פרוטוקול זה מציג שיטה אמינה להערכת תקינות מחסום הדם-מוח (BBB) במודל דג זברה בוגר (Danio rerio) באמצעות הערכה מבוססת צבע כחול של אוון, המאפשרת ניתוח איכותי וכמותי של הפרעה נוירו-וסקולרית.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מציג שיטה אמינה להערכת תקינות מחסום הדם-מוח (BBB) במודל דג זברה בוגר (Danio rerio) באמצעות הערכה מבוססת צבע כחול של אוון, המאפשרת ניתוח איכותי וכמותי של הפרעה נוירו-וסקולרית.
מחסום הדם-מוח (BBB) הוא ממשק חדיר למחצה השומר על הומאוסטזיס של מערכת העצבים המרכזית (CNS) על ידי ויסות תנועת החומרים לתוך המוח והחוצה ממנו, ובכך מגן על רקמת העצב מפני גורמים שעלולים להזיק. הפרעה ב-BBB היא תכונה מבוססת היטב במחלות נוירודגנרטיביות רבות, כולל מחלת פרקינסון (PD) ומחלת אלצהיימר (AD), שבהן חדירות מוגברת תורמת להתקדמות המחלה ומחמירה. למרות שדג הזברה הבוגר (Danio rerio) מוכר יותר ויותר כמודל רב ערך לחקר מחלות ניווניות, שיטות סטנדרטיות להערכת שלמות BBB במין זה נותרו מוגבלות. פרוטוקול זה מתאר גישה פשוטה, ניתנת לשחזור וחסכונית להערכת חדירות BBB בדגי זברה בוגרים על ידי ניתוח הוצאת הצבע הכחול של אוון (EB) מהנוירו-וסקולטורה לרקמת המוח. השיטה משלבת הדמיה איכותית עם ניתוח תמונה כמותי של התפלגות EB כדי לזהות הפרעה ב-BBB. השלבים העיקריים כוללים הזרקה תוך-צפקית נכונה של צבע EB, אישור זרימת צבע מערכתית, דיסקציה זהירה של המוח והדמיה עקבית ומדידת עוצמת גווני אפור. בקרות חיוביות ושליליות משולבות כדי לאמת את חדירת הצבע ולתמוך בפרשנות מדויקת. תוצאות מייצגות מדגימות אקסטרווזן EB גדול יותר במוחות של דגי זברה פרקינסוניים בהשוואה לבקרות שהוזרקו במי מלח, מה שמעיד על חדירות BBB מוגברת. טכניקה זו דורשת ציוד מיוחד מינימלי ומתאימה למעבדות עם משאבים מוגבלים. בסך הכל, פרוטוקול זה מציע כלי מעשי לחקירת שלמות BBB במודלים של דגי זברה בוגרים וניתן להתאים אותו ליישומים מגוונים, כולל מחקרים על מנגנוני מחלה והערכת התערבויות טיפוליות המכוונות לתפקוד נוירו-וסקולרי.
מחסום הדם-מוח (BBB) הוא ממשק פיזיולוגי סלקטיבי וחדיר למחצה שנוצר בעיקר על ידי תאי אנדותל מוחיים מיוחדים, הנתמכים על ידי פריציטים ואסטרוציטים, המווסת את ההחלפה המולקולרית בין זרם הדם למרחב הבין-תאי של המוח כדי לשמר את המיקרו-סביבה של מערכת העצבים המרכזית (CNS). שלמותו חיונית לשימור הומאוסטזיס של מערכת העצבים המרכזית ולהגנה על רקמות עצביות מפני חומרים מזיקים או רעילים1. הפרעה ב-BBB היא מאפיין פתולוגי מוכר היטב במחלות ניווניות שונות, כולל מחלת פרקינסון (PD), מחלת אלצהיימר וטרשת אמיוטרופית צידית 2,3. פגיעה בתפקוד ה-BBB מובילה לחדירות מוגברת, ומאפשרת לתרכובות נוירוטוקסיות ולמתווכים דלקתיים לחדור לרקמת המוח, ובכך להחמיר את התקדמות המחלה4. לכן, הערכת שלמות ה-BBB היא קריטית להשגת תובנות מעמיקות יותר לגבי המנגנונים הנוירו-וסקולריים והדלקתיים העומדים בבסיס הפרעות אלו.
בעוד שמודלים של מכרסמים in vivo ו-in vitro נותרו תקני הזהב למחקר BBB5, דג הזברה (Danio rerio) התגלה כמודל בעל ערך לחולייתנים במדעי המוח בשל יכולת המעקב הגנטית שלהם, עלות-תועלת, קלות הטיפול והמאפיינים הנוירו-אנטומיים וה-BBB המשומרים עם יונקים6. למרות השימוש הגובר בהם במחקרים ניווניים, שיטות להערכת שלמות BBB בדגי זברה בוגרים עדיין מוגבלות 7,8. טכניקות כגון הזרקות עוקב פלואורסצנטיות או מדווחים טרנסגניים היו בשימוש נרחב בזחלים 9,10, אך מהוות אתגרים משמעותיים אצל מבוגרים עקב פיגמנטציה וירידה בשקיפות. לפיכך, מטרת המחקר הנוכחי היא לבסס פרוטוקול פשוט, ניתן לשחזור וניתן להדגמה ויזואלית להערכת חדירות BBB בדגי זברה בוגרים באמצעות אקסטרוואזציה של צבע כחול אוון (EB). שיטה זו משלבת הן תצפית איכותית והן מדידה כמותית של דליפת צבע לרקמת המוח, ומספקת כלי מעשי להערכת שלמות נוירו-וסקולרית בתנאים פתולוגיים.
הצבע הכחול של אוון, שנקשר לאלבומין בסרום ובדרך כלל אינו יכול לחצות את ה-BBB11 השלם, מציע אלטרנטיבה מעשית להערכת שיבוש מחסום12. אקסטרוואזציה של EB יושמה באופן נרחב במודלים של מכרסמים לאיתור דליפת BBB במצבים כגון פגיעה מוחית טראומטית, שבץ מוחי ודלקת עצבית13. עם זאת, היישום שלו בדג זברה בוגר נותר ברובו לא נחקר. מחקר זה מציג התאמה חדשה של טכניקת צבע EB המותאמת לדגי זברה בוגרים, המאפשרת הערכה איכותית וכמותית אמינה של חדירות BBB. השיטה חסכונית, דורשת ציוד מיוחד מינימלי, וניתן להתאים אותה בקלות למספר בעלי חיים, ומציעה יתרון מעשי על פני גישות מבוססות הדמיה מורכבות יותר המשמשות בדרך כלל בזחלים.
באמצעות פרוטוקול זה, הערכנו את תקינות ה-BBB בדג זברה בוגר בריא ופרקינסון כאחד. כדי לגרום לפרקינסוניזם בדגי הזברה, הנוירוטוקסין 1-מתיל-4-פניל-1,2,3,6-טטרה-הידרופירידין (MPTP) ניתן תוך צפק, בהתאם לשיטה שתוארה קודם לכן14. התוצאות חשפו אקסטרווזיציה גדולה משמעותית של EB במוחם של דגי זברה פרקינסוניים, בהתאם להפרעה המתועדת היטב ב-BBB שנצפתה במחלת פרקינסון. ממצאים אלה מאמתים את הרגישות והאמינות של השיטה, ותומכים בתועלת שלה בקישור בין פתולוגיה של כלי הדם לתוצאות מולקולריות והתנהגותיות. טכניקה זו מייצגת אפוא כלי רב ערך עבור חוקרים החוקרים תרומות נוירו-וסקולריות למחלות ניווניות ועשויה להיות מיושמת הן במודלים גנטיים והן במודלים של דג זברה המושרים על ידי רעלנים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה בוצע והותר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) תחת האוניברסיטה האסלאמית הבינלאומית של מלזיה (IIUM), בהתייחס לאישור האתיקה של בעלי חיים (מס' סימוכין: IIUM/504/14/2/IACUC).
1. הכן את תמיסת מלאי הצבע הכחול של אוונס
2. לתת צבע כחול של אוונס לדג זברה בוגר

איור 1: השוואה של צבע העור בין דג זברה רגיל לדג זברה מוזרק EB. (A) דג זברה רגיל שמציג גוון עור חום טיפוסי. (B) דג זברה מוזרק EB שמציג גוון כחלחל בולט, מה שמעיד על זרימה מערכתית מוצלחת של הצבע. סרגל קנה מידה = 1 ס"מ. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
3. ביסוס שליטה חיובית באמצעות פציעת פצע דקירה (SWI)
הערה: פציעת פצע דקירה שוברת את ה-BBB ומאפשרת אקסטרוואזציה של EB במקום הפציעה.

איור 2: פצע דקירה לשליטה חיובית. (A) הכניסו לזמן קצר מחט 31G לתוך הטלנצפלון (עיגול אדום) כדי להקל על חדירת צבע EB לרקמת המוח; השוואה זו לצד זו של מוח לא פגוע ומוח שנדקר, (B) מבט גבי של אתר הדקירה (עיגול אדום), (C) מבט רוחבי של אתר הדקירה. סרגל קנה מידה = 1 מ"מ. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
4. ניתוח איכותני של אקסטרוואזציה של הברונזה הקדומה
5. ניתוח כמותי של אקסטרוואזציה של הברונזה הקדומה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה נבדק על מודל דג זברה פרקינסוני. פגיעה ב-BBB היא תופעה מתועדת היטב בחולי פרקינסון 16,17,18 ובמודלים שונים של בעלי חיים פרקינסוניים 19,20,21. כדי לחקור את שלמות ה-BBB במודל הפרקינסוני של דג הזברה הבוגר, הושוותה הזרקת צבע EB לרקמות המוח בין דג זברה שהוזרק במי מלח (ביקורת) לבין דג זברה פרקינסוני. מודל PD של דג הזברה הבוגר הוקם ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערכת שלמות ה-BBB חיונית להבנת הפתופיזיולוגיה של מחלות הקשורות למוח, שכן פגיעה ב-BBB עלולה לגרום להתקדמות המחלה ולהחמיראותה. למרות שדג הזברה הבוגר התגלה כמודל יעיל לחקר מחלות ניווניות, שיטות להערכת שלמות BBB במין זה נותרו לא מפותחות8. הפרוטוקול המוצג כאן מספק גישה פשוטה וחסכונית להערכת חדירות BBB בדגי זברה בוגרים על ידי ניתוח אקסטרוואזציה של צבע EB מהנוירו-וסקולטורה לרקמות המוח. שיטה זו דורשת מומחיות טכנית מינימלית ומסתמכת על חומרים זמינים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים.
מחקר זה מומן על ידי משרד ההשכלה הגבוהה של מלזיה (MoHE) במסגרת תוכנית מענקי המחקר הבסיסי (FRGS), מספר מענק FRGS19-125-0734. סיוע הפרסום למחקר זה נתמך על ידי הפקולטה לרפואה, אוניברסיטת קבנגסאן מלזיה (UKM).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אבקת אגרוז | ויונטיס | PC0701 | |
| הצבע הכחול של אוון | סיגמא-אולדריץ' | E2129 | |
| פיג'י אימג'י | המכונים הלאומיים לבריאות, ארה"ב | קישור להורדה: https://imagej.net/software/fiji/downloads | |
| מצלמת מיקרוסקופ | שנז'ן השנה אלקטרוניקה בע"מ | HY-500 מיליון | |
| אבקת פרפורמלדהיד (PFA) | סיגמא-אולדריץ' | 158127 | |
| תמיסת מלח חוצצת פוספט (PBS) | סיגמא-אולדריץ' | עמ' 4417 | |
| נתרן כלורי (NaCl) | כימיקלים של HmbG | 7647-14-5 | |
| סטריאומיקרוסקופ | תאגיד אולימפוס | SZ40 | |
| יחידת מסנן מזרק, 0.45 ומיקרו; m | מרק מיליפור | SLHV004SL |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה