이 기사에서는 생쥐의 뇌척수액(CSF)에서 포도당 농도를 증가시키기 위한 자세한 프로토콜을 설명합니다. 이 접근법은 높은 CSF 포도당이 생쥐의 신경변성, 인지 및 말초 포도당 대사에 미치는 영향을 연구하는 데 유용할 수 있습니다.
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이 논문에서
요약
초록
당뇨병은 인지 기능 저하의 위험을 증가시키고 뇌 기능을 손상시킵니다. 높은 포도당과 인지 결핍 사이의 이러한 관계가 인과관계인지 여부는 여전히 파악하기 어렵습니다. 또한, 이러한 결손이 뇌척수액(CSF) 및/또는 혈액의 포도당 수치 증가에 의해 매개되는지 여부도 불분명합니다. 현재의 당뇨병 모델이 이러한 연구 문제를 해결하기에 충분히 개발되지 않았기 때문에 높은 CSF 포도당 수치가 중추신경계(CNS) 기능, 특히 학습 및 기억에 미치는 직접적인 영향을 조사한 연구는 거의 없습니다. 이 기사에서는 생쥐의 삼투압 미니 펌프를 사용하여 포도당을 측심실에 지속적으로 주입하여 4주 동안 CSF 포도당 수치를 만성적으로 증가시키는 방법을 설명합니다. 프로토콜은 CSF의 포도당 수준을 측정하여 검증되었습니다. 이 프로토콜은 인공 뇌척수액(aCSF)을 투여받은 마우스에서 ~56mg/dL의 CSF 포도당 농도와 비교하여 0.25μL/h 유속으로 50% 포도당 용액을 주입한 후 CSF 포도당 수준을 ~328mg/dL로 증가시켰습니다. 또한, 이 프로토콜은 혈당 수치에 영향을 미치지 않았습니다. 따라서 이 방법은 혈당 수치의 변화와 무관하게 뇌 기능 또는 특정 신경 경로에 대한 높은 CSF 포도당의 직접적인 영향을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 전반적으로, 여기에 설명된 접근법은 알츠하이머병 및/또는 당뇨병과 관련된 다른 신경퇴행성 장애의 특징을 매개하는 데 있어 높은 CSF 포도당의 역할을 테스트하기 위한 동물 모델의 개발을 촉진할 것입니다.
서론
제1형 당뇨병과 제2형 당뇨병 모두 뇌 기능을 손상시킵니다 1,2,3. 예를 들어, 당뇨병은 인지 기능 저하 및 알츠하이머병을 포함한 신경퇴행성 장애의 위험을 증가시킵니다 3,4. 또한, 당뇨병 환자는 뇌에서 포도당 감지에 결함이 있습니다 5,6. 이 결함은 저혈당증과 관련된 무의식의 발병기전과 저혈당증에 대한 불충분한 반조절 반응에 기여합니다7,8, 이는 즉시 치료하지 않으면 치명적일 수 있습니다.
당뇨병이 혈중 포도당 수치와 뇌척수액(CSF)을 증가시킨다는 점을 고려하면9, 이러한 요인 중 하나 또는 둘 모두가 뇌 기능 장애에 기여하는지 여부를 결정하는 것이 중요합니다. 당뇨병이 높....
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프로토콜
모든 마우스 시술은 로체스터 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인을 받았으며 실험 동물의 인도적 관리 및 사용에 대한 미국 공중 보건 서비스 지침에 따라 수행되었습니다. 본 연구에 사용된 6주령의 C57BL/6J 수컷 마우스를 상업적으로 입수하였다. 모든 동물들은 12시간 낮/밤 주기로 방에 집단 수용되었고(케이지당 5마리의 마우스) 음식과 물에 임의로 접근할 수 있었습니다. 마우스에 포도당을 외심실에 주입하기 위한 캐뉼라를 이식한 후, 다른 마우스의 임플란트 손상을 방지하기 위해 단독으로 수용했습니다.
