フォーカス超音波を用いたマイクロバブル媒介血液脳関門開口:超音波処理によりマウスの血液脳関門に局在性一過性開口を作製する技術

血液脳関門(BBB)は、タイトジャンクションを介して接続された密接に配置された内皮細胞で構成されています。これにより、脳への分子の移動を制限するコンパクトなシールが形成されます。BBBを浸透させるには、麻酔をかけたマウスを腹臥位で定位ユニットに固定して準備します。

次に、尾静脈にカテーテルを挿入し、血液凝固を避けるために抗凝固液で洗い流します。マイクロバブルの懸濁液 - 脂質層内に封入されたガスの微小球を取ります。マイクロバブルを外側尾静脈に注入します。これらのマイクロバブルは血流に入り、最終的に脳に到達します。

その後

、脳の位置を特定し、超音波ジェルを頭の対応するスポットに塗布して、波の伝導を改善します。マウスの頭の指定された領域に超音波トランスデューサーを埋め込みます。トランスデューサーを使用して、強力でターゲットを絞った超音波を適用します。

超音波による音圧により、マイクロバブルは数回急速に膨張および収縮します。これらの振動は、超音波透過(内皮のタイトジャンクションの破壊)を引き起こし、BBBに局所的な開口部を生成します。これらの開口部は、脳へのマイクロバブルの送達を促進します。

最後に、色素含有溶液を血管内に注入します。色素分子は、BBBの一過性開口部を通って血管から血管外漏出します。マウスの脳に色素が存在することは、ソノポレーションが成功していることを示しています。

BBB開口部のためのマイクロバブルの投与には、26〜30ゲージの尾静脈カテーテルを挿入し、少量のヘパリン溶液で静脈を洗い流します。カテーテルをティッシュテープで固定し、剥がれないようにします。カテーテル挿入が成功した場合は、血液凝固を避けるためにカテーテルにヘパリン溶液を満たします。

低体温症を避けるために、温度調節された定位プラットフォームに動物を置きます。バイトバーとイヤーバーを使用して動物の頭を固定し、尾とカテーテルをプラットフォームにテープで留めます。マウスの本体をストラップで固定します。

マウス

を取り付けた定位プラットフォームをイメージングモダリティに置き、動物の画像を撮影します。動物がプラットフォームに正しく配置されているかどうかを判断します。トランスデューサのフォーカスポイントに応じて、画像処理パイプラインと組み合わせたマルチモダリティ基準マーカーを使用して、動物の位置をマークします。取得したX線画像の上に脳の輪郭を配置するか、BLI画像を使用して腫瘍の中心を決定することにより、ターゲット領域を決定します。

トランスデューサーを配置する前に、超音波ゲルが呼吸を妨げないように、動物の鼻孔と口をテープで保護してください。適切な音の伝導のために、マウスの頭の上に超音波ジェルを塗布します。後頭骨のすぐ近くに配置された針ハイドロフォンでマイクロバブルキャビテーションを記録します。

校正値に基づいて、トランスデューサーを動物の上の正しい位置に誘導します。接続されているすべてのデバイスに事前構成された設定を適用して、関心のある脳領域をターゲットにします。トランスデューサーを正しい位置に配置した後、メーカーの説明に従ってマイクロバブルを溶解して活性化します。

マイクロバブル注入の前に、尾静脈カテーテルを生理食塩水で洗い流し、尾静脈へのアクセスを確認します。超音波処理軌道を開始し、同時にマイクロバブルを注入します。同時に、ニードルハイドロフォンはマイクロバブルキャビテーションをリアルタイムで検出して検証します。必要に応じて、超音波通孔後に血管内造影剤または薬物を投与します。所定の時点まで動物を監視します。