Methodenartikel

Pentylenetetrazole-geïnduceerde aanmaakhout muismodel

35K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/56573

⸱

12 juni 2018

 , 
1Synaptic Plasticity Project, Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol beschrijft een methode van chemische aanmaakhout met pentylenetetrazole en biedt een muismodel van epilepsie. Dit protocol kan ook gebruikt worden om te onderzoeken kwetsbaarheid voor inbeslagneming inductie en pathogenese na epileptische aanvallen bij muizen.

Samenvatting

Pentylenetetrazole (PTZ) is een GABA-A receptor antagonist. Een intraperitoneale injectie van PTZ in een dier induceert een acute, ernstige beslaglegging bij een hoge dosis, overwegende dat opeenvolgende injecties van een subconvulsive dosis hebben ingezet voor de ontwikkeling van chemische aanmaakhout, een model van de epilepsie. Een enkele lage dosis injectie van PTZ induceert een milde beslag zonder Geschudek. Echter, repetitieve lage dosis injecties van PTZ verlagen de drempel om op te roepen een convulsive inbeslagneming. Ten slotte, continue lage dosis beheer van PTZ induceert een ernstige tonic-klonische inbeslagneming. Deze methode is eenvoudig en breed inzetbaar te onderzoeken de pathofysiologie van epilepsie, die is gedefinieerd als een chronische ziekte waarbij steeds terugkerende aanvallen. Deze chemische stof aanmaakhout protocol veroorzaakt herhaalde aanvallen in dieren. Met deze methode, de kwetsbaarheid voor aanvallen PTZ-gemedieerde of de mate van verergering van de epileptische aanvallen werd geschat. Deze voordelen hebben geleid tot het gebruik van deze methode voor het screenen van de anti-epileptische geneesmiddelen en epilepsie-gerelateerde genen. Bovendien is deze methode hanteert voor het onderzoeken van neuronale schade na epileptische aanvallen omdat histologische wijzigingen waargenomen in de hersenen van epileptische patiënten worden ook in de hersenen van dieren chemische-ontstoken weergegeven. Dit protocol is dus nuttig voor gemakkelijk het produceren van dierlijke modellen van epilepsie.

Inleiding

Epilepsie is een chronische neurologische aandoening die wordt gekenmerkt door terugkerende aanvallen en ongeveer 1% van de mensen beïnvloedt. De onderliggende mechanismen van epileptogenese en inbeslagneming generatie bij epilepsie patiënten kunnen niet volledig worden verduidelijkt in klinische studies. Daarom is een passende diermodel vereist voor de studie van epilepsie1.

Een scala aan dierlijke modellen van epilepsie zijn gebruikt om de onderzoeken van de Fysiologie van epilepsie en anti-epileptische geneesmiddelen2,3. Onder deze modellen is farmacologische inbeslagneming inductie een gemeenschappelijke methode gebruikt voor het genereren van een dierlijk model voor het onderzoek van de pathologie van epilepsie4. Deze methode is goedkoop en eenvoudig. Elektrode-gemedieerde aanmaakhout is ook een veelgebruikte methode, maar de kosten van deze procedure zijn hoger, en de methode vereist chirurgische en elektrische vaardigheden voor het opwekken van herhaalde aanvallen5.

Farmacologische inductie is ook voordelig, omdat de timing en het aantal vangsten zijn gemakkelijk gecontroleerd. Genetische Muismodellen die spontane aanvallen vertonen worden ook gebruikt in de studie van epilepsie. Voorspellen wanneer en hoe vaak de aanvallen zich in deze genetische modellen voordoen kunnen echter niet onmogelijk6. Een systeem voor gezondheidsmonitoring dient te observeren de epileptische gedrag van genetisch gemodificeerde muizen6.

Kainic zuur, pilocarpine en pentylenetetrazole (PTZ) worden veel gebruikt als beslaglegging-inducerende drugs7. Kainic acid is een agonist voor glutamaat receptoren, en pilocarpine activeert cholinerge receptoren. PTZ is een gamma-aminoboterzuur (GABA)-een receptor antagonist8. PTZ onderdrukt de functie van inhiberende synapsen, wat leidt tot verhoogde Neuronale activiteit. Deze verordening veroorzaakt gegeneraliseerde aanvallen bij dieren9. Een enkele injectie van kainic zuur en pilocarpine kan veroorzaken acute aanvallen, met name status epilepticus (SE)10,11 en kainic zuur - of pilocarpine-gemedieerde SE bevordert chronische spontane en terugkerende aanvallen12 , 13. electroencephalographic (EEG) opnamen en gedragsanalyse hebben aangegeven dat spontane recidiverende aanvallen per maand na een enkele injectie12,13in acht worden genomen. Een enkele injectie van een convulsive dosis van PTZ induceert ook acute inbeslagneming. Chronische spontane aanvallen na een enkele injectie van PTZ zijn echter moeilijk te bevorderen. Chronische toediening van PTZ is vereist voor het opwekken van herhaalde aanvallen14. De generatie van herhaalde aanvallen is in beide methoden, kunnen voor het opwekken van een pathologie meer vergelijkbaar met die van menselijke epilepsie dan de generatie van acute aanvallen. In het geval van PTZ, elke injectie roept een inbeslagneming en inbeslagneming Ernst ernstiger op een stapsgewijze manier met elke injectie. Tot slot, een enkele lage dosis PTZ injectie induceert een ernstige tonic-klonische inbeslagneming. In deze fase roept elke injectie ernstige aanvallen. Daarnaast wijzigen de inbeslagneming latentie en de duur ook in de loop van de injecties. De latentie te tonic inbeslagneming wordt vaak korter in de laatste fase van het aanmaakhout15. Bovendien, verergering van de inbeslagneming wordt begeleid door een langdurige inbeslagneming duur16. Het onderzoeken van het moleculaire mechanisme voor regulering van de ernst van de inbeslagneming, is vertraging en duur handig voor het screenen van de anti-epileptische geneesmiddelen17,18,19.

Vangsten worden vaak veroorzaakt door een eenmalige systemische toediening van PTZ, en het herstel is erg snel, binnen 30 min4,5. Het aantal vangsten is dus meer beheersbaar in de PTZ-aanmaakhout-model. Echter heeft EEG toezicht aangegeven dat veralgemeende spikes kunnen worden gezien tot 12 h na inbeslagneming PTZ-gemedieerde20. Daarom moeten bij voorkeur dieren blijven onder observatie gedurende 24 uur na de inbeslagneming van Myoclone of tonische21 voor nauwkeuriger analyse van de aanmaakhout mechanismen.

De toediening van anti-epileptische geneesmiddelen, zoals ethosuximide, valproate, fenobarbital, vigabatrin en retigabine3, vóór of na de PTZ injectie vermindert de verergering van de inbeslagneming Ernst3,22, 23. Evenzo, knock-out muizen dat gebrek aan genen bij verergering van de inbeslagneming, zoals matrix metalloproteinase-924, FGF-2225 en neuritin26 betrokken, is aangetoond dat verminderde inbeslagneming Ernst vertonen na meerdere PTZ injecties. Bovendien, het observeren van histopathologische veranderingen na epileptische aanvallen is mogelijk met deze methode. Bij patiënten met temporaalkwab epilepsie zijn er typische histologische veranderingen in de hersenen, zoals mossy vezel kiemen27,28, abnormale submodule neuron migratie29, astrogliosis30, neuronale cel dood in de hippocampus31,32, en hippocampal sclerose33. Dergelijke veranderingen worden waargenomen bij epileptische model dieren. Onder de beschikbare methoden is PTZ-gemedieerde chemische aanmaakhout een goede, reproduceerbare en goedkope methode voor de productie van een dierlijk model van epilepsie. In een pilocarpine-gemedieerde SE model, inbeslagneming controle is moeilijk en veel muizen sterven of niet ontwikkelen van SE34. Sterfte en inbeslagneming ernst zijn daarentegen beter controleerbaar in de PTZ-model. Bovendien, PTZ is goedkoper dan kainic zuur, en vaardigheden in muis hersenoperatie zijn niet vereist voor de FDA.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle experimentele procedures werden goedgekeurd door het Animal Care en gebruik Comité van de Tokyo Metropolitan Instituut van medische wetenschap. Postnatale 8 - 16 weken oude muizen worden aanbevolen. Een ingeteelde stam is aanvaardbaar voor het experiment. C57BL/6 muizen meer resistent zijn tegen PTZ, overwegende dat de BALB/c en Zwitserse albino muizen zijn gevoeliger voor PTZ. C57BL/6 werden gebruikt in deze studie. Kwetsbaarheid voor PTZ hangt ook af van de leeftijd van de muis. In vergelijking met jongere muizen, zijn oudere muizen meer vuurvaste PTZ35. Het aantal proefdieren voor deze methode kan variëren, maar ten minste 6-10 dieren zijn vereist voor elke voorwaarde.

