Процедуры разведения, содержания и экспериментирования животных проводились в соответствии с Законом Великобритании о животных (научные процедуры) 1986 года, утвержденным Министерством внутренних дел, и в соответствии с Указом Президента Греческой Республики 56/2013, тщательно изученными органами по благополучию животных и этической экспертизе университетов Кембриджа и Патры, а также одобренными и тщательно изученными местным Комитетом префектуры по уходу за животными и их использованию (номер протокола: 5675/39/18-01-2021). Использовались самцы и самки крыс Спрэг-Доули, Вистар и Лонг-Эванс с возрастом от 2 до 4 месяцев и массой тела от 150 г до 250 г. Протокол графически представлен на рисунке 1.
1. Приготовление отпускательного коктейля
ПРИМЕЧАНИЕ: Приготовьте свежее в день процедуры и держите на льду. Количество указано на 2 мкл, вводимых в/в каждый боковой желудочек. Приготовьте дополнительно 1 мкл для каждой предполагаемой инъекции.
- Приготовьте 0,5 мкл нейраминидазы 500 мЕд из Clostridium perfringens (Clostridium welchii).
ПРИМЕЧАНИЕ: Храните его в виде массы 1 ед/мкл, разбавленной в стерильной воде при температуре -20 °C. Другие типы нейраминидаз не тестировались.
- Приготовьте 1 мкл, содержащий 1 мкг интегрин-β1-блокирующих антител.
ПРИМЕЧАНИЕ: Храните его при температуре 4 °C.
- Приготовьте 0,5 мкл, содержащий 0,5 мкг основного фактора роста фибробластов (рекомбинантный человеческий FGF-основной).
ПРИМЕЧАНИЕ: Храните его в виде бульона 1 мкг/мкл, разбавленного в стерильной воде при температуре -20 °C.
2. Впрыскивание высвобождающего коктейля
ПРИМЕЧАНИЕ: Весь процесс может быть выполнен в течение 20 минут. Позаботьтесь о том, чтобы операция проводилась в асептических условиях. Очистите все поверхности антисептиком (например, 3% или 6% перекисью водорода). Используйте автоклавные или легко стерильные инструменты, перчатки, халаты и простыни.
- Обезболивайте подопытное животное ингаляцией изофлурана (2,5% для индукции и 2% для поддерживающей). Подтвердите глубину анестезии, проверив роговичный рефлекс, реакцию на раздражители (тест с защемлением задних конечностей и хвоста), режим дыхания.
ПРИМЕЧАНИЕ: Хирургические процедуры могут проводиться под общим наркозом, вызванным внутрибрюшинной инъекционной анестезией (например, кетамином [40 мг/кг] и ксилазином [10 мг/кг]). Глубокая анестезия подтверждалась проверкой роговичного рефлекса, реакции на раздражители (щипковая проба задних конечностей и хвоста), режима дыхания.
- Вводят обезболивающее подкожно (например, 0,3 мг/мл бупренорфина) после введения анестезии.
- Установите крысу на стереотаксическую раму.
- Сбрейте шерсть головы бритвой и очистите кожу антисептиком, например, 10% раствором повидон-йода, а затем спиртом. Нанесите антисептик три раза, используя стерильные ватные палочки. Втирать круговыми движениями в течение 3-5 с каждый раз. Наносите мазь для глаз, чтобы предотвратить сухость.
- Сделайте надрез 2 см на коже головы по средней линии стерильным скальпелем.
- Тщательно очистите череп с помощью стерильных тампонов и стерильного физиологического раствора.
- Определите брегму с помощью края иглы шприца Hamilton объемом 10 мкл, установленного на стереотаксическом устройстве. Установите брегму как «точка 0,0».
ПРИМЕЧАНИЕ: Брегма определяется как точка пересечения сагиттального и коронарного швов. Более подробную информацию можно найти в атласе мозга крыс Paxinos и Watson5.
- Переместите прибор в координаты переднезадний (AP) = 0,3 мм, боковой (L) = +1,2 мм (для наведения на СЭЗ) или AP = 1,5 мм, L = +2,0 мм (для наведения на КК).
- Просверлите отверстие для заусенцев диаметром 1 мм с помощью стоматологической бормашины.
ПРИМЕЧАНИЕ: При сверлении вручную следите за тем, чтобы не повредить кортикальную поверхность. Ожидается, что кровоизлияние не будет значительным. Очистите кровь физиологическим раствором и надавите на него, чтобы остановить более стойкое кровотечение.
- Загрузите 4 мкл выпускающего коктейля в шприц Hamilton объемом 10 мкл.
- Опустите иглу (желательно тупой или конический край) шприца Hamilton так, чтобы она соприкоснулась с твердой мозговой оболочкой.
- Введите иглу на нужную глубину (D = 3,5 мм).
ПРИМЕЧАНИЕ: Налейте физиологический раствор на поверхность твердой мозговой оболочки, чтобы сохранить ткань увлажненной.
- Влить 2 мкл разделительного коктейля со скоростью 1 мкл/мин.
- Оставьте иглу на месте еще на 2 минуты, прежде чем медленно извлекать, чтобы избежать всплытия коктейль для высвобождения.
- Повторите шаги 2.8-2.14 для другого полушария в координатах AP = 0.3 мм, L = -1.2 мм (для наведения на СЭЗ) или AP = 1.5 мм, L = -2.0 мм (для нацеливания на КК).
- Зашить разрез капроном 5-0 (диаметр 0,1 мм) и обработать зашитый участок антисептиком.
- Снимите маску, подающую анестетик, и перенесите животное в зону послеоперационного мониторинга.
ПРИМЕЧАНИЕ: Восстановление после анестезии и поддержание лежачего положения должно происходить в течение 5-10 минут, а полное восстановление (нормальное поведение) в течение 25 минут.- Внимательно следите за выздоровлением (живое и беспрерывное движение, частый доступ к воде) в хорошо отапливаемом (24-25 °С), тихом месте без подстилки с мелкими частицами, которые могут закупорить дыхательные пути. Возвращайте животное в компанию его соседей по клетке (не новым животным) только после подтверждения полного выздоровления.
- Наблюдайте за животным в пункте технического обслуживания в течение не менее 48 часов после операции. Устраните признаки боли (скрытие головы, ненормальное положение головы или тела, гиперчувствительность и повышенная возбудимость к обращению) путем введения анальгезии (например, 0,3 мг/мл бупренорфина, подкожно). Направляйте животных с обесцвеченной или встающей шерстью к ветеринарному врачу.
3. Жидкостная биопсия спинномозговой жидкости (ликвора)
ПРИМЕЧАНИЕ: Весь процесс может быть выполнен в течение 10 минут. Жидкостная биопсия, описанная здесь, проводится через 3 дня после инъекции коктейля, но при необходимости может быть выполнена точно таким же образом. Позаботьтесь о том, чтобы операция проводилась в асептических условиях. Очистите все поверхности антисептиком (например, 3% или 6% перекисью водорода). Используйте автоклавные или легко стерильные инструменты, перчатки, халаты и простыни.
- Обезболивайте животное ингаляцией изофлурана (2,5% для индукции и 2% для поддерживающей). Подтвердите глубину анестезии, проверив роговицу
рефлекс, реакция на раздражители (защемление задних конечностей и хвоста), режим дыхания.
ПРИМЕЧАНИЕ: Хирургические процедуры могут проводиться под общим наркозом, вызванным внутрибрюшинной инъекционной анестезией (например, кетамином [40 мг/кг] и ксилазином [10 мг/кг]). Однако это не рекомендуется, так как процедура короткая, особенно если биопсия будет проводиться несколько раз подряд.
- Вводят обезболивающее подкожно (например, 0,3 мг/мл бупренорфина) после введения анестезии.
- Установите подопытное животное на стереотаксическую раму. Используйте ушные планки, чтобы зафиксировать голову, не препятствуя вращательному движению вперед и назад.
- Стабилизируйте голову под углом 40° вниз, чтобы можно было добиться хорошего разгибания задней части шеи.
ПРИМЕЧАНИЕ: Одним из способов сделать это является использование ротовой планки устройства6.
- Сбрейте шерсть в области шеи с помощью бритвы и очистите кожу антисептиком, например, 10% раствором повидон-йода, а затем спиртом. Нанесите антисептик три раза, используя стерильные ватные палочки. Втирать круговыми движениями в течение 3-5 с каждый раз.
- Кончиком пальца найдите ромбовидную угнетающую область, расположенную между затылочным выступом и позвоночником атланта6.
- Нарисуйте точку-метку (например, с помощью маркера).
- Закрепите шприц объемом 1 мл или 0,5 мл на стереотаксической рамке.
ПРИМЕЧАНИЕ: Рекомендуется использовать шприцы с несъемными иглами, так как они обеспечивают лучшее всасывание и имеют меньший мертвый объем.
- Поднесите иглу к месту соприкосновения с кожей в точку-метку.
- Щипцами приподнимите кожу, опуская шприц через слои кожи.
- Слегка потяните поршень, чтобы создать отрицательное давление в шприце.
- Снова начните очень медленно погружать иглу до тех пор, пока в шприце не появится жидкость (ликвор).
- Установите иглу в этом положении и позвольте медленному оттоку спинномозговой жидкости.
ПРИМЕЧАНИЕ: Игла может быть немного опущена или приподнята, если поток спинномозговой жидкости очень медленный.
- Начните медленно (с шагом 40 мкл/мин) удалять ликвор до 120 мкл.
- Медленно извлеките шприц.
- Внутрибрюшинно вводят 1 мл нормальной сыворотки для поддержки восполнения жидкости экспериментальным животным.
- Жидкостную биопсию (СМЖ) смешать с 400 мкл среды НСК и держать микроцентрифужную пробирку при температуре 4 °C до дальнейшего использования.
ПРИМЕЧАНИЕ: Жидкостная биопсия должна быть обработана в течение 3 часов, если она не заморожена.
- Снимите маску, в которую подается анестетик, и перенесите животное в зону послеоперационного мониторинга.
ПРИМЕЧАНИЕ: Восстановление после анестезии и поддержание лежачего положения должно происходить в течение 5-10 минут, а полное восстановление (нормальное поведение) в течение 25 минут.- Внимательно следите за выздоровлением (живое и беспрерывное движение, частый доступ к воде) в хорошо отапливаемом (24-25 °С), тихом месте без подстилки с мелкими частицами, которые могут закупорить дыхательные пути. Возвращайте животное в компанию его соседей по клетке (не новым животным) только после того, как будет подтверждено полное выздоровление.
- Наблюдайте за животным в пункте технического обслуживания в течение не менее 48 часов после операции. Если наблюдаются признаки боли (скрытие головы, ненормальное положение головы или тела, гиперчувствительность и повышенная возбудимость к обращению), следует ввести обезболивание (например, 0,3 мг/мл бупренорфина подкожно). Направляйте животных с обесцвеченной или встающей шерстью к ветеринарному врачу.
4. Обработка тканей для иммунофлюоресценции
- Усыпляют животное интракардиальной инфузией 20 мл ледяного физиологического раствора с последующим введением 50 мл ледяного 4% параформальдегида (PFA; в фосфатно-солевом буфере [PBS] pH = 7,4).
- Рассечение мозговой ткани.
- Отделите голову от туловища с помощью ножниц, чтобы сделать надрез в шейной области. С помощью ножниц снимите кожу, а затем разрежьте кость черепа по сагиттальной средней линии, при этом кончики ножниц направлены вверх, чтобы не повредить ткани мозга. Стремитесь продолжать резать как можно больше, проходя корональную срединную линию.
- Используйте щипцы для удаления костей, начиная с надзатылочной и теменной костей и, наконец, лобных костей.
- Как только мозговая ткань будет обнажена, используйте щипцы или шпатель, чтобы извлечь ее из черепа. Чтобы облегчить это, перережьте нервы у основания мозга и обонятельные луковицы, если это нежелательно.
- После фиксации ткани на ночь в 2% PFA при температуре 4 °C.
- Криозащитите ткань в 30% сахарозе (в PBS) в течение не менее 48 ч при 4 °C, пока ткань не опустится на дно.
- Заморозьте ткань при температуре -80 °C.
- Разрежьте ткань мозга на корональные срезы толщиной 14 мкм с помощью криостата.
- Выполняют иммунофлуоресцентное окрашивание по стандартным протоколам 3,7
- Инкубируют срезы с блокирующим буфером (3% бычий сывороточный альбумин [BSA], 0,1% Triton X-100, в PBS) в течение 2 ч при комнатной температуре.
- Проводят забор антигена (кипячение в течение 15 мин в цитратном буфере 10 мМ, рН = 6,0, используя стеклянные банки).
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот шаг необязателен, но необходим для ядерных антигенов.
- Довести до комнатной температуры и инкубировать с первичными антителами против глиального фибриллярнокислого белка (GFAP), двойного кортина (Dcx), S100β и β-катенина (см. таблицу материалов) в блокирующем буфере в течение ночи при 4 °C.
- Инкубируют в течение 2 ч со вторичными антителами в PBS с 4',6-диамидино-2-фенилиндолом (DAPI) для ядерного противоокрашивания при комнатной температуре (см. таблицу материалов).
- Установите покровные стекла.
5. Обработка изолированных клеток для иммунофлюоресценции
- Поместите клетки в 96-луночные планшеты, совместимые с микроскопией, покрытые поли-D-лизином (100 мкг/мл).
- Зафиксируйте клетки в ледяной 2% PFA в течение 10 минут и промойте 3 раза PBS.
- Проводят иммунофлюоресценцию по стандартным методикам3,7 для PDGFRα, GFAP, Dcx, SOX2 и ID3 (см. таблицу материалов).
- Хранят ячейки в PBS + NaN3 (0,1%) при температуре 4 °C в темноте.
6. Микроскопия и анализ изображений
- Делайте снимки с помощью эпифлуоресценции или конфокальной микроскопии и выполняйте подсчет клеток с помощью стандартных программных инструментов анализа изображений, таких как счетчики клеток.