1. 삼투압 미니 펌프의 조립
- 다음 프로토콜에 따라 인공 뇌척수액(aCSF)을 준비합니다. NaCl (8.66 g), KCl (0.224 g), CaCl 2.2H2O (0.206 g), 및 MgCl2.6H2O (0.163 g)를 멸균수 500 mL에 녹여 용액 A를 제조하고, Na2HPO4.7H2O (0.214 g)와NaH2PO4를 용해시킨다. H2O(0.027 g)를 500 ....
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결과
수컷 마우스에 삼투압 미니 펌프(그림 1)에 조립된 캐뉼라를 이식하여 aCSF 또는 50% 포도당 용액을 측심실에 만성적으로 주입했습니다(그림 2). 이 절차의 효능을 검증하기 위해 수술 10일 후(그림 3) CSF를 수집했습니다. 결과는 aCSF가 주입 된 마우스의 327.7 % 포도당 (평균 : 56.5 mg / dL)에 비해 50 % 포도당이 주입 된 마우스에서 CSF 포도당 수치 (평균 : 56.5 mg / dL)가 증가한 것으로 나타났습니다. 이것은 대조군 새끼에 비해 실험 마우스의 CSF 포도당 수준이 약 6배 증가한 것입니다(그림 4A). 혈당 수치는 그룹 간에 차이가 없었습니다(그림 4B).
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토론
이 기사는 외심실에 이식된 캐뉼라에 연결된 삼투압 미니 펌프를 사용하여 생쥐에서 CSF 포도당을 증가시키는 자세한 프로토콜을 보고합니다. 이 절차를 통해 쥐 뇌에 포도당을 만성적으로 주입하면 인지, 전신 포도당 대사 및 에너지 균형에 대한 장기 고혈당 과다증의 영향을 설명하고 당뇨병 합병증의 발병기전을 더 잘 이해하는 데 유용할 것입니다.
만성 당뇨병은 뇌와 말초 기관 사이의 통신을 방해하는 뇌 손상을 일으킨다(15). 당뇨병은 또한 알츠하이머병을 포함한 신경퇴행성 질환의 위험을 증가시킨다 3,4. 스트렙토조토신(Streptozotocin, STZ)으로 유발된 제1형 당뇨병은 당뇨병 연구에서 표준 설치류 모델로 사용되었다16. STZ는 췌장의 β 세포를 손상시켜 제1형 당뇨병과 유사한 병리를.......
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공개 사항
저자는 이해 상충이 없다고 선언합니다.
감사의 글
국립 보건원 (National Institutes of Health)은 KHC에 DK124619를 부여합니다.
창업 자금 및 파일럿 연구 상, 의과대학, 로체스터 대학교, 뉴욕, KHC.
델 몬테 신경 과학 연구소 파일럿 연구상, 로체스터 대학, KHC.
University Research Award, Office of the Vice President for Research, University of Rochester, NY, to KHC.
MUR은 방법을 설계 및 수행하고, 결과를 분석하고, 그래프와 그림을 준비하고, 원고를 작성 및 편집했습니다. KHC는 연구를 구상하고 감독하며 결과를 분석하고 원고를 작성 및 편집했습니다. KHC는이 작업의 보증인입니다. 모든 저자는 원고의 최종 버전을 승인했습니다.
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| 100% 에탄올 (Koptec) | DLI | UN170 | 수술 부위를 청소하기 위해 70% 희석을 사용하십시오 |
| 50 mL 원뿔형 튜브 | Fisher | N/A | |
| Allignment 지시자 | KOPF | 1905 | |
| Alzet 뇌 주입 키트 | DURECT | Kit # 3; 0008851 | 키트의 튜브를 1인치 길이로 절단 |
| Alzet 삼투압 펌프 | DURECT | 2004 | 유량 0.25 &마이크로; L/h |
| 마취 시스템 | Kent Scientific | SomnoSuite | |
| 베타딘 솔루션 | Avrio Health | N/A | |
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참고문헌
- Moheet, A., Mangia, S., Seaquist, E. R. Impact of diabetes on cognitive function and brain structure. Annals of the New York Academy of Sciences. 1353, 60-71 (2015).
- Takeda, S., et al.
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