Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Осмотическая помповая доставка лекарств для исследований in vivo Remyelination в центральной нервной системе

Published: December 17, 2021 doi: 10.3791/63343
Automatic Translation
1, 1,2, 1,3, 1
1Department of Histology and Embryology, Chongqing Key Laboratory of Neurobiology, Brain, and Intelligence Research Key Laboratory of Chongqing Education Commission, Third Military Medical University, 2Research Centre, The Seventh Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, 3School of Medicine, Chongqing University

Summary

Демиелинизация происходит при множественных заболеваниях центральной нервной системы. Надежная техника доставки лекарств in vivo необходима для повторного тестирования лекарств. Этот протокол описывает метод на основе осмотического насоса, который позволяет осуществлять долгосрочную доставку препарата непосредственно в паренхиму головного мозга и улучшает биодоступность препарата, с широким применением в исследованиях ремиелинизации.

Abstract

Демиелинизация была выявлена не только при рассеянном склерозе (РС), но и при других заболеваниях центральной нервной системы, таких как болезнь Альцгеймера и аутизм. Поскольку данные свидетельствуют о том, что ремиелинизация может эффективно улучшать симптомы заболевания, все больше внимания уделяется разработке лекарств для содействия процессу регенерации миелина. Таким образом, для проверки эффективности и специфичности этих препаратов in vivo требуется метод доставки лекарств с возможностью выбора региона и получения результата. Этот протокол вводит имплантат осмотического насоса в качестве нового подхода к доставке лекарств в мышиной модели демиелинизации, индуцированной лизолецитином. Осмотический насос представляет собой небольшое имплантируемое устройство, которое может обходить гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и доставлять лекарства стабильно и непосредственно в определенные области мозга мыши. Он также может эффективно улучшить биодоступность лекарств, таких как пептиды и белки с коротким периодом полувыведения. Поэтому данный метод представляет большую ценность для исследования регенерации миелина центральной нервной системы.

Introduction

Осмотический насос представляет собой небольшое имплантируемое устройство, высвобождающее раствор. Его можно использовать для системных родов при имплантации подкожно или в брюшную полость. Поверхность осмотического насоса представляет собой полупроницаемую мембрану, а его внутренняя сторона представляет собой проницаемый слой. Осмотический насос работает с использованием разницы осмотического давления между осмотическим слоем и тканевой средой, в которую имплантируется насос. Высокая осмоляльность осмотического слоя заставляет воду в ткани течь в осмотический слой через полупроницаемую мембрану на поверхности насоса. Осмотический слой расширяется и сжимает гибкий резервуар внутри насоