Name: 齧歯類モデルで中枢神経系の疾患を治療するための全身および局所薬物送達 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-08-16T17:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 51 s
Description: 学ぶ マウスにおける全身投与（静脈内・腹腔内・経口）と局所脳内輸送（CED）の薬物送達法。血脳関門を迂回する局所投与とin vivoイメージングによる確認手法を含む詳細プロトコルを解説。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

NS65819（CDJ、TO）、NS049720（CDJ）、CA097257（CDJ、TO）、CIRM DR1 - 01426 我々は技術支援のためにラクエルサントスに感謝します。

1。全身の配信方法薬物の全身送達は、CNSに高い薬物濃度を達成するための最も効率的なアプローチではないが、全身の納入は、便利でよく患者さんに受け入れています。静脈内注射、腹腔内注射、および経口胃管栄養法：ここで、我々は3つの日常的に使用される全身投与のアプローチのための適切な手順を紹介します。 A.静脈内注射（尾静脈注射） <ol><li>手順を開始する前に、各マウスの体重を記録する。すべての前臨床試験と同様に、体重は、潜在的な薬剤の毒性を評価する（週2回以上）定期的に監視する必要があります。ボリュームのマウスの体重の1％以下が一度に注入する必要があります。例えば、これ以上の流体の0.2mlのよりは20グラムのマウスに注射してはならない。静脈内に注射、すべての流体は、適切な方法により滅菌されるべきである。 </li><li>マウスは、尾静脈を拡張するための加熱パッドや熱のランプのいずれかを使用して5〜10分間温めてください。熱灯を使用する場合は、温熱療法を避けるために、すべての回でマウスを監視する。 </li><li>マウスは、尾静脈（ビデオを参照）へのアクセスを許可しながらマウスを抑制する保持装置に転送されます。マウスの尾四つ目に見える血管があります。背側面上の血管は静脈であり、腹側の血管は動脈です。尾静脈にアクセスするには、マウスの尾は最も遠位の時点で開催され、静脈が上を向くように90度回転させている。注射部位をアルコール綿で洗浄され、28グラムのインスリン注射器は（ビデオ参照）を静脈内に、、面取り面を上に挿入されます。針が適切に静脈内に配置されている場合、それは圧力なしに、自由に移動してください。ゆっくりと5〜10秒以上であっても圧力で薬剤を注入する。ブリスターが尾に表示されている場合、これは針が静脈にもはやないことを示していないとして、注入停止。 </li><li>出血が止まるまで注入した後、注射部位に穏やかな圧力を与える。これは、通常30〜60秒かかります。それ以上の出血がないことを保証するために、注入後5〜10分間マウスを監視します。 </li></ol> B.腹腔内注射<ol><li>注入を開始する前に、薬は28グラム針に接続された注射器にロードする必要があります。注射の前にプランジャーをバック描画するための注射器にはスペースがあることを確認してください（200μLを注入する場合などは、、シリンジの容量は300μL以上であることを確認してください）​​。 </li><li>マウスはグリップに何かを持つように、その尾部でケージからマウスを削除し、テクスチャ表面の上に置きます。ケージの蓋は通常は十分です。マウスがその身体をストレッチしてから、非利き手を使用できるよう、軽く親指と人差し指と中指（ビデオ参照）の間に、できるだけ多くの皮膚を挟まないように注意しながら、マウスの背中に皮膚を把握する。マウスの腹部は上を向いているので、マウスの電源を入れます。マウスが自由にその頭を動かすことができれば、注入時に噛まれることを避けるように、グリップを離して、もう一度試してください。 </li><li>あなたの利き手で、注射器を拾うと、マウスの左下の象限（ビデオを参照）に30度の角度で針を挿入する。わずかに反転にマウスを置くと離れて注射部位からの臓器を動かすのに役立ちます。針は、腹腔内のスペースになっていることを保証するために、シリンジのプランジャーを後方に引いて。あらゆる液体や血液が注射器に表示される場合、針は腹腔内のスペースではなく、削除する必要があります。ない流体を注射器に吸入されていない場合は、1〜5秒以上であっても圧力でシリンジの内容を注入し、マウスを離します。 </li><li>マウスは正常な活動レベルに戻すことを保証するために、注射後5〜10分間マウスを監視します。 </li></ol> C.強制経口投与<ol><li>注入を開始する前に、マウスの体重を記録する。強制経口投与によって供給可能な最大量は体重1kg当たり10mLをです。例えば、20グラムのマウスの最大量は200μLとなります。大きなボリュームを注入しようとすると、不完全な薬物送達を引き起こすれる、逆流が発生する可能性があります。それは上記以上のボリュームを管理する必要がある場合は、最大3つの用量は、24時間かけて投与することができる。 </li><li>食道を穿刺を避けるために、それは、各マウスの強制経口投与針の長さを測定することが重要です。マウスの最後の肋骨に強制経口針を湾曲18グラム、ボールの先端を保持し、永久的なマーカーを使用して、マウスの頭部の先端に長さをマーク（ビデオ参照）。強制経口投与時には、このマークを使用すると、マウスの口に針を挿入すると停止するポイントになります。 </li><li>腹腔内注射の場合と同じ手のグリップを使用してマウスを抑制する。舌を介して、口の中で強制経口投与針を挿入し、アドバ咽頭を通して針をNCEは。停止マークを過ぎた針を挿入しないでください。針は、どの圧力（ビデオを参照）することなくスムーズに進むはずです。もし圧力が発生した場合は、停止し、肺に液体を注入することを避けるために針を撤回。 </li><li>代わりに針で、1〜5秒以上のプランジャーを押し下げ、次にそれが挿入されたことと同じ角度で針を取り除く。液体が肺に入ったことを示す可能性があります苦心呼吸の兆候には細心の注意を払って、5〜10分間マウスを監視します。 </li></ol> 2。ローカル配信急性対流の強化配信 A.プローブ建設げっ歯類の混合物を還流耐CEDカニューレは、まだ市販されていません。ここではまず、クラウゼら （クラウゼ2005）により記載された方法から適応されたカニューレの構築方法をデモンストレーションを行います。 <ul><li> 100uM直径のシリカチューブ注入物が流れる、剛性構造支持のための金属針、および柔軟性のあるテフロンチューブ注入物をロードするための：カニューレは、三つの部分（ 図1）があります。 </li><li>硬い金属の針を入手するには、Surflo静脈カテーテル（24グラムスタイレット）のプラスチックを溶融し、ピンセットを使用すると、金属針を除去するために裸火を使用してください。カテーテルの残りは破棄することができます。シングルエッジカミソリの刃を使用して、金属の針よりも少し長くシリカチューブ（外径0.163ミリメートル）の長さをカット。チューブの端面上の任意の接着剤を得るように注意しながらシアノアクリレート系速効性接着剤（例えばクレイジー接着剤）の小滴の役割シリカチューブ、。金属の針でシリカチューブを挿入し、5分間乾燥させる。 </li><li>一度乾燥、シリカチューブがしっかりと針に貼付してください。シリカの両端が針と平らな端からシリカチューブの突出の3mmの先端からシリカチューブの突出の2ミリメートル（ビデオ参照）ようにトリミングする必要があります。 </li><li>長さのテフロンチューブを20cmのセクションをカット。再びこれはカニューレを詰まらせるのでシリカチューブの端部に接着剤を得るように注意しながら、接着剤の小滴中の金属針をロールバックします。 1cmの深さにテフロンチューブに針を挿入します。 1分間乾燥させます。グルーガンを使用して、金属針とテフロンチューブ（ビデオを参照）とのジョイントにホットグルーのドロップを適用する。全体のジョイントがすべての側面に覆われていることを確認し、少なくとも1時間乾燥させる。カニューレは、事前に週まで行われ、室温で保存することができます。 </li></ul> B.の輸液手順<ul><li>外科領域を準備するには、全ての表面は、2％クロルヘキシジン液などの消毒剤、噴霧されるべきである。無菌手術用手袋は、作業中に着用してください。表面は、吸収性のカーテンで覆われている。次の消耗品は、外科領域に配置してください。 <ul><li>マウスの体温を維持するために加熱パッド</li><li> 2％クロルヘキシジンを含む3％の過酸化水素を含むもの、一、二小シャーレ</li><li>滅菌ガーゼや綿棒</li><li>滅菌使い捨てメス（ナンバー21） </li><li>滅菌22グラム針</li><li>マウス定位フレーム</li><li>制御された速度のシリンジポンプ</li><li>オートクレーブしたマウス皮膚ホッチキス、ステープル、およびステープルリムーバー</li></ul></li><li> CEDカニューレを設定するには、プラスチック製のシリンジアダプタのセットを使用して、テフロンチューブに1mLの注射器を取り付けます。それは（ビデオ参照）外科表面に垂直になるようカニューレは定位固定フレームに貼付してください。カニューレを駆除するために、70％エタノールで1mLの注射器を記入し、カニューレを介してエタノールを実行するためのプランジャーを押し下げる。滅菌生理食塩水を使用してこのプロセスを繰り返し、そしてカニューレの関節周辺で漏れをチェックします。カニューレの外側を消毒するために、軽く拭く70％エタノールで拭いてください。 </li><li>滅菌生理食塩水でカニューレを記入し、小さな気泡がカニューレに描画されるように注射器を後方に引いて。この気泡は、カニューレの生理食塩水から注入物を分離します。その後、荷物を積み込むあなたの注入物（ビデオを参照）。簡単にカニューレを実行することにより、シリンジポンプとプライムポンプにシリンジを接続してください。 </li><li>注入された麻酔薬を使用し、滅菌ガーゼで数回（5〜10秒間）スワブで肌を準備落ち着いたマウスは、2％クロルヘキシジン溶液に浸漬。眼軟膏は、手順の間に十分な水分を維持するためにマウスに適用する必要があります。滅菌メスを使用して、（ビデオを参照）長さ約1.5センチメートル、頭蓋骨の中心に沿って矢状切開を作成します。頭蓋骨の表面は、3％過酸化水素溶液に浸した綿棒を使用して洗浄される。マウスの目には過酸化水素を避けるように注意してください。頭蓋骨の縫合線は、この時点では明らかなはずである：それらは表示されない場合は、軽く綿棒FRと頭蓋骨ESH綿棒は、3％過酸化水素溶液に浸漬。 </li><li>注入部位を見つけるためにブレグマ（ 図2）し、右側に2ミリメートルを測定し、この構造体の1mmの後部を識別します。滅菌22グラム針を使用して、静かに（ビデオを参照）頭蓋骨に対して針をねじることによってこの時点で頭蓋骨に穴を作成します。頭蓋骨に対して下向きの針を強制的に避けてください。 </li><li>この時点で、マウスを定位フレームに配置され、吸入麻酔薬を（ビデオを参照）の受信を開始する必要があります。低レベル（1％）で麻酔剤を投与する、と慎重にそれに応じて麻酔薬を調整し、呼吸数の変化をマウスを監視する。 </li><li>頭蓋骨の穴を介してカニューレを配置し、下の3ミリメートル頭蓋骨の表面の下に。以下のレートと継続時間を使用して、点滴を開始します。 <table border="0"><tbody><tr><td> 5分間で0.1μL/分</td><td rowspan="5"><img src="/files/ftp_upload/1992/1992tablefigure.png" alt="トータル ボリューム10 ul" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="トータルボリューム10μlを"></td></tr><tr><td> 5分間0.2μL/分</td></tr><tr><td> 5分間0.5μL/分</td></tr><tr><td> 7.5分に対して0.8μL/分</td></tr><tr><td> OFF 1分間</td></tr></tbody></table></li><li>点滴の終わりに、ゆっくりカニューレを取り外し、綿棒3％の過酸化水素と頭蓋骨。穴に無菌骨のワックスを適用します（ビデオ参照）。鉗子を使用して、閉じて頭蓋骨と主食を介して一緒に肌を描く。ブプレノルフィンは術後鎮痛のために投与すべきである。 </li><li>それは意識と機動性を取り戻すまで、術後マウスを監視します。手続きの長さのために、それは完全な活性を回復するためにマウスのための時間を要することがあります。この時間の間に低体温を避けるために、加熱パッド上でマウスのケージを置き、他のアクティブなマウスと回復のマウスを収容していない。 </li><li>皮膚のステープルは、手術から1週間後に削除する必要があります。 </li></ul> in vivoイメージング C. 蛍光標識注入物は、CED投与後の撮像することができ、信号強度の変化だけでなく、信号の位置を監視することができます。通常は、マウスは注入から回復できるようにするように、イメージへの注入後2〜3時間を待つことが最善の方法です。 <ul><li>撮影時の麻酔の場合は、吸入麻酔薬の低レベルを使用してください。イメージングステーション（例えば、IVISルミナ、キャリパーライフサイエンス、アラメダ、カリフォルニア州）の位置までマウス、背側、。撮像されているフッ素の適切なフィルタ設定を使用して、画像を取得する。 CEDの場合は、成功した注入は注入部位（ 図3）に近い、脳内物質のほとんどを表示する必要があります。 </li></ul> 3。代表的な結果治療の投与の副作用の欠如は、成功した注射の重要な指標である。例えば、尾静脈注射後のテールの外観には変化（例えば、サイズ、色）があってはならない。尾静脈注射後のバブルやブリスターは皮下ではなく、治療の静脈内、配信を示すことになる。腹腔内注射の場合は、腹部の皮膚変色でバンプは、皮下注射や内部構造への損傷を示している場合があります。強制経口投与では、呼吸や咳をその流体を示している可能性がこじつけとマウスはむしろ胃に比べて、肺に注入した。 CEDの場合は、神経学的機能は、治療の成功した管理を評価する上で重要です。発作や片麻痺を展示しているマウスは、不適切な輸液を受けている場合があります。蛍光注入物が使用されている場合は、in vivoイメージングに成功した政権（ 図3）を評価するために適用することができます。注入物が注入部位に局在化されていない場合は、注入は成功しませんでした。 <img src="/files/ftp_upload/1992/1992fig1.jpg" alt="図1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図1"> 図1：CEDカニューレと外科セットアップ。対流強化された配信の基本的な要素は、外科的にはセットアップが示されている。 microinfusionポンプは、（）注入カニューレ（B、上部に拡大して示す）に接続されています。定位フレーム（C）は、プローブを配置するために使用されます。この画像は、手順の実行中にも使用加熱し、麻酔機器は含まれません。 <img src="/files/ftp_upload/1992/1992fig2.jpg" alt="図2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図2"> 図2：マウスの頭蓋骨の縫合線。 CED注入部位（赤い星）矢と冠状縫合（ブレグマ）の交点を識別し、ブレグマの2ミリメートル横方向は1mm後方を測定することによって見つけることができます。 <img src="/files/ftp_upload/1992/1992fig3.jpg" alt="図3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図3"> 図3：正常なCEDから代表的な結果。李遠赤色蛍光色素で標識posomesはCEDによって、マウスの脳に注入し、 インビボおよびex vivoの両方で画像化した。成功注入は 、in vivo（A） 及び ex vivo（B） の両方の注入の部位に局在する蛍光シグナルを示しています。信号が対側半球へ漏洩することなく注入半球にローカライズする必要があります。 <img src="/files/ftp_upload/1992/1992fig4.jpg" alt="図4" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図4"> 図4：ラット脳幹に成功したCEDの代表画像。蛍光標識リポソームをラットの脳幹に注入した。ラットでは、できるだけ多く20​​μLとしては、注入することができます。注入の増加、ラットの頭蓋骨の厚さと深さは 、in vivoイメージングでは除外しますが、正しいの注入位置は、解剖脳のex vivoでのイメージングによって検証することができます。

<ol><li>Bobo, R. H., Laske, D. W., Akbasak, A., Morrison, P. F., Dedrick, R. L., Oldfield, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+of+macromolecules+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery of macromolecules in the brain.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 91, 2076-2080 (1994).</li>
<li>Degen, J. W., Walbridge, S., Vortmeyer, A. O., Oldfield, E. H., Lonser, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+and+efficacy+of+convection-enhanced+delivery+of+gemcitabine+or+carboplatin+in+a+malignant+glioma+model+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Safety and efficacy of convection-enhanced delivery of gemcitabine or carboplatin in a malignant glioma model in rats.</a> J Neurosurg. 99, 893-898 (2003).</li>
<li>Dickinson, P. J., LeCouteur, R. A., Higgins, R. J., Bringas, J. R., Roberts, B., Larson, R. F., Yamashita, Y., Krauze, M. T., Noble, C. O., Drummond, D. C., Kirpotin, D. B., Park, J. W., Berger, M. S., Bankiewicz, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Canine+model+of+convection-enhanced+delivery+of+liposomes+containing+CPT-11+monitored+with+real-time+magnentic+resonance+imaging%3A+laboratory+investigation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Canine model of convection-enhanced delivery of liposomes containing CPT-11 monitored with real-time magnentic resonance imaging: laboratory investigation.</a> J Neurosurg. 108, 989-998 (2008).</li>
<li>Gill, S. S., Patel, N. K., Hotton, G. R., O'Sullivan, K., McCarter, R., Bunnage, M., Brooks, D. J., Svendsen, C. N., Heywood, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+brain+infusion+of+glial+cell+line-derived+neurotrophic+factor+in+Parkinson+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Direct brain infusion of glial cell line-derived neurotrophic factor in Parkinson disease.</a> Nature Medicine. 9, 589-595 (2003).</li>
<li>Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delivery+of+novel+therapeutic+agents+in+tumors%3A+physiological+barriers+and+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Natl+Cancer+Inst%22%5BJournal%5D)">Delivery of novel therapeutic agents in tumors: physiological barriers and strategies.</a> J Natl Cancer Inst. 81, 570-576 (1989).</li>
<li>Krauze, M. T., Saito, R., Noble, C. O., Tamas, M., Bringas, J., Park, J. W., Berger, M. S., Bankiewicz, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reflux-free+cannula+for+convection-enhanced+high-speed+delivery+of+therapeutic+agents%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Reflux-free cannula for convection-enhanced high-speed delivery of therapeutic agents.</a> J Neurosurg. 103, 923-929 (2005).</li>
<li>Krauze, M. T., Vandenberg, S. R., Yamashita, Y., Saito, R., Forsayeth, J., Noble, C. O., Park, J. W., Bankiewicz, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+of+real-time+convection-enhanced+delivery+of+liposomes+to+primate+brain%3A+a+long-term+retrospective%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Safety of real-time convection-enhanced delivery of liposomes to primate brain: a long-term retrospective.</a> Exp Neurol. 210, 638-644 (2008).</li>
<li>Murad, G. J., Walbridge, S., Morrison, P. F., Garmestani, K., Degen, J. W., Brechbiel, M. W., Oldfield, E. H., Lonser, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time%2C+image-guided%2C+convection-enhanced+delivery+of+interleukin+13+bound+to+pseudomonas+exotoxin%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Real-time, image-guided, convection-enhanced delivery of interleukin 13 bound to pseudomonas exotoxin.</a> Clin Cancer Res. 12, 3145-3151 Forthcoming.</li>
<li>Ozawa, T., James, C. D. Human Brain Tumor Cell and Tumor Tissue Transplantation Models. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOzawa%2C+T+%22CNS+Cancer%3A+Models%2C+Markers%2C+Prognostic+Factors%2C+Targets%2C+and+Therapeutic+Approaches%22">CNS Cancer: Models, Markers, Prognostic Factors, Targets, and Therapeutic Approaches</a>. Van Meir, E. , Humana Press-Springer. New York, NY. 147-162 (2009).</li>
<li>Szerlip, N. J., Walbridge, S., Yang, L., Morrison, P. F., Degen, J. W., Jarrell, S. T., Kouri, J., Kerr, P. B., Kotin, R., Oldfield, E. H., Lonser, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+imaging+of+convection-enhanced+delivery+of+viruses+and+virus-sized+particles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Real-time imaging of convection-enhanced delivery of viruses and virus-sized particles.</a> J Neurosurg. 107, 560-567 (2007).</li>
<li>UCSF Animal Care & Use Program - Standard Procedures & Guidelines [Internet]. , University of California, San Francisco. San Francisco, California. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.iacuc.ucsf.edu/Policies/awStandardProcedures.asp">http://www.iacuc.ucsf.edu/Policies/awStandardProcedures.asp</a> Forthcoming.</li>
<li>Yamashita, Y., Krauze, M. T., Kawaguchi, T., Noble, C. O., Drummond, D. C., Park, J. W., Bankiewicz, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+of+a+topoisomerase+I+inhibitor+%28nanoliposomal+topotecan%29+and+a+topoisomerase+II+inhibitor+%28pegylated+liposomal+doxorubicin%29+in+intracranial+brain+tumor+xenografts%5BTitle%5D)+AND+%22Neuro+Oncol%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery of a topoisomerase I inhibitor (nanoliposomal topotecan) and a topoisomerase II inhibitor (pegylated liposomal doxorubicin) in intracranial brain tumor xenografts.</a> Neuro Oncol. 9, 20-28 (2007).</li>
</ol>

ここに示すすべての手順は、UCSFの動物実験使用の委員会によって承認された。

どんな治療薬の効果の前臨床評価は考慮に入れ、エージェントと関心の標的組織の薬理学的特性を取る必要があります。投与の全身の方法が一般的に、より容易な、より良い患者で忍容性であるが、血液脳関門の選択性は、多くの場合、中枢神経系疾患を治療するための治療のローカル配信が必要となる。 CED：ここでは、脳への直接配信の一つの方法を示している。脳へのローカル配信の他の形態では、脳脊髄液への直接投与、腫瘍内ボーラス注射、および心室の注入が含まれています。これらのメソッドの場合は、治療の拡散は、注射部位から数ミリメートル（ジャイナ教1989年、ボボ1994）へのカバレッジの領域を制限する貧しい人々拡散して、非常に重要です。それでも特定の神経解剖学的構造に標的治療可能にしながら、対照的に、CEDは、薬剤の分布の面積（ボボ1994）高めるために正圧を使用しています。当研究室では、我々は正常に実行脳幹にだけでなく、げっ歯類の尾状核被殻（ 図4）にCEDている。 齧歯類モデルでCED遂行する能力は、中枢神経系疾患の様々な種類の治療時に治療効果を最大化することへの関心の高まりに伴ってますます重要になっている。 CEDは、精製タンパク質、小分子薬、およびウイルス（ギル2003デジャン2003 Szerlip 2007）を含む種々の薬剤を、提供するために使用することができます。 CEDで治療できる疾患の範囲は、CNSの癌（山下2007）だけでなく、パーキンソン病（ギル2003）などの神経変性疾患が含まれています。 CEDの研究は、CED投与療法のin vivoイメージングのための必要性を拡大し続けて同様に増加している。蛍光イメージングは​​、おそらく人間の頭蓋骨を介して見えなくなってしまうここで紹介しながら、MRI造影剤の共同注入（ディッキンソン2008）を採用する他の方法は、中枢神経系疾患患者でinfusatesを監視するための適用性を評価するための関心を集めている。

<table><tbody><tr><td>2% クロルヘキシジン</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9756995</td><td>Nolvasanとしても知られる&amp;#8221;</td></tr><tr><td>20g 針</td><td>BD Biosciences</td><td>305175</td><td></td></tr><tr><td>28g 針（シリンジ付き）</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-004-270</td><td>インスリン用シリンジとしても知られる</td></tr><tr><td>3% 過酸化水素</td><td>Fisher Scientific</td><td>H312P-4</td><td>遮光保存</td></tr><tr><td>綿棒</td><td>Fisher Scientific</td><td>23-400-100</td><td>使用前にオートクレーブ滅菌</td></tr><tr><td>シアノアクリレート系接着剤</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9592632</td><td>Krazy Glueとしても知られる&amp;#8221;</td></tr><tr><td>使い捨てメス</td><td>Feather Safety Razor Co, Ltd.</td><td>2975</td><td>No. 21</td></tr><tr><td>ガーゼ</td><td>Fisher Scientific</td><td>22028563</td><td>使用前にオートクレーブ滅菌</td></tr><tr><td>加熱パッド</td><td>Dunlap</td><td>HP950</td><td></td></tr><tr><td>静脈留置カテーテル</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-841-20</td><td></td></tr><tr><td>輸液ポンプ</td><td>BASi</td><td>MD-1000, MD-1001</td><td></td></tr><tr><td>Living Image ソフトウェア</td><td>Caliper Life Sciences</td><td>見積もりについてはお問い合わせください</td><td></td></tr><tr><td>眼科用軟膏</td><td>Cardinal Health</td><td>1272830</td><td>Akwa Tearsとしても知られる&amp;#8221;</td></tr><tr><td>プラスチック製シリンジアダプター</td><td>Upchurch Scientific</td><td>P-604, P-200NX, P-215X, P-630</td><td>ルアーロックシリンジに適合</td></tr><tr><td>シリカチューブ</td><td>Polymicro Technologies</td><td>2000020</td><td></td></tr><tr><td>皮膚用ステープラー、ステープル、抜針器</td><td>Stoelting Co.</td><td>59020</td><td></td></tr><tr><td>脳定位固定装置</td><td>Stoelting Co.</td><td>51725</td><td></td></tr><tr><td>テフロンチューブ</td><td>Upchurch Scientific</td><td>1520</td><td></td></tr><tr><td>Xenogen Lumina</td><td>Caliper Life Sciences</td><td>見積もりについてはお問い合わせください</td><td></td></tr></tbody></table>

齧歯類モデルで中枢神経系の疾患を治療するための全身および局所薬物送達

Systemic and Local Drug Delivery for Treating Diseases of the Central Nervous System in Rodent Models

中枢神経系（CNS）の徹底した前臨床試験は、治療薬は、治療効果を評価する際に管理し、エージェントの生体内分布の経路の検討を含んでいる。管理の二つの主要な分類との間で、ローカル対全身、全身送達のアプローチは、多くの場合、管理の容易さのために好ましい。しかし、全身送達は、CNSにおいて達成されている次善の薬物濃度は高くなり、エージェントの有効性についての誤った結論につながる可能性があります。地元のドラッグデリバリーの方法はより侵襲的ですが、治療中枢神経系の薬物濃度を達成するために必要な場合があります。静脈内注射、腹腔内注射、および経口胃管栄養法：ここでは、全身薬物送達の3つのルートのための適切な手法を示す。対流強化配信（CED）：さらに、我々は、脳へのローカル配信のための方法を示しています。蛍光標識化合物の使用は、適切な薬剤投与のin vivoイメージングと検証のために含まれています。メソッドは、マウスモデルを使って表現されますが、簡単にラットでの使用に適合させることができる。

中枢神経系に作用する薬剤の徹底した前臨床試験は、しばしば特定の投与経路に関連して薬剤の生体内分布を評価し、比較が行われ。ここでは、三、一般的に使用される全身送達の方法（、静脈内、腹腔内、および経口）と同様にローカル配信するための方法（対流強化配信）はマウスで実証されています。

中枢神経系（CNS）治療薬の徹底的な前臨床試験には、投与経路および薬剤の生体内分布の検討が含まれます...

このビデオ論文では、中枢神経系への薬剤投与法を4種類実演します。最初の3つの方法は、静脈内投与、腹腔内投与、および経口ゾンデ投与です。これら3つの方法はすべて、薬剤の全身投与となります。最後の方法は、マウスの脳内への局所的な薬物注入です。この方法では、適切に注入されたかを確認するために、生体内で光学イメージングを用います。これら3つの全身投与法は、前臨床研究で広く用いられている標準的な手順です。局所投与の手法は少々困難を伴いますが、血液脳関門を回避して薬剤を脳に直接投与することが可能です。これらの手法は、新規の腫瘍学における重要な疑問、例えば新規治療薬の有効性や分布などへの回答に役立ちます。また、これらの手法は脳腫瘍の新規治療に関する知見を提供することができます。これらの手法は、神経変性疾患や精神疾患などの他の中枢神経系疾患にも適用可能です。マウスを温める際は、ヒートランプを使用して5〜10分間尾静脈を拡張させ、低体温症にならないよう常に注意深く監視してください。薬剤を28ゲージのインスリン用注射器に充填します。一度に注入する量は、マウスの体重の1%以下の容量にとどめる必要があります。5分から10分経過した後、マウスを保持装置に移します。マウスの尾には4本の血管が確認できます。背側および側方の血管は静脈です。腹側血管は動脈です。側方尾静脈にアクセスするには、マウスの尾の最遠位端を持って90度回転させ、静脈が上を向くようにします。アルコール綿で注射部位を清浄にします。次に、準備したシリンジの針先（ベベル）を上に向けて静脈内に挿入します。針が正しく静脈に留置されていれば、抵抗なくスムーズに挿入できるはずです。5～10秒かけて、均一な圧力をかけながらゆっくりと薬剤を注入します。尾に腫れが生じた場合は、針が静脈から脱出したことを示すため、注入を停止してください。注入後、出血が止まるまで注入部位を軽く圧迫します。通常、これには30から60秒かかります。マウスを5〜10分間観察し、出血が止まったことを確認します。28ゲージの針を装着したシリンジに薬剤を充填し、本処置の準備をします。マウスを尾を持ってケージから取り出し、マウスが掴まれるように、ケージの蓋などの表面に凹凸のある場所に置きます。マウスに体を伸ばさせます。次に、親指、人差し指、中指の間でできるだけ多くの皮膚を軽くつまむように注意しながら、マウスの背中の皮膚を掴みます。マウスをひっくり返し、腹部が上を向くようにします。マウスが自由に頭を動かせる場合は、グリップを緩めてやり直してください。注射中の噛みつきを避けるため、マウスをわずかに反転させて保持し、臓器を注射部位から遠ざけます。準備した注射針を30度の角度でマウスの左下腹部に挿入し、針が腹腔内にあることを確認してください。シリンジのプランジャーを引きます。シリンジ内に液体が吸引されないことを確認したら、1〜5秒かけて一定の圧力でシリンジの内容物を注入します。マウスを離します。注入後、マウスを5〜10分間観察し、通常の活動レベルに戻っていることを確認します。マウスの口に針をどこまで挿入できるかを確認し、経口投与を開始します。18 Gのボールチップ付き湾曲ガバージュ針を、最終肋骨の位置に保持します。油性マジックで長さを印けます。マウスの体重を測定し、投与量を決定します。経口投与で投与可能な最大量は、体重1 kgあたり10 mLです。次に、針に薬剤を充填します。続いて、腹腔内投与の際に示したものと同じ保持方法でマウスを固定します。経口投与用針を舌の上から口の中に挿入し、食道を穿孔しないよう、咽頭を通して針を進めます。ストッパーマークを超えて針を挿入しないでください。針は圧力をかけることなくスムーズに挿入される必要があります。針が適切に配置された状態で、プランジャーをゆっくりと押し下げます。針を刺入時と同じ角度で抜去します。推奨量を超える容量を注入しないでください。逆流が起こり、薬剤が不完全な状態で投与される可能性があるためです。マウスをケージに戻し、5〜10分間観察します。液体が肺に入ったことを示す、呼吸困難の兆候がないか細心の注意を払って確認してください。必要に応じて、この手順を繰り返します。げっ歯用のリフラックス防止機能付きCEDカニューレはまだ市販されていないため、24時間以内に最大3回の投与を行うことができます。3つの部品からなるカニューレを構成します。1つは、注入液が流れる直径100 micronのシリカチューブです。構造的な支持のための剛性のある金属針と、注入液を充填するための柔軟なテフロンチューブを用意します。手術部位を準備するために、すべての表面に2%クロルヘキシジン消毒剤をスプレーします。その後、表面を吸収性ドレープで覆います。以下の備品を手術エリアに配置します。ペトリ皿を数枚用意し、そのうち1枚に3% hydrogen peroxideを、もう1枚に2% Chlorhexidineを入れておきます。また、滅菌済みのガゼ、綿棒、滅菌使い捨て21番メス、オートクレーブ、マウス用皮膚ステープラー、ステープル、およびステープルリムーバーを用意します。滅菌済みの20ゲージ針、マウスの体温を維持するためのヒーティングパッド、マウス用脳定位固定装置、および定速シリンジポンプを用意します。カニューレを設置するには、1 mLシリンジをテフロンチューブに取り付けます。プラスチック製シリンジアダプターを用いて、カニューレが手術面に垂直になるように脳定位固定装置に固定します。1 mLシリンジを使用して、70%エタノールを流し込み、カニューレを消毒します。同様の手順を滅菌生理食塩水で行います。その後、カニューレの接合部に漏れがないかを確認してください。シリンジを引き戻し、カニューレに小さな気泡を吸い込みます。この気泡により、Infuse 8と生理食塩水が分離されます。次に、Infuse 8を後方から充填します。カニューレを短時間作動させ、ポンプをプライミングします。麻酔をかけたマウスの皮膚を、2% Chlorhexidineに浸した滅菌ガーゼで拭き、処置中の眼球の適切な水分量を維持するために眼軟膏を塗布します。滅菌メスを使用し、頭蓋骨の中央に沿って約1.5 centimetersの正中切開を施します。3%過酸化水素溶液に浸した綿棒を使用して、頭蓋骨の表面を洗浄します。この時点で、頭蓋骨の縫合線が明確に見えている必要があります。不明確な場合は、新しい3%過酸化水素溶液浸漬綿棒で頭蓋骨を軽く拭ってください。bgmaを特定し、そこから右に2 mm、後方に1 mmの位置に注入部位を決定します。滅菌済みの20ゲージ針を用い、針を回転させながら頭蓋骨に穴をゆっくりと開けます。針を頭蓋骨に向かって強く押し込まないように注意してください。この時点で、マウスを定位固定装置に移し、低用量の吸入麻酔剤の投与を開始します。呼吸数の変化に注意深く監視し、麻酔量を適切に調整してください。次のステップは、おそらくこの手法全体の中で最も困難な部分です。カニューレを挿入する際は、必ず穴の中央に配置するようにしてください。そのためには、あらゆる角度からカニューレの配置を確認してください。次に、カニューラを頭蓋骨の穿孔部位に合わせ、頭蓋骨表面から3 mm下まで降ろします。ここに示す注入速度および注入終了までの時間を設定し、シリンジポンプを起動して注入を開始します。カニューラをゆっくりと抜き、頭蓋骨を3%過酸化水素で洗浄します。ピンセットを使用して、滅菌ボーンワックスを穴に塗布します。皮膚を寄せてステープラーで閉じます。術後の疼痛緩和のため、ブプレノルフィンを皮下投与します。低体温症を防ぐため、マウスを加熱パッドを敷いたケージに入れます。回復中のマウスを、活動的な他のマウスと一緒に飼育しないでください。術後、マウスが意識と可動性を回復するまで観察してください。処置に時間を要するため、マウスが完全に活動的な状態に戻るまで最大1時間かかる場合があります。イメージングを行う場合は、蛍光標識したinfuse.Eightのイメージングまで2〜3時間待機することが最適です。CED投与後、麻酔状態のマウスをイメージングステーションに背側を上にして配置し、イメージング対象の蛍光に適したフィルター設定を使用します。CED用の画像を取得します。注入が成功していれば、注入部位付近の頭蓋内に物質の大部分が認められるはずです。治療剤の投与による有害反応がないことは、注入が成功したことを示す重要な指標となります。尾静脈注射における不適切な投与の指標は、尾のサイズや色の変化、あるいは尾に気泡や水疱が生じていることであり、これらは静脈内ではなく皮下への投与であることを示しています。腹腔内注射においては、皮膚の盛り上がりや腹部の変色は、皮下注射または内部組織への損傷を示している可能性があります。経口投与において、マウスに呼吸困難や咳嗽が見られる場合は、液体が胃ではなく肺に注入された可能性があります。CED（側脳室注入法）では、治療の投与が成功したかを評価するために神経機能が重要となります。痙攣や片麻痺を示すマウスは、不適切な注入が行われた可能性があります。ここでは、左側に成功したCED注入例、右側に失敗した注入例を示すマウスを用いてin vivoイメージングを行いました。成功した注入では、イメージング信号が脳に局在していることに注目してください。一方、失敗した注入では、信号が神経軸に沿って下方へ拡散しています。これまで見てきたように、この手順で最も困難な点は、投与経路を適切に選択することです。中枢神経系に薬剤を投与する場合、最適な投与量を決定するために、薬剤の薬理学的特性を考慮することが重要です。以上で説明を終わります。このプレゼンテーションがお役に立てば幸いです。皆様の実験がうまくいくことを願っております。

systemic-local-drug-delivery-for-treating-diseases-central-nervous

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

採取したラットの脳をシャーレの人工脳脊髄液に浸すことから始めます。磁気ミリロボットを脳皮質に堆積させます。MANiACと呼ばれるミリロボットは、生体適合性のあるアルギン酸ヒドロゲルで構成され、モデル薬として色素を充填したマイクロカプセル内に磁気的に整列したニッケルナノロッドで構成されています。シャーレの下に外部磁場発生器を配置して、均一な回転磁場を生成します。ニッケルナノロッドは磁場に合わせて整列して回転し、MANiACを皮質表面上で推進します。MANiACが皮質表面を横断し、薬物放出を制御するために標的部位で一時停止できるようにします。薬剤はアルギン酸カプセルを通って脳の細胞外マトリックスに拡散し、ニューロンやグリア細胞に到達します。細胞は、受容体を介したエンドサイトーシスを介して薬物分子を取り込みます。ラン&amp;ポーズ動作により、オフターゲット送達を最小限に抑えながら局所的な薬物沈着を保証し、以前に処理した部位での再投与を可能にします。...

ラット中枢神経系における領域特異的薬物送達のための磁気ミリロボット

出典: ポーランド、R. et al.動機付け行動の分子基質を研究するためのげっ歯類脳マイクロインジェクション。J. Vis.

覚醒したげっ歯類の脳への治療薬のマイクロインジェクションベースの送達

出典: Li, D., et al.成体マウスにおける組換アデノ随伴ウイルスの直接髄腔内注射J. Vis. 経験。 (2019年)このビデオは、覚醒マウスの脳脊髄液(CSF)にアデノ随伴ウイルス(AAV)を髄腔内注射する手順を示し、注射器の準備、脊椎のアライメント、および正確な針の挿入をカバーしています。この方法は標的遺伝子送達を検証し、CNS...

中枢神経系疾患を治療するためのマウスモデルにおけるウイルスのくも膜下腔内送達

我々は、カテーテルを注入又はマウスにおける右側脳室へのボーラス注入を実行することにより、中枢神経系に薬物を標的化する方法について述べる。私たちは、アンチセンスオリゴヌクレオチドの配信に特に焦点を当てています。この技術は、他の薬剤に、ラットに容易に適用可能である。...

齧歯中枢神経系への薬物の直接脳室内デリバリー

現在のプロトコルは、内部頸動脈を介して物質を直接脳に効果的に送達するマウスのマイクロサージェリー注入技術を説明しています。...

CNSへの標的化物質送達のためのマウス顕微注入法経由で内頸動脈

ここでは、脳標的ペプチドsiRNA製剤の鼻腔内投与に対するマウスの適切な配置を可能にするマウス位置決め装置を用いて、中枢神経系における有効な遺伝子サイレンシングを可能にするプロトコルを提示する。...

中枢神経系への鼻腔内siRNA送達中におけるマウスの配置のための位置決め装置

ここでは、脊椎の腰部内腔にカテーテルを移植してラット中枢神経系に薬物を送出する方法について説明する。私たちはアンチセンスオリゴヌクレオチドの送達に焦点を当てていますが、この方法は他の治療モダリティの送達にも適しています。...

ラット中枢神経系におけるアンチセンスオリゴヌクレオチドの子宮内送達

神経幹細胞を送達する方法は、注射液または懸濁液に適応可能で、虚血性脳卒中後に一般的な頸動脈(マウス)または外頸動脈(ラット)を介して報告される。注入された細胞は脳のパレンチマ全体に広く分布し、送達後30dまで検出することができる。...

ラットおよびマウス脳への神経幹細胞の動脈内デリバリー:脳虚血への応用

腰椎髄腔内注射は、中枢神経系に遺伝子治療を実施するための翻訳的に関連する投与経路を表しています。新生児、若年、成体のマウスおよびラットにおける腰椎髄腔内注射のためのこの包括的な標準化されたプロトコルは、研究者がこの技術を前臨床遺伝子治療研究に採用する際の指針となることを目的としています。...

マウスおよびラットにおける中枢神経系を標的とした遺伝子治療ベクターの腰椎髄腔内注射

マウスの中枢神経系における幹細胞注入のマルチモーダルイメージング

学ぶ マウスにおける全身投与（静脈内・腹腔内・経口）と局所脳内輸送（CED）の薬物送達法。血脳関門を迂回する局所投与とin vivoイメージングによる確認手法を含む詳細プロトコルを解説。

齧歯類モデルで中枢神経系の疾患を治療するための全身および局所薬物送達

さらに動画を探す