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방법 논문

Microdialysis System을 사용한 의식이 있는 쥐의 해마 세포외 유체의 실시간 동적 수집

3.1K 조회수

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DOI:

10.3791/64530

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2022년 10월 21일

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이 논문에서

요약

여기서 프로토콜은 미세 투석 시스템을 사용하여 깨어 있는 쥐의 해마에서 세포외액의 상세한 실시간 동적 샘플링을 제공합니다.

초록

다양한 중추신경계(CNS) 질환은 해마 세포외액(HECF) 구성의 변화와 관련이 있습니다. 그러나 의식이 있는 쥐로부터 실시간으로 HECF를 얻는 데 어려움이 있어 CNS 질병 진행 평가와 민족의학 요법의 효과가 오랫동안 제한되어 왔습니다. 고무적으로, 뇌 미세 투석 기술은 동적 관찰, 정량 분석 및 작은 샘플링 크기의 장점으로 연속 샘플링에 사용될 수 있습니다. 이를 통해 살아있는 동물의 뇌에서 전통적인 허브의 화합물과 대사 산물에 대한 세포 외액 함량의 변화를 모니터링 할 수 있습니다. 따라서 이 연구의 목적은 3차원 뇌 정위 장치를 사용하여 Sprague Dawley(SD) 쥐의 해마 영역에 뇌척수액 미세 투석 프로브를 정확하게 이식하여 20kDa 이상의 분자량을 차단하는 것이었습니다. 그런 다음 2.87nL/min - 2.98mL/min에서 샘플링 속도를 조정할 수 있는 미세 투석 샘플링 제어 시스템을 사용하여 의식이 있는 쥐로부터 고품질 HECF를 얻었습니다. 결론적으로, 우리의 프로토콜은 미세 투석 기술의 도움으로 깨어 있는 쥐에서 HECF를 얻을 수 있는 효율적이고 신속하며 역동적인 방법을 제공하여 CNS 관련 질병의 발병기전을 추가로 탐색하고 약물 효능을 평가할 수 있는 무한한 가능성을 제공합니다.

서론

신경퇴행성 질환, 외상성 뇌 손상, 고지대 저산소증으로 인한 뇌 손상 및 허혈성 뇌졸중과 같이 이환율이 높은 중추신경계(CNS) 질환은 전 세계적으로 사망률이 증가하는 중요한 원인입니다 1,2,3. 특정 뇌 영역의 사이토카인 및 단백질 변화의 실시간 모니터링은 중추신경계 질환의 진단 정확도와 투약 후 뇌 약동학 연구에 기여합니다. 전통적인 과학 연구는 특정 물질의 검출 및 약동학 연구를 위해 뇌 조직 균질액 또는 동물 간질 뇌액의 수동 수집을 사용합니다. 그러나 이것은 제한된 표본 크기, 지표의 변화를 동적으로 관찰할 수 없음, 고르지 않은 표본 추출 품질 4,5,6과 같은 몇 가지 단점이 있습니다. 간질액인 뇌척수액은 뇌와 척수를 기계적 손상으로부터 보호합니다. 그 구성은 혈액 뇌 장벽 (BBB)의 존재로 인해 혈청의 구성과 다릅니다.7. 뇌척수액 샘플의 직접 분석은 CNS 병변 및 약물 발견의 메커니즘을 밝히는 데 ....

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프로토콜

실험 프로토콜은 청두 한의과대학 실험동물 사용 및 기관 동물 관리 및 사용 위원회(기록 번호: 2021-11)의 요구 사항에 따라 수행되었습니다. 수컷 Sprague Dawley (SD) 래트(280 ± 20 g, 6-8주령)를 본 연구에 사용하였다.

1. 뇌 미세 투석 프로브 이식 수술

  1. 쥐 마취의 유도 및 유지를 위해 각각 3% 및 1.5% 이소플루란을 사용하고 0.6L/min의 공기-산소 혼합물에서 동물 마취 시스템을 사용합니다. 쥐가 통증 반사와 각막 반사 없이 깊게 마취되었는지 확인하십시오. 마취 상태에서 건조를 방지하기 위해 눈에 수의학 연고를 사용하십시오.
  2. 준비 구역에서 전기 면도기로 마취 된 쥐의 두개골에 있는 털을 제거합니다. 그런 다음 마취 된 쥐를 정위 뇌 탐지기에 고정시킵니다. 수술 전 수술 부위에 포비돈 요오드와 에탄올 3배를 멸균 면봉으로 발라 수술 부위를 소독합니다. 국소 진통을 위해 부피바카인을 국소적으로 바르십시오. 참고: 미세 투석 기반 HECF 샘플 수집의....

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결과

상기 실험 프로토콜 및 표 1에 설정된 샘플링 파라미터에 따라, 설정된 샘플링 속도에서 물-유사, 무색 및 투명 래트 HECF를 수득하였다(도 1K). 수득 된 쥐 HECF의 삼투압은 290-310 mOsm / L이며, 이는 간접적으로 샘플18,19의 품질을 보장 할 수있다.

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그림 1: 미세 투석 샘플링 장비를 사용하여 수집된 쥐 HECF. (A,B) 동물.......

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토론

중추 신경계 질환의 발병 기전은 아직 완전히 이해되지 않아 새로운 치료법과 약물 개발을 방해합니다. 연구에 따르면 대부분의 CNS 질환은 해마 병변과 밀접한 관련이 있습니다20,21,22. 제안 된 뇌 미세 투석 기술은 뇌의 특정 영역, 특히 해마를 표적으로 삼을 수 있으므로 HECF를 수집하는 전통적인 접근 방식에서 두드러집니다. 이식 수술을 통해 쥐 뇌의 CA1 영역에 프로브를 배치하여 인공막의 수동 확산에 의해 특정 크기의 분자를 분리합니다. 프로브의 이식은 프로브의 손상 및 프로브 이식으로 인해 발생할 수 있는 단백질, 응집체(23)와 같은 뇌 조직의 국소 손상이 실험의 실패 또는 측정의 부정확성의 증가로 이어질 수 있는 중요한 단계입니다. 따라서 프로브의 무결성을 확인하고 미세투석 프로브 이식 수술 후 동물에게 .......

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없습니다.

감사의 글

이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (82104533), 쓰촨성 과학 기술부 (2021YJ0175) 및 중국 박사후 과학 재단 (2020M683273)의 지원을 받았습니다. 저자는 Tri-Angels D&H Trading Pte.의 선임 장비 엔지니어인 Mr. Yuncheng Hong에게 감사의 말을 전합니다. Ltd. (싱가포르)는 미세 투석 기술에 대한 기술 서비스를 제공합니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
  공기 건조 오븐Suzhou Great Electronic Equipment Co., LtdGHG-9240A
동물 마취 시스템Rayward Life Technology Co., LtdR500IE
동물 온도 유지기Rayward Life Technology Co., Ltd69020
인공 뇌척수액Beijing leagene biotech. Co., LtdCZ0522
뇌 미세 투석 프로브  CMA 미세투석 ABT56518
카테터  CMA 미세 투석 ABT56518
Covance 주입 하네Instech Laboratories, Inc.CIH95
의치 베이스 수지Shanghai Eryi Zhang Jiang Biomaterials Co., Ltd190732
전기 두개골 드릴Rayward Life Technology Co., Ltd78001
전기 면도기Rayward Life Technology Co., LtdCP-5200
동물용 자유 이동 탱크  CMA Microdialysis ABCMA120
Heparin sodium injectionChengdu Haitong Pharmaceutical Co., LtdH51021208
IodophorSichuan Lekang Pharmaceutical Accessories Co., Ltd202201
IsofluranRayward Life Technology Co., LtdR510-22
Microdialysis catheter stylet  CMA 미세투석 AB8011205
미세투석 수집 튜브  CMA 미세투석 AB7431100
미세  CMA 미세투석 ABCMA4004
미세투석 fep 튜브  CMA Microdialysis AB3409501
Microdialysis in vitro stand  CMA 미세투석 ABCMA130
미세투석 미세주입 펌프  CMA 미세투석 AB788130
미세투석 주사기 (1.0 mL)  CMA Microdialysis AB8309020
Microdialysis 튜빙 어댑터  CMA 미세 투석 AB3409500
비흡수성 외과용 봉합Shanghai Tianqing Biological Materials Co., LtdS19004
안과 겸자Rayward Life Technology Co., LtdF12016-15
삼투압계Lö serOM 807
히알루론산 나트륨 안약URSAPHARM Arzneimittel GmbHH20150150
입체 택시 장치Rayward Life Technology Co., Ltd68025
수술 용 가위Rayward Life Technology Co., LtdS14014-15
수술 용 가위Shanghai Bingyu Fluid technology Co., LtdBY-103
주사기 바늘  CMA 미세 투석 ABT56518
트립신 솔루션Boster
Biological Technology, Ltd.
초음파 세척기Guangdong Goote Ultrasonic Co., LtdKMH1-240W8101
스 투석 수집기사 PYG0107

참고문헌

  1. Erkkinen, M. G., Kim, M. O., Geschwind, M. D. Clinical neurology and epidemiology of the major neurodegenerative diseases. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 10 (4), 033118(2018).
  2. Salehi, A., Zhang, J. H., Obenaus, A.

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