Introduction
Aangeboren immuniteit zorgt voor een onmiddellijke eerste verdedigingslinie tegen infecties en ziekten in een breed scala van organismen. Het initieert niet alleen de primaire immuunrespons op de dreiging weg te nemen, maar het speelt ook een centrale rol in het activeren en het opleiden van de adaptieve immuniteit die verricht secundaire immuunreacties in een pathogeen-specifieke wijze. Ontsteking wordt georkestreerd door een overvloed aan cytokines en chemokines, die op hun beurt hebben de mogelijkheid om andere immuuncellen te trekken naar de plaats van infectie en de kardinale tekenen van ontsteking, zoals roodheid, zwelling, pijn, verlies van functie, en koorts veroorzaken . De duur en intensiteit van de ontsteking hangt af van verschillende factoren, maar de oplossing van de ontsteking en homeostase te herstellen is een belangrijke stap om het ontstaan van chronische ontstekingsziekten voorkomen. Recente ontwikkelingen op het gebied van neurologie en immunologie hebben specifieke neurale mechanismen ontrafeld met een enorm therapeutisch potentieel te infl controleammation zowel in het centrale zenuwstelsel en in de periferie. Een van deze mechanismen is het cholinerge anti-inflammatoire pathway (CAP), ook bekend als inflammatoire reflex, die wordt aangedreven door het autonome zenuwstelsel 4, 5.
Momenteel wordt gedacht dat ontstekingsmediatoren activeren gevoelszenuwen en stuurt signalen over de stand van de ontsteking aan het centrale zenuwstelsel. Een reflex reactie wordt vervolgens geactiveerd door de efferente nervus vagus. Een uitgebreide studie van de anatomische gegevens van het GLB een parasympathische sympathische model bestaat uit twee zenuwen, de nervus vagus zenuw en milt respectievelijk 6 geopenbaard. In het GLB, de geactiveerde cholinergische efferente nervus vagus eindigt de coeliakie-mesenterische ganglion, wat resulteert in de activatie van de adrenerge milt zenuw door een mechanisme dat nog moet worden onderzocht. De milt zenuw aldus geactiveerd is bekend binnenzijdevate in de nabijheid van immuuncellen in de witte pulp, marginale zone, en rode pulp van de milt, de opdrachtgever en dwingende orgaan van de kap 7, 8. Norepinefrine (NE) vanaf de milt zenuwuiteinden bindt aan de overeenkomstige β 2 adrenerge receptoren tot expressie gebracht op milt T-lymfocyten. Dit induceert choline acetyl transferase (ChAT) gemedieerde acetylcholine (ACh) afgifte, die op zijn beurt α7 nicotinische acetylcholinereceptoren (α7nACh) met macrofagen, waardoor cytokineproductie en inflammatie 2 beperkend activeert. Daarom is het nu duidelijk dat het zenuwstelsel in staat is om de ontsteking te regelen in de perifere weefsels en om de lokale immuun homeostase te herstellen.
Zoals de naam van het pad doet vermoeden, ACh systeem is van cruciaal belang voor de werking van deze neuro-immuun regulerende route. Interessant is dat de mechanismen die betrokken zijn bij de activering vanGLB lijken verschillend in de periferie en in het centrale zenuwstelsel te zijn. Hoewel het belang van nicotinereceptoren (α7nAChR) in de milt is eerder aangetoond 9, muscarinereceptoren (mAChR) zijn verplicht voor de centrale activering van de route 10, 11. Recenter perifere toediening van een centraal werkende M1 muscarinische agonist significant onderdrukt serum en milt tumornecrosefactor α (TNFa) bij muizen dodelijke endotoxemie, een handeling die vereist intact nervus vagus zenuw en milt 12 signalering. We hebben onlangs aangetoond dat muizen die prostaglandine E2 (PGE2) waren niet in staat te reageren op nervus vagus stimulatie en niet down-reguleren van de door LPS geïnduceerde afgifte van cytokinen in het serum en milt 3. Daarom zou het GLB ook worden gereguleerd door andere dan de belangrijkste ACh pathw systemenay.
