В этом отчете описаны методы создания модели височной эпилепсии на основе электрического растопления трансгенных мышей VGAT-Cre. Разожженные мыши VGAT-Cre могут быть полезны для определения причин эпилепсии и для скрининга новых методов лечения.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
В этом отчете описаны методы создания модели височной эпилепсии на основе электрического растопления трансгенных мышей VGAT-Cre. Разожженные мыши VGAT-Cre могут быть полезны для определения причин эпилепсии и для скрининга новых методов лечения.
Было обнаружено, что электрическое растопление мышей VGAT-Cre приводило к спонтанным двигательным и электрографическим припадкам. Недавняя статья была посвящена тому, как уникальные мыши VGAT-Cre использовались для развития спонтанных повторяющихся припадков (SRS) после разжигания, и вероятный механизм - вставка Cre в ген VGAT - нарушил его экспрессию и снизил ГАМКергический тонус. Настоящее исследование распространяет эти наблюдения на большую когорту мышей, уделяя особое внимание ключевым вопросам, таким как продолжительность SRS после растопки и влияние пола и возраста животного. В этом отчете описываются протоколы для следующих ключевых этапов: изготовление гарнитур с глубинными электродами гиппокампа для электростимуляции и считывания электроэнцефалограммы; операция по надежному закреплению гарнитуры на черепе мыши, чтобы она не отваливалась; и ключевые детали протокола электрического разжигания, такие как продолжительность импульса, частота поезда, продолжительность поезда и величина вводимого тока. Протокол растопки надежен тем, что он надежно приводит к эпилепсии у большинства мышей VGAT-Cre, предоставляя новую модель для тестирования новых противоэпилептогенных препаратов.
Эпилепсия является серьезным неврологическим расстройством со значительным экономическим и человеческим бременем. По оценкам NINDS, в мире насчитывается 3 миллиона американцев, страдающих эпилепсией. Примерно 0,6 миллиона из этих пациентов страдают височной эпилепсией (TLE)1. К сожалению, медикаментозное лечение TLE терпит неудачу у одной трети пациентов из-за неэффективности, развития лекарственной устойчивости или непереносимости побочных эффектов2. Очевидно, что существует значительная потребность в разработке новых методов лечения TLE, и этот вывод разделяют Комитет по фундаментальным наукам Американского общества эпилепсии, Рабочая группа Международной лиги по борьбе с эпилепсией по открытию доклинических лекарств от эпилепсии и Национальный консультативный совет по неврологическим расстройствам и инсульту 3,4.
Современные модели височной эпилепсии на животных используют либо химоконсудорожные препараты (например, каинат, пилокарпин), либо длительную электрическую стимуляцию, чтобы вызвать длительный эпилептический статус 5,6,7. Многие животные умирают во время процедуры (10-30% у крыс, до 90% у мышей8). Животные, которые выживают и развивают эпилепсию, демонстрируют обширную гибель нейронов по всему мозгу 9,10. Эта смерть вызывает каскад реакций, начиная с активации микроглии, астроцитов и проникающих моноцитов. Нейронные реакции включают реорганизацию цепей (например, прорастание мшистых волокон), рождение новых нейронов, которые не могут должным образом интегрироваться в цепи (например, эктопические гранулярные клетки), и внутренние изменения, которые приводят к гипервозбудимости (например, активация каналов Na+). Модель эпилепсии без значительной гибели нейронов облегчит поиск новых противоэпилептических препаратов.
При проверке ГАМК-гипотезы эпилепсии было обнаружено, что лечение мышей VGAT-Cre мягким протоколом электрического разжигания приводило к спонтанным моторным и электрографическим припадкам11. В целом, электрическая растопка грызунов не приводит к спонтанным припадкам, определяющим эпилепсию, хотя может, в случаях чрезмерного разжигания11. Мыши VGAT-Cre экспрессируют рекомбиназу Cre под контролем гена везикулярного переносчика ГАМК (VGAT), который специфически экспрессируется в ГАМКергических тормозных нейронах. Было обнаружено, что вставка Cre нарушает экспрессию VGAT на уровне мРНК и белка, тем самым ухудшая ГАМКергическую синаптическую передачу в гиппокампе. Был сделан вывод, что разожженные мыши VGAT-Cre могут быть полезны для изучения механизмов, участвующих в эпилептогенезе, и для скрининга новых терапевтических средств11. В настоящем докладе подробно описываются методы, использованные при создании модели.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Использование животных соответствовало рекомендациям COME12 и было одобрено Комитетом по уходу за животными и их использованию Университета Вирджинии.
1. Изготовление гарнитур с двумя биполярными электродами (рис. 1)

Рисунок 1: Основные этапы изготовления гарнитуры ЭЭГ. (A) Внешний вид электродов на различных этапах протокола (цифры на левом шаге совпадают). (B) Изображение конечного продукта, установленное в самодельном держателе, который подходит к стереотаксической раме. Обратите внимание, что держатель заканчивается узлом штифта воротника, который вставляется в пьедестал гарнитуры. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
2. Имплантация стереотаксических электродов
3. Протокол электрического растопки
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Животные
Первоначально модель была разработана с использованием мышей VGAT-Cre (Slc32a1tm2(cre)Lowl/J)13 на смешанном фоне. Однако он также был применен к штамму VGAT-Cre, который конгенгенен с C57BL / 6J. Никаких различий при эпилепсии, которая развивается между штаммами, не наблюдалось. Оба штамма экспрессируют рекомбиназу Cre под контролем везикулярного промотора переносчика ГАМК. Эти мыши были получены путем стука в кассету IRES-Cre после стоп-кодона в гене V...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом отчете описывается протокол, в котором электрическое разжигание мышей приводит к эпилепсии. Поскольку стимулирующий электрод помещается в гиппокамп, это фокальная лимбическая эпилепсия, которая моделирует височную эпилепсию (TLE) у пациентов. Критическим шагом в этом протоколе является использование мышей VGAT-Cre, которые из-за вставки кассеты рекомбиназы IRES-Cre в ген Vgat демонстрируют нарушение ингибирующих токов ГАМК11. У C57BL/6 не развивается эпилепсия после разжигания с по...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликтов для раскрытия.
Авторы благодарят Джона Уильямсона за полезное обсуждение этого протокола. Эта работа была поддержана грантом NIH/NINDS NS112549.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 16-канальный внеклеточный дифференциальный усилитель переменного тока (115 В/60 Гц) | AD Instruments | AM3500-115-60 | Альтернативный усилитель ЭЭГ |
| 363/CP Заглушка Воротник, штифты втулка | P1 Technologies | 363SLEEVPIN0NL | Для держателя электродов |
| Кабель, 363-363 5СМ - 100 см с сеткой 6TCM | P1 Technologies | 363363XXXXCM004 | кабель мышь-коммутатор |
| камеры видеонаблюдения Qcwox HD Sony ИК светодиод | Sony | QC-SP316 | |
| Коммутатор SL6C/SB (одинарная щетка) | P1 Technologies | 8BSL6CSBC0MT | ранее Plastics One, Inc. |
| Усилитель тока | A-M Systems | Модель 2100 | |
| Стоматологический цемент | Stoelting | 51459 | |
| Сверла, #75, OD 0.310" LOC 130 PT | Kyocera | 105-0210.310 | |
| E363/0 КОНТАКТ ТОРЦЕВОЙ НАКЛОННЫЙ | P1 Technologies | 8IE3630XXXXE | контакты для соединителя |
| iBond Self Etch клей | Kulzer | CE0197 | |
| MS363 ПЬЕДЕСТАЛ 2298 6-контактный БЕЛЫЙ | P1 Technologies | 8K000229801F | ЭЭГ-разъем для гарнитуры |
| Омметр | Simpson | 260 | Высокая чувствительность |
| PowerLab 16/35 и LabChart Pro | AD Instruments | PL3516/P | Альтернативное программное обеспечение для ЭЭГ |
| SomnoSuite | Kent Scientific Corp. | SS-01 | Отделение анестезии и Набор |
| стереотаксических дрелей и микромоторов | RightTemp Foredom Electric Co. | K.1070 | |
| Стереотаксическая рамка | David Kopf Instruments Model | 940 | |
| Проволока с тефлоновым покрытием для электрода глубины, наружный диаметр 0.008'A-M | Systems | 791400 | |
| VGAT-Cre мыши на конгенном фоне C57BL/6J | Лаборатория Джексона | 000664 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.