Name: 쥐 모델에서 집중 초음파를 사용하여 위치 특정 혈액 뇌 장벽 개방에 대한 벤치 탑 접근 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-06-13T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 58 s
Description: 학습하세요 쥐 모델에서 집중 초음파와 마이크로버블을 이용한 비침습적 혈액뇌장벽 개방 기법을. MRI 유무에 관계없이 정확한 약물 전달이 가능하며 신경과학 연구에 활용됩니다.

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이 연구는 클렘슨 대학에 NSF EPSCoR 연구 인프라 보조금에 의해 부분적으로 지원되었다 (1632881). 또한, 이 연구는 시비탄 국제 연구 센터, 버밍엄, AL에 의해 부분적으로 지원되었다. 저자는 감사 버밍엄 작은 동물 이미징 공유 시설 보조금 [NIH P30 CA013148]에서 앨라배마 대학의 서비스와 시설의 사용을 인정합니다. 저자들은 라지브 초프라의 지지와 지도에 대해 인정한다.

모든 실험 절차는 UAB 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 지침에 따라 수행되었습니다.
1. 중점 초음파 운전 장비 설정
<ol><li>50개의 Ohm 동축 BNC 케이블을 사용하여 RF 증폭기의 출력에 초음파 트랜스듀서의 입력(1)을 연결하고 (2) RF 증폭기의 입력을 기능 발생기의 출력에 연결한다.</li>
	<li>기능 발생기 모드를 1% 듀티 사이클로 초당 한 번 부비동성 버스트로 설정합니다.<ol>
<li>50dB RF 앰프와 함께 사용되는 0.8인치 초점 거리를 가진 댐프드 1 MHz 저전력 침지 변환기의 경우 시작 설정을 설정합니다: 1 MHz 의 신파, 1V 피크에서 피크, 10k 사이클, 1s 간격(또는 기간).</li>
		<li>공기 백업의 경우 1.1 MHz 고출력 트랜스듀서가 초기 설정을 1.1MHz 의 시네 파, 50mV 피크에서 피크까지, 11k 사이클, 1s 간격으로 설정합니다. 참고: 수중이 아니면 트랜스듀서를 작동하지 마십시오. 손이나 다른 신체 부위를 초음파 초점에 놓거나 작동 하는 동안 트랜스 듀서 얼굴을 만지지 마십시오.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 집중 초음파 벤치탑 설정
<ol><li>입체 프레임과 스테레오테틱 프레임 홀더를 3D 인쇄합니다.</li>
	<li>PVC파이프(도 1a)를들고 있는 클램프를 사용하여 트랜스듀서를 XYZ 포지셔에 연결합니다. 클램프를 X축 슬라이드에 고정하고 날개 너트로 고정합니다.<ol>
<li>고출력 초음파 트랜스듀서를 사용하는 경우 일치하는 자석 쌍을 사용하여 PVC 파이프에 부착하십시오. 한 자석에 구멍이 있고 다른 자석에 일치하는 돌출부가 있는지 확인합니다. PVC 파이프의 바닥을 캡하고 에폭시를 사용하여 자석 중 하나를 부착합니다(그림 1b참조).</li>
		<li>에폭시를 사용하여 고전력 초음파 트랜스듀서의 상단 중심에 두 번째 자석을 부착합니다. 트랜스듀서의 중심에 있는지 확인하십시오(도1c).</li>
	</ol>
</li>
	<li>고출력 초음파 트랜스듀서를 사용하는 경우 XYZ 포지셔터를 무효화하기 위한 포인터를 만듭니다. 이 포인터의 끝은 초음파 트랜스듀서가 XYZ 포지셔에 부착될 때 트랜스듀서 초점 의 중심 의 공간에서 위치를 나타냅니다. 트랜스듀서의 초점 거리의 길이와 트랜스듀서의두께(도 1d)로절단된 18G 바늘의 포인터를 만든다.<ol>
<li>제3 자석에 에폭시를 적용하여 (이 자석은 PVC 캡 자석과 페어링) 포인터의 상단에 부착합니다. 그런 다음 포인터는 XYZ nulling(그림1d)에대한 PVC 파이프의 자석에 부착할 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>저전력 침수 변환기를 사용하는 경우 포인터와 장착 클립의 파일을 3D 인쇄합니다.<ol>
<li>장착 클립을 PVC 파이프에 클리핑하여 저전력 침지 변환기를 PVC 파이프에 연결하고 트랜스듀서를 링에삽입합니다(도 1f).</li>
	</ol>
</li>
	<li>동물의 머리 위에 쉴 수 있는 아크릴 시트에서 잘라낸 조각을 함께 붙이면 수조를 만드십시오(그림1e).<ol>
<li>동물의 머리 크기에 관한 욕조 바닥에 개구부를 잘라냅니다. 폴리이미드 테이프로 수조의 구멍을 덮습니다. 참고: 쥐의 털을 적시고 저체온증을 일으킬 수 있으므로 폴리이미드 테이프 주위에 물이 누출되지 않도록 주의해야 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>MRI 가시유체(예: 비타민 E 오일)로 직경 4mm 직경의 얇은 껍질 플라스틱 또는 유리 구를 채우고 밀봉하여 MRI 우세물을 만듭니다. 3D 프린팅 스테레오탁스프레임(그림 2a)의오른쪽에 MRI 신탁 홀더에 놓습니다.</li>
	<li>3D 프릭스 프레임 홀더를 XYZ 포지셔너에 단단히 고정하여 동물 포지셔닝을 위한 좋은 위치에 있습니다. 프레임 홀더의 로스트랄 끝에 있는 탭을 Y축 레일의 일치하는 채널로 밀어 넣고 세트나사(그림 1h,빨간색 화살표)로 고정합니다.</li>
	<li>XYZ 포지셔너를 구동하려면 제조업체의 지시에 따라 컴퓨터에 USB를 설치하여 변환기를 연결합니다. 런타임 환경 과 모터 컨트롤러 소프트웨어를 PC에 설치합니다.<ol>
<li>컨트롤러 소프트웨어의 전면 패널의 포트 선택 드롭다운 컨트롤에서 USB를 직렬 변환기로 선택하여 소프트웨어에서 적절한 직렬 포트를 선택해야 합니다. 9핀 직렬 크로스오버 케이블(예: RS232 널 모뎀 케이블)을 사용하여 USB를 스테퍼 모터 컨트롤러 상자에 연결합니다.</li>
		<li>컨트롤러 소프트웨어를 실행하여 스테퍼 모터를 소프트웨어 제어하에 구동할 수 있는 테스트합니다. 이 단계에서는 로컬 IT 지원의 도움이 필요할 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 두개 내 타겟팅 절차
참고: 250-350 g의 남성 스프라그 Dawley 쥐가 이러한 실험에 사용되었습니다. 동물은 물과 쥐 차우에 무료로 접근할 수 있었고, 12:12h 의 빛:어두운 주기로 유지되었다.
<ol><li>마취 하에 동물을 넣고 (산소가있는 3 % 이소플루란)과 발가락 핀치에 대한 반응의 부족을 확인하십시오. 그런 다음 아래에 설명된 대로 카테터를 삽입합니다.<ol>
<li>정맥에 쉽게 닿을 수 있도록 램프로 꼬리를 따뜻하게 합니다. 동물을 과열하거나 꼬리를 태우지 않도록 주의하십시오.</li>
		<li>동물이 잠들면 (발가락 핀치에 반응하지 않음), 마이크로 버블, 에반스 블루 염료 (EBD), MRI를 사용하는 경우 가도부트롤 MRI 대비를 제공하는 데 사용되는 24 G 꼬리 정맥 카테터를 삽입합니다. 정맥이 부딪히면 혈액이 칼집을 채우고 안쪽 바늘을 천천히 제거하고 칼집을 정맥으로 더 밀어 넣습니다. 참고 : 처음으로 쥐 꼬리 정맥 주사를하는 경우 스튜어트와 슈뢰더(33)와 같은 가이드를 참조하십시오.</li>
		<li>혈류량이 없는 경우, 카테터 칼집을 정맥 밖으로 천천히 움직이면 바늘이 정맥을 뚫었을 수 있다는 것을 테스트합니다. 카테터가 약간 뒤로 당겨질 때 혈액이 흐르는 경우, 먼저 찌르고 카테터 배치는 이전 위치로 장밋빛 꼬리의 다른 위치에서 다시 시작해야합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>카테터 플러그를 식염수로 채우고 카테터 플러그를 카테터 포트 끝에 나사로 꽂아 포트가 피로 가득 차자마자 카테터 포트의 끝에 넣습니다. 실험실 테이프를 카테터와 꼬리 주위에 조심스럽게 감싸서 제자리에 유지합니다. 상단에 작은 조각으로 시작하고 카테터 플러그의 맨 끝을 노출 떠나, caudal 방향으로 작동합니다.</li>
	<li>마취 라인을 스테레오탁스프레임(도 2a)의마취 커넥터에 연결하고 입에 입을 물린 막대에 놓고 이어바를 두 외이도로 안내하여 동물의 머리를 프레임안으로 고정한 다음 세트 나사를 조입니다. 동물의 머리가 안전하고 수준인지 확인하십시오.</li>
	<li>동물을 MRI 침대로 옮기고 마취 선을 코 콘에 연결합니다. 이 프로토콜에서 9.4 T 작은 보어 동물 MRI가 사용되었다.</li>
	<li>좌표 측정을 위해 전체 뇌뿐만 아니라 MRI신탁(도 2b)을캡처하는 관상 및 축 T2 가중 이미지를 수집합니다. MRI 프로토콜을 빌드할 수 있도록 로컬 MRI 물리학자 또는 기술에게 다음 정보를 제공합니다.<ol>
<li>관상 이미지(그림 2b 상단)의 경우 이미지 수 : 27, 너비 : 62.2 mm, 높이 : 62.2 mm, 깊이 : 37.97 mm, 복셀 크기 : 0.24 x 0.24 x 1.41 mm3.</li>
		<li>축 이미지(그림 2b 아래)의 경우 이미지 수 : 13, 너비 : 61.47 mm, 높이 : 53.81 mm, 깊이 : 16.7 mm, 복셀 크기 : 0.41 x 0.21 x 1.29 mm3. 참고: 평면 해상도의 관상 동맥이 0.25mm에 가깝고 이미지가 전체 뇌와 fiducial을 커버하는 한 이러한 정확한 매개 변수를 가질 필요는 없습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>FUS를 대상으로 하는 MRI fiducial에서 뇌 영역까지의 거리를 기록하여 위의 이미지에서 좌표 측정을 수집합니다.<ol>
<li>스캐너에서 3.5 단계에서 수집된 관상 이미지에서 수탁이 가장 큰 이미지를 찾아 서체의 중심을 나타냅니다. 내측/측면 방향과 등쪽 복부 방향 모두에서(MRI 소프트웨어는 스케일 또는 포인트 측정 도구를 가지고, 로컬 MRI 기술 또는 물리학자와 상의)에 대한 뇌 영역의 상부에서 의외의 거리를 기록합니다(그림2b,상단).</li>
		<li>스캐너에서, 3.5 단계에서 수집된 축 상에서, 신탁의 중심에서 표적 뇌 영역까지의 거리를 측정하고 내측/측면방향(도 2b,아래쪽)에서 형상의 맨 위를 측정하는 이미지를 찾아낸다.</li>
		<li>두 개의 내측/측면 측정을 비교하고 서로 다른 경우 평균을 사용합니다. 이러한 좌표 측정은 XYZ 포지셔너를 사용하여 대상 뇌 영역으로 FUS 초점을 안내하기 위해 4.3 단계에서 나중에 사용됩니다.</li>
	</ol></li>
	<li>MRI 프레스스캔 이미지를 수집합니다. FUS BBB 개구부(그림4)를촬영한 이미지와 이러한 이미지를 비교합니다. T1 가중 이미지는 나중에 BBB 개방을 시각화하는 데 사용되며, T2 가중 이미지는 나중에 FUS 치료34이후 조직 손상이 발생하지 않도록 하기 위해 사용될 것이다.<ol>
<li>T1 가중 축 이미지의 경우 너비: 30mm, 높이: 51.2mm, 깊이: 3.0mm, 복셀 크기: 0.23 x 0.2 x 0.23 mm3,이미지 수: 13.</li>
		<li>T2 가중 축 이미지의 경우 너비: 30mm, 높이: 51.2mm, 깊이: 2.6mm, 복셀 크기: 0.2 x 0.2 x 0.2 mm3,이미지 수: 13.</li>
		<li>T1 가중 관상 이미지의 경우 너비 : 30mm, 높이 : 30mm, 깊이 : 27mm, 복셀 크기 : 0.16 x 0.16 x 1mm3,이미지 수 : 27.</li>
		<li>T2 가중 관상 이미지의 경우 너비 : 30mm, 높이 : 30mm, 깊이 : 27mm, 복셀 크기 : 0.12 x 0.12 x 1mm3,이미지 수 : 27. 참고: 3.5 단계에서와 마찬가지로 이러한 이미징 매개 변수는 나열된 것과 정확히 동일할 필요는 없습니다. 이러한 이미지는 3.5 단계에서 수집된 것보다 더 작은 FOV 및 더 높은 해상도를 가지고 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>동물을 스테레오탁 프레임에 보관하고 MRI 침대에서 벤치탑 FUS 설정으로 신속하게 동물을 운반합니다. 동물은 마취의 효과에 따라 전송을 위해 잠을 유지있는지 확인합니다.</li>
	<li>전송 시간이 길어지면 동물과 프레임에 맞게 충분히 큰 전송을 위해 상자를 사용합니다. 마취 플러그가 여전히 부착되어 있는 가운데, 동물과 프레임을 상자 안에 놓고 여분의 이소플루란이 몇 분 동안 상자를 채울 수 있도록 합니다. 마취 라인을 분리하고 신속하게 전송합니다.</li>
</ol>4. 집중 초음파 절차
<ol><li>FUS 벤치탑 설정에 도착하면 즉시 마취 라인을 코 콘에 연결하고 산소로 1.5-3 %의 이소플루란을 계속 실행합니다. 동물이 깨어나지 않도록 가능한 한 빨리 이 작업을 수행하십시오.</li>
	<li>프레임을 프레임 홀더에 밀어 넣고 제자리에 단단히 놓습니다. 클리퍼를 사용하여 동물의 머리를 면도합니다. 여분의 모발을 닦고 모발 리무버 크림을 두피에 바치십시오. 3 분 동안 앉아서 물과 거즈로 닦아.</li>
	<li>MRI를 대상으로 사용할 수 없는 경우 표준(3D 인쇄되지 않음) 스테레오테틱 프레임을 사용하여 포인터 팁을 bregma에 터치하고 소프트웨어 또는 좌표를 기록하여 포인터 위치를 bregma에 null합니다. 소프트웨어의 최대 50 버튼을 클릭하고 변환기포인터를 교체하여 XYZ 캐리지를 50mm 위로 이동합니다. 이전에 설명 된 쥐 뇌 아틀라스에 따라35,소프트웨어의 스테핑 버튼을 사용하여 원하는 뇌 좌표로 이동. MRI 대신 이 메서드를 사용하는 경우 섹션 4.6로 건너뜁니다.</li>
	<li>MRI 안내를 사용하는 경우 포인터를 연결하고 포인터를 MRI 신탁의 위치로 이동합니다(도1d,g). 포인터를 MRI 신탁의 맨 위와 중앙에 배치합니다(주체 홀더 상단에 작은 구멍이 포인팅을 위해 제공됩니다). MRI 이미지의 모든 거리가 계산된 지점인 null 위치 단추를 클릭합니다.</li>
	<li>포인터를 제거하고 위치 이동을 내측/측면 좌표 및 로스트랄/caudal 좌표로 이동합니다. 수조와 초음파 젤의 배치를 허용하기 위해 최대 50 버튼을 눌러 포지셔너를 올립니다. Z축 이동의 상단에 도달하면 nulling 위치가 무효화됩니다. 등/복부 좌표는 트랜스듀서가 추가된 후에 설정됩니다.</li>
	<li>동물의 두피에 초음파 젤을 바르고 폴리이미드 테이프 창을 젤에 눌러 동물 위에 수조를 놓습니다. 초음파 젤에 기포가 없는지 확인하십시오.</li>
	<li>수조를 탈가스로 채웁니다.</li>
	<li>고출력 트랜스듀서를 사용하는 경우, 자석이 물 바로 위에 있도록 포지셔너를 낮춥다. 트랜스듀서를 비스듬히 물에 적어 기포가 얼굴 아래에 갇히지 않도록 하고 자석을 연결합니다.</li>
	<li>저전력 침수 변환기를 사용하는 경우, 트랜스듀서 클립 바로 위에 있는 물속으로 포지셔를 낮춥시다. 그런 다음 투명기가 얼굴 아래에 갇히는 것을 방지하기 위해 비스듬히 물 속으로 낮춤으로써 트랜스듀서를 제자리에 잘라냅니다. 참고: 투명 한 목욕 거품에 대 한 트랜스듀서 얼굴 아래 를 볼 때 도움이 됩니다.</li>
	<li>포지셔너를 등쪽/복부 좌표로 낮춥춥시다.</li>
	<li>RF 전원 앰프를 켭니다.</li>
	<li>3% 에반스 블루 염료(EBD)의 1mL/kg을 주입하여 바늘 끝을 카테터 플러그에 집어 넣고 주입합니다. 5 분 동안 순환할 수 있습니다.</li>
	<li>거품 셰이커로 심하게 흔들어 마이크로 버블을 활성화합니다.<ol>
<li>18G 날개 주입 세트에서 2개의 FUS 처리 및 튜빙을 고려하여 식염수의 0.2 mL에서30μL/kg의 용량을 30 μL/kg의 용량을 0.2 mL의 식염수로 준비합니다. 예를 들어, 쥐의 무게가 200g인 경우, 18G 바늘 끝을 포함하는 주사기를 식염수 1mL에 마이크로 버블 30 μL로 채웁니다. 참고: 날개 달린 주입 세트로 복용하고 주입하는 데 18 G 바늘 팁을 사용해야 합니다.</li>
		<li>주사기를 여러 번 반전하여 마이크로 버블의 균일한 분포를 얻습니다. 그런 다음 날개 달린 주입 세트를 부착하고 채웁니다. 주사기를 주입 펌프에 배치하고 주입 펌프를 설정하여 0.2 mL의 속도로 6mL/h를 제공합니다. 이것은 2 분 FUS 노출을 통해 마이크로 버블의 느린 주입을 제공할 것입니다.</li>
		<li>날개 달린 바늘을 카테터 플러그에 삽입합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>먼저, 주입 펌프를 실행하고 3s를 기다린 후 기능 발생기의 출력 활성화 버튼을 눌러 FUS 처리를 시작합니다(재료 의 표에서기능 발생기에 "라벨"). 마이크로 버블이 지울 수 있도록 5 분 사이에 이 두 번 영역당 이 두 번 반복하십시오.<ol>
<li>주입 펌프가 2 분 에서 중지 할 때 FUS 치료를 중지 기능 생성기에서 다시 켜진 버튼을 누릅니다.</li>
		<li>마이크로 버블이 지울 때까지 5 분 기다립니다. 그런 다음 주입 및 두 번째 FUS 치료를 시작합니다.</li>
		<li>두 번째 FUS 치료 직후, 가도부트롤 대비(MRI를 사용하는 경우) 및 관심 있는 제제, 예를 들어 바이러스 성 입자를 주입한다. 모든 에이전트의 총 전달 량은 5mL/kg을 초과해서는 안됩니다. 참고: 관심 있는 에이전트의 납품 타이밍(예: FUS BBB 개장 전후)은 사용되는 에이전트에 따라 다를 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>RF 전원 앰프를 끄고 즉시 동물을 MRI로 다시 운반합니다.</li>
</ol>5. BBB 오픈MRI 확인
<ol><li>MRI를 사용할 수 없는 경우 섹션 6으로 건너 뛰고 EBD 식을 사용하여 BBB 개구부를 확인합니다.</li>
	<li>동물을 MRI 침대에 다시 3.7 단계와 동일한 위치에 놓고 마취 라인을 연결합니다.</li>
	<li>BBB 개구부 영역에서 가도부트롤 MRI 향상을 시각화하기 위해 3.7 단계에서 사용되는 동일한 이미징 매개변수로 MRI 포스트 스캔을 수집한다(도3b,e).</li>
</ol>6. 관류 및 조직 수집
<ol><li>혈액이 완전히 명확 해질 때까지 차가운 4 % 포르말린으로 동물을 perfuse.</li>
	<li>뇌를 제거하고 하룻밤 사이에 4 % 포르말린 또는 PFA에 배치하십시오. 다음으로, 뇌가 가라 앉을 때까지 30 % 자당 용액 (약 2-3 일)에 뇌를 배치합니다. 마지막으로 액체 질소 나 드라이 아이스에 플래시 동결 및 냉동 절제 될 때까지 -80 ° C에 저장합니다.</li>
	<li>10 월에 뇌를 동결 하 고 냉동 섹션을.</li>
	<li>형광 현미경 검사법을 위한 고정 및 커버슬립 섹션. EBD 여기는 470 과 540 nm에서 피크와 680 nm에서 배출 피크. 전반적인 세포 형태를 시각화하기 위해 DAPI 마운팅 매체를 사용하여 커버슬립.</li>
</ol>