De nervus vagus is zo genoemd vanwege de zwervende natuurlijk in het lichaam, innerveren hoofdorganen zoals de lever, longen, milt, nieren en darmen 13. Gezien deze grote innervatie en de zeer potente immunosuppressieve effect van de nervus vagus, kan het therapeutisch potentieel van het GLB uiteenlopende ontstekingsaandoeningen dekken. De nervus vagus kan elektrisch (of mechanisch) geactiveerd, met controle over de spanning en frequentie, en in tegenstelling tot conventionele behandeling, zonder drugs toegevoegd aan het lichaam. Trials zijn momenteel aan de gang in reumapatiënten, bijvoorbeeld, om de klinische betekenis van VNS te testen in de behandeling van chronische ontsteking 14. Al met al, de neuro-immuun communicatie en regulering van de ontsteking worden momenteel onderzocht, waarbij een mogelijke alternatieve behandeling voor conventionele therapie zal bieden. Daarom is onderzoek van de nervus vagus stimulatien effect in de verschillende geïnnerveerde organen, maar ook de karakterisering van de mogelijke therapeutische werking in diermodellen van chronische ontsteking, zou zeker inzichten geven en hopen op nieuwe potentiële therapeutische doelen.
De originele methodologie ontwikkeld door Tracey en collega's 4 kon niet worden toegepast op ons vakgebied van het onderzoek als gevolg van overstimulatie van de ontstekingsreactie (door middel van een dodelijke dosis van LPS) en een te korte tijd bereik tussen CAP activering en het uitlezen. In de huidige papier, zullen we de wijzigingen in het oorspronkelijke protocol presenteren, vergelijk de twee verschillende methodes op cytokine niveaus, en markeert een nieuwe en tegenover observatie op het doel orgaan (de milt).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle dierlijke experimenten werden uitgevoerd volgens de richtlijnen voor de verzorging en gebruik van dieren door de lokale ethische commissie op Karolinska Institutet, Stockholm goedgekeurd. De lokale ethische commissie volgt de richtlijnen van de Europese Unie over de verzorging van dieren.
OPMERKING: De belangrijkste wijzigingen van het oorspronkelijke protocol zijn de hersteltijd na operatie (6 uur versus 1 uur) en het niveau van LPS geïnjecteerde (2 mg / kg versus 15 mg / kg). Anders, de verschillende instellingen met betrekking tot de operatie zelf zijn niet gewijzigd.
1. Voorbereiden van het materiaal voor de stimulatie
- Zet de computer en het data-acquisitiesysteem verbonden met de stimulerende elektrode (figuur 1A).
- Voer het Erken programma.
- Bereid een voorraadoplossing van LPS in een concentratie van 5 mg / ml in 1 x PBS, hoeveelheid, en slaan bij -20 ° C. Op de dag van het experiment, ontdooien een portie en het opstellen van een adeQuate monster van LPS (0,5 mg / ml) om ongeveer 100 pl te injecteren in het dier, afhankelijk van het gewicht.
2. De voorbereiding van de Animal voor Anesthesie
- Gebruik C57BL / 6 muizen. Handhaaf ze onder geconditioneerde omstandigheden met een 12-uur licht / donker-cyclus, voeden standaard voor knaagdieren, en geef ze water ad libitum.
- Voer een operatie aan muizen die ongeveer 25 g wegen op de dag van het experiment.
OPMERKING: Wanneer ontstekingsreacties worden opgewekt, is het vooral belangrijk om regelmatige controles en observaties van de klinische reacties in de dieren te voeren. Premature euthanasie door CO 2 inhalatie is nodig als het dier staat niet de ethische criteria voldoet. - Stel de verdoving machine.
- Zorg ervoor dat de slang goed is aangesloten en niet is beschadigd in any way. Zorg ervoor dat de geventileerde ruimte goed werkt. Sluit de sleutel filter om de isofluraan fles en vul de vaporizer met voldoende isofluraan.
