母体感染は神経発達障害の危険因子です。母体免疫活性化(MIA)のマウスモデルは、感染が脳の発達と機能に与える影響を解明する可能性があります。ここでは、MIAにさらされた確実に回復力があり感受性のある子孫を産出するための一般的なガイドラインと手順が提供されています。
方法論記事
母体感染は神経発達障害の危険因子です。母体免疫活性化(MIA)のマウスモデルは、感染が脳の発達と機能に与える影響を解明する可能性があります。ここでは、MIAにさらされた確実に回復力があり感受性のある子孫を産出するための一般的なガイドラインと手順が提供されています。
妊娠中の母親の免疫活性化(MIA)は、子孫の神経発達障害および神経精神障害のリスクの増加と一貫して関連しています。MIAの動物モデルは、因果関係をテストし、メカニズムを調査し、これらの障害の診断と治療法を開発するために使用されます。広く使用されているにもかかわらず、多くのMIAモデルは再現性の欠如に苦しんでおり、ほとんどすべてがこの危険因子の2つの重要な側面を無視しています:(i)多くの子孫はMIAに対して回復力があり、(ii)感受性の子孫は表現型の異なる組み合わせを示す可能性があります。再現性を高め、MIAに対する感受性と回復力の両方をモデル化するために、妊娠前の雌マウスのベースライン免疫反応性(BIR)を使用して、どの妊娠が回復力のある子孫またはMIAへの曝露後に定義された行動的および分子的異常を持つ子孫をもたらすかを予測します。ここでは、妊娠12.5日目に二本鎖RNA(dsRNA)ウイルス模倣ポリ(I:C)の腹腔内(i.p.)注射 を介して MIAを誘導する詳細な方法が提供される。この方法は、ダムで急性炎症反応を誘発し、その結果、マウスの脳発達に混乱が生じ、ヒトの精神障害および神経発達障害(NDD)の同様の影響を受けるドメインにマッピングされます。
疫学的証拠は、母親の感染を、統合失調症(SZ)および自閉症スペクトラム障害(ASD)を含む精神医学的およびNDDのリスク増加に関連付けています1,2,3,4,5,6,7。MIAマウスモデルは、これらの障害の病因におけるMIAの因果関係と機構的役割をテストし、分子バイオマーカーを特定し、診断ツールと治療ツールの両方を開発するために開発されました4,6。このモデルの有用性と人気の高まりにもかかわらず、フィールド内のMIA誘導プロトコルにはかなりのばらつきがあり、研究間で結果を比較し、調査結果を再現することは困難です8,9。さらに、モデルのほとんどの反復は、MIAの2つの重要な翻訳的側面を調査していません:(i)多くの子孫はMIAに対して回復力があり、(ii)感受性子孫は表現型の異なる組み合わせを示す可能性があります8。
再現可能なMIAモデルを生成するために、研究者はダムで誘発されたMIAの大きさの少なくとも1つの定量的測定値を報告する必要があります。妊娠中にMIAを誘導するために、私たちの研究室では、ポリイノシティックを模倣した二本鎖RNAウイルスであるポリシチジル酸[ポリ(I:C)]の腹腔内(i.p.)注射を行います。 Poly(I:C)は、toll様受容体3(TLR3)10によって認識されるため、インフルエンザウイルスと同様の免疫カスケードを誘導します。その結果、ポリ(I:C)は急性期応答を活性化し、炎症誘発性サイトカインの急速な上昇をもたらします8,11,12。以前の研究では、MIA11,12,13の結果として、インターロイキン-6(IL-6)を含む炎症誘発性サイトカインの上昇が子孫に行動異常および神経病理学を引き起こすために必要であることが実証されています。したがって、ポリ(I:C)注射後2.5時間のピーク時に収集された母体血清中のIL-6のレベルは、フィールド内の検査室間で結果を比較するために使用できるMIAの説得力のある定量的尺度です。
単一の誘導プロトコル8,14で回復力と感受性の翻訳的に不可欠な要素に対処するMIAモデルを生成するために、研究者は典型的な誘導アプローチと妊娠前のダムのベースライン免疫反応性(BIR)の特性評価を組み合わせることができます8。最近、処女の雌C57BL/6マウスが、妊娠前のポリ(I:C)への低線量曝露に対して広範囲のIL-6応答を示すことが発見されました8。感受性の高い子孫を産み続けるのはこれらの雌のサブセットのみであり、BIRとポリ(I:C)用量8の組み合わせによって決定される特定の大きさの免疫活性化でのみ発生します。MIAは逆Uパターンで表現型を誘導します。子孫は、ダムが中程度の免疫反応性であり、母親の炎症の大きさが臨界範囲8に達するが、それを超えない場合に、最大の行動的および分子的異常を示します。ここでは、ポリ(I:C)の妊娠中期注射の結果として、異なる行動表現型を持つ回復力のある子孫と感受性のある子孫の両方を確実に作成する方法の詳細な方法が提供されています。