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<li>Burgess, A., Shah, K., Hough, O., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focused+ultrasound-mediated+drug+delivery+through+the+blood-brain+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Review+of+Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Focused ultrasound-mediated drug delivery through the blood-brain barrier.</a> Expert Review of Neurotherapeutics. 15 (5), 477-491 (2015).</li>
<li>Shin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focused+ultrasound-mediated+noninvasive+blood-brain+barrier+modulation%3A+preclinical+examination+of+efficacy+and+safety+in+various+sonication+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgical+Focus%22%5BJournal%5D)">Focused ultrasound-mediated noninvasive blood-brain barrier modulation: preclinical examination of efficacy and safety in various sonication parameters.</a> Neurosurgical Focus. 44 (2), 15(2018).</li>
<li>Bing, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+different+bubble+formulations+for+blood-brain+barrier+opening+using+a+focused+ultrasound+system+with+acoustic+feedback+control%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Characterization of different bubble formulations for blood-brain barrier opening using a focused ultrasound system with acoustic feedback control.</a> Scientific Reports. 8 (1), 7986(2018).</li>
<li>Hynynen, K., McDannold, N., Vykhodtseva, N., Jolesz, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+MR+imaging-guided+focal+opening+of+the+blood-brain+barrier+in+rabbits%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Noninvasive MR imaging-guided focal opening of the blood-brain barrier in rabbits.</a> Radiology. 220 (3), 640-646 (2001).</li>
<li>Baseri, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+signaling+pathways+following+localized+delivery+of+systemically+administered+neurotrophic+factors+across+the+blood-brain+barrier+using+focused+ultrasound+and+microbubbles%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Activation of signaling pathways following localized delivery of systemically administered neurotrophic factors across the blood-brain barrier using focused ultrasound and microbubbles.</a> Physics in Medicine and Biology. 57 (7), 65-81 (2012).</li>
<li>Rodríguez-Frutos, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+brain-derived+neurotrophic+factor+delivery+by+ultrasound+and+microbubbles+promotes+white+matter+repair+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Enhanced brain-derived neurotrophic factor delivery by ultrasound and microbubbles promotes white matter repair after stroke.</a> Biomaterials. 100, 41-52 (2016).</li>
<li>Karakatsani, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amelioration+of+the+nigrostriatal+pathway+facilitated+by+ultrasound-mediated+neurotrophic+delivery+in+early+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Amelioration of the nigrostriatal pathway facilitated by ultrasound-mediated neurotrophic delivery in early Parkinson's disease.</a> Journal of Controlled Release. 303, 289-301 (2019).</li>
<li>Lin, C. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive%2C+neuron-specific+gene+therapy+by+focused+ultrasound-induced+blood-brain+barrier+opening+in+Parkinson%27s+disease+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Non-invasive, neuron-specific gene therapy by focused ultrasound-induced blood-brain barrier opening in Parkinson's disease mouse model.</a> Journal of Controlled Release. 235, 72-81 (2016).</li>
<li>Long, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+Parkinson%27s+disease+in+rats+by+Nrf2+transfection+using+MRI-guided+focused+ultrasound+delivery+of+nanomicrobubbles%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+and+Biophysical+Research+Communications%22%5BJournal%5D)">Treatment of Parkinson's disease in rats by Nrf2 transfection using MRI-guided focused ultrasound delivery of nanomicrobubbles.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. , (2016).</li>
<li>Fan, C. -H., Lin, C. -Y., Liu, H. -L., Yeh, C. -K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+targeted+CNS+gene+delivery+for+Parkinson%E2%80%99s+disease+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Ultrasound targeted CNS gene delivery for Parkinson’s disease treatment.</a> Journal of Controlled Release. 261, 246-262 (2017).</li>
<li>Kinoshita, M., McDannold, N., Jolesz, F. A., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+delivery+of+antibodies+through+the+blood-brain+barrier+by+MRI-guided+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+and+Biophysical+Research+Communications%22%5BJournal%5D)">Targeted delivery of antibodies through the blood-brain barrier by MRI-guided focused ultrasound.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 340 (4), 1085-1090 (2006).</li>
<li>Todd, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+brain+function+by+targeted+delivery+of+GABA+through+the+disrupted+blood-brain+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Modulation of brain function by targeted delivery of GABA through the disrupted blood-brain barrier.</a> Neuroimage. 189, 267-275 (2019).</li>
<li>Nance, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+delivery+of+stealth%2C+brain-penetrating+nanoparticles+across+the+blood-brain+barrier+using+MRI-guided+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Non-invasive delivery of stealth, brain-penetrating nanoparticles across the blood-brain barrier using MRI-guided focused ultrasound.</a> Journal of Controlled Release. 189, 123-132 (2014).</li>
<li>Mulik, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localized+delivery+of+low-density+lipoprotein+docosahexaenoic+acid+nanoparticles+to+the+rat+brain+using+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Localized delivery of low-density lipoprotein docosahexaenoic acid nanoparticles to the rat brain using focused ultrasound.</a> Biomaterials. 83, 257-268 (2016).</li>
<li>Lin, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood-Brain-Barrier-Penetrating+Albumin+Nanoparticles+for+Biomimetic+Drug+Delivery+via+Albumin-Binding+Protein+Pathways+for+Antiglioma+Therapy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Blood-Brain-Barrier-Penetrating Albumin Nanoparticles for Biomimetic Drug Delivery via Albumin-Binding Protein Pathways for Antiglioma Therapy.</a> ACS Nano. 10 (11), 9999-10012 (2016).</li>
<li>Timbie, K. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+image-guided+delivery+of+cisplatin-loaded+brain-penetrating+nanoparticles+to+invasive+glioma+with+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">MR image-guided delivery of cisplatin-loaded brain-penetrating nanoparticles to invasive glioma with focused ultrasound.</a> Journal of Controlled Release. 263, 120-131 (2017).</li>
<li>Fan, C. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SPIO-conjugated%2C+doxorubicin-loaded+microbubbles+for+concurrent+MRI+and+focused-ultrasound+enhanced+brain-tumor+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">SPIO-conjugated, doxorubicin-loaded microbubbles for concurrent MRI and focused-ultrasound enhanced brain-tumor drug delivery.</a> Biomaterials. 34 (14), 3706-3715 (2013).</li>
<li>Mainprize, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood-Brain+Barrier+Opening+in+Primary+Brain+Tumors+with+Non-invasive+MR-Guided+Focused+Ultrasound%3A+A+Clinical+Safety+and+Feasibility+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Blood-Brain Barrier Opening in Primary Brain Tumors with Non-invasive MR-Guided Focused Ultrasound: A Clinical Safety and Feasibility Study.</a> Scientific Reports. 9 (1), 321(2019).</li>
<li>Chen, K. -T., Wei, K. -C., Liu, H. -L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theranostic+Strategy+of+Focused+Ultrasound+Induced+Blood-Brain+Barrier+Opening+for+CNS+Disease+Treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Theranostic Strategy of Focused Ultrasound Induced Blood-Brain Barrier Opening for CNS Disease Treatment.</a> Frontiers in Pharmacology. 10, 86(2019).</li>
<li>Lipsman, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood-brain+barrier+opening+in+Alzheimer%E2%80%99s+disease+using+MR-guided+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Blood-brain barrier opening in Alzheimer’s disease using MR-guided focused ultrasound.</a> Nature Communications. 9 (1), 2336(2018).</li>
<li>Stewart, K., Schroeder, V. Compound Administration I. , JoVE. Cambridge, MA. Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.jove.com/science-education/10198/compound-administration-i">https://www.jove.com/science-education/10198/compound-administration-i</a> (2020).</li>
<li>Liu, H. -L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+enhanced+by+superparamagnetic+iron+oxide+particles%3A+usefulness+for+distinguishing+between+focused+ultrasound-induced+blood-brain+barrier+disruption+and+brain+hemorrhage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging enhanced by superparamagnetic iron oxide particles: usefulness for distinguishing between focused ultrasound-induced blood-brain barrier disruption and brain hemorrhage.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 29 (1), 31-38 (2009).</li>
<li>Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Survivable+stereotaxic+surgery+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Survivable stereotaxic surgery in rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (20), e880(2008).</li>
<li>Marty, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+study+of+blood-brain+barrier+closure+after+its+disruption+using+ultrasound%3A+a+quantitative+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+and+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Dynamic study of blood-brain barrier closure after its disruption using ultrasound: a quantitative analysis.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 32 (10), 1948-1958 (2012).</li>
<li>Alonso, A., Reinz, E., Fatar, M., Hennerici, M. G., Meairs, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clearance+of+albumin+following+ultrasound-induced+blood-brain+barrier+opening+is+mediated+by+glial+but+not+neuronal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Clearance of albumin following ultrasound-induced blood-brain barrier opening is mediated by glial but not neuronal cells.</a> Brain Research. 1411, 9-16 (2011).</li>
<li>McDannold, N., Zhang, Y., Vykhodtseva, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood-brain+barrier+disruption+and+vascular+damage+induced+by+ultrasound+bursts+combined+with+microbubbles+can+be+influenced+by+choice+of+anesthesia+protocol%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">Blood-brain barrier disruption and vascular damage induced by ultrasound bursts combined with microbubbles can be influenced by choice of anesthesia protocol.</a> Ultrasound in Medicine & Biology. 37 (8), 1259-1270 (2011).</li>
<li>McDannold, N., Zhang, Y., Vykhodtseva, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effects+of+Oxygen+on+Ultrasound-Induced+Blood-Brain+Barrier+Disruption+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">The Effects of Oxygen on Ultrasound-Induced Blood-Brain Barrier Disruption in Mice.</a> Ultrasound in Medicine & Biology. 43 (2), 469-475 (2017).</li>
<li>O'Reilly, M. A., Muller, A., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+insertion+loss+of+rat+parietal+bone+appears+to+be+proportional+to+animal+mass+at+submegahertz+frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">Ultrasound insertion loss of rat parietal bone appears to be proportional to animal mass at submegahertz frequencies.</a> Ultrasound in Medicine & Biology. 37 (11), 1930-1937 (2011).</li>
<li>Abrahao, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First-in-human+trial+of+blood-brain+barrier+opening+in+amyotrophic+lateral+sclerosis+using+MR-guided+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">First-in-human trial of blood-brain barrier opening in amyotrophic lateral sclerosis using MR-guided focused ultrasound.</a> Nature Communications. 10 (1), 4373(2019).</li>
</ol>

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여기에서 우리는 마이크로 버블에 대한 벤치탑 접근 방식이 MRI 지침의 유무에 관계없이 두개 내 표적화에 대한 두개 내 표적화 방법, 두개 내 표적을 위한 두가지 변형 및 방법을 포함하여 대체 접근 방식으로 FUS BBB 개방을 지원했습니다. 현재 랩에 MRI 유도 FUS BBB 개구부를 설치하기 위해 사용자 친화적인 인터페이스를 통해 매우 표준화되고 재현 가능한 결과를 제공하는 우수한 즉시 사용할 수 있는 장치를 구매할 수 있는 옵션이 있습니다. 그러나 많은 실험실은 이러한 기기의 비용에 대해 준비되지 않습니다. 따라서 이 프로토콜의 주요 목표는 기술 분야에서 전문 지식을 구축하기 위해 모든 실험실이 설정할 수 있는 출발점을 제공하는 것입니다.
FUS BBB 개방은 이제 널리 사용되는 기술이며, 종종 다른 그룹이 다양한 에이전트와 마취제를 활용하는 경우, 각각BBB 개방 및 사치의 정도에 영향을 미칠 수 있습니다. 중요한 것은, 사용된 특정 마취제는 BBB 개방의 크기에 영향을...

기본적인 신경과학에서 많은 발견에도 불구하고, 신경 발달 및 신경 퇴행성 질환에 대한 새로운 치료의 수는 상대적으로 제한된남아1,2. 신경 장애에 관여하는 유전자, 분자 및 세포 회로에 대한 깊은 이해는 현재 기술3을가진 인간에서 실현 할 수없는 유망한 치료법을 제안했습니다. 효과적인 치료는 종종 뇌 침투 및 사이트 별4,5,6,7,8의필요성에 의해 제한됩니다. 그러나, 특정 뇌 부위에 국소화된 약물 전달의 기존 방법(예를 들어, 주사 또는 캐뉼라를 통한 전달)은 침습적이며 두개골9에서개구부를 필요로 한다. 이 수술의 침습성은 인간의 뇌에 국소 전달의 일상적인 사용을 방지. 또한, 조직 손상 및 그 결과 염증 반응은 유비쿼터스 상반신 주사에 의존하는 기본 및 전임상 연구를 위해 혼동된다10. 비침습적으로 혈액 뇌 장벽에 걸쳐 에이전트를 제공 하는 기능 (BBB) 특정 뇌 영역에 그들을 대상으로 신경 장애에 대 한 치료에 엄청난 영향을 미칠 수 있습니다., 동시에 전임상 연구에 대 한 강력한 조사 도구를 제공 하는 동안.
최소한의 조직 손상을 가진 BBB를 가로지르는 표적 수송의 한 가지 방법은 마이크로버블과 함께 경두개 중형 초음파(FUS)로BBB11,12,13,14,15,16을집중적으로 열고 일시적으로 개방한다. FUS BBB 개구부는 신경영양인자17,18,19,유전자 치료20,21,22,항체23,신경전달물질24,나노입자25,26,27, 28,28, 29등뇌 영역을 대상으로 치료제를 국소화하여 신경퇴행성 질환, 뇌졸중 및 신경교종의 치료에 대한 최근 주목받고 있다. 광범위한 응용 분야와 비침습적 특성30,31을통해 FUS BBB 개방은 일상적인 입체 적 내 주사에 이상적인 대안입니다. 더욱이,인간30,32에서의현재 사용으로 인해, 이 기술을 이용한 전임상 조사는 매우 번역적인 것으로 간주될 수 있다. 그러나, FUS BBB 개방은 접근성의 부족으로 인해 기초 과학 및 전임상 연구에서 널리 확립 된 기술이 될 아직. 따라서 FUS BBB 개구부에 대한 벤치탑 접근 방식에 대한 자세한 프로토콜을 이 기술을 수립하는 데 관심이 있는 실험실의 출발점으로 제공합니다.
이러한 연구는 FUS 특이적 초음파 트랜스듀서 또는 저전력 댐프 형 초음파 침지 변환기중 고출력 공기로 수행되었다. 트랜스듀서는 반응형 부하및 표준 벤치탑 기능 발생기를 위해 설계된 RF 전원 증폭기로 구동되었습니다. 이러한 항목에 대한 자세한 내용은 재료 표에서찾을 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>버블 셰이커</td><td>Lantheus Medical Imaging</td><td>VMIX</td><td>VIALMIX, Definity 마이크로 버블을 활성화하는 데 사용되는 활성화 장치</td></tr><tr><td>카테터 플러그/ 주입 캡</td><td>SAI 주입 기술</td><td>부품 번호: IC</td><td>카테터 플러그/ 주입 캡</td></tr><tr><td>Evans 블루 염료</td><td>Sigma</td><td>E2129-10G</td><td>Evans 블루 염료</td></tr><tr><td>기능 발생기</td><td>Tektronix</td><td>AFG3022B</td><td>듀얼 채널, 250MS/s, 25MHz</td></tr><tr><td>FUS 변환기, 1.1MHz</td><td>FUS 기기</td><td>TX-110</td><td>1MHz MRI 호환 구형 초점 초음파 변환기(수중청음기 포함</td></tr><tr><td>) 생쥐 및 쥐용 가열 패드</td><td>Kent Scientific</td><td>PS-03</td><td>가열 패드 - 생쥐 및 쥐용 PhysioSuite</td></tr><tr><td>주입 펌프</td><td>KD Scientific</td><td>780100</td><td>KDS 100 레거시 단일 주사기 주입 펌프</td></tr><tr><td>Kapton 테이프</td><td>기즈모 Dorks</td><td>https://www.amazon.com/dp/B01N1GGKRC/ ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_GbR7Db56HKD91</td><td>Gizmo Dorks Kapton 테이프(폴리이미드) 3D 프린터 및 인쇄용, 8 x 8인치, 팩당 10장</td></tr><tr><td>저전력 침수 변환기, 1MHz</td><td>Olympus</td><td>V303-SU</td><td>침수 변환기, 1MHz, 0.50인치. 요소 직경, 표준 케이스 스타일, 스트레이트 UHF 커넥터, F=0.80IN PTF</td></tr><tr><td>마그넷 세트</td><td>WINOMO</td><td>https://www.amazon.com/dp/B01DJZQJBG/ ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_JYQ7DbM32E5QC</td><td>WINOMO 15mm 재봉용 마그네틱 백 걸쇠 재봉 스크랩북 - 10 세트</td></tr><tr><td>RF 증폭기</td><td>E& I</td><td>A075</td><td>75W</td></tr><tr><td>꼬리 정맥 카테터</td><td>BD</td><td>382512/ 피셔 항목: NC1228513</td><td>24g BD Insyte Autoguard 차폐 IV 카테터(비날개형)</td></tr><tr><td>초음파 대비 마이크로버블</td><td>Lantheus Medical Imaging</td><td>DE4, DE16</td><td>DEFINITY(Perflutren 지질 마이크로스피어)</td></tr><tr><td>초음파 젤</td><td>Aquasonic</td><td>https://www.amazon.com/dp/B07FPQDM4F/ ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_D6Q7Db3J9QP7P</td><td>초음파 젤 Aquasonic 100 변속기 1리터 스퀴즈 병</td></tr><tr><td>날개 달린 주입 세트, 22ga.</td><td>Fisher Healthcare</td><td>22-258087</td><td>Terumo Surflo Winged Infusion Sets</td></tr><tr><td>모터 컨트롤러 소프트웨어</td><td>N/A</td><td>N/A</td> 모터 컨트롤러 소프트웨어용 <td>Velmex 모터 컨트롤러 런타임 환경을 제어하기 위해 LabView로 작성된 맞춤형 소프트웨어</td></tr><tr><td></td><td>National Instruments</td><td>LabView 런타임 엔진 버전 2017 이상</td><td>https://www.ni.com/en-us/support/downloads/software-products/download.labview.html</td></tr><tr><td>3축 선형 스테이지 액추에이터(XYZ 포지셔너)</td><td>Velmex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>볼트</td><td>Velmex</td><td>MB-1</td><td>BiSlide 볼트 1/4-20x3/4" 소켓 캡 나사(10팩), 수량:3</td></tr><tr><td>모터 컨트롤러</td><td>Velmex</td><td>VXM-3</td><td>제어, 3축 프로그래밍 가능 스테핑 모터 제어, 수량:1</td></tr><tr><td>마운팅 클리트</td><td>Velmex</td><td>MC-2</td><td>클리트, 2홀 BiSlide, 수량: 6</td></tr>개의 <tr><td>마운팅 클리트</td><td>Velmex</td><td>MC-2</td><td>클리트, 2홀 BiSlide, 수량: 2</td></tr><tr><td>개의 USB-직렬 변환기</td><td>Velmex</td><td>VXM-USB-RS232</td><td>USB-RS232 직렬 통신 케이블 10ft, 수량: 1</td></tr>개의 <tr><td>x축 선형 스테이지</td><td>Velmex</td><td>MN10-0100-M02-21</td><td>BiSlide, 이동=10인치, 2mm/rev, 제한, NEMA 23, 수량: 1</td></tr>개의 <tr><td>x축 스테퍼 모터</td><td>Velmex</td><td>PK266-03A-P1</td><td>Vexta 유형 23T2, 단일 샤프트 스테퍼 모터, 수량 : 1</td></tr><tr><td>y 축 선형 스테이지</td><td>Velmex</td><td>MN10-0100-M02-21</td><td>BiSlide, 이동 = 10 인치, 2mm / rev, 제한, NEMA 23, 수량 : 1</td></tr><tr><td>y 축 스테퍼 모터</td><td>Velmex</td><td>PK266-03A-P1</td><td>Vexta 유형 23T2, 단일 샤프트 스테퍼 모터, 수량 : 1</td></tr><tr><td>z 축 댐퍼</td><td>Velmex</td><td>D6CL-6.3F</td><td>D6CL 댐퍼 유형 23 더블 샤프트 스테퍼 모터, 수량 : 1</td></tr><tr><td>z 축 선형 스테이지</td><td>Velmex</td><td>MN10-0100-M02-21</td><td>BiSlide, 이동 = 10 인치, 2mm / rev, 한계, NEMA 23, 수량 : 1</td></tr><tr><td>z 축 스테퍼 모터</td><td>Velmex</td><td>PK266-03B-P2</td><td>Vexta 유형 23T2, 이중 샤프트 스테퍼 모터, 수량 : 1</td></tr><tr><td>3D 인쇄 가능한 파일</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>침수 변환기 마운트 및 포인터</td><td></td><td></td><td>https://www.tinkercad.com/things/cRgTthGXSRq</td></tr><tr><td>입체 프레임</td><td></td><td></td><td>https://www.tinkercad.com/things/ilynoQcdqlH</td></tr><tr><td>입체 프레임 홀더</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>https://www.tinkercad.com/things/aZNgqhBOHAX 9.4T 소구경 동물 MRI</td><td>Bruker Bruker</td><td>BioSpec 94/20</td><td>ParaVision 버전 5.1</td></tr><tr><td>AAV9-hsyn-GFP</td><td>Addgene</td><td></td><td></td></tr><tr><td>크림 헤어 리무버</td><td>교회 & 드와이트</td><td></td><td>나이르 크림</td></tr><tr><td>가도부트롤 MRI 조영제</td><td>바이엘</td><td></td><td>가다비스트(Gadobutrol, 1mM/mL)</td></tr><tr><td>정위 프레임</td><td>Stoelting</td><td>#51500</td><td>MRI 호환</td></tr><tr><td>불가 턴키 FUS 전달 장치</td><td>FUS Instruments</td><td>RK-300</td><td>설치류용 MRI 호환 FUS 사용 준비</td></tr></tbody></table> 완료

쥐 모델에서 집중 초음파를 사용하여 위치 특정 혈액 뇌 장벽 개방에 대한 벤치 탑 접근

A Benchtop Approach to the Location Specific Blood Brain Barrier Opening using Focused Ultrasound in a Rat Model

스테레오탁스 수술은 설치류 뇌에 국소화된 약물 및 유전자 전달을 위한 금본위제입니다. 이 기술은 대상 뇌 영역에 정확한 국소화및 대상 부작용의 감소를 포함하여 전신 전달에 비해 많은 장점이 있습니다. 그러나, 스테레오 탁스 수술은 그것의 번역 효능을 제한 하는 매우 침략, 긴 복구 시간을 필요, 여러 뇌 영역을 대상으로 할 때 도전을 제공. 집중 초음파(FUS)는 순환 마이크로버블과 함께 밀리미터 크기의 영역에서 혈액 뇌 장벽(BBB)을 일시적으로 개방하는 데 사용될 수 있다. 이를 통해 일반적으로 BBB를 교차할 수 없는 체계적으로 전달된 에이전트의 원두개 내 지역화를 가능하게 합니다. 이 기술은 스테레오 탁스 수술에 대한 비침습적 대안을 제공합니다. 그러나 현재까지이 기술은 장비 및 표준화 된 방법에 대한 제한된 접근으로 인해 신경 과학 실험실에서 널리 채택되지 않았습니다. 이 프로토콜의 전반적인 목표는 저렴하고 재현 가능하므로 모든 실험실에서 쉽게 채택 할 수있는 FUS BBB 개방 (BBBO)에 벤치 탑 접근 방식을 제공하는 것입니다.

