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방법 논문

쥐 중추 신경계에서 안티 센스 올리고 뉴클레오티드의 내 전달

18.8K 조회수

DOI:

10.3791/60274

2019년 10월 29일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기서, 우리는 척추의 요추 내 공간에 카테터를 이식하여 쥐 중추 신경계에 약물을 전달하는 방법을 설명합니다. 우리는 안티 센스 올리고 뉴클레오티드의 전달에 초점을 맞추고, 이 방법은 뿐만 아니라 다른 치료 양식의 전달에 적합 하지만.

초록

혈액 뇌 장벽 (BBB) 중추 신 경계에 혈액에서 잠재적으로 독성 또는 병원 성 에이전트의 입구에 대 한 중요 한 방어 (CNS). 그러나, 그것의 존재는 또한 극적으로 CNS에 체계적으로 관리된 치료에이전트의 접근성을 낮춥시다. 이를 극복하는 한 가지 방법은, 이러한 제제를 뇌척수액(CSF)에 직접 주입하여 BBB를 우회하는 것이다. 이것은 삼투성 펌프를 사용하여 연속 주입을 위해 카테터를 이식하거나 단일 볼러스 전달을 위해 수행 할 수 있습니다. 본 문서에서는, 우리는 성인 쥐 척추의 카우다 에퀴나 공간에 직접 이식된 카테터를 통해 CNS 표적화 안티센스 올리고뉴클레오티드(ASO)의 전달을 위한 외과 프로토콜을 기술한다. 대표적인 결과로서, 우리는 쥐 CNS의 다른 지구에 있는 표적 RNA를 쓰러뜨리는 이 카테터 삽입 시스템을 통해 단일 볼루스 ASO 내(IT) 주입의 효능을 보여준다. 절차는 안전하고 효과적이며 고가의 장비 또는 수술 도구가 필요하지 않습니다. 여기에 설명 된 기술은 뿐만 아니라 다른 양식에 약물을 제공 하도록 적응 될 수 있다.

서론

중추 신경계 (CNS)의 혈관 시스템은 항상성의 중요한 레귤레이터로 진화하여 분자의 트래픽을 제어하고 영양소를 공급하고 폐기물을 제거합니다. 이 시스템은 또한 내피 세포의 벽을 따라 단단한 접합부가 조밀하게 분포되어 있기 때문에 외부 병원균의 공격으로부터 첫 번째 방어선입니다. 이 단단한 접합은 혈액 두뇌 방벽의 1개의 양상을 구성합니다 (BBB). BBB는 영양소 및 에너지 요구(예를 들어, 이온, 포도당)를 충족시키는 데 필요한 분자의 수송을 허용하지만, 또한 독성 화학물질뿐만 아니라 병원체의 통과를 선택적으로 제한한다1,2,3.

아이러니하게도, 병원균과 독성 화학물질의 통과를 제한하는 BBB의 동일한 보호 기능은유기체에대한 전신 투여 후 치료적 치료로 CNS에 쉽게 접근할 수 있는 우리의 능력에 큰 장애가 된다2. 4,5. BBB의 이러한 역할은 신약 유통 기술의 과다한 개발을 촉발시켰으며

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프로토콜

모든 생체 내 절차는 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 미국 국립 보건원 가이드에 의해 명시된 지침을 따르는 Biogen 기관 동물 사용 및 관리 위원회 (IACUC) 승인 된 프로토콜에 따라 수행되었습니다.

1. 재료 및 악기 준비

  1. 특별 가이드 캐뉼라를 준비합니다.
    1. 컷 오프 휠 (또는 날카로운 톱)이있는 회전 도구를 사용하여 19G 바늘의 두 끝을 잘라내어 ~ 1.5-2cm 길이의 가이드 캐뉼라(그림 1Aiii)를생성합니다. 회전 공구의 연삭 휠을 사용하여 두 끝을 부드럽게 합니다.
      참고 : 또는, 사전 제작 및 멸균 가이드 캐뉼라 상업 공급 업체(재료표)에서구입할 수 있습니다.
  2. 카테터/와이어 어셈블리를 준비합니다.
    1. PE-10 튜브 (폴리에틸렌 튜브, 직경 0.011 인치)의 8cm 긴 조각을 잘라 경내 카테터 역할을합니다. 에탄올 내성 마커 펜으로 한쪽 끝에서 2cm 를 표시합니다. 폴리테트라플루오로에틸렌 코팅 스테인레스 스틸 와이어에서 11cm 길이의 스타일 와이어를 잘라. 스타일 와이어(그림1....

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결과

여기에 기재된 방법을 사용하여, 우리는 긴 비코딩(linc) RNA Malat1을 표적으로 하는 인산완충 식염수 PBS 또는 300 μg의 단일 볼루스와 함께 성인 암컷 쥐(250-300 g; n=10/군)의 두 그룹을 주입하였다; 우리 실험실에서 우리는 Malat1이 뇌와 척수를 포함한 모든 조직14에서유비쿼터스로 그리고 높은 수준으로 표현되었기 때문에 Malat1 ASO를 도구 화합물로 일상적으로 사용합니다. Malat1 ASO는 RNA를 저하시키는 RNaseH1 매개 메커니즘15를 통해 작동하여 녹다운(KD)을 초래합니다. 여기에서 기술된 실험에서, 우리는 ASO의 납품 후에 2 주, 척수의 요추 세그먼트 뿐만 아니라 두뇌의 다른 지구 (즉, 대뇌 피질, striatum 및 소뇌)를 수집했습니다. 수집된 각 영역으로부터의 RNA를 qPCR을 통해 추출 및 분석하여 Malat1 RN.......

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토론

본 문서는 쥐 CNS내로 직접 치료제를 전달하는 강력한 방법을 보여준다. 이론적으로, 유사한 기술은 더 작은 크기 때문에, 방법이 더 도전적 일 수 있더라도, 마우스에서 또한 수행될 수 있습니다. 따라서, 우리 그룹은 다른 투여 경로를 통해 동일한 목표에 도달하는 CNS 약물 전달을 위해 마우스에서 intracerebroincular (ICV) 주사를 수행합니다. 이 방법은 또 다른 연구16에기재되어 있다.

여기에 설명된 방법의 장점은 고가의 장비나 특수 공구가 필요하지 않다는 것입니다. 그림1A에 표시된 카테터/와이어 어셈블리를 미리 준비하는 것이 좋습니다. 연구에 쥐가 있는 만큼 적어도 많은 카테터/와이어 어셈블리를 준비해야 하지만, 수술 중에 일부 카테터/와이어 어셈블리가 손상되거나 교체될 경우를 대비하는 것이 좋습니다.

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공개 사항

저자는 바이오젠, 주식회사 또는 아이오니스 제약의 모든 직원입니다. 저자는 Ionis 제약에서 기사에 설명 된 안티 센스 올리고 뉴클레오티드를받을 수 있습니다.

감사의 글

이 기사에 설명된 ASO를 공급해 주신 Ionis 제약에 감사드립니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
3M Steri-Drape 접착 조리개가있는 소형 드레이프3M1020
70 % 에탄올Decon Laboratories, Inc8416-160Z
알코올 면봉 스틱DynarexNO 1204
BD 범용 주사기 1 mL Luer-Lok 팁BD1ml TB Luer-Lok 팁BD 302830
BD Intramedic PE TubingBD폴리에틸렌 튜빙 PE50 직경 0.023 inBD 427400 (10ft, Fischer Scientific 22-204008) 또는 427401 (100ft, Fischer Scientific 14-170-12P)
BD Intramedic PE 튜빙BD폴리에틸렌 튜빙 PE10 직경 0.011 inBD 427410 (10ft, Fischer Scientific 14-170-11B) 또는 4274011 (100ft, Fischer Scientific 100ft, Fischer Scientific 14-170-12B)
BD Intramedic PE 튜빙 어댑터BD23 게이지 intramedic luer stub adaperBD 427565 또는 Fisher Scientific 14-826-19E
BD PrecisionGlide 일회용 바늘 30GBDBD 305128
Buprenorphine Sustained Release-labZooPharm처방전 필요
에틸렌 옥사이드 살균제Andersen Sterilizer INC.AN 74i, 가스 살균기AN 74i
가이드 캐뉼라BD19G x 1 WT (1.1 mm x 25mm) 바늘BD 305186
해밀턴 주사기 100ul해밀턴 컴퍼니해밀턴 주사기 100ul
핫 비드 살균기정밀 과학 도구STERILIZER MODELNO FST 250
안과 연고Dechra veterranery product17033-211-38
Pocket Pro 애완 동물 트리머Braintree ScientificCLP-9931 B
포비돈 스크럽PDIS48050
식염수Baxter염화나트륨 0.9% 정맥 주입 BP 50ml
FE1306G 메깃털일회용 메스No. 10
소형 동물 가열 패드K& H 제조모델 # 1060
Stylet WireMcMaster-Carr1749T14LH-36233780
수술 수건 드레이프Dynarex4410
수술 용 가위 및 집게FST 및 Fisher Scientific
봉합Ethicon4-0 또는 5-0
가이드 캐뉼러그레인저로터리 도구 (Dremel)를 만드는 도구14H446 (Mfr: EZ456)
EZ lock cut off 휠1PKX5 (Mfr: 3000-1/24)
그라인딩 휠, 알루미늄 산화물38EY44 (Mfr: EZ541GR)
EZ lock 맨드릴1PKX8 (Mfr: EZ402-01)
다이아몬드 휠 바닥 타일3DRN4 (Mfr: EZ545)
이 절차를 위해 미리 만들어지고 멸균된 재료의 대체 소스
투여 카테터 시스템SAI 주입 시스템RIDC-01
가이드 캐뉼라SAI 주입 시스템RIDC-GCA
내부 카테터SAI 주입 시스템RIDC-INC
SAI 주입 시스템리디씨-스티
스 사 탐침 와이어

참고문헌

  1. Abbott, N. J. Dynamics of CNS barriers: evolution, differentiation, and modulation. Cellular and Molecular Neurobiology. 25 (1), 5-23 (2005).
  2. Greene, C., Campbell, M. Tight junction modulation of the blood brain barrier: CNS deliv....

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재인쇄 및 허가

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