אברים עיקריים כולל הכבד, ריאות, טחול, כליות, ואת הבטן 13. בהתחשב עצבוב גדול זו והשפעת אימונוסופרסיבי מאוד חזקה של העצב התועה, את הפוטנציאל הטיפולי של CAP יכול לכסות מגוון רחב של מצבים דלקתיים. עצב התועה יכול להיות חשמלי (או מכאני) מופעל, עם שליטה על המתח ותדירות, ובניגוד לטיפול קונבנציונלי, ללא תרופות הוסיפו לגוף. ניסויים נערכים כיום בחולי ראומטיים, למשל, כדי לבדוק את המשמעות הקלינית של VNS בטיפול בדלקת כרונית 14. בסך הכל, התקשורת חיסונית-נוירו והרגולציה של דלקת כרגע תחת חקירה, אשר תספק טיפול חלופי אפשרי לטיפול קונבנציונלי. לכן, ניתוח של העצב התועה stimulatioאפקט n באיברים מעוצבבים השונים, אלא גם אפיון של הפעולה הטיפולית הפוטנציאלית מודלים בבעלי חיים למחלות דלקתיות כרוני, בהחלט ייתן תובנה ולקוות מטרות טיפוליות פוטנציאליות חדשות.
המתודולוגיה המקורית שפותחה על ידי טרייסי ועמיתיו 4 לא יכולה להיות משורבבת לתחום שלנו של מחקר עקב גירוי יתר של התגובה הדלקתית (על ידי מנה קטלנית של LPS) ומגוון מדי-זמן קצר בין הפעלת CAP ואת ההקראה. בעבודה הנוכחית, נציג את השינויים שבוצעו בפרוטוקול המקורי, להשוות בין שתי מתודולוגיות שונות על רמות ציטוקינים, ולהאיר של התבוננות חדשה ההפוכה על איבר המטרה (הטחול).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי החיים בוצעו בהתאם להנחיות לטיפול ולשימוש בחיות אושרו על ידי ועדת האתיקה המקומית בבית קרולינסקה בסטוקהולם. ועדת האתיקה המקומית בעקבות הנחיות האיחוד האירופי על טיפול בבעלי חיים.
הערה: השינויים העיקריים מן הפרוטוקול המקורי הם זמן החלמה לאחר ניתוח (6 שעות לעומת 1 hr) ורמת LPS מוזרק (2 מ"ג / ק"ג לעומת 15 מ"ג / ק"ג). אחרת, הגדרות שונות הקשורות לניתוח עצמו לא שונו.
1. הכנת חומר עבור גירוי
2. הכנת בעלי החיים עבור הרדמה
3. כירורגיה ועידוד של העצב התועה
שחזור 4. של בעלי החיים
5. קורבן לניתוח נוסף
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
רמה של TNFα ו- interleukin-1β (IL-1β) לאחר הגדלת ועבר זמן רב לאחר הניתוח הקטנת המינון של LPS
כפי שהוצג קודם, באמצעות פרוטוקול מקורי, VNS ירד לרמות של TNFα (169.3 ± 24.9 pg / מ"ג בהעמדת הפנים לעומת 39.7 ± 10.8 pg / מ"ג ב VNS, p <0.001) ו- IL-1β (360.0 ± 40.21 pg / מ"ג ב SHAM לעומת 191.7 ± 27.2 pg / מ"ג ב VNS, p <0.01) הטחול לאחר הזרקת LPS הזרקה (...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאז גילויו בתחילת שנות ה -2000, המנגנונים של CAP נחקרו ביסודיות. עכשיו יש לנו תמונה טובה של המסלול, ובפרט, איבר היעד, הטחול, שבו NE, תאי T הזיכרון, אח, ו מקרופאגים העבודה כצוות יעיל מאוד למטה לווסת מתווכים דלקתיים 2. גם פרסמנו נתונים לאחרונה על החשיבות של מערכת פרוסטגלנדין תפקודית בעכברים, בפרט, 2 PGE, אשר ללא ספק מרכיב חובה עבור שחרור אח הטחול לאחר ההפעלה של CAP 3.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים אין לחשוף.
המחקר נתמך על ידי מועצת המחקר השוודית, האגודה השוודית לראומטיזם, קרנות מכון קרולינסקה, מועצת מחוז שטוקהולם, קרן ולנברג וקרן GV 80 שנה למחקר. המחברים רוצים גם להודות לחנה אוקוט על הגהה של כתב היד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מחשב | טושיבה-כל | מחשב הוא למעשה תואם | |
| MP-150 מערכת רכישת נתונים | Biopac Systems | MP150WSW | |
| Acknowledge תוכנה | Biopac Systems | ||
| עכברים C57Bl/6 | של נהר | ||
| Simtec Engineering | |||
| בקבוק חמצן רפואי | AGA | 107563 | |
| בקבוק אוויר רפואי | AGA | 108639 | |
| Vetflurane (1,000 מ"ג/גרם) | Virbac | 137317 | |
| LPS | Sigma-Aldrich | L2630 | |
| תמיסת מלח | Merck Millipore | 1024060080 | |
| PBS 10x | Sigma-Aldrich | P5493 | מדולל 10 פעמים למזרק ריכוז משומש |
| (1 מ"ל) | BD Plastipak | 303172 | |
| מחטים 23 גרם | KD-FINE | 0.6 x 30 מ"מ (כחול) | |
| מלקחיים מיקרו-חיתוכים (מעוקלים) | Sigma-Aldrich | F4142 | |
| מספריים לניתוח | Sigma-Aldrich | Z265969 | |
| תפר כירורגי 4-0 | Ethicon | G667G | |
| יחידת המתת חסד | Euthanex Smartbox | EA-32000 | |
| Cavilon ללא סרט | מחסום עוקץ3M Health Care | 3346N | |
| TH1/TH2 9-Plex assay, ערכה רגישה במיוחד | MesoScale Discovery | K15013C-1 | |
| מכשיר אלקטרודות מגרה | Biopac Systems | STIMSOC | |
| Aesculap Isis מכונת גילוח | Agnthos | GT420 | |
| R70 | דיאטת מכרסמים מלנטמנן, שטוקהולם, שוודיה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.