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すべてのプロトコルは、カリフォルニア大学デービス校の施設動物管理および使用委員会(IACUC)の承認の下で実行されます。
1.動物の準備
2.ポリ(I:C)ロットテストと準備
3.ベースライン免疫反応性(BIR)テスト
メモ: 図 1 に、手順の概略を示します。BIR検査には、妊娠と比較して異なる分子量のポリ(I:C)を使用して、化合物に対する適応免疫応答の可能性を低くします。
4.採血のためのテールブリード法
注:免疫調節の可能性のある鎮静剤の使用を避けるために、テールブリード法の採血を使用してください。

図 1.処女雌のベースライン免疫反応性と交配をテストするためのタイムライン。 マウスに7週齢で到着し、1週間施設に順応するように命じます。動物に5 mg / kgのポリ(I:C)を注射し、2.5時間後に採血します。血液を一晩凝固させた後、3,768 x g、4°Cで8分間遠心分離します。血清を収集し、ELISAまたはマルチプレックス を介して 相対的なIL-6レベルを評価します。9週齢で、交配ペアを設定します。を使用して作成 BioRender.com この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
5.交配と妊娠のための体重ベースの方法 E12.5注射
メモ: 図 2 に、手順の概略を示します。2つの方法を使用して、嵌合ペアを設定し、E12.5時点を決定することができます。最初の時限交配は、他の場所で説明されています22。体重ベースの計算は、E12.5妊娠23の評価にも使用できます。このアプローチの利点は、交配時にダムの年齢をタイムロックし、免疫応答の変動を減らすことができることです。ここでは、この手順を使用します。

図 2.MIA誘導。 MIA導入には、妊娠の評価、ポリ(I:C)の注射、および母親の炎症の正しいタイミングを確認するためのごみチェックが必要です。時限交配または体重増加法 のいずれかを介して 妊娠日を評価した後、E12.5でポリ(I:C)のi.p.注射を行います。注射後2.5時間で血液サンプルを収集し、免疫活性化を確認し、IL-6活性化のレベルを決定します。同腹仔は約E18.5-E20.5で生まれます。を使用して作成 BioRender.com この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
6.成人MIAと対照子孫の行動の変化の調査(オプション)
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E12.5で30 mg / kgのポリ(I:C)に曝露されたすべての動物が、一貫した行動異常を伴う子孫を産むわけではありません8,31。30 mg/kgと40 mg/kgのポリ(I:C)はどちらも、活動レベルの低下、低体温反応、体重減少など、ダムで確実に病気行動を引き起こし、IL-6の大幅な上昇を引き起こしますが、MIAに曝露された同腹仔のサブセットのみが、人間の精神医学的およびNDDで観察されたものと同様のドメインで行動異常を発症し続けます(図3A-C)8.20 mg/kgのポリ(I:C)の低用量も病気行動と体重減少を誘発しますが、高用量とは対照的に、IL-6応答が生理食塩水を注入されたダムからの応答をはるかに上回っているにもかかわらず、子孫に行動異常を誘発するのに十分な大きさのIL-6応答を一貫して生成しません(
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母体感染は、ヒトおよびげっ歯類および非ヒト霊長類の両方の脳発達の過程を変える4,5,7。ここでは、ポリ(I:C)を用いて妊娠中期の時点でマウスにMIAを誘導する手順を概説する。この方法には、妊娠前のBIRの評価が組み込まれているため、再現性が向上し、MIA8に対する子孫の回復力と感受性につながるメカニズムを機械的に調査する機会が提供されます。MIA後、中型BIR群のダム(IL-6レベルが中央の50%)は、反復行動の変化、免疫細胞化学によって決定された新生児からのニューロンのMHCIレベルの変化、およびウェスタンブロット8によって決定された新生児からの線条体チロシンヒドロキシラーゼ、MEF2、およびSTAT3タンパク質のレベルの上昇を伴う成体の子孫を確実に生成します。
環境モデルとしてのMIAの使用は、疾...