1. bereiding van PTZ

  1. Los 2 mg/mL PTZ in steriele 0,9% (m/v) NaCl. PTZ voor te bereiden op de dag van gebruik.

2. injectie van PTZ

  1. Alle experimenten tussen 9:00 en 12:00 uur (middag) uit te voeren.
  2. Meten van het lichaamsgewicht van het dier.
  3. Plaats het dier in een kamer observatie voor gewenning.
  4. Berekenen van het volume van PTZ oplossing voor de injectie op basis van het lichaamsgewicht van het dier en de vooraf bepaalde injectie dosis gedurende de gewenning (3 min).
    Opmerking: bijvoorbeeld als 35 mg/kg PTZ wordt gebruikt, 0,875 mg PTZ is vereist voor een muis met een gewicht van 25 gram (35 mg / kg x 0,025 kg = 0.875 mg). Daarom, 437.5 μL van een PTZ-oplossing van 2 mg/mL moet worden geïnjecteerd (0.875 mg/2 mg / mL = 0.4375 mL). De dosis van de injectie van PTZ is afhankelijk van het genotype van de muis en de stam. Voor wild-type C57BL/6 muizen, wordt een dosis van 30-35 mg PTZ/kg lichaamsgewicht aanbevolen voor de eerste proef. Gevoeligheid voor PTZ hangt af van de muis gebruikte stam36,37. De injectie dosering varieert afhankelijk van het doel van het experiment.
  5. PTZ intraperitoneally injecteren met een spuit van 1 mL gekoppeld aan een 27-gauge naald in de kwadrant links of rechts van de buik van het dier. Vermijd injecteren op de middellijn.
    1. Vermijd herhaalde injecties op dezelfde plaats.
  6. Dierlijke gedrag gedurende 30 minuten na toediening van de PTZ (figuur 1A), observeren en classificeren en score van de abnormaal gedrag, zoals hieronder getoond. Indien mogelijk, houden de dieren onder observatie voor 24 h, of ten minste een extra 6-10 h na injectie, vooral wanneer de inbeslagneming Ernst score 3 bereikt of hoger.
    1. Opmerking een milde aanvallen of gedragsveranderingen in de dieren buiten de observatieperiode van 30-min. Dit verlengd observatie periode kan betrekking hebben op een bijzonder belangrijk en volledige effect van een subconvulsive dosis van PTZ in de generatie van chronische niet-uitgelokte aanvallen bij epilepsie.
    2. Daarnaast maatregel de duur van de inbeslagneming van elke waargenomen inbeslagneming als wijzigingen in de duur van de inbeslagneming betrekking hebben op de ernst van de inbeslagneming. Bovendien, de latentie eerste beslag na de PTZ-injectie is een andere belangrijke maatregel om te verzamelen. Toezicht op de inbeslagneming frequentie, de duur en de latentie is essentieel voor alle moleculaire studies die na inbeslagneming.
  7. Injecteren PTZ om de andere dag (figuur 1A). Het aantal injecties, is afhankelijk van het doel van het experiment. Representatieve voorbeelden zijn als volgt.
    1. Voor het genereren van volledig opgelaaid eindigen dieren, zodra een dier ervaart een aanval met een score van 5 (tonic-klonische beslaglegging), de injectie binnen extra drie overheidsdiensten. In dit geval, verhoging van de injectie dosis als de score van de inbeslagneming niet voor drie opeenvolgende overheidsdiensten toeneemt. Elk dier krijgt een ander nummer en de dosis van PTZ injecties.
    2. Corrigeer het aantal en de dosis van PTZ injectie in elke aandoening te evalueren van de kwetsbaarheid voor PTZ, met inbegrip van evaluaties van de anti-epilepsie medicijnen en studies van het fenotype van de genetisch gemodificeerde muizen. Geven alle dieren hetzelfde aantal PTZ injecties; een totaal van 8 tot 12 injecties wordt aanbevolen. Als een dier sterft, moet de inbeslagneming score worden aangeduid als 6.
    3. Bepalen van de injectie dosis nodig om een hoge aanval (4 of 5) score voor 10 of meer injecties om te studeren de histopathologische veranderingen die optreden van epileptische aanvallen. In dit geval moet de totale injectie variëren van 25 tot 30. Vermindert de injectie dosis indien de inbeslagneming score 5 bereikt. Indien de inbeslagneming score 3 of lager daalt, verhoging van de dosis van de injectie.

3. inbeslagneming Score

  1. De dierlijke gedrag observeren en registreren van de scores.
    1. Classificeren en score van de epileptische gedrag als volgt38,39 (figuur 1B):
      0: normaal gedrag, geen afwijking.
      1: immobilisatie, liggend op de buik.
      2: hoofd knikken, facial, voorpoot of stuk myoclonus.
      3: continu gehele lichaam myoclonus, myoclonische schokken, staart pestbestrijder opgehouden.
      4: fokken, tonische inbeslagneming, vallen op zijn kant.
      5: tonic-klonische inbeslagneming, vallen op zijn rug, wilde rennen en springen.
      6: dood.
  2. Wijzig de gedrags criteria gebaseerd op de Racine score40, afhankelijk van de experimentele omstandigheden.

4. na inbeslagneming analyse

  1. Immunohistopathological analyse
    1. Perfusie fixatie
      1. Voorbereiding
        1. 4% (m/v) paraformaldehyde (PFA) ontbinden in 0,1 M fosfaatbuffer (pH 7.4). Verwarm de oplossing tot ongeveer 70 ° C met de toevoeging van een daling van 1 M NaOH (ongeveer 1 µL van 1 M NaOH voor 50 mL PFA oplossing).
        2. Bereiden van ijskoude 4% PFA en -fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS).
        3. Instellen van een peristaltische pomp, met een buis en naald. Ongeveer 20 mL water door de buis naar het leeghalen van residuen worden uitgevoerd. Dan het open uiteinde van de buis in ijskoude PBS te plaatsen.
      2. Transcardial perfusie en voorbereiding van de vaste hersenen
        1. Diep anesthetize de muis met isoflurane/50% ethanol van 50% in een kleine pot.
        2. Houd de muis in een liggende positie door de toppen van hun voorpoten en hindlimbs worden vastgehouden.
        3. Knip de ventral midline van de buik en het middenrif bloot.
        4. Snijdt het middenrif langs de ribben marge. Vervolgens snijd beide laterale zijden van de ribben en het lichaam. Knijp de xiphoid proces door de vergrendeling verlostang en evert van de ribbenkast. Het onderhouden van de positie van de xiphoid process door het vastzetten met een naald of knijpen het met een tang. Het hart bloot.
        5. De naald in het linkerventrikel invoegen en maak een snede in het juiste atrium met behulp van schaar. Let wel, niet te duwen de naald te ver in het hart, zoals het een interieur wand kan doorboren.
        6. Een gestage stroom van ijskoude PBS beginnen door de naald te wassen uit het bloed (ongeveer 15-20 mL/min).
        7. Wanneer het bloed uit het lichaam is gewist, verplaatst u de buis naar een 4% paraformaldehyde-oplossing (ongeveer 60 mL) zonder toevoeging van bubbels. Dan, stoppen de perfusie.
        8. Snijd de achterzijde nek en rug en afschilferen van de hoofdhuid en het dorsale deel van de schedel met het ontleden van de schaar.
        9. Snijd het premaxillary bot tussen de banen van het oog en het dorsale gedeelte van de schedel volledig te verwijderen.
        10. Een kloof ontstaan tussen de hersenen en het jugal bot van de posterieure zijde en snijd de trigeminus zenuwen en optic opticum onder de hersenen. Zorgvuldig verwijderen de hersenen en plaats het in een flesje met 4% PFA. Na het bevestigen van de hersenen bij 4 ° C voor 12-16 h.
    2. Hersenen segment voorbereiding
      1. De vaste hersenen aan 20% sacharose/PBS overdragen, totdat de hersenen in de oplossing zinkt te voorzien van cryoprotection.
      2. Snijd de vaste hersenen op basis van de vereiste segment richting en het vereiste deel van de hersenen.
      3. De cryomicrotome instellen Het mes zette in positie en onderhouden de microtoom fase bij een temperatuur tot-20 ° C.
      4. De voorgesneden hersenen in het werkgebied plaatst en jas van de hersenen met 20% sacharose/PBS. De oplossing van sacharose/PBS zal geleidelijk bevriezen, die betrekking hebben op de hersenen op het toneel, totdat de hersenen volledig in bevroren 20% sacharose/PBS ingesloten.
      5. Snijd de hersenen (30 µm dikte) door te schuiven van het mes door het weefsel. Breng de plakjes in PBS en houd ze bij 4 ° C.
    3. Fluorescerende immunohistochemistry
      1. Wassen van de nodige segmenten in 0,1% Triton X-100/PBS (PBST) gedurende 10 minuten, 3 keer bij kamertemperatuur (RT).
      2. De segmenten blokkeren door ze aan het broeden in PBST met 2% geit serum of 5% bovien serumalbumine (BSA) voor 1-2 h op RT.
      3. Incubeer de segmenten in een antilichaam-oplossing met de geschikte concentratie van primair antilichaam in PBST met 2% geit serum of 5% BSA voor 1 tot en met 7 overnachtingen bij 4 ° C.
      4. De segmenten in PBST wassen gedurende 10 minuten, 3 keer op RT.
      5. Incubeer de segmenten in een secundair antilichaam-oplossing met de geschikte concentratie van secundair antilichaam in PBST voor 1-2 h op RT, licht-beschermd.
      6. De segmenten in glas dia's Mount en bedek met montage medium en dekking glas.
      7. Observeer de plakjes met fluorescentie microscopie.
  2. Drie-kamer test
    1. Voorbereiding
      1. Bereiden van ten minste 2 2-6-maand-oude 129/Sv muizen van hetzelfde geslacht als de muizen onderwerp te zijn van de "Stranger muis." Koeien alle muizen in de kooi vóór de analyse. Voor elke trainingssessie, plaatst u de muisaanwijzer in de kooi en de muis voor 15 min te laat.
      2. Vóór elke gewenning fase met de muis onderwerp, schoon het gehele apparaat en beide kooien door te vegen van het oppervlak met 70% ethanol.
      3. Plaats de lege kooien in de kabinetten van de twee zijden van het apparaat 3-kamer en open de deuren tussen de kamers.
      4. Koeien de onderwerp-muis, plaatst u de muisaanwijzer van een onderwerp in de zaal van het centrum en de muis om te vrij verplaatsen gedurende het apparaat totdat de muis heeft onderzocht beide kooien, plus een extra 5 min. onderwerp dieren die kunnen worden bang van de kooi niet toestaan onderzoeken van de kooi voor 20 min en mag niet worden gebruikt voor deze analyse. Deze dieren vermijden de kooi en zelden komen dicht bij de kooi.
      5. Nadat het dier in de bedwelmingsruimte center beweegt, de deuren dicht en laat de muis zich vrij bewegen in de zaal centrum voor 5 min. Tijdens deze periode, zet u een van de 129/Sv muizen in een kooi naar koeien naar de kooi.
    2. Socialiteit analyse
      1. Deze analyse uitvoeren onmiddellijk na de periode van gewenning van de muis van het onderwerp.
      2. Plaats van de kooi met een muis 129/Sv, genoemd de "Stranger 1 kooi", in een van de side-kamers en plaats de lege kooi, genoemd de "Object kooi", in de andere kant-zaal.
      3. De deur openen en controleren van het gedrag van de muis van het onderwerp.
      4. Laat de muis onderwerp te verplaatsen vrij gedurende 10 minuten staan en neem de volgende gedrags parameters. Als de muis onderwerp bang voor de muis in de kooi van de vreemdeling 1, is zoals aangegeven door de muis te vermijden de vreemdeling 1 kooi en nog in de hoek van een van de kamers, moet het dier niet worden gebruikt voor de analyse.
        a) tijd doorgebracht in elke kamer, de vreemdeling 1 kamer, de kamer van het Object en center kamer.
        b) tijd besteed aan onderzoek naar elke kooi, de vreemdeling 1 kooi en de kooi van het Object. (De muis is geclassificeerd als onderzoeken van de kooi als de muis is snuiven of toughing de muis of kooi)
        c) het aantal ingangen in elke kamer (optioneel)
        d) totale afgelegde afstand (optioneel)
      5. Nadat de muis in de bedwelmingsruimte center beweegt, de deuren sluiten.
    3. Sociale nieuwigheid analyse
      1. Deze analyse onmiddellijk na de socialiteit analyse uitvoeren.
      2. Veeg beide kooien met 70% ethanol.
      3. Plaats een andere 129/Sv muis in een van de kooien, genoemd de "Stranger 2 cage" en plaats de vreemdeling 2 kooi in één van de kamers. Plaats de vreemdeling 1 muis in de andere kooi, genoemd de "Stranger 1 kooi", en plaats de vreemdeling 1 kooi in de andere kamer.
      4. De deur openen en controleren van het gedrag van de muis van het onderwerp.
      5. Toestaan dat de muis onderwerp naar vrij voor 10 min en meet dezelfde gedrags parameters beschreven voor de socialiteit analyse.
        Opmerking: De vreemdeling 1 en 2 van de vreemdeling muis moet willekeurig worden gekozen. De vreemdeling 1 kamer Object kamer zowel als vreemdeling 1 kamer en de vreemdeling 2 kamer moeten worden willekeurig bepaald.
  3. Contextuele vrees discriminatie
    1. Airconditioning
      1. Vóór elke proef conditionering, schoon het experimentele apparaat door te vegen van het oppervlak met 70% ethanol.
      2. Plaats van een muis in een apparaat van de airconditioning met specifieke voorwaarden (apparaat vorm, kleur van de muur, vloer materiaal, geur, verlichting en achtergrond lawaai volume moeten worden vooraf bepaald). De hier gebruikte apparatuur voor de conditionering was bijvoorbeeld een vierkante apparaat met helder plexiglas muren, een metalen raster vloer een ethanol geur, 100 lux helderheid en 65-dB achtergrond witte ruis.
      3. Voorwaarde van de muis door voet-schok met pseudo-willekeurige timing van 0.1-mA elektrische schokken voor 2 s x 3 keer in de loop van 5 min.
      4. Terug de muis naar de kooi na conditionering.
    2. Evaluatie geheugen
      1. Vóór elke beoordeling, schoon het experimentele apparaat door te vegen van het oppervlak met 70% ethanol.
      2. De volgende dag volgende conditioning, plaatst u de muisaanwijzer op het zelfde apparaat als schok voorwaarde en de bevriezing tijd meten in de loop van 5 min.
      3. Later dezelfde dag, plaatst u de muisaanwijzer in een nieuwe toestellen en meten van de bevriezing tijd tijdens een 5-min-beoordeling. Een driehoekige apparaat met witte plexiglas muren, vloer plaat, geen geur, 30 lux helderheid en 70-dB witte ruis werd hier gebruikt.
      4. Vergelijk de bevriezing tijd tussen de dezelfde voorwaarde en de nieuwe voorwaarde. De muizen met een normale geheugen capaciteit zal bevriezen meer in dezelfde staat dan in de nieuwe voorwaarde. Bevriezing is gedefinieerde immobiliteit van het dier voor meer dan 2 s.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Repetitieve injectie van PTZ induceert een verhoging van de ernst van de inbeslagneming. Zes C57BL/6 muizen werden behandeld met PTZ en een ander 6 muizen werden behandeld met zoutoplossing als een controlegroep. De PTZ-dosis was 35 mg/kg, en 10 injecties zijn toegediend. De inbeslagneming score geleidelijk verhoogd met PTZ injecties, terwijl geen vangsten of abnormale gedrag werden opgeroepen door zoute injecties (Figuur 2). ANOVA gevolgd door Bonferroni tes...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Hier presenteren we een breed toegankelijke protocol voor de oprichting van een farmacologische diermodel van epilepsie. Chemische aanmaakhout PTZ-gemedieerde heeft een lange geschiedenis en is een algemeen aanvaarde model voor de studie van de histopathologie en cellulaire pathologie van epilepsie41. De chemische aanmaakhout model van epilepsie is eerder onderzocht door Suzdak en Jansen, 199542. Farmacologische inbeslagneming inductie, vooral met PTZ, is een gemakkelijke e...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren geen belangenconflicten.

Dankbetuigingen

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door JSPS KAKENHI subsidie nummers 24700349, 24659093, 25293239, JP18H02536, en 17 K 07086, MEXT KAKENHI subsidie nummers 25110737 en 23110525, AMED Grant nummer JP18ek0109311, en de SENSHIN Medical Research Foundation en het Japan Epilepsie Research Foundation.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
PentylenetetrazoleSigma-AldrichP6500
NatriumchlorideMANAC7647-14-5
MuisCLEA JapanC57Bl/6NJcl, postnatal 8 weken, mannelijk
Spuit (1mL)TerumoSS-01T
Naald (27G x 3/4") (0,40 x 19 mm)TerumoNN-2719S
WeegschaalMettlerPE2000Dit artikel is een stopgezet product. Bijna equivalent aan FX-2000i met FXi-12-JA van A&D company.
ParaformaldehydeSigma-AldrichP6148
Natriumhydroxidenacalai tesque31511-05
Peristaltische pompATTOSJ1211
Sucrosenacalai tesque30404-45
MicrotoomYamatoREM-700Dit artikel is een stopgezet product. Bijna equivalent aan REM-710
MicrotoombladFeatherS35
Triton X-100Sigma-AldrichX-100
anti-synaptoporine antilichaamSynaptic systems102 002
anti-ZnT3 antilichaamSynaptic systems197 002
anti-doublecortinSanta Cruzsc-8066Dit artikel is een stopgezet product. We hebben het equivalente product (sc-271390) niet getest.
Apparatuur voor contextuele angstdiscriminatietestO'hara
Driekamer testapparaatMuromachi

Referenties

  1. Löscher, W., Brandt, C. Prevention or Modification of Epileptogenesis after Brain Insults: Experimental Approaches and Translational Research. Pharmacological Reviews. 62 (4), 668-700 (2010).
  2. Loscher, W. Animal Models of Seizures and Epilepsy: Past, Present, and Future Role for the Discovery of Antiseizure Drugs. Neurochem Res. , (2017).
  3. Löscher, W. Critical review of current animal models of seizures and epilepsy used in the discovery and development of new antiepileptic drugs. Seizure. 20 (5), 359-368 (2011).
  4. Kandratavicius, L., et al. Animal models of epilepsy: use and limitations. Neuropsychiatr Dis Treat. 10, 1693-1705 (2014).
  5. Pitkänen, A., Schwartzkroin, P. A., Moshé, S. L. Models of Seizures and Epilepsy. , Academic Press. xvii(2006).
  6. Yang, Y., Frankel, W. N. Genetic approaches to studying mouse models of human seizure disorders. Adv Exp Med Biol. 548, 1-11 (2004).
  7. Leite, J. P., Garcia-Cairasco, N., Cavalheiro, E. A. New insights from the use of pilocarpine and kainate models. Epilepsy Res. 50 (1-2), 93-103 (2002).
  8. Squires, R. F., Saederup, E., Crawley, J. N., Skolnick, P., Paul, S. M. Convulsant potencies of tetrazoles are highly correlated with actions on GABA/benzodiazepine/picrotoxin receptor complexes in brain. Life Sci. 35 (14), 1439-1444 (1984).
  9. Tourov, A., et al. Spike morphology in PTZ-induced generalized and cobalt-induced partial experimental epilepsy. Funct Neurol. 11 (5), 237-245 (1996).
  10. Furtado Mde, A., Braga, G. K., Oliveira, J. A., Del Vecchio, F., Garcia-Cairasco, N. Behavioral, morphologic, and electroencephalographic evaluation of seizures induced by intrahippocampal microinjection of pilocarpine. Epilepsia. 43, Suppl 5. 37-39 (2002).
  11. Hosford, D. A. Animal models of nonconvulsive status epilepticus. J Clin Neurophysiol. 16 (4), discussion 353 306-313 (1999).
  12. Medina-Ceja, L., Pardo-Pena, K., Ventura-Mejia, C. Evaluation of behavioral parameters and mortality in a model of temporal lobe epilepsy induced by intracerebroventricular pilocarpine administration. Neuroreport. , (2014).
  13. Bragin, A., Azizyan, A., Almajano, J., Wilson, C. L., Engel, J. Jr Analysis of chronic seizure onsets after intrahippocampal kainic acid injection in freely moving rats. Epilepsia. 46 (10), 1592-1598 (2005).
  14. Schmidt, J. Changes in seizure susceptibility in rats following chronic administration of pentylenetetrazol. Biomed Biochim Acta. 46 (4), 267-270 (1987).
  15. Angelatou, F., Pagonopoulou, O., Kostopoulos, G. Changes in seizure latency correlate with alterations in A1 adenosine receptor binding during daily repeated pentylentetrazol-induced convulsions in different mouse brain areas. Neuroscience Letters. 132 (2), 203-206 (1991).
  16. Löscher, W. Animal models of epilepsy for the development of antiepileptogenic and disease-modifying drugs. A comparison of the pharmacology of kindling and post-status epilepticus models of temporal lobe epilepsy. Epilepsy Research. 50 (1), 105-123 (2002).
  17. Ilhan, A., Iraz, M., Kamisli, S., Yigitoglu, R. Pentylenetetrazol-induced kindling seizure attenuated by Ginkgo biloba extract (EGb 761) in mice. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 30 (8), 1504-1510 (2006).
  18. Emami, S., Kebriaeezadeh, A., Ahangar, N., Khorasani, R. Imidazolylchromanone oxime ethers as potential anticonvulsant agents: Anticonvulsive evaluation in PTZ-kindling model of epilepsy and SAR study. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 21 (2), 655-659 (2011).
  19. Klitgaard, H. Levetiracetam: The Preclinical Profile of a New Class of Antiepileptic Drugs? Epilepsia. 42, 13-18 (2001).
  20. Kellinghaus, C., et al. Dissociation between in vitro and in vivo epileptogenicity in a rat model of cortical dysplasia. Epileptic Disord. 9 (1), 11-19 (2007).
  21. Koutroumanidou, E., et al. Increased seizure latency and decreased severity of pentylenetetrazol-induced seizures in mice after essential oil administration. Epilepsy Res Treat. 2013, 532657(2013).
  22. Krall, R. L., Penry, J. K., White, B. G., Kupferberg, H. J., Swinyard, E. A. Antiepileptic drug development: II. Anticonvulsant drug screening. Epilepsia. 19 (4), 409-428 (1978).
  23. White, H. S. Preclinical development of antiepileptic drugs: past, present, and future directions. Epilepsia. 44, Suppl 7. 2-8 (2003).
  24. Mizoguchi, H., et al. Matrix metalloproteinase-9 contributes to kindled seizure development in pentylenetetrazole-treated mice by converting pro-BDNF to mature BDNF in the hippocampus. J Neurosci. 31 (36), 12963-12971 (2011).
  25. Lee, C. H., Umemori, H. Suppression of epileptogenesis-associated changes in response to seizures in FGF22-deficient mice. Front Cell Neurosci. 7, 43(2013).
  26. Shimada, T., Yoshida, T., Yamagata, K. Neuritin Mediates Activity-Dependent Axonal Branch Formation in Part via FGF Signaling. J Neurosci. 36 (16), 4534-4548 (2016).
  27. Parent, J. M., et al. Dentate granule cell neurogenesis is increased by seizures and contributes to aberrant network reorganization in the adult rat hippocampus. J Neurosci. 17 (10), 3727-3738 (1997).
  28. Sutula, T., He, X. X., Cavazos, J., Scott, G. Synaptic reorganization in the hippocampus induced by abnormal functional activity. Science. 239 (4844), 1147-1150 (1988).
  29. Parent, J. M., Elliott, R. C., Pleasure, S. J., Barbaro, N. M., Lowenstein, D. H. Aberrant seizure-induced neurogenesis in experimental temporal lobe epilepsy. Ann Neurol. 59 (1), 81-91 (2006).
  30. Sofroniew, M. V. Molecular dissection of reactive astrogliosis and glial scar formation. Trends Neurosci. 32 (12), 638-647 (2009).
  31. Arzimanoglou, A., et al. Epilepsy and neuroprotection: an illustrated review. Epileptic Disord. 4 (3), 173-182 (2002).
  32. Represa, A., Niquet, J., Pollard, H., Ben-Ari, Y. Cell death, gliosis, and synaptic remodeling in the hippocampus of epileptic rats. Journal of Neurobiology. 26 (3), 413-425 (1995).
  33. Blumcke, I. Neuropathology of focal epilepsies: a critical review. Epilepsy Behav. 15 (1), 34-39 (2009).
  34. Buckmaster, P. S., Haney, M. M. Factors affecting outcomes of pilocarpine treatment in a mouse model of temporal lobe epilepsy. Epilepsy Res. 102 (3), 153-159 (2012).
  35. Nokubo, M., et al. Age-dependent increase in the threshold for pentylenetetrazole induced maximal seizure in mice. Life Sci. 38 (22), 1999-2007 (1986).
  36. Ferraro, T. N., et al. Mapping Loci for Pentylenetetrazol-Induced Seizure Susceptibility in Mice. The Journal of Neuroscience. 19 (16), 6733-6739 (1999).
  37. Kosobud, A. E., Cross, S. J., Crabbe, J. C. Neural sensitivity to pentylenetetrazol convulsions in inbred and selectively bred mice. Brain Res. 592 (1-2), 122-128 (1992).
  38. Shimada, T., Takemiya, T., Sugiura, H., Yamagata, K. Role of Inflammatory Mediators in the Pathogenesis of Epilepsy. Mediators of Inflammation. 2014, 1-8 (2014).
  39. Itoh, K., et al. Magnetic resonance and biochemical studies during pentylenetetrazole-kindling development: the relationship between nitric oxide, neuronal nitric oxide synthase and seizures. Neuroscience. 129 (3), 757-766 (2004).
  40. Racine, R. J. Modification of seizure activity by electrical stimulation. II. Motor seizure. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 32 (3), 281-294 (1972).
  41. Bialer, M., White, H. S. Key factors in the discovery and development of new antiepileptic drugs. Nat Rev Drug Discov. 9 (1), 68-82 (2010).
  42. Suzdak, P. D., Jansen, J. A. A review of the preclinical pharmacology of tiagabine: a potent and selective anticonvulsant GABA uptake inhibitor. Epilepsia. 36 (6), 612-626 (1995).
  43. Seyfried, T. N., Glaser, G. H. A review of mouse mutants as genetic models of epilepsy. Epilepsia. 26 (2), 143-150 (1985).
  44. Upton, N., Stratton, S. Recent developments from genetic mouse models of seizures. Current Opinion in Pharmacology. 3 (1), 19-26 (2003).
  45. Rao, M. S., Hattiangady, B., Reddy, D. S., Shetty, A. K. Hippocampal neurodegeneration, spontaneous seizures, and mossy fiber sprouting in the F344 rat model of temporal lobe epilepsy. J Neurosci Res. 83 (6), 1088-1105 (2006).
  46. Hellier, J. L., Patrylo, P. R., Buckmaster, P. S., Dudek, F. E. Recurrent spontaneous motor seizures after repeated low-dose systemic treatment with kainate: assessment of a rat model of temporal lobe epilepsy. Epilepsy Res. 31 (1), 73-84 (1998).
  47. Turski, L., et al. Seizures produced by pilocarpine: neuropathological sequelae and activity of glutamate decarboxylase in the rat forebrain. Brain Res. 398 (1), 37-48 (1986).
  48. Itoh, K., Watanabe, M. Paradoxical facilitation of pentylenetetrazole-induced convulsion susceptibility in mice lacking neuronal nitric oxide synthase. Neuroscience. 159 (2), 735-743 (2009).
  49. Deng, Y., Wang, M., Wang, W., Ma, C., He, N. Comparison and Effects of Acute Lamotrigine Treatment on Extracellular Excitatory Amino Acids in the Hippocampus of PTZ-Kindled Epileptic and PTZ-Induced Status Epilepticus Rats. Neurochemical Research. 38 (3), 504-511 (2013).
  50. Kupferberg, H. Animal models used in the screening of antiepileptic drugs. Epilepsia. 42, Suppl 4. 7-12 (2001).
  51. Berg, A. T., Plioplys, S. Epilepsy and autism: is there a special relationship? Epilepsy Behav. 23 (3), 193-198 (2012).
  52. Robinson, S. J. Childhood epilepsy and autism spectrum disorders: psychiatric problems, phenotypic expression, and anticonvulsants. Neuropsychol Rev. 22 (3), 271-279 (2012).
  53. Tuchman, R. Autism and Cognition Within Epilepsy: Social Matters. Epilepsy Curr. 15 (4), 202-205 (2015).
  54. Takechi, K., Suemaru, K., Kiyoi, T., Tanaka, A., Araki, H. The alpha4beta2 nicotinic acetylcholine receptor modulates autism-like behavioral and motor abnormalities in pentylenetetrazol-kindled mice. Eur J Pharmacol. 775, 57-66 (2016).
  55. Abdel-Zaher, A. O., Farghaly, H. S. M., Farrag, M. M. Y., Abdel-Rahman, M. S., Abdel-Wahab, B. A. A potential mechanism for the ameliorative effect of thymoquinone on pentylenetetrazole-induced kindling and cognitive impairments in mice. Biomed Pharmacother. 88, 553-561 (2017).
  56. Jia, F., et al. Effects of histamine H(3) antagonists and donepezil on learning and mnemonic deficits induced by pentylenetetrazol kindling in weanling mice. Neuropharmacology. 50 (3), 404-411 (2006).
  57. Pahuja, M., Mehla, J., Reeta, K. H., Tripathi, M., Gupta, Y. K. Effect of Anacyclus pyrethrum on pentylenetetrazole-induced kindling, spatial memory, oxidative stress and rho-kinase II expression in mice. Neurochem Res. 38 (3), 547-556 (2013).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Pentylenetetrazool kindlingPTZ injectieinductie van epileptische aanvallenepilepsiemodelsocial novelty testcontextuele angsttestMorris water mazesprouting van hippocampale mosvezelsmigratie van korrelcellenneuropsychiatrische ontwikkelingsstoornissen

Gerelateerde artikelen