דו"ח זה מתאר את השיטות ליצירת מודל של אפילפסיה של האונה הרקתית המבוסס על הצתה חשמלית של עכברי VGAT-Cre טרנסגניים. עכברי VGAT-Cre עשויים להיות שימושיים בקביעת הגורמים לאפילפסיה ולהקרנת טיפולים חדשניים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
דו"ח זה מתאר את השיטות ליצירת מודל של אפילפסיה של האונה הרקתית המבוסס על הצתה חשמלית של עכברי VGAT-Cre טרנסגניים. עכברי VGAT-Cre עשויים להיות שימושיים בקביעת הגורמים לאפילפסיה ולהקרנת טיפולים חדשניים.
התגלה כי הצתה חשמלית של עכברי VGAT-Cre הובילה להתקפים מוטוריים ואלקטרוגרפיים ספונטניים. מאמר שפורסם לאחרונה התמקד באופן שבו עכברי VGAT-Cre ייחודיים שימשו בפיתוח התקפים חוזרים ספונטניים (SRS) לאחר הדלקה, ומנגנון סביר - החדרת Cre לגן VGAT - שיבש את ביטויו והפחית את הטון GABAergic. המחקר הנוכחי מרחיב את התצפיות הללו לקבוצה גדולה יותר של עכברים, תוך התמקדות בסוגיות מפתח כגון כמה זמן נמשך ה-SRS לאחר ההדלקה והשפעת המין והגיל של החיה. דוח זה מתאר את הפרוטוקולים עבור השלבים העיקריים הבאים: יצירת אוזניות עם אלקטרודות עומק בהיפוקמפוס לגירוי חשמלי ולקריאת האלקטרואנצפלוגרמה; ניתוח כדי להדביק את האוזנייה בבטחה על גולגולת העכבר כך שהוא לא נופל; ופרטים מרכזיים של פרוטוקול הדלקה חשמלית כגון משך הדופק, תדירות הרכבת, משך הרכבת וכמות הזרם המוזרק. פרוטוקול ההדלקה חזק בכך שהוא מוביל באופן אמין לאפילפסיה ברוב עכברי VGAT-Cre, ומספק מודל חדש לבדיקת תרופות אנטי-אפילפטוגניות חדשות.
אפילפסיה היא הפרעה נוירולוגית גדולה עם נטל כלכלי ואנושי משמעותי. NINDS מעריך כי ישנם 3 מיליון אמריקאים עם אפילפסיה. כ-0.6 מיליון מהחולים האלה סובלים מאפילפסיה של האונה הרקתית (TLE)1. למרבה הצער, טיפול רפואי ב-TLE נכשל בשליש מהחולים בגלל חוסר יעילות, התפתחות עמידות לתרופות או חוסר סבילות לתופעות לוואי2. ברור שיש צורך משמעותי לפתח טיפולים חדשניים ל-TLE, מסקנה המשותפת לוועדת המדע הבסיסי של האגודה האמריקאית לאפילפסיה, קבוצת העבודה של הליגה הבינלאומית נגד אפילפסיה לגילוי תרופות פרה-קליניות לאפילפסיה, והמועצה הלאומית המייעצת להפרעות נוירולוגיות ושבץ מוחי 3,4.
מודלים עכשוויים של בעלי חיים של אפילפסיה של האונה הרקתית משתמשים בכימוקונפרכוסים (למשל, קאינאט, פילוקרפין) או בגירוי חשמלי ממושך כדי לגרום לאפילפטיקוס סטטוס ארוך טווח 5,6,7. בעלי חיים רבים מתים במהלך ההליך (10%-30% בחולדות, עד 90% בעכברים8). בעלי חיים ששורדים ומפתחים אפילפסיה מראים מוות עצבי נרחב ברחבי המוח 9,10. מוות זה מעורר שרשרת של תגובות, החל מהפעלת מיקרוגליה, אסטרוציטים ומונוציטים חודרים. תגובות עצביות כוללות ארגון מחדש של מעגלים (למשל, הנבטת סיבי טחב), לידה של תאי עצב חדשים שאינם מצליחים להשתלב כראוי במעגלים (למשל, תאי גרגיר חוץ רחמי), ושינויים מהותיים שמובילים לרגישות יתר (למשל, הגברת הוויסות של תעלות Na+). מודל אפילפסיה ללא מוות עצבי משמעותי יקל על החיפוש אחר תרופות אנטי-אפילפטיות חדשות.
בעת בחינת השערת GABA של אפילפסיה, התגלה כי טיפול בעכברי VGAT-Cre עם פרוטוקול הדלקה חשמלית קלה הוביל להתקפים מוטוריים ואלקטרוגרפיים ספונטניים11. באופן כללי, הדלקה חשמלית של מכרסמים אינה מובילה להתקפים ספונטניים המגדירים אפילפסיה, אם כי היא יכולה, במקרים של הדלקת יתר11. עכברי VGAT-Cre מבטאים Cre recombinase תחת שליטת הגן המוביל GABA שלפוחית (VGAT), אשר מתבטא באופן ספציפי בנוירונים מעכבי GABAergic. נמצא כי החדרת Cre שיבשה את הביטוי של VGAT ברמת ה-mRNA והחלבון, ובכך פגעה בשידור הסינפטי GABAergic בהיפוקמפוס. המסקנה הייתה כי עכברי VGAT-Cre עשויים להיות שימושיים לחקר המנגנונים המעורבים באפילפטוגנזה ולהקרנת טיפולים חדשניים11. הדו"ח הנוכחי מספק בפירוט את השיטות המשמשות ליצירת המודל.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השימוש בבעלי חיים פעל בהתאם להנחיות ARRIVE12 ואושר על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת וירג'יניה.