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著者は開示する利益相反を持っていません。
マウスMIAモデルの変動性に対処することに固執してくれたMyka Estes博士と、ここで説明するメソッドプロトコルの開発につながったEstesら8 のすべての貢献者に感謝します。ここで報告された研究は、NIMH 2P50 MH106438-06(A.K.M.)およびNIMH T32MH112507(K.P.)によってサポートされました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.9% NaCl 生理学的なエンドトキシン自由な生理食塩水 | Sigma-Aldrich | 7647-14-5 | ポリ(I:C) |
| 35mmのペトリ皿 | トーマス科学 | 1219Z45 | テールブリードの間にオイルを保持するために使用される |
| 7.5% TGXのゲル | Bio-rad | 4561084 | 任意 |
| Ancare Nestlets | フィッシャー科学 | NC9365966 | 任意 |
| anti-&β;-チューブリン | ミリポア | MAB3408 | オプション |
| Bio-Plex Pro マウスサイトカインスタンダード グループI | Bio-rad | 171I50001 | |
| Bio-Plex Pro 試薬キット フラットプレート付き | Bio-rad | 171304070M | |
| ウシ血清アルブミン | ThermoFisher | 23209 | オプション |
| 遠心分離機 | Eppendorf | 5810R | オプション |
| Covidien Monoject 1/2 mLインスリンシリンジ、28G x 1/2インチ。ニードル | スペクトル | 552-58457-083 | |
| ジチオスレイトール | Sigma-Aldrich | D9779-10G | オプション |
| 環境エンリッチメント | バイオサーブ | K3327およびK3322 | オプション |
| Ethovision | Noldus | Ethovision | オプション |
| Fluorsecent-tagged seondary ntibies | Li-cor | 925-32213 および 925-68072 | オプション |
| 食品グレードの食用油(オリーブ、キャノーラ、グレープシードなど) | さまざまなベンダー | 尾の出血中に尾を潤滑するために使用 | |
| HBSS | サーモフィッシャー | 14060040 | オプション |
| 高分子量ポリイノシティック:ポリシチジル酸 | Invivogen | #tlrl-pic-5 | 女性のBIR |
| を確立するために使用されます 人道的なマウス拘束具 | AIMS | 1000 | 尾の間にマウスを拘束するために使用されますブリード |
| Image Studio ソフトウェア | Licor | 5.2 | オプション |
| Laemmli バッファー | Bio-rad | 1610737EDU | オプション |
| Luminex200 | ThermoFisher | APX10031 | |
| Microvette CB300 300μl 血清毛細管 | Sarstedt | 16.440.100 | |
| 混合分子量ポリイノシティック:ポリシチジル酸 | Sigma-Aldrich | #P0913 | MIA |
| モノクローナル抗MEF2A | AbCam | ab76063 | オプションの |
| モノクローナル抗STAT3 | 細胞シグナル伝達 | 12640S | オプションの |
| オブザーバー | ノルダス | オブザーバー | オプション |
| オデッセイ ブロッキングバッファー (TBS) | Li-cor | 927-50003 | オプション |
| オデッセイ CLx イメージングシステム | Li-cor | 9140 | オプション |
| オムニピュア PBS | ミリポア | 65054L | オプション |
| ピアス BCA タンパク質アッセイキット | サーモフィッシャー | 23227 | オプション |
| ポリクローナルanti_TH | Pel-Freez | P4101-150 | オプション |
| PVDF膜 | バイオ・ラッド | 162-0177 | オプション |
| Qsonica Sonicator Q500 | Fisher Scientific | 15-338-282 | オプション |
| クイックブラッドストッパー | Petco | 17140 | |
| Seal-Rite 1.5 ml 微量遠心チューブ、天然非滅菌 | USA Scientific | 1615-5500 | |
| はんだ付けスタンド | Amazon | B08Y12QC73 | 尾の出血の間に毛細管を保持するために使用される |
| ヒマワリの種 | Bio-serv | S5137-1 | 繁殖効率を高めるために使用 |
| Bio-Plex ProマウスIL-6セット、 | Bio-rad | 171G5007M | |
| Trisベース | フィッシャーサイエンティフィック | BP152-1 | オプション |
| Tween 20 | Bio-rad | 23209 | オプション |
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