Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

복구 시간 증가 및 제한 염증 반응에서 미주 신경 자극 메커니즘을 연구에 LPS 관리를 감소

Published: March 29, 2017 doi: 10.3791/54890

Introduction

선천성 면역은 유기체의 넓은 범위에서 감염과 질병에 대한 방어의 즉각적인 첫 번째 라인을 제공합니다. 그것은 위협을 제거하기 위해 차 면역 반응을 시작 할뿐 아니라 활성화하고 병원균 고유의 방식으로 차 면역 반응을 수행하는 후천성 면역 교육에 중추적 인 역할을한다. 염증은 다시 감염 부위에 다른 면역 세포를 유치 할 수있는 능력을 가지고 같은 발적, 부종, 통증, 기능의 손실 및 발열과 같은 염증의 추기경 표지판을 유도하는 사이토 카인과 케모카인의 과다에 의해 조율한다 . 기간과 염증의 강도는 여러 가지 요인에 따라 달라집니다,하지만 염증을 해결하고 항상성을 회복하는 만성 염증성 질환의 발병을 방지하기 위해 중요한 단계입니다. 신경 과학 및 면역학 분야의 최근 발전 infl을 제어하는 ​​엄청난 치료 가능성과 특정 신경 메커니즘을 풀어 한중추 신경계 및 주변의 ammation. 이들 메커니즘 중 하나는 자율 신경계 (4, 5)에 의해 구동되는 염증성 반사적으로 알려진 콜린성 소염 통로 (CAP)이다.

현재 염증 매개체는 중추 신경계 염증의 상태에 관한 신호를 감각 신경을 활성화하고 전송할 것으로 생각된다. 반사 응답은 원심성 미주 신경을 통해 작동된다. 캡의 해부학 적 세부 사항에 대한 광범위한 연구는 두 개의 신경으로 구성 부교감 - 교감 모델, 미주 신경 및 비장 신경 각각 6을 공개했다. 카프에서 활성화 콜린성 원심성 미주 신경은 아직 탐구하는기구에 의해 비장 아드레날린 신경의 활성화의 결과로, 복강 신경절-장간막에서 끝난다. 따라서 활성화 된 비장 신경, 내측으로 알려져흰색 펄프의 면역 세포에 근접, 한계 영역 및 CAP (7), (8)의 비장, 원금과 필수 기관의 빨간 펄프에서 되어진. 비장 신경 말단에서 노르 에피네프린 (NE)의 비장 T 림프구상에서 발현 해당 β 2 아드레날린 수용체에 결합한다. 이것은 차례로함으로써 사이토 카인 생성 및 염증이 제한 식세포 α7 니코틴 성 아세틸 콜린 수용체 (α7nACh)를 활성화 콜린 아세틸 트랜스퍼 라제 (하는 ChAT) - 매개 성 아세틸 콜린 (ACH) 방출을 유도한다. 결과적으로, 신경계는 말초 조직에 염증을 조절하는 지역 면역 항상성을 복원 할 수 있는지 지금은 분명하다.

통로의 이름에서 알 수 있듯이, 아세틸 콜린 시스템이 신경 면역 조절 경로의 기능에 중앙 중요하다. 흥미롭게도, 메커니즘의 활성화에 관여캡 주변부 및 중추 신경계에서 다른 것처럼 보인다. 비장의 니코틴 수용체의 중요성 (α7nAChR)가 이전 9 입증되었지만, 무스 카린 수용체 (mAChR)는 경로 (10), (11)의 중앙 활성화를위한 필수입니다. 치명적인 뮤린 패혈증 동안 최근 중앙에 작용하는 M1 무스 카린 성 작용제의 말초 투여가 현저히 억제 혈청 비장 종양 괴사 인자 α (TNFα), (12) 신호 그대로 미주 신경 및 신경 비장 필요한 액션. 우리는 또한 프로스타글란딘 E이 결핍 된 마우스 (PGE 2) 미주 신경 자극에 응답 할 수 없었다 혈청과 비장 3 사이토 카인의 LPS 유도 방출을 다운 조절하지 않았다는 것을 최근에 보여 주었다. 따라서 CAP은 주요 아세틸 콜린의 pathw 이외의 다른 시스템에 의해 규제 될 수있다찬성.

미주 신경 때문에 체내에서의 방황 물론 같은 지명되었다, 간, 폐, 비장, 신장 및 창자 (13)를 포함한 주요 기관을 지배하는. 이 큰 신경 분포 및 미주 신경의 매우 강력한 면역 억제 효과를 고려하여, 캡의 치료 가능성은 염증 상태의 넓은 범위를 커버 할 수있다. 어떤 약물은 신체에 추가되지으로 미주 신경은 전기적 (또는 기계적) 통상적 인 처리의 전압 및 주파수와 반대로 제어하여, 활성화 될 수있다. 시험은 만성 염증 (14) 치료에 VNS의 임상 적 의의를 테스트하기 위해, 예를 들어, 류마티스 환자에서 현재 진행되고 있습니다. 전부, 신경 - 면역 통신 및 염증의 조절은 기존의 치료에 대한 가능한 대안 치료를 제공 할 것이다 조사 중이다. 따라서, 미주 신경의 분석 stimulation 개의 서로 다른 분포하는 장기 효과하지만 만성 염증의 동물 모델에서 잠재적 인 치료 행동의도 특성은, 확실히 통찰력을 제공하고 새로운 잠재적 인 치료 목표에 대한 희망 것이다.

트레이시 동료 (4)에 의해 개발 된 기존 방법 때문에 (LPS의 치사량) 염증 반응의 자극을 넘어선 및 CAP 활성화 및 판독 사이에 너무 짧은 시간 범위에 조사 우리 필드 전치 수 없었다. 본 논문에서는, 원래의 프로토콜에 대한 변경을 제시한다 사이토킨 수준의 두 가지 방법을 비교하여 표적 기관 (비장)에 대향하는 새로운 관찰을 강조.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

모든 동물 실험은 관리 및 카롤린스카 연구소, 스톡홀름에서 현지 윤리위원회의 승인을 동물의 사용 지침에 따라 수행 하였다. 지역 윤리위원회는 동물 보호에 관한 유럽 연합 지침을 따른다.

주 : 수술 (6 시간 내지 1 대) 및 LPS의 레벨 (15 밀리그램 / kg 2 밀리그램 / kg)를 주입 한 후 원래의 프로토콜에서의 주요 변화는 복구 시간이다. 그렇지 않으면, 수술 자체에 관련된 다른 설정이 변경되지 않았습니다.

1. 자극에 대한 자료를 준비

  1. 컴퓨터와 자극 전극 (도 1A)에 연결된 데이터 수집 시스템 켜기.
  2. 인정 인 프로그램을 시작합니다.
  3. 5 밀리그램 / 1X PBS에 mL를 분취하여 농도의 LPS의 스톡 용액을 준비하고 -20 ℃에서 보관. 실험의 날, 나누어지는을 해동하고 에이드를 준비중량에 따라, 동물에 약 100 μL를 주입하기 위해 LPS (0.5 ㎎ / ㎖)의 quate 샘플.

2. 마취에 대한 동물 준비

  1. C57BL / 6 마우스를 사용합니다. , 12 시간 빛 / 어둠주기와 기후의 조건을 유지 그들에게 표준 설치류 식사를 공급하고, 그들에게 임의 량의 물을 제공합니다.
  2. 실험의 날에 약 25g 무게 쥐에 수술을 수행합니다.
    참고 : 염증 반응이 유발되는 경우,이 정기 검진과 동물 임상 반응의 관찰을 수행하는 것이 특히 중요하다. 동물의 조건이 윤리적 기준을 충족하지 않는 경우 CO 2 흡입 조기 안락사가 필요합니다.
  3. 마취 기계를 설정합니다.
    1. 튜브가 제대로 연결되어 있고 손상되지 않았는지 확인합니다. 통풍 영역이 제대로 작동하는지 확인합니다. 이소 플루 란 병에 키 필터를 연결하고 VAPO을 채우기이소 플루 란 충분한 양 rizer.
    2. 가스 공급 (공기와 산소)를 열고 병 실험에 대한 충분한 가스를 포함하고 있는지 확인하십시오. 삼원 커넥터는 유도 챔버 또는 마스크에 이소 플루 란 흐름을 전송할 수있다.
  4. 유도 챔버에 삼원 커넥터를 돌립니다. 홈 케이지에서 하나의 마우스를 선택하고 챔버로 동물을 삽입합니다. 1.0 L / 분의 산소 및 1.0 L / 분으로 공기 유동 조절기를 조정. 5 % - 4로 이소 플루 란 농도를 조정합니다.
  5. 마취의 원하는 레벨에 도달하면, 마취 원하는 레벨에 도달하면, 외과 영역을 면도하고, 마스크 챔버로부터 동물을 이동. 마스크 흐름에 세 방향 커넥터를 돌립니다. 0.25 L / 분의 산소 및 0.25 L / 분으로 공기 유동 조절기를 조정.
    1. 2.5 % - 1.5로 이소 플루 란 농도를 조정합니다. 수술 procedur을 시작하기 전에 반사 제어 및 호흡에 의한 마취의 수준을 확인이자형.
  6. 접착 테이프를 사용하여 작업 벤치에 마우스의 다리를 고정합니다. 동물의 코는 여전히 신중하게 마스크에 위치되어 있는지 확인합니다.

미주 신경 3. 수술 및 자극

  1. 70 % 에탄올로 수술 영역을 소독.
  2. 메스를 사용하여 조심스럽게 목 (약 1 ~ 1.5 cm의 절개)의 수준에서 피부를 절개.
    참고 : 프로토콜에서, 수술 절차가 SHAM-운영하는 동물 여기를 종료합니다. 사실, 단지 금속 도구 신경을 터치하면 이미 어느 정도를 촉진하는 것이 밝혀졌다. LPS의 소량을 사용하는 경우 따라서,보다 정확한 수술 제어 동물을 얻기 위해,이 단계에서 수술을 중지합니다.
  3. 현미경 (12.5X 목적)의 도움으로, 해부 집게를 사용 경동맥에서 좌측 미주 신경을 분리. 먼저 피부와 지방이 층을 제거하여 흉쇄 근육을 찾은 다음에 그것을 철회신경과 동맥 모두 뒤에 집게를 넣어 주문.
    주 : 신경과 혈관이 서로 밀접하게 부착되어, 상기 다음 공정이 매우 까다 롭다. 따라서, 선박을 절감하고 동물을 죽이는 것은 매우 쉽습니다. 그러나, 신경 및 동맥 사이에 매우 신중하게 집게를 배치하여, 그들은 결국 분리, 그리고 신경을 분리하는 것이 가능하다.
  4. 미주 신경 아래의 전극 (도 1b)를 놓는다. 바늘 전극은 매우 긴, 그래서 신경이 자극 동안 약간 이동하더라도, 그것은 항상 전극과 접촉 할 것이다.
  5. (사이토 카인 수준에 대한 판독을위한, 즉, 하향 조절 효과를 측정하기 위해) 주사기의 도움 LPS의 복강 내 (IP) 주입 (2 밀리그램 / kg)을 수행한다.
  6. 자극을 시작하기 전에 5 분을 기다립니다.
  7. 인정 인 프로그램의 시작 버튼을 눌러 5 V 및 1 Hz에서 5 분 동안 미주 신경을 자극한다.
  8. 레전극을 이동 외과 용 봉합 실을 가진 동물의 상처 봉합.
  9. 순서 치유를 개선하고 감염으로부터 보호하기에 상처에 없음 스팅 배리어 필름 (NSBF)를 스프레이.

동물의 4. 복구

  1. 수술 후, 각성 및 복구를 위해 다시 집 케이지에 동물을 이동합니다. 체온을 유지하기 위해 적외선 빛에 따라, 전체 의식이 회복 될 때까지 동물을 모니터링해야합니다.
  2. 동물이 분석을 위해 희생하기 전에 6 시간 동안 새장에 복구 할 수 있습니다.
    주 : 미주 신경 자극의 효과는 매우 고속이고 또한 (48 시간까지) 지속되는 긴 것으로 도시되어 있으므로 복구 시간은 연구의 필요에 따라 실험에 의해 설정 될 수있다.

추가 분석을 위해 희생 5.