- Open de gastoevoer (lucht en zuurstof) en zorg ervoor dat de flessen bevatten voldoende gas voor het experiment. Een drieweg-verbindingselement kan dan de isofluraan stroom naar de aanzuigkamer of masker.
- Draai de drieweg-verbindingselement aan de inductie kamer. Kies een muis van de kooi en plaats het dier in de kamer. Regel de stroomregelaar tot 1,0 l / min zuurstof en 1,0 l / min lucht. Pas de isofluraan concentratie 4-5%.
- Wanneer het gewenste niveau van anesthesie is bereikt, wanneer de gewenste mate van anesthesie is bereikt, scheren de chirurgische en schuif het dier uit de kamer naar het masker. Draai de drie-weg connector om het masker flow. Regel de stroomregelaar tot 0,25 l / min zuurstof en 0,25 l / min lucht.
- Pas de isofluraan concentratie 1,5-2,5%. Controleer het niveau van de anesthesie door reflex controle en ademfrequentie voor aanvang van de chirurgische procedure.
- Bevestig de poten van de muis om de werkbank met plakband. Zorg ervoor dat de neus van het dier is nog steeds zorgvuldig gepositioneerd in het masker.
3. Chirurgie en stimulatie van de nervus vagus
- Ontsmet de chirurgische gebied met 70% ethanol.
- Met behulp van een scalpel zorgvuldig insnijden van de huid ter hoogte van de hals (incisie van ongeveer 1 tot 1,5 cm).
Opmerking: In het protocol eindigt hier de chirurgische ingreep voor SHAM geopereerde dieren. Inderdaad is aangetoond dat alleen aanraken van de zenuw met een metaalhulpmiddel al stimuleert deze enigszins. Daarom, om een meer nauwkeurige chirurgie controle dier krijgen bij het gebruik van een kleine hoeveelheid van LPS, stop de operatie bij deze stap. - Met behulp van een microscoop (12,5X doelstelling), isoleer het linker nervus vagus van de halsslagader met behulp ontleden tang. Eerst zoekt u de sternocleidomastoideus door het verwijderen van huid en vet lagen, en vervolgens terug te trekken ingelasten de tang achter zowel de zenuw en de slagader gebracht.
Opmerking: De volgende stap is zeer lastig, omdat de zenuwen en slagader nauw aan elkaar gehecht. Daarom is het heel gemakkelijk om het schip te snijden en dood van het dier. Echter, door het plaatsen van de pincet voorzichtig tussen de zenuw en slagader, ze uiteindelijk scheiden, en het is mogelijk om de zenuwen te isoleren. - Elektrode (Figuur 1B) onder de nervus vagus. De naaldelektrode is vrij lang, zelfs indien de zenuw enigszins verplaatst tijdens de stimulatie, zal het altijd in contact met de elektrode.
- Voer een intraperitoneale (ip) injectie van LPS (2 mg / kg) met behulp van een injectiespuit (de uitgelezen op cytokine niveaus, dat wil zeggen, het downreguleren effect te meten).
- Wacht 5 minuten alvorens de stimulatie.
- Stimuleren van de nervus vagus gedurende 5 minuten bij 5 V en 1 Hz door op de startknop het bevestigen programma.
- Opnieuwbewegen de elektrode en de wond hechten van het dier met chirurgische hechtdraad.
- Spuit een Niet-prikkende Barrièrefilm (NSBF) op de wond om de genezing te verbeteren en te beschermen tegen infecties.
4. Herstel van de Animal
- Na de operatie, zet het dier terug naar zijn kooi te ontwaken en herstel. Onder infra-rood licht om lichaamstemperatuur te handhaven, zorg ervoor om het dier te controleren totdat het volledig bewustzijn is hersteld.
- Liet het dier herstellen in zijn kooi 6 uur vóór opoffering voor analyse.
NB Het effect van de nervus vagus stimulatie is zeer snel en is ook aangetoond langdurig (tot 48 uur) te worden, zodat de hersteltijd kan de experimentator worden ingesteld volgens de eisen van de studie.
5. Opoffering voor verdere analyse
- Plaats het dier in een kooi verbonden met een CO2-toedieningsinrichting.
- Stel de inrichting op een 5-min cyclus van CO2 inhalatie.
- Wanneer euthanasie wordt uitgevoerd, verzamelt de organen plaats en direct invriezen op droog ijs voor verdere analyse (bijvoorbeeld de meting van cytokine niveaus in milt extracten met een muis TH1 / TH2 9-Plex bepaling) 3.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Niveau van TNFa en interleukine-1β (IL-1β) na het verhogen van de Time Lapse na de operatie en verlaging van de dosis van LPS
Zoals eerder aangegeven, via het oorspronkelijke protocol VNS verlaagde de gehalten van TNFa (169,3 ± 24,9 pg / mg in SHAM versus 39,7 ± 10,8 pg / mg VNS, p <0,001) en IL-1β (360,0 ± 40,21 pg / mg SHAM versus 191,7 ± 27,2 pg / mg VNS, p <0,01) in de milt na intraperitoneale LPS-injectie (15 mg / kg) (figuur 2A). Na het tijdstip van analyse veranderen 1-6 uur en verlagen van de dosis LPS 15-2 mg / kg, zagen we alleen effect van NVS op TNFa (13,67 ± 1,81 pg / mg in SHAM versus 8,82 ± 1,20 pg / mg VNS, p <0,05), terwijl IL-1β niet werd beïnvloed (368,62 ± 35,65 pg / mg in SHAM versus 304,99 ± 43,54 pg / mg) (Figuur 2B). Zonder enige LPS injectie (dwz zoutoplossing), kon geen verschil worden gedetecteerd na VNS (figuur 2C).
Niveaus van keratinocyten Chemoattractieve / Human Growth-gereguleerde Oncogen (KC / GRO) in de milt na VNS Met behulp van de verschillende omstandigheden
Met het oorspronkelijke protocol, toonden we aan dat KC / GRO werd sterk neerwaarts gereguleerd door VNS (597,4 ± 17,8 pg / mg in SHAM versus 416,4 ± 29,7 pg / mg VNS, p <0.001) (Figuur 3A). Met een 6-uurs tijdstip en 2 mg / kg LPS, werd geen verandering waargenomen tussen SHAM en VNS dieren (figuur 3B), terwijl VNS nog krachtiger voor TNFa, bijvoorbeeld. Echter, wanneer er geen LPS geïnjecteerd voor de 6-uur tijdstip, zagen we een sterke opwaartse regulatie van KC / GRO volgende VNS (59,37 ± 4,29 pg / mg in SHAM versus 141,22 ± 10,56 pg / mg VNS, p <0,001 ) (Figuur 3C). Zoals verwacht, het grootste deel van deandere cytokines (TNFa, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12 en IFNy) werden op zeer lage niveaus (indien detecteerbaar) en geen verschil te zien tussen SHAM en VNS-gestimuleerde dieren.
Figuur 1: Foto's van het materiaal dat nodig om de Nervus Vagus Stimulatie uitvoeren. A) i) Computer, ii) gegevensverwervingssysteem en iii) prikkelelektrode apparaat. B) Close-up van de elektrode dat onder de nervus vagus wordt geplaatst. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Niveaus van TNFa en IL-1β in Spleen Extracts van SHAM en VNS-behandelde dieren. Dieren worden onderworpen aan SHAM of VNS chirurgie, volgens de volgende voorwaarden: A) 1-uur herstel na ip injectie van 15 mg / kg LPS, B) 6-uur herstel na ip injectie van 2 mg / kg LPS en C) 6-uur terugwinning zonder LPS-injectie. Worden gemeten op een pro-inflammatoir cytokine-beklede plaat en uitgedrukt in pg / mg weefsel. De gegevens worden uitgedrukt als het gemiddelde ± SEM. Een sterretje geeft statistische verschillen tussen VNS en SHAM muizen (n = 8 per groep). Student's t-test * p <0,05; ** p <0,01; *** p <0,001. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Niveaus van KC / GRO in Spleen Extracten van SHAM en VNS behandeld naïeve muizen. Dieren worden onderworpen aan SHAM of VNS chirurgie, volgens de volgende voorwaarden: A) 1-uur herstel na ip injectie van 15 mg / kg LPS, B) 6-uur herstel na ip injectie van 2 mg / kg LPS en C) 6-uur terugwinning zonder LPS-injectie. Worden gemeten op een pro-inflammatoir cytokine-beklede plaat en uitgedrukt in pg / mg weefsel. De gegevens worden uitgedrukt als het gemiddelde ± SEM. Een sterretje geeft statistische verschillen tussen VNS en SHAM muizen (n = 8 per groep). Student's t-test *** p <0,001.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Sinds de ontdekking in de vroege jaren 2000, de mechanismen van het GLB zijn grondig bestudeerd. We hebben nu een goed beeld van de route, en in het bijzonder, het doelorgaan, de milt, waar de NE, geheugen T-cellen, Ach, en macrofagen werk als een zeer efficiënte team het neerwaarts reguleren van ontstekingsmediatoren 2. We hebben onlangs gepubliceerde gegevens over het belang van een functionele prostaglandinesysteem bij muizen, met name PGE2, wat uiteraard een verplicht onderdeel ACh afgifte in de milt na activering van de kap 3.
De experimentele techniek zogenaamde nervus vagus stimulatie, kan gemakkelijk worden uitgevoerd in een laboratorium, maar enkele belangrijke protocollen opgemerkt over de dieren en de chirurgische ingreep. We maken gebruik van een sinus stimulatie signaal, dat wordt verondersteld een "lading-gebalanceerd" stimulatie te zijn, om te voorkomen dat de opbouw van elektrische ladingen in dezenuw die zou kunnen vernietigen (in tegenstelling tot monofasische stimulatie). Terwijl het stimuleren van de zenuwen, is het niet mogelijk de afferente scheiden van de efferente signaal, dat alleen kan worden gedaan voor andere toepassingen met vagotomie experimenten. De duur en de frequentie voor het experiment is bekend dat ze een effect op cytokine release volgende uitdaging ontstekingen, bijvoorbeeld, maar zou geen invloed op de hartslag of geeft duidelijke neveneffecten bij gezonde controles.
In de eerste plaats moet de onderzoeker altijd in gedachten houden dat de behandeling, chirurgie, en het herstel van de dieren moet worden gedaan in overeenstemming met de ethische regels voor de verzorging van dieren. Het andere punt is dat het beoefenen van de operatie is van groot belang. Isoleren van de nervus vagus is een moeilijke stap, die dodelijk kunnen zijn voor het dier indien vasculaire schade optreedt. Met ervaring, kan de operatie worden gedaan binnen 15 - 20 min, wat betekent dat het dier niet hoeft te worden verdoofd voor een lange periode van tijd, diehelpt bij het herstel.
Een discussie kan worden gesteld met betrekking tot de keuze van een goede schijn-geopereerde dieren. In ons protocol, gebruikten we dieren die alleen geopereerd ter hoogte van de nek, zonder het plaatsen van de elektrode onder de nervus vagus. De reden voor deze optie kiest was dat alleen het plaatsen van de elektrode onder de zenuw mechanisch de zenuw zou stimuleren enigszins (zoals hiervoor is opgemerkt) 19 hetgeen het risico van maskeren mogelijke mechanismen die optreden bij zeer lage niveaus van ontsteking. Bij gebruik van zeer hoge doses LPS, zou de best SHAM bediende waarschijnlijk om de elektrode onder de zenuw als gevolg van de SHAM operatie niet zou hinderen of masker voor de hand liggende elektrische stimulatie effect op de uitbarsting van cytokinen.
We hebben het huidige protocol om de verschillende kwesties voordoen binnen ons gebied van onderzoek past ontwikkeld. Zoals besproken in ons vorige artikel,hebben we gekeken naar de mogelijke betrokkenheid van het prostaglandine systeem in het GLB. Als gevolg van enzymatische metabolisme, we dachten dat de 1-uur hersteltijd van het oorspronkelijke protocol ons experiment niet zou passen. Daarom hebben we uitgebreid het tijdsverloop na de operatie tot 6 uur. Door dit te doen, moesten we ook titreren beneden de dosis van LPS om de ethische criteria voldoen. We kozen voor een hersteltijd van 6 uur, een vertraging die we dachten dat lang genoeg voor dit doel. Ook de LPS getitreerd van 15 mg / kg (het oorspronkelijke protocol) tot 0 mg / kg. 2 mg / kg, zagen we het laatste effect van de VNS voor cytokines (figuur 2), een effect dat bij lagere doses verdwenen.
Terwijl het hoofdeffect van het VNS in de milt bekend en gekenmerkt door de activering van geheugen-T-cellen en vervolgens, macrofagen-cellen waarmee de afname van cytokinen-toonden we ook hier dat VNS lijkt de afgifte van mediatoren direct induceren ( het is nog onduidelijk uit welke cellen, necessitating verdere studie) om andere celtypen te werven uit de primaire reactie op ontsteking. Inderdaad, terwijl VNS sterk afgenomen KC / GRO na een sterke inflammatoire inductie (15 mg / kg LPS, dwz het oorspronkelijke protocol), activeert een zeer snelle afgifte van KC / GRO bij afwezigheid van ontsteking. De chemokine KC / GRO, een IL-8-verwant eiwit met sterke chemotactische eigenschappen, speelt een belangrijke rol in leukocyten ontwikkeling (zoals het besturen rijping en activering), handel (bijv aantrekking en rekrutering van neutrofielen) en functie 15 hebben . Bijvoorbeeld, neutrofielen zijn belangrijke leden van het fagocytaire systeem van het aangeboren immuunsysteem. Zij fungeren als de eerste lijn van afweer tegen binnendringende pathogenen, maar ze zijn ook belangrijke mediatoren van inflammatie-geïnduceerde verwonding 16. Interessant is dat in onze poging om het protocol te verbeteren, kwamen we dan over deze waarneming dat de direc hoogtepuntent betrokkenheid van andere celtypen in de milt nervus vagus functioneren.
Alle baanbrekend werk op het gebied gericht op de milt, het doelorgaan van het GLB en van de immunologische effect van de route als reactie op sepsis of perifere systemische ontsteking. Belangrijk is dat dit werk gedaan in acute stimulatie van de nervus vagus, zoals die in dit document. Dit kan worden gebruikt voor moleculaire analyse van specifieke organen of de korte termijn effecten bij functionele onderzoeken met chronische diermodellen van ontsteking (24-48 maximale uur na de operatie).
De zwervende verloop van de nervus vagus impliceert ook dat het GLB belangrijke nut chronische ontstekingsziekten waarbij verschillende geïnnerveerde organen 13 te behandelen kan zijn. Een van de meest bestudeerde organen in dit verband is de darm, met een focus op inflammatoire darmziekte (IBD), waarbij Crohn en omvat # 39; s ziekte en colitis ulcerosa, maar ook de postoperatieve ileus geïnduceerde 17. Bovendien is het belang van de GLB regelgeving in vele andere inflammatoire aandoeningen waarbij de lever, nier en long ook onderzocht 18. Niettemin kan de huidige protocol niet gebruikt in deze context, de lange-termijn effect van nervus vagus activatie herhaalde stimulaties die uiteraard alleen met een in vivo geïmplanteerde elektroden vereisen. Daartoe dient het dier een operatie waarbij stimulerende elektroden manchet rond de nervus vagus 20 geplaatst ondergaan. Het is ook belangrijk om op te merken dat de laatste techniek veel vaker is beschreven bij mensen of bij dieren van een groter formaat. Een andere manier zijn om de nervus vagus mechanisch, als niet-invasieve en percutane stimulatie van de nervus vagus vertoonde een immunosuppressief effect in een muizenmodel van endotoxemieref "> 21. Echter, de belangrijkste zorgen van deze techniek zou de reproduceerbaarheid van de resultaten en hoe ervoor te zorgen dat de nervus vagus op dezelfde manier in een evaluatie van de dierlijke modellen op lange termijn gestimuleerd wordt. apparaten zijn ontwikkeld voor de mens , zoals trans-auriculaire VNS stimulatie of trans-cervicale VNS stimulatie, dat elektrische pulsen, die goed verdragen door de proefpersonen 21 te leveren. Ze zijn vooral gebruikt voor de behandeling van epilepsie en migraine en hebben veelbelovende resultaten die zouden kunnen leiden tot toekomstige ambulant toonden en exogene therapie.
Samenvattend, met name vanwege de uitgebreide innervatie van de nervus vagus in het lichaam, wordt de CAP regulatie bestudeerd in een groot aantal ontstekingsziekten in de hoop interessante moleculaire mechanische eigenschappen die kunnen leiden tot mogelijke toekomstige therapeutische doelen. Hier presenteerden wij een acute methode om de nervus vagus stimuleren. Het laat de studie van het GLB in beperkteflammatory respons dankzij een matige inflammatoire stimulus in combinatie met een langere tijdspanne tussen de VNS en analyse (waardoor enzymatisch metabolisme plaatsvinden, bijvoorbeeld).
Inzicht in de moleculaire mechanismen waardoor nervus vagus stimulatie effect, alsmede een efficiënt gebruik bij de behandeling van ontstekingsziekten, is van groot belang, met name vanuit een klinisch oogpunt. Sterker nog, de voordelen van de methode zijn breed. Vanwege de aard van de extreem snelle zenuw signalering, is het snel en effectief; een waarneembaar effect op cytokine niveaus, bijvoorbeeld bij minder dan 1 uur. 4 Ook, mechanische, niet-invasieve, en percutane stimulatie van de zenuw kan worden gebruikt, geeft hoop voor de toekomst ambulante en gemakkelijk toegediende therapieën. Tot slot, in tegenstelling tot reguliere behandeling, nervus vagus stimulatie maakt gebruik van een endogene route. Daarom, in tegenstelling tot in alle drug therapieën, geen nieuwe middelen worden geïntroduceerd inaan het lichaam, waardoor mogelijke bijwerkingen vermeden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
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 |
References
- Nathan, C. Points of control in inflammation. Nature. 420 (6917), 846-852 (2002).
- Rosas Ballina, M., et al. Acetylcholine-synthesizing T cells relay neural signals in a vagus nerve circuit. Science. 334 (6052), 98-101 (2011).
- 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).
- Borovikova, L. V., et al. Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature. 405 (6785), 458-462 (2000).
- 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).
- Pavlov, V. A., Tracey, K. J.
- 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).
- 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).
- Wang, H., et al. Nicotinic acetylcholine receptor alpha7 subunit is an essential regulator of inflammation. Nature. 421 (6921), 384-388 (2003).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Andersson, U., Tracey, K. J. A new approach to rheumatoid arthritis: treating inflammation with computerized nerve stimulation. Cerebrum. 2012, 3 (2012).
- 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).
- Silvestre-Roig, C., Hidalgo, A., Soehnlein, O. Neutrophil heterogeneity: implications for homeostasis and pathogenesis. Blood. , (2016).
- Matteoli, G., Boeckxstaens, G. E. The vagal innervation of the gut and immune homeostasis. Gut. 62, 1214-1222 (2013).
- Pereira, M. R., Leite, P. E. The involvement of parasympathetic and sympathetic nerve in the inflammatory reflex. J. Cell. Physiol. 231, 1862-1869 (2016).
- 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).
- 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).
- Yuan, H., Silberstein, S. D. Vagus nerve and vagus nerve stimulation, a comprehensive review: Part II. Headache. 56 (2), 259-266 (2016).