1. יצירת אוזניות עם שתי אלקטרודות דו-קוטביות (איור 1)

איור 1: שלבי מפתח בייצור אוזניות EEG. (A) הופעת האלקטרודות בשלבים השונים בפרוטוקול (מספרים בשלב ההתאמה השמאלי). (B) תמונה של המוצר הסופי המורכבת במחזיק תוצרת בית המתאים למסגרת הסטריאוטקסית. שימו לב, המחזיק מסתיים במכלול סיכות צווארון שמתאים למעמד האוזניות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
2. השתלת אלקטרודה סטריאוטקסית
3. פרוטוקול הדלקה חשמלית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חיות
המודל פותח במקור באמצעות עכברי VGAT-Cre (Slc32a1tm2(cre)Lowl/J)13 על רקע מעורב. עם זאת, הוא יושם גם על זן VGAT-Cre שהוא קונגני עם C57BL/6J. לא נצפה הבדל באפילפסיה המתפתחת בין הזנים. שני הזנים מבטאים Cre recombinase תחת שליטה של מקדם טרנספורטר GABA שלפוחיתית. עכברים אלה נוצרו על ידי דפיקות בקלטת IRES-Cre לאחר קודון העצירה בגן Vgat . עכברים אלה מתרבים כרגיל, ולכן הם נשמרים כהומוזיגוטים. כדי למנוע סחף גנטי של המושבה, רכשו מגדלים והשתמשו רק בעכברים מדור F1 ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דו"ח זה מתאר פרוטוקול שבו הצתה חשמלית של עכברים מובילה לאפילפסיה. מאחר שהאלקטרודה המגרה ממוקמת בהיפוקמפוס, זוהי אפילפסיה לימבית מוקדית המדמה אפילפסיה של האונה הרקתית (TLE) בחולים. שלב קריטי בפרוטוקול זה הוא להשתמש בעכברי VGAT-Cre, אשר עקב החדרת קלטת IRES-Cre recombinase בגן Vgat , מראה זרמי GABA מעכבים לקויים11. C57BL/6 אינם מפתחים אפילפסיה לאחר הדלקה עם פרוטוקול זה, אם כי ייתכן כי זנים אחרים של עכברים יפתחו זאת.
הפרוטוקול פותח באמצעות מיקום אלקטרודות העומק המע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין קונפליקטים לחשוף.
המחברים מודים לג'ון ויליאמסון על דיונים מועילים על פרוטוקול זה. עבודה זו נתמכה על ידי מענק NIH/NINDS NS112549.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מגבר AC דיפרנציאלי חוץ-תאי 16 ערוצים (115V/60Hz) | מכשירי AD | AM3500-115-60 | מגבר EEG חלופי |
| 363/CP צווארון תקע, שרוול פינים | P1 טכנולוגיות | 363SLEEVPIN0NL | עבור כבל מחזיק אלקטרודה |
| , 363-363 5 ס"מ - 100 ס"מ W / רשת 6TCM | P1 טכנולוגיות | 363363XXXXCM004 | כבל עכבר לקומוטטור |
| מצלמות טלוויזיה במעגל סגור Qcwox HD Sony IR LED | Sony | QC-SP316 | |
| קומוטטור SL6C/SB (מברשת יחידה) | P1 Technologies | 8BSL6CSBC0MT | לשעבר Plastics One, Inc. |
| מגבר זרם | A-M Systems | דגם 2100 | |
| צמנט דנטלי | Stoelting | 51459 | |
| מקדחים, #75, OD 0.310 אינץ' LOC 130 PT | Kyocera | 105-0210.310 | |
| E363/0 שקע מגע מוטה | P1 טכנולוגיות | 8IE3630XXXXE | פינים למחבר |
| iBond דבק תחריט עצמי | Kulzer | CE0197 | |
| MS363 PEDESTAL 2298 6 פינים לבן | P1 טכנולוגיות | 8K000229801F | מחבר אוזניות EEG |
| Ohmeter | Simpson | 260 | רגישות גבוהה |
| PowerLab 16/35 ו- LabChart Pro | AD Instruments | PL3516/P | תוכנת EEG חלופית |
| SomnoSuite | Kent Scientific Corp. | SS-01 | & ניטור RightTemp |
| מקדחה סטריאוטקטית וערכת מיקרו-מנוע | Foredom Electric Co. | K.1070 | |
| מסגרת סטריאוטקטית | David Kopf Instruments | דגם 940 | |
| חוט מצופה טפלון לאלקטרודה עומק, OD 0.008'A-M | Systems | 791400 | |
| עכברי VGAT-Cre על רקע קונגני C57BL/6J | מעבדת ג'קסון | 000664 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.