  1. 공동 2 관리 장치에 연결된 장에 동물을 놓는다.
  2. 5에서 장치를 설정CO 2 흡입라는 우수한 성능을 나타내었다주기.
  3. 안락사가 완료되면, 관심의 장기를 수집하고 직접 추가 분석을 위해 드라이 아이스에 그들을 동결 (예를 들어, 마우스 TH1을 사용하여 비장 추출물에서 사이토 카인 수준의 측정 / TH2 9 플렉스 분석) 3.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

TNFα 및 인터루킨-1β (IL-1β)의 수준 LPS의 용량을 수술 후 시간 경과 증가 및 감소 후

이전에 나타낸 바와 같이, 원래의 프로토콜을 사용 VNS는 TNFα의 수준 및 IL-1β (360.0 ± 40.21 PG / 밀리그램 (39.7 ± 10.8 PG / VNS에서 ㎎, p <0.001 대 SHAM에서 169.3 ± 24.9 PG / ㎎) 감소 LPS를 복강 내 주사 (15 ㎎ / ㎏) (도 2A) 후의 비장 VNS에서 191.7 ± 27.2 PG / ㎎, p <0.01)에 비해 SHAM. 1 내지 6 시간에 분석 시간을 변경하고 15 내지 2 ㎎ / ㎏으로 LPS 용량을 감소하면, 우리는 TNFα에 VNS의 효과를 관찰 (에서는 8.82 ± 1.20 PG / mg의 대 SHAM에서 ㎎ / 13.67 ± 1.81 PG VNS, p <0.05), IL-1β가 영향을받지 않는 동안 (304.99 ± 43.54 PG / mg의 대 SHAM에서 ㎎ / 368.62 ± 35.65 PG) (도 2b). 어떤 LPS의 INJ없이ection (즉, 염수), 차이는 VNS (도 2C) 이후에 검출 될 수 없었다.

다르게 지정 조건을 사용하여 VNS 후 비장의 케 라티노 화학 주성 / 인간 성장 규제 Oncogen (KC / GRO)의 수준

기존 프로토콜, 우리는 KC / GRO 강하게 VNS (도 3a) (VNS에서 416.4 ± 29.7 PG / ㎎, p <0.001 대 SHAM에서 597.4 ± 17.8 PG / mg)을 아래로 조절 된 것으로 나타났다. VNS는 예를 들어, TNFα 여전히 강력한 반면 LPS의 6 시간 시점 2 밀리그램 / kg을 사용하여, 변화가 SHAM과 VNS 동물 (도 3b) 사이에서 관찰되지 않았다. 더 LPS가 6 시간 시점에 대한 주입되지 않은 때, 우리는 VNS 다음 KC / GRO 강한 상향 조절을 관찰 (141.22 ± 10.56 PG / VNS에서 ㎎, p <0.001 대 SHAM에서 ㎎ / 59.37 ± 4.29 PG ) (도 3c). 예상대로 대부분의다른 사이토 카인 (TNFα, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12 및 IFNγ)은 매우 낮은 수준 (검출 가능한 경우)에 있었고, 차이는 SHAM 사이에서 볼 수 없었다 동물을 VNS-자극.

그림 1
그림 1 : 미주 신경 자극을 수행하기 위해 필요한 재료의 사진. A) ⅰ) 컴퓨터, ⅱ) 데이터 획득 시스템, 및 ⅲ) 전극 자극 장치. B) 미주 신경 아래에 배치되는 전극의 근접. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
도 2 : 비장 E에서 TNFα의 수준 및 IL-1βSHAM과 VNS - 처리 된 동물의 xtracts. ) 2 밀리그램 / kg LPS의 IP 주입 후 15 ㎎ / ㎏ LPS, B) 6 시간 복구의 IP 주입 후 A) 1 시간 복구, C : 동물은 다음의 조건에 따라, SHAM 또는 VNS 수술을 실시 LPS 주입없이 6 시간 복구. 레벨은 염증성 사이토 카인 코팅 플레이트에서 측정하였고 조직 PG / 밀리그램으로 표현된다. 데이터는 평균 ± SEM으로 표현한다. 별표 VNS와 가짜 마우스 간의 통계적 차이 (각각의 그룹에서 N = 8)을 도시한다. 학생의 t의 -test의 *의 P <0.05; ** p <0.01; *** p <0.001. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
도 3 : SP에 KC / GRO의 레벨SHAM와의 leen 추출물 나이브 마우스를 VNS는 처리. ) 2 밀리그램 / kg LPS의 IP 주입 후 15 ㎎ / ㎏ LPS, B) 6 시간 복구의 IP 주입 후 A) 1 시간 복구, C : 동물은 다음의 조건에 따라, SHAM 또는 VNS 수술을 실시 LPS 주입없이 6 시간 복구. 레벨은 염증성 사이토 카인 코팅 플레이트에서 측정하였고 조직 PG / 밀리그램으로 표현된다. 데이터는 평균 ± SEM으로 표현한다. 별표 VNS와 가짜 마우스 간의 통계적 차이 (각각의 그룹에서 N = 8)을 도시한다. 학생의 t의 -test *** p <0.001.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

2000 년대 초반의 발견 이후, CAP의 메커니즘을 철저하게 연구되고있다. 우리는 지금 경로의 좋은 사진을 가지고 있고, 특히, 대상 기관, 비장, 매우 효율적인 팀으로 NE, 메모리 T 세포, 이크, 대 식세포 작업은 염증 매개 2 다운 조절하는 곳. 우리는 또한 최근에 분명히 CAP 3의 활성화 후 비장에서 아세틸 콜린의 방출을위한 필수 구성 요소, 특히 마우스의 기능 프로스타글란딘 시스템의 중요성, PGE 2, 데이터를 발표했다.

미주 신경 자극으로 알려진 실험 기술은 쉽게 실험실에서 수행 될 수 있지만, 몇 가지 중요한 프로토콜은 동물과 수술 절차에 대한 준수해야합니다. 우리는 전기 요금을 구축 방지하기 위해, "충전 균형"자극이 있어야하는데 정현파 자극 신호를 사용(단상 자극 반대)을 파괴 할 수있는 신경. 신경을 자극하는 반면, 단지 vagotomy 실험과 다른 목적을 위해 수행 할 수 원심성 신호로부터 심성을 분리하는 것은 불가능하다. 실험에 사용 된 시간 및 주파수 예를 들어, 염증의 반칙 사이토 카인의 방출에 효과가 알려져 있지만 심장 박동에 영향을 미치거나 건강한 대조군에서 명백한 부작용을주지 못할 것이다.

우선, 실험자는 항상 동물의 처리, 수술 및 복구는 동물 보호에 대한 윤리 규칙에 따라 수행해야 함을 명심해야합니다. 다른 점은 수술을 연습하는 것이 매우 중요하다는 것이다. 미주 신경을 분리하면 혈관 손상이 발생하는 경우에 대해 동물 치명적일 수 어려운 단계이다. 경험을 바탕으로, 수술은 15 범위 내에서 실시 할 수 있습니다 - 동물이 오랜 기간에 대한 마취 할 필요가 없습니다 즉, 20 분하는복구를 할 수 있습니다.

토론은 좋은 SHAM-운영하는 동물의 선택에 대해 제기 될 수있다. 우리의 프로토콜에서, 우리는 미주 신경 아래에 전극을 배치하지 않고, 목의 수준에서 수술을받은 동물을 사용했다. 이 옵션을 선택하는 이유는 (이전에 관찰 된 것처럼) 그냥 신경 아래에 전극을 배치하는 것은 기계적으로 염증의 매우 낮은 수준에서 발생하는 잠재적 인 메커니즘을 마스킹의 위험이 어느 정도 (19) 신경을 자극 것이라고했다. LPS의 매우 높은 투여 량을 사용하는 경우, 최적의 가성 동작 제어 아마 가짜 수술의 효과를 방해하거나 사이토킨 버스트의 명백한 전기 자극 효과 마스크없는 것 같이, 신경 아래에 전극을 배치하는 것이다.

우리는 연구의 우리의 필드 내에서 발생하는 다양한 문제에 맞게 현재의 프로토콜을 개발했습니다. 우리의 이전 논문에서 설명하고있는 바와 같이,우리는 CAP의 프로스타글란딘 시스템의 가능한 참여를 바라 보았다. 때문에 효소의 신진 대사에, 우리는 원래 프로토콜의 1 시간의 회복 시간은 우리의 실험에 적합하지 않을 것이라고 생각했다. 따라서, 우리는 6 시간에 수술 후 시간 경과를 확장했다. 이 과정에서 우리는 또한 윤리적 기준을 충족하기 위해 LPS의 용량을 적정해야했다. 우리는 6 시간, 우리는이 목적을 위해 충분히 생각 지연의 복구 시간을 선택했다. 또한 0 ㎎ / ㎏로 내려 15 ㎎ / ㎏ (일본어 프로토콜)으로부터 LPS를 적정. 2 밀리그램 / kg, 우리는 사이토 카인에 VNS의 최종 결과 (도 2), 낮은 용량으로 소실시키는 효과를 보았다.

비장의 VNS의 주요 효과는 공지 된 메모리 T 세포의 활성화 이후, 대 식세포 -의 감소 사이토 카인 - 우리는 또한 VNS 직접 매개체의 방출을 유도하는 것으로 보인다 여기 보여 허용 셀 (특징되지만 여전히 어떤 세포, necessitati에서 불분명하다순서에 NG 추가 연구가) 염증에 대한 기본 응답에서 다른 세포 유형을 모집합니다. VNS 강하게 강력한 염증 유발 (15 ㎎ / ㎏ LPS, 즉, 일본어 프로토콜) 후에 KC / GRO 감소하면서 실제로, 이는 염증의 부재 KC / GRO 매우 빠른 방출을 활성화시킨다. 케모카인 KC / GRO 강한 화성 특성을 갖는 IL-8 관련 단백질이 백혈구의 발달에서 중요한 역할 (예를 들면, 성숙 및 활성화 구동), 피킹 (예, 명소 및 호중구 모집) 및하면 (15) 기능을 갖는 것으로 알려져 . 예를 들어, 호중구는 선천성 면역 시스템의 탐식 시스템의 중요한 구성원이다. 그들은 침입하는 병원체에 대한 숙주 방어의 첫 번째 줄의 역할을하지만, 그들은 또한 염증에 의한 손상 (16)의 중요한 매개체이다. 흥미롭게도, 프로토콜을 개선하기위한 시도에서, 우리는 다음 direc을 강조 이러한 관찰을 가로 질러왔다미주 신경 기능의 비장에서 다른 세포 유형의 t 참여.

필드의 모든 선구 비장의 CAP의 표적 기관에 집중 패혈증이나 주변 조직의 염증에 반응하여 경로의 면역 조절 효과에있다. 중요한 것은,이 작업은 이러한 본 논문에서 제시 한 바와 같이, 미주 신경의 급성 자극을 사용하여 수행 하였다. 이것은 특정 장기의 분자 분석을 위해 또는 (24 ~ 48 시간 최대가 수술 후) 염증의 만성 동물 모델을 포함하는 기능 연구에서 볼 수있는 단기 효과를 사용할 수 있습니다.

그러나, 미주 신경의 방황 과정은 또한 CAP는 다른 신경 지배 기관 (13)을 포함하는 만성 염증성 질환을 치료하는 중요한 유용 할 수 있음을 의미한다. 이러한 맥락에서 가장 연구 기관 중 하나는 크론 병을 포함 염증성 장 질환 (IBD)에 초점을 맞추고, 함께, 창자입니다 # 39; 병 및 궤양 성 대장염,뿐만 아니라 수술에 의한 장폐색 (17). 또한, 간, 신장, 폐를 포함하는 많은 다른 염증성 질환의 CAP 규제의 중요성 조사 (18) 아래에 있습니다. 미주 신경 활성화의 장기적인 효과는 물론 단지 생체 내 이식 된 전극을 할 수있는 반복적 인 자극을 필요로 그럼에도 불구하고, 현재의 프로토콜은 이러한 맥락에서 사용 할 수 없습니다. 이를 위해, 동물은 자극 커프 전극 미주 신경 (20)의 주위에 배치 된 수술을해야한다. 이 후자의 기술은 훨씬 더 자주 인간 또는 더 큰 크기의 동물에 설명되어 있습니다하는 것이 중요하다. 미주 신경을 자극하는 다른 방법은 미주 신경의 비 침습적 경피 자극으로 기계적된다 독소 혈증의 쥐 모델에서의 면역 억제 효과를 나타내었다심판 "> 21. 그러나,이 기술의 주요 관심사는 결과의 재현성 및 방법 미주 신경이 동물 모델의 장기 평가에서 같은 방법으로 자극되어 있는지 확인하는 것입니다. 장치는 인간을 위해 개발되었다 같은 아니라 주제 (21)에 의해 허용되는 전기 펄스를 제공하는, VNS 자극 또는 트랜스 - 자궁 VNS 자극 트랜스 귀의한다. 그들은 간질과 편두통을 치료하는데 주로 사용되어왔다 미래 보행으로 이어질 수 유망한 결과를 보여 주었다있다 과 외생 적 치료.

특히 때문에 몸에있는 미주 신경의 광범위한 신경 분포의 요약하려면 CAP 규제는 미래의 잠재적 치료 표적으로 이어질 수 흥미로운 분자 역학적 특성을 찾는 희망 염증성 질환의 넓은 범위에서 연구되고있다. 여기, 우리는 미주 신경을 자극하는 급성 방법을 제시 하였다. 제한에 그것은 CAP의 연구를 할 수 있습니다VNS 및 (대사 효소, 예를 들면, 일어날 수) 분석과 긴 시간 범위와 함께 적당한 염증성 자극에 반응 flammatory 덕분.

하여 미주 신경 자극 효과를 기본 분자 메커니즘뿐만 아니라 염증성 질환의 치료에 효율적인 사용을 이해, 특히 임상 적 관점에서 매우 중요하다. 실제로, 방법의 장점은 광범위. 매우 빠른 신경 신호의 특성으로 인해, 그것은 빠르고 효과적이다; 사이토 카인 수준에 대한 관찰 결과는, 예를 들면, 1 시간 미만에서 발생한다. (4) 또한 신경의 기계적, 비 침습적, 경피 자극 미래 보행 쉽게 투여 요법에 대한 희망을주는 데 사용된다. 마지막으로, 정기적 인 치료는 달리, 미주 신경 자극은 내인성 경로를 사용합니다. 따라서 모든 약물 치료와는 달리, 새로운 에이전트가 도입되지 않습니다본체로하여 잠재적 인 부작용을 피할.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

저자는 공개 아무것도 없어.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Computer Toshiba - Any computer is actually compatible
MP-150 data acquisition system Biopac Systems MP150WSW
Acknowledge software Biopac Systems
Mice C57Bl/6 Charles River
Anesthetic machine Simtec Engineering
Medical oxygen bottle AGA 107563
Medical air bottle  AGA 108639
Vetflurane (1,000 mg/g) Virbac 137317
LPS Sigma-Aldrich L2630
Saline Merck Millipore 1024060080
PBS 10x Sigma-Aldrich P5493 Diluted 10 times for used concentration
Syringe (1 ml) BD Plastipak 303172
Needles 23 G KD-FINE 900284 0.6 x 30 mm (blue)
Microdissecting forceps (curved) Sigma-Aldrich F4142
Dissecting scissors Sigma-Aldrich Z265969
Surgical suture 4-0 Ethicon G667G
Euthanasia unit Euthanex Smartbox EA-32000
Cavilon No Sting Barrier Film 3M Health Care 3346N
TH1/TH2 9-Plex assay, ultrasensitive kit MesoScale Discovery K15013C-1
Stimulating electrode device Biopac Systems STIMSOC
Aesculap Isis shaver Agnthos GT420
R70 Rodent diet from Lantmannen, Stockholm, Sweden

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nathan, C. Points of control in inflammation. Nature. 420 (6917), 846-852 (2002).
  2. Rosas Ballina, M., et al. Acetylcholine-synthesizing T cells relay neural signals in a vagus nerve circuit. Science. 334 (6052), 98-101 (2011).
  3. Le Maître, E., et al. Impaired vagus-mediated immunosuppression in microsomal prostaglandin E synthase-1 deficient mice. Prostaglandins Other Lipid Mediat. 121 (Part B), 155-162 (2015).
  4. Borovikova, L. V., et al. Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature. 405 (6785), 458-462 (2000).
  5. Olofsson, P. S., Rosas-Ballina, M., Levine, Y. A., Tracey, K. J. Rethinking inflammation: neural circuits in the regulation of immunity. Immunol. Rev. 248 (1), 188-204 (2012).
  6. Pavlov, V. A., Tracey, K. J. Neural circuitry and immunity. Immunol Res. 63 (1-3), 38-57 (2015).
  7. Huston, J. M., et al. Splenectomy inactivates the cholinergic antiinflammatory pathway during lethal endotoxemia and polymicrobial sepsis. J. Exp. Med. 203 (7), 1623-1628 (2006).
  8. Rosas-Ballina, M., et al. Splenic nerve is required for cholinergic anti-inflammatory pathway control of TNF in endotoxemia. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105 (31), 11008-11013 (2008).
  9. Wang, H., et al. Nicotinic acetylcholine receptor alpha7 subunit is an essential regulator of inflammation. Nature. 421 (6921), 384-388 (2003).
  10. Pavlov, V. A., et al. Central muscarinic cholinergic regulation of the systemic inflammatory response during endotoxemia. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 103 (13), 5219-5223 (2006).
  11. Pavlov, V. A., et al. Brain acetylcholinesterase activity controls systemic cytokine levels through the cholinergic anti-inflammatory pathway. Brain Behav. Immun. 23 (1), 41-45 (2009).
  12. Rosas-Ballina, M., et al. Xanomeline suppresses excessive pro-inflammatory cytokine responses through neural signal-mediated pathways and improves survival in lethal inflammation. Brain Behav. Immun. 44, 19-27 (2014).
  13. Bellinger, D. L., Lorton, D., Lubahn, D., Felten, D. L. Psychoneuroimmunology. Ader, R., Felten, D. L., Cohen, N. 55, Academic. San Diego. 55-112 (2001).
  14. Andersson, U., Tracey, K. J. A new approach to rheumatoid arthritis: treating inflammation with computerized nerve stimulation. Cerebrum. 2012, 3 (2012).
  15. Ono, S. J., Nakamura, T., Miyazaki, D., Ohbayashi, M., Dawson, M., Toda, M. Chemokines: Roles in leucocyte development, trafficking, and effector function. J. Allergy Clin. Immunol. 111 (6), 1185-1199 (2003).
  16. Silvestre-Roig, C., Hidalgo, A., Soehnlein, O. Neutrophil heterogeneity: implications for homeostasis and pathogenesis. Blood. , (2016).
  17. Matteoli, G., Boeckxstaens, G. E. The vagal innervation of the gut and immune homeostasis. Gut. 62, 1214-1222 (2013).
  18. Pereira, M. R., Leite, P. E. The involvement of parasympathetic and sympathetic nerve in the inflammatory reflex. J. Cell. Physiol. 231, 1862-1869 (2016).
  19. Levine, Y. A., et al. Neurostimulation of the cholinergic anti-inflammatory pathway ameliorates disease in rat collagen-induced arthritis. PLoS One. 9 (8), e104530 (2014).
  20. Huston, J. M., et al. Transcutaneous vagus nerve stimulation reduces serum high mobility group box 1 levels and improves survival in murine sepsis. Crit. Care Med. 35 (12), 2762-2768 (2007).
  21. Yuan, H., Silberstein, S. D. Vagus nerve and vagus nerve stimulation, a comprehensive review: Part II. Headache. 56 (2), 259-266 (2016).

Tags

면역학 판 (121) 미주 신경 전기 자극 콜린성 항 염증 경로 염증 신경 면역 통신 사이토킨
복구 시간 증가 및 제한 염증 반응에서 미주 신경 자극 메커니즘을 연구에 LPS 관리를 감소
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Le Maître, E., Revathikumar,More

Le Maître, E., Revathikumar, P., Estelius, J., Lampa, J. Increased Recovery Time and Decreased LPS Administration to Study the Vagus Nerve Stimulation Mechanisms in Limited Inflammatory Responses. J. Vis. Exp. (121), e54890, doi:10.3791/54890 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter