31 января 2017 г.
Настоящий протокол описывает технику микрохирургической инфузии мышей, которая эффективно доставляет вещества непосредственно в мозг через внутреннюю сонную артерию.
Общая цель этой хирургической техники заключается в доставке экзогенных веществ в мозг мыши, не проникая в черепную коробку. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы нейробиологии, касающиеся действия лекарств, патогенов и экзосом в мозге. Главное преимущество этой методики заключается в том, что она наносит минимальную травматичность животному, сохраняет целостность нейронной сети, позволяет достичь высоких концентраций вещества в мозге.
Начните с введения изофлурана, смешанного с кислородом, чтобы обезболить мышь в индукционной камере. После индукции анестезии перенесите животное на операционную поверхность под стереомикроскопом и поместите носовой конус для поддержания хирургической плоскости анестезии. Следите за тем, чтобы частота дыхания составляла около одного-двух вдохов в секунду без задыхания.
Кроме того, следите за тем, чтобы животное не реагировало на стимуляцию усов или пощипывание пальцев ног. С помощью стерильного тампона нанесите каплю офтальмологической смазки на каждый глаз, чтобы предотвратить сухость. После бритья места операции бритвой подготовьте область с помощью 70% этанола и хлоргексидина.
Глядя в стереомикроскоп, с помощью хирургических ножниц и щипцов сделайте разрез по средней линии на шее от грудины до челюсти. С помощью щипцов аккуратно отделите жировую и соединительную ткань, чтобы обнажить трахею. Затем поместите мягкий круглый предмет диаметром около нуля целых пяти сантиметров под заднюю часть шеи, чтобы удлинить шею и еще больше обнажить эту область.
Далее отделите ткани вокруг трахеи с помощью крючков или тканевого ретрактора. С левой стороны трахеи осторожно раздвиньте соединительную ткань, чтобы обнажить левую общую сонную артерию или ОСА. С помощью щипцов осторожно удалите всю соединительную ткань, чтобы обнажить разветвление CCA в начале как наружной, так и внутренней сонной артерии.
После того, как ЭХА и ВСА будут открыты, с помощью щипцов поместите сегмент нейлонового шва длиной в один сантиметр под наружную сонную артерию. Затем поместите второй сегмент длиной в один сантиметр. Затем завяжите постоянный узел в самой высокой точке ECA.
В самой низкой точке ECA, непосредственно над разветвлением CCA, завяжите более свободный съемный узел. Затем с помощью зажимов сосудов закройте CCA в самой низкой точке и закройте ICA. Правильное закрытие внутренней сонной артерии перед тем, как сделать небольшой надрез на наружной сонной артерии, предотвратит кровотечение.
Теперь с помощью пружинных ножниц для микродиссекции сделайте двухмиллиметровый разрез в ЭХА между двумя узлами. Важно, чтобы надрезы были небольшими, так как большой порез приведет к вытеканию вещества, которое будет настаиваться. Соберите инфузионную систему, прикрепив шесть дюймов капиллярной трубки к туберкулиновому шприцу, содержащему 250 микролитров вещества, подлежащего инфузии.
Затем аккуратно введите кончик капиллярной трубки в разрез в ЭХА. Продолжайте продвигать наконечник вперед, пока он не достигнет середины между разветвлением и зажимом на CCA. Завяжите нижний узел ECA.
Убедитесь, что узел достаточно свободен, чтобы обеспечить капиллярную текучесть, и достаточно тугой, чтобы предотвратить утечку. Затем извлеките зажим из ICA. Осторожно надавите на поршень шприца, позволяя вливать вещество со скоростью примерно 10 микролитров в секунду.
После вливания исследуемого вещества поместите зажим обратно на ICA. Аккуратно удалите капиллярную трубку. Затем полностью завяжите нижний узел ECA.
Извлеките зажим из ICA и CCA. Затем снимите втягивающий или тканевые крючки и подушку. Очистите область, которую нужно зашить, стерильным физиологическим раствором, а затем закройте разрез с помощью капроновых швов.
После введения одобренного противовоспалительного средства и анальгетика для облегчения послеоперационного дискомфорта поместите животное в клетку на грелку не менее чем на один час и следите за восстановлением. Эта гистограмма демонстрирует обнаружение ВИЧ с помощью ПЦР в реальном времени через семь дней после инфузии вируса через левую внутреннюю сонную артерию. Как и ожидалось, уровень вируса выше в левом полушарии.
На этом иммунофлуоресцентном изображении показан срез мозга мыши, изображающий GFP-метку CD63, экзосомный маркер, после инфузии внеклеточных везикул через внутреннюю сонную артерию. CD63, экспрессирующие внеклеточные везикулы, показанные зеленым цветом, связаны с микрососудами мозга мыши. После освоения этой техники ее можно выполнить за 20 минут, если она выполнена правильно.
После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области нейродегенеративных заболеваний к изучению лекарств, патогенов и взаимодействий экзосом у мышей.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном протоколе описывается метод микрохирургического введения веществ мышам, который позволяет доставлять препараты непосредственно в мозг через внутреннюю сонную артерию. Этот метод сводит к минимуму травматизацию и сохраняет целостность нейронов, обеспечивая при этом высокую концентрацию вещества в головном мозге.
Адресная доставка препаратов в ЦНС остается критической проблемой при поиске нейротерапевтических средств из-за наличия гематоэнцефалического барьера и системного воздействия на нецелевые органы. Данный метод микрохирургической инфузии обеспечивает точную доставку исследуемых агентов в высокой концентрации непосредственно в мозг мыши, что способствует снижению рисков при изучении механизмов действия и повышает достоверность трансляционных моделей. Минимальная инвазивность и сохранение целостности нейронов делают этот метод крайне актуальным для валидации мишеней на ранних этапах и для доклинических исследований ЦНС.
Данный метод инфузии применяется на стыке этапов первичного поиска и доклинических исследований ЦНС, обеспечивая прямую доставку веществ для изучения механизмов действия и валидации мишеней до этапа оптимизации ведущих соединений.