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Imagem Intravital da Expressão de Proteínas Fluorescentes em Camundongos com Traumatismo Cranioencefálico de Crânio Fechado e Janela Craniana Usando um Microscópio de Dois Fótons

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DOI:

10.3791/64701

21 de abril de 2023

Neste artigo

Resumo

Este estudo demonstra a entrega de um traumatismo cranioencefálico repetitivo em camundongos e o implante simultâneo de uma janela craniana para posterior imagem intravital de um EGFP expresso por neurônio usando microscopia de dois fótons.

Resumo

O objetivo deste protocolo é demonstrar como visualizar longitudinalmente a expressão e localização de uma proteína de interesse dentro de tipos celulares específicos do cérebro de um animal, mediante exposição a estímulos exógenos. Aqui, a administração de um traumatismo cranioencefálico (TCE) fechado e o implante simultâneo de uma janela craniana para subsequentes imagens intravitais longitudinais em camundongos são mostrados. Camundongos são injetados intracranialmente com um vírus adenoassociado (AAV) expressando proteína fluorescente verde aumentada (EGFP) sob um promotor neuronal específico. Após 2 a 4 semanas, os camundongos são submetidos a um TCE repetitivo usando um dispositivo de queda de peso sobre o local de injeção do AAV. Dentro da mesma sessão cirúrgica, os camundongos são implantados com um cabeçote de metal e, em seguida, uma janela craniana de vidro sobre o local do TCE. A expressão e a localização celular do EGFP são examinadas usando um microscópio de dois fótons na mesma região cerebral exposta a trauma ao longo de meses.

Introdução

O traumatismo cranioencefálico (TCE), que pode resultar de lesões esportivas, colisões de veículos e combates militares, é um problema de saúde mundial. O TCE pode levar a déficits fisiológicos, cognitivos e comportamentais, além de incapacidade ou mortalidadeao longo da vida 1,2. A gravidade do TCE pode ser classificada em leve, moderada e grave, sendo a grande maioria TCE leve (75%-90%)3. É cada vez mais reconhecido que o TCE, particularmente as ocorrências repetitivas de TCE, pode promover degeneração neuronal e servir como fatores de risco para várias doenças neurodegenerativas, inc....

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Protocolo

Todos os protocolos relacionados aos animais foram conduzidos de acordo com o Guide for the Care and Use of Laboratory Animals publicado pelo Comitê do National Research Council (US). Os protocolos foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da University of Massachusetts Chan Medical School (UMMS) (Permit Number 202100057). Resumidamente, como mostra o esquema do estudo (Figura 1), o animal recebe uma injeção viral, um TCE, um implante de janela e, em seguida, imagens intravitais em uma sequência temporal.

NOTA: Os termos comerciais foram removidos. Consulte a Tabela de Mater....

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Resultados

Como prova de conceito para este protocolo, partículas virais expressando AAV-Syn1-EGFP foram injetadas no córtex cerebral de camundongos machos TDP-43 Q331K/Q331K (fundo C57BL/6J)19 com a idade de 3 meses. Nota-se que animais selvagens C57BL/6J também podem ser usados, no entanto, este estudo foi realizado em camundongos TDP-43 Q331K/Q331K porque o laboratório é focado na pesquisa de doenças neurodegenerativas. Uma cirurgia de TCE foi realizada 4 semanas após a injeção de AA.......

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Discussão

Neste estudo, a injeção de AAV, a administração de TCE e um cabeçote com implante de janela craniana foram combinados para análise de imagem longitudinal de neurônios marcados com EGFP dentro do córtex cerebral de camundongos (camadas IV e V) para observar os efeitos do TCE nos neurônios corticais. Este estudo observa que o local do TCE aqui escolhido, acima do hipocampo, fornece uma superfície relativamente plana e ampla para a implantação da janela craniana. Por outro lado, o crânio é relativamente estreito anteriormen.......

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Divulgações

Não são declarados conflitos de interesse.

Agradecimentos

Agradecemos ao Dr. Miguel Sena-Esteves, da University of Massachusetts Chan Medical School, por presentear o vírus AAV(PHP.eB)-Syn1-EGFP, e a Debra Cameron, da University of Massachusetts Chan Medical School, por desenhar o esboço do crânio de camundongos. Agradecemos também aos membros atuais e passados dos laboratórios Bosco, Schafer e Henninger por suas sugestões e apoio. Este trabalho foi financiado pelo Departamento de Defesa (W81XWH202071/PRARP) para DAB, DS e NH.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Escovas aplicadoras de precisão ajustávelParkellS379
BD seringa de insulinaBDNDC/HRI #08290-3284-385/16 "x 31G
BetadinePurdueNDC67618-151-17incluindo 7,5% de iodopovidona
BuprenorfinaPAR FarmacêuticaNDC 42023-179-05
CefazolinaHIKMA FarmacêuticaNDC 0143-9924-90
Prato de mistura de cerâmicaParkellSKU: S387Para preparação de cimento dentário
Aplicadores com ponta de algodãoZOROcatlog #: G9531702
CatalisadorParkellS371nome completo: "C" Universal TBB Catalisador
Pó de cimento dentalParkellS396Radiopaco L-Powder para C & B Metabond
broca dentalForedomH.MH-130
controlador de broca dentalForedomHP4-310
dexametasonaPhoenixNDC 57319-519-05
EF4 broca de carbonetoMicrocopyLote # C150113cabeça Dia/Lgth/mm 1.0/4.2
EthonalFisher Scientific04355223EA75%
FG1/4 broca de carbonetoMicrocopyLot# C150413Head Dia/Lgth/mm 0.5/0.4
FG4 broca de carbonetoMicrocopyLot# C150309Head Dia/Lgth/mm 1.4/1.1
HeadpostN/AN/Afabricado sob medida
CWETC-1000 Mouseequipado com o instrumento estereotáxico e usado durante a cirurgia
cirúrgica Manta de aquecimentoCVS farmáciaE12107dispositivo de aquecimento extra e ser usado após a cirurgia
IsofluranoPivetalNDC 46066-755-03
Câmara de indução de isofluranoVetequip89012-688câmara de indução para curto
Máquina de volatilização de isofluranoVetequip911103
Suporte da máquina de volatilização de isofluranoVetequip901801
Microscópio cirúrgico LeicaLeica10450243
Pomada oftálmica lubrificantePicetalNDC 46066-753-55
Caneta marcadoraDelascoSMP-BK
MeloxicamNorbrookNDC 55529-040-10
Bomba de microinjeção e seu controladorWorld Precision Instrumentsmicro4 e UMP3
Seringa de microlitroHamiltonHamilton 800141701 RN, 10 μ Calibre L para seringa e calibre 32 para agulha, 2 pol, estilo de ponta 3
pinças de mosquitoCAROLINAItem #: 625314Aço inoxidável, curvo, 5 pol
Agente depilatórioMcKesson CorporationN / ANair Hair Aloe & amp Microscópio de Loção de Depilação de Lanolina
1NikonSMZ745Microscópio Nikon para preparação de janela craniana
Microscópio 2ZeissLSM 7 MPde dois fótons
Laser multifotônicoCoherentChameleon Ultra II, Modelo: MRU X1, VERDI Laser de 18Wpara microscopia de dois fótons
Sutura cirúrgica não absorvívelHarvard Apparatuscatlog# 59-68606-0, com agulha redonda
Adesivo óptico Norland 81Norland ProductsNOA 81
Sem-Snag Agulha TitularCAROLINAItem #: 567912
Base rápida líquidaParkellS398"B" Base rápida para C & B Metabond
Tesoura regular 1Eurostateurostat es5-300
Tesoura regular 2World Precision InstrumentsNo. 501759-G
Vidro de cobertura redondo 1Instrumentos WarnerCS-5R Cat# 64-0700para 5 mm de diâmetro
Vidro de cobertura redondo 2Instrumentos WarnerCS-3R Cat# 64-0720para 3 mm de diâmetro
Anéisde borrachaOrings-OnlineItem # OO-014-70-50O-Rings
SalineBioworldL19102411PR
Tesoura de mola 1World Precision InstrumentsNo. 91500-09ponta reta
Tesoura de mola 2World Precision InstrumentsNo. 91501-09ponta curva
Plataforma estereotáxicaKOPFModelo 900LS
Super colaHenkel Item #: Paquímetro cirúrgico 1647358
World Precision InstrumentsNo. 501200
Pinça cirúrgica 1CIÊNCIAS DE MICROSCOPIA ELETRÔNICACatlog# 0508-5/45-POestilo 5/45,
pinça cirúrgica curva 2CIÊNCIAS DE MICROSCOPIA ELETRÔNICAcatlog# 0103-5-POestilo 5,
pinça cirúrgica reta 3CIÊNCIASDE MICROSCOPIA ELETRÔNICAcatlog# 72912
Pinça cirúrgica 4CIÊNCIAS DE MICROSCOPIA ELETRÔNICACatlog# 0508-5/45-POestilo 5/45, curvado
Gaze cirúrgicaZOROcatlog #: G0593801
Lâmpada cirúrgicaLeicaLeica KL300 LED
UV boxSpectrolinkerXL-1000também chamada de reticulador UV
VaporguardVetequip931401
Adesivo de Tecido Vetbond3M Número da peça para cuidados com animais:014006
Aparelho de aquecimento microscópio

Referências

  1. Bowman, K., Matney, C., Berwick, D. M. Improving traumatic brain injury care and research: a report from the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. JAMA. 327 (5), 419-420 (2022).
  2. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Tra....

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Etiquetas

Microscopia de Dois F tonsExpress o de EGFPV rus AdenoassociadoPromotor NeuronalImagem Cerebral LongitudinalCirurgia Cerebral em Camundongos

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