여기서, 우리는 마이크로버블을 이용한 집중초음파가 저전력 침수 트랜스듀서(도3)와FUS 트랜스듀서(도4)를모두 사용하여 위에 지정된 파라미터를 사용하여 국소화된 BBB 개방을 유도할 수 있음을 입증한다. 첫째, 초기 실험에서 저전력 침수 트랜스듀서는전방(도 3b)또는 내측(도3a)의뇌 반구 를 표적으로 삼았다. 동물은 2시간 후에 관류(도3a)또는 관류(도3b)및 10μm 냉동 뇌 섹션으로 희생하였다. FUS BBB 개방은 대상 반구에서 EBD 자동 불발 (여기 : 470 및 540 nm, 방출 : 680 nm)에 의해 분명했다 (흰색 화살표 그림 3<stro...

마이크로 버블 에이전트를 가진 집중한 초음파는 혈액 두뇌 장벽을 초점하고 일시적으로 열 수 있습니다. 이 기술은 혈액 뇌 장벽을 통해 에이전트의 넓은 범위를 제공하기 위해 사용되었습니다. 이 문서에서는 MRI 지침유무이드 없이 설치류 뇌에 국소화된 전달을 위한 자세한 프로토콜을 제공합니다.

Stereotaxic surgery is the gold standard for localized drug and gene delivery to the rodent brain. This technique has many advantages over systemic ...

회람 마이크로 거품과 조화하여 집중된 초음파는 혈액 뇌 장벽에 있는 임시 밀리미터 크기 오프닝을 제공하기 위하여 이용될 수 있습니다. 이를 통해 전신 순환 제제를 표적 뇌 영역에 비침습적으로 전달할 수 있습니다. 시작하려면 카테터 마개에 식염수를 채우고 램프로 쥐의 꼬리를 따뜻하게 하되 동물이 과열되지 않도록 주의합니다.마이크로 버블, Evans 블루 염료, MRI를 사용하는 경우 gadobutrol MRI 조영제 및 관심 실험제를 전달하는 데 사용할 24게이지 꼬리 정맥 카테터를 삽입합니다. 정맥이 부딪히면 피가 칼집을 채울 것입니다. 천천히 내부 바늘을 제거하면서 칼집을 정맥 안으로 더 밀어 넣습니다.포트에 혈액이 채워지는 즉시 카테터 플러그를 카테터 포트 끝에 나사로 고정합니다. 카테터와 꼬리 주위에 실험실 테이프를 조심스럽게 감아 제자리에 고정하고 상단의 작은 조각부터 꼬리 방향으로 작업합니다. 카테터 플러그의 맨 끝을 노출된 상태로 두십시오.마취 라인을 정위 프레임의 마취 커넥터에 꽂습니다. 그런 다음 입을 바이트 바에 놓고 이어바를 양쪽 외이도로 안내하고 고정 나사를 조여 동물의 머리를 프레임에 고정합니다. 동물을 MRI 침대로 옮깁니다.텍스트 원고에 설명된 매개변수를 사용하여 좌표 측정을 위해 MRI 기준점뿐만 아니라 전체 뇌를 캡처하는 관상 및 축 T2 가중 이미지를 수집합니다. 관상 이미지에서 기준점이 가장 크고 기준점의 중심을 나타내는 이미지를 찾습니다. 기준점 상단에서 관심 있는 뇌 영역까지의 거리를 내측-외측 방향과 등-복부 방향 모두에서 밀리미터 단위로 기록합니다.축 이미지에서 기준점의 맨 위를 보여주는 이미지를 찾고 기준점 중심의 X 및 Y 좌표와 관심 뇌 영역의 X 및 Y 좌표를 기록합니다. 기준점의 중심에서 표적 뇌 영역까지의 거리를 상부-꼬리 및 내측-외측 방향 모두에서 계산합니다. 좌표를 수집한 후 사전 스캔 이미지를 수집합니다.이 입체 안경테에 동물을 보관하고 MRI 침대에서 벤치 탑 FUS 설정으로 빠르게 운반하십시오. 동물이 마취의 영향으로 잠을 자고 있는지 확인하십시오. 프레임을 프레임 홀더에 밀어 넣고 제자리에 단단히 끼웁니다.이발기를 사용하여 동물의 머리를 면도한 다음 여분의 털을 털어내고 두피에 헤어 리무버 크림을 바릅니다. 3분 동안 그대로 두었다가 물과 거즈로 닦아냅니다. MRI 안내를 사용하는 경우 포인터를 연결하고 포인터를 MRI 기준점의 위치로 이동합니다.그런 다음 MRI 이미지의 모든 거리가 계산된 지점인 MRI 기준점의 맨 위와 중앙에 포인터를 놓습니다. 포인터를 제거하고 포지셔너를 내측-외측 좌표 및 로스트랄-꼬리 좌표로 이동합니다. null 위치 버튼을 핥고 up 50 버튼을 눌러 포지셔너를 위로 올리면 수조와 초음파 젤이 배치될 수 있습니다.동물의 두피에 초음파 젤을 바르고 폴리이미드 테이프 창을 젤에 눌러 젤에 기포가 없는지 확인한 상태에서 동물 위에 수조를 놓습니다. 수조에 가스가 제거된 물을 채웁니다. 고출력 변환기를 사용하는 경우 자석이 물 바로 위에 있도록 포지셔너를 낮추십시오.변환기를 비스듬히 물 속으로 조심스럽게 내리고 자석을 연결하여 변환기를 포지셔너에 부착합니다. 포지셔너를 등쪽-복부 좌표로 낮추고 RF 전원을 켭니다. 3%Evans blue 염료 1kg당 1밀리리터를 카테터 플러그에 바늘 끝을 꽂고 주사하여 주입합니다.몇 초 안에 동물 전체가 파란색으로 변해야 하며, 이는 카테터가 꼬리 정맥에 적절하게 배치되었음을 나타냅니다. 염료가 5분 동안 순환하도록 한 다음 버블 셰이커로 격렬하게 흔들어 마이크로 버블을 활성화합니다. 이 주사기를 여러 번 뒤집어 마이크로 버블의 균일한 분포를 얻은 다음 날개 달린 주입 세트를 부착하고 채웁니다.주입 펌프에 주사통을 두고, 2 분 FUS 노출에 마이크로 거품의 느린 주입을 제공하는 시간 당 6 밀리리터의 비율로 0.2 밀리리터를 전달하기 위하여 주입 펌프를 놓으십시오. 날개 달린 바늘을 카테터 플러그에 삽입합니다. 먼저 주입 펌프를 실행하고 3초 동안 기다린 다음 켜기 버튼과 함수 발생기를 눌러 FUS 치료를 시작합니다.마이크로 거품이 맑게 하는 것을 허용하기 위하여 5 분을 가진 지구 당 이것을 두번 반복하십시오. 함수 발생기의 켜기 버튼을 다시 누르면 주입 펌프가 2분에 멈출 때 FUS 처리가 중지됩니다. 마이크로 기포가 제거될 때까지 5분 동안 기다린 다음 주입과 두 번째 FUS 치료를 시작합니다.두 번째 FUS 치료 직후, gadobutrol 조영제와 관심있는 제제를 주입하십시오. 모든 약제의 총 공급량은 킬로그램당 5밀리리터를 초과해서는 안 됩니다. BBB 개구부를 확인하려면 동물을 정확히 같은 위치에 있는 MRI 침대에 다시 눕히고 마취 라인을 연결합니다.BBB 개방 영역에서 gadobutrol MRI 향상을 확인하기 위해 사전 스캔 이미지와 동일한 이미징 매개변수로 MRI 사후 스캔을 수집합니다. 이 프로토콜은 저전력 침수 변환기와 고출력 집속 초음파 변환기를 모두 사용하여 국소 혈액 뇌 장벽 개방을 유도하는 데 사용되었습니다. 첫째, 저전력 침수 변환기는 전방 또는 내측 뇌 반구를 대상으로 했습니다.동물은 관류를 사용하거나 사용하지 않고 희생되었으며 BBB 개구부는 Evans blue dye 자동 형광을 통해 시각화되었습니다. 이후의 실험에서, FUS 트랜스듀서는 해마 또는 전대상피질(anterior cingulate cortex)을 표적으로 삼았습니다. Evans 블루 염료 외에도 MRI 조영제 gadobutrol을 사용하여 VIVO에서 BBB의 표적 개방을 확인했습니다.동물을 제물로 바친 후 Evans blue dye 자동 형광으로 개방 위치를 확인했습니다. 이 기술이 표적 유전자 전달에 사용될 수 있는지 여부를 평가하기 위해 녹색 형광 단백질과 가도부트롤 조영제를 발현하는 AAV nine을 해마에서 혈액 뇌 장벽이 열린 직후 주입했습니다. 동물은 가도부트롤 대비로 개구부를 확인하기 위해 이미지화되었습니다.그런 다음, GFP 발현에 의해 유전자 전달을 확인하였다. 이 프로토콜은 MRI 유도 초점 초음파 매개 혈액-뇌 장벽 개방에 대한 벤치탑 접근 방식을 제공하며, 정위 수술에 대한 비침습적 중개 대안을 제공하기 위해 다른 실험실에서 쉽게 적용할 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

혈액 - 뇌 장벽 (BBB)​​의 Microbubble-매개 집중 초음파 장애는 두뇌의 비침습 타겟 약물 전달을위한 유망...

쥐 모델에서 Transcranial 집중 초음파를 사용하여 혈액 - 뇌 장벽의 MRI를 유도 장애

이 비디오는 마이크로 버블 매개 집속 초음파(FUS)를 사용하여 일시적인 개구부를 만들어 혈액뇌장벽(BBB)을 일시적으로 파괴하는 방법을 설명합니다. 이러한 일시적인 국소 BBB 개구부는 결국 더 큰 크기의 약물 분자를 뇌 실질로 직접 전달하는 데 사용될 수 있습니다.

Focus Ultrasound based microbubble mediated Blood-Brain Barrier Opening: A technique to create localized transient openings in mouse by sosoporation(초음파 기반 마이크로버블 매개 혈액-뇌 장벽 개구부: 초음파 처리에 의한 마우스의 혈액-뇌 장벽에 국부적인 일시적인 개구부를 생성하는 기술)

혈액-뇌 장벽 (BBB) 일시적으로 마이크로 버블 매개 집중 초음파로 중단 될 수 있습니다 (FUS). 여기서는 비초음파 전문가가 액세스할 수 있는 모듈식 FUS 시스템을 사용하여 생체 내 고처리량 BBB 개방을 위한 단계별 프로토콜을 설명합니다.

설치류의 혈액 뇌 장벽 개방을 위한 고처리량 이미지 유도 입체 신경 탐색 및 집중 초음파 시스템

이 프로토콜은 집속 초음파 혈액 뇌 장벽(BBB) 개방, 결과 유전자 발현 평가 및 조직학적 검사를 통한 화학 유전 수용체의 신경 조절 활성 측정을 통해 유전자 전달에 필요한 단계를 설명합니다.

뇌 구조를 표적으로 삼고 화학 유전 학적 신경 조절을 평가하기위한 집중 초음파 유도 혈액 뇌 장벽 개방

이 연구는 자기공명영상(MRI)과 저강도 펄스 집속 초음파(FUS) 프로토콜을 결합한 방법을 설명하며, 경정맥 카테터 삽입이 있는 살아있는 쥐를 활용하여 혈액뇌장벽(BBB) 개구부를 모니터링합니다.

Monitoring Blood-Brain Barrier Opening in Rats with a Preclinical Focused Ultrasound System

기술은 광범위하게 microbubbles와 초음파를 사용하여 마우스의 혈액 - 뇌 장벽을 여는 대해 설명되어 있습니다. 이 기법을 사용하여, 망간은 마우스 뇌에 관리할 수 있습니다. 망간은 depolarized 뉴런에 축적 MRI 대비 에이전트이기 때문에, 이러한 방식의 연결 활동의 이미징을 가능하게합니다.

초음파 혈액 - 뇌 장벽 파괴 및 망간 향상된 MRI를 사용하여 기능성 Neuroimaging

stereotaxic 좌표를 사용하여 excitotoxin의 주입에 의한 특정 뇌 영역의 타겟으로 절제 (들)은 설명되어 있습니다. 이 기술은 또한 쥐의 두뇌로 다른 화학 물질의 주입을 위해 적응 수 있습니다.

성인 쥐의 특정 두뇌 영역의 Excitotoxic 병변에 대한 Stereotaxic 외과

이 절차의 전반적인 목표는 비보에 허 혈 성 뇌졸중의 쥐 모델에서 뇌혈관 장애의 평가 대 한 높은 재현 기법을 제공 하는입니다.

허 혈 성 뇌졸중의 쥐 모델에서 뇌혈관 장애의 비보에 평가

선물이 추가 neurodegeneration 기본 초기 이벤트에 대 한 통찰력을 제공할 수 설립된 전 비보 두뇌 기술에 기반 한 메서드가 vivo에서 그리고 생체 외에서 실험의 장점이 결합. 또한, 같은 해 부 비행기에서 치료 및 치료 그룹의 직접 비교를 위한 독특한 기회를 나타냅니다.

Neurodegeneration Ex Vivo 쥐 두뇌 분할 영역을 사용 하 여 기본 이벤트를 공부 하는 양자 택일 접근

여기에 우리가 현재에 cellulo BBB (혈액 뇌 장벽)의 설정을 설명 하는 프로토콜-Minibrain 폴리에스터 다공성 막 문화 인간의 BBB에 걸쳐 생체 또는 전염 성 요원의 전송 평가 시스템 삽입 및 그들의 이웃 뇌 세포에 생리 적 영향입니다.

병원 체 또는 의약품 및 두뇌와 그들의 상호 작용에 의해 장벽 횡단 연구를 인간의 혈액-뇌 인터페이스 모델

학습하세요 쥐 모델에서 집중 초음파와 마이크로버블을 이용한 비침습적 혈액뇌장벽 개방 기법을. MRI 유무에 관계없이 정확한 약물 전달이 가능하며 신경과학 연구에 활용됩니다.

쥐 모델에서 집중 초음파를 사용하여 위치 특정 혈액 뇌 장벽 개방에 대한 벤치 탑 접근

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