Протокол обеспечивает подробный динамический отбор проб внеклеточной жидкости из гиппокампа бодрствующих крыс в режиме реального времени с использованием системы микродиализа.
Методическая статья
Протокол обеспечивает подробный динамический отбор проб внеклеточной жидкости из гиппокампа бодрствующих крыс в режиме реального времени с использованием системы микродиализа.
Различные заболевания центральной нервной системы (ЦНС) связаны с изменениями состава внеклеточной жидкости гиппокампа (HECF). Однако трудности с получением HECF в режиме реального времени от крыс, находящихся в сознании, долгое время ограничивали оценку прогрессирования заболевания ЦНС и эффективность этномедицинской терапии. Обнадеживает то, что метод микродиализа мозга может быть использован для непрерывного отбора проб с преимуществами динамического наблюдения, количественного анализа и небольшого размера выборки. Это позволяет отслеживать изменения содержания во внеклеточной жидкости соединений из традиционных трав и их метаболитов в мозге живых животных. Таким образом, цель этого исследования состояла в том, чтобы точно имплантировать зонд микродиализа спинномозговой жидкости в область гиппокампа крыс Sprague Dawley (SD) с трехмерным стереотаксическим аппаратом мозга, отсекая молекулярные массы более 20 кДа. Затем высококачественный HECF был получен от крыс, находящихся в сознании, с использованием системы контроля отбора проб при микродиализе с регулируемой частотой отбора проб от 2,87 нл / мин до 2,98 мл / мин. В заключение, наш протокол обеспечивает эффективный, быстрый и динамичный метод получения HECF у бодрствующих крыс с помощью технологии микродиализа, что дает нам неограниченные возможности для дальнейшего изучения патогенеза заболеваний, связанных с ЦНС, и оценки эффективности лекарств.
Заболевания центральной нервной системы (ЦНС) с высокой заболеваемостью, такие как нейродегенеративные заболевания, черепно-мозговые травмы, черепно-мозговая травма, вызванная высотной гипоксией, и ишемический инсульт, являются основными причинами роста смертности во всем мире 1,2,3. Мониторинг цитокинов и белковых изменений в определенных областях мозга в режиме реального времени способствует диагностической точности заболеваний ЦНС и фармакокинетических исследований мозга после приема лекарств. В традиционных научных исследованиях используется гомогенат мозговой ткани или ручной сбор интерстициальной мозговой жидкости животных для обнаружения специфических веществ и для фармакокинетических исследований. Однако это имеет некоторые недостатки, такие как ограниченный размер выборки, невозможность динамического наблюдения за изменениями показателей и неравномерное качество выборки 4,5,6. Спинномозговая жидкость, интерстициальная жидкость, защищает головной и спинной мозг от механических повреждений. Его состав отличается от состава сыворотки из-за наличия гематоэнцефалического барьера (ГЭБ)7. Прямой анализ образцов спинномозговой жидкости в большей степени способствует раскрытию механизма поражения ЦНС и открытию лекарств. Неизбежно, что образцы спинномозговой жидкости, полученные вручную непосредственно из большой цистерны и желудочков головного мозга через шприц, имеют недостатки, связанные с загрязнением крови, случайной вероятностью сбора пробы, неопределенностью количества и почти отсутствием возможности многократного извлечения 8,9. В частности, традиционные методы забора интерстициальной мозговой жидкости не могут получить образцы из поврежденных областей мозга, что препятствует изучению патогенеза заболеваний ЦНС в определенных областях мозга и оценке эффективности таргетной этномедицинской терапии 9,10.
Микродиализ головного мозга — это метод отбора проб интерстициальной мозговой жидкости у бодрствующих животных11. Система микродиализа имитирует проницаемость сосудов с помощью зонда, имплантированного в мозг. Зонд для микродиализа оснащен полупроницаемой мембраной и имплантируется в определенные области мозга. После перфузии изотонической искусственной спинномозговой жидкостью (ACSF) диализованная интерстициальная мозговая жидкость может быть благоприятно собрана с преимуществами небольших размеров выборки, непрерывного отбора проб и динамического наблюдения12,13. С точки зрения расположения, зонды для микродиализа мозга могут быть выборочно имплантированы в структуры мозга или краниальные цистерны, представляющие интерес14. Наблюдение аномальных уровней эндогенного вещества во внеклеточной жидкости гиппокампа (HECF) предполагает возникновение заболеваний ЦНС или патогенез заболевания. Несколько исследований показали, что биомаркеры заболеваний ЦНС, такие как D-аминокислоты при шизофрении, β-амилоидные и тау-белки при болезни Альцгеймера, легкие цепи нейрофиламентов при черепно-мозговой травме и убиквитинкарбокси-концевая гидролаза L1s при гипоксической ишемической энцефалопатии, могут быть проанализированы в спинномозговой жидкости15,16,17 . Метод химического анализа, основанный на методе отбора проб микродиализа мозга, может быть использован для мониторинга динамических изменений экзогенных соединений, таких как активные ингредиенты этномедицины, которые диффундируют и распределяются в определенных областях мозга14.
В этой статье представлен специфический процесс динамического приобретения HECF у бодрствующих крыс и измерено его осмотическое давление для обеспечения качества образца.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол эксперимента был проведен в соответствии с требованиями Комитета по использованию лабораторных животных и институциональному уходу за животными и их использованию при Университете традиционной китайской медицины Чэнду (номер записи: 2021-11). Для настоящего исследования использовали крыс-самцов Sprague Dawley (SD) (280 ± 20 г, возраст 6-8 недель).
1. Операция по имплантации зонда микродиализа головного мозга
2. Подключение системы микродиализа и проверка зонда
3. Сбор HECF у бодрствующей крысы
4. Измерение осмотического давления для HECF
5. Техническое обслуживание системы и устройств микродиализа после отбора проб
6. Обработка животных после отбора проб
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В соответствии с приведенным выше протоколом эксперимента и параметрами отбора проб, установленными в таблице 1, был получен водоподобный, бесцветный и прозрачный HECF крыс с заданной частотой отбора проб (рис. 1K). Осмотическое давление полученного крысой HECF составило 290-310 мОсм/л, что может косвенно обеспечить качество образцов18,19.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Патогенез заболеваний ЦНС до сих пор до конца не изучен, что препятствует разработке новых методов лечения и лекарств. Исследования показали, что большинство заболеваний ЦНС тесно связаны с поражениями гиппокампа20,21,22. Предлагаемый метод микродиализа мозга может быть нацелен на определенные области мозга, особенно на гиппокамп, что отличает его от традиционного подхода к сбору HECF. Зонды помещаются в область CA1 мозга крысы ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам раскрывать нечего.
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (82104533), Департаментом науки и технологий провинции Сычуань (2021YJ0175) и Китайским фондом постдокторантуры (2020M683273). Авторы хотели бы поблагодарить г-на Юньчэн Хонга, старшего инженера по оборудованию в Tri-Angels D&H Trading Pte. Ltd. (Сингапур) за оказание технических услуг по методике микродиализа.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Сушильная печь для воздуха | Suzhou Great Electronic Equipment Co., Ltd | GHG-9240A | |
| Система анестезии для животных | Rayward Life Technology Co., Ltd | R500IE | |
| Устройство для поддержания температуры животных | Rayward Life Technology Co., Ltd | 69020 | |
| Искусственная спинномозговая жидкость | Beijing leagene biotech. Co., Ltd | CZ0522 | |
| Зонд для микродиализа головного мозга | Катетер для микродиализа CMA AB | T56518 | |
| CMA Microdialysis AB | T56518 | ||
| Covance Infusion harness | Instech Laboratories, Inc. | CIH95 | |
| Базовые смолы для зубных протезов | Shanghai Eryi Zhang Jiang Biomaterials Co., Ltd | 190732 | |
| Электрическая дрель для черепа | Rayward Life Technology Co., Ltd | 78001 | |
| Электрическая бритва | Rayward Life Technology Co., Ltd | CP-5200 | |
| Бак для свободного перемещения животных | CMA Microdialysis AB | CMA120 | |
| Гепарин натрия для инъекций | Chengdu Haitong Pharmaceutical Co., Ltd | H51021208 | |
| Iodophor | Sichuan Lekang Pharmaceutical Accessories Co., Ltd | 202201 | |
| Isofluran | Rayward Life Technology Co., Ltd | R510-22 | |
| Микродиализный катетер stylet | CMA Microdialysis AB | 8011205 | |
| Пробирка для сбора микродиализа | CMA Microdialysis AB | 7431100 | |
| Микродиализный коллектор | CMA Microdialysis AB | CMA4004 | |
| микродиализ fep трубки | CMA Microdialysis AB | 3409501 | |
| микродиализ in vitro stand | CMA Microdialysis AB | CMA130 | |
| Микродиализный микроинъекционный насос | CMA Microdialysis AB | 788130 | |
| Шприц для микродиализа (1,0 мл) | CMA Microdialysis AB | 8309020 | |
| адаптер для трубки для микродиализа | CMA Microdialysis AB | 3409500 | |
| Нерассасывающиеся хирургические шовные материалы | Shanghai Tianqing Biological Materials Co., Ltd | S19004 | |
| Офтальмические щипцы | Rayward Life Technology Co., Ltd | F12016-15 | |
| Осмометр | Lö ser | OM 807 | |
| Гиалуронат натрия глазные капли | URSAPHARM Arzneimittel GmbH | H20150150 | |
| Аппарат стереотакси | Rayward Life Technology Co., Ltd | 68025 | |
| Хирургические ножницы | Rayward Life Technology Co., Ltd | S14014-15 | |
| Хирургические ножницы | Shanghai Bingyu Fluid technology Co., Ltd | BY-103 | |
| Игла для шприца | CMA Microdialysis AB | T56518 | |
| Раствор трипсина | Boster Biological Technology, Ltd. | ||
| Ультразвуковой очиститель | Guangdong Goote Ultrasonic Co., Ltd | KMH1-240W8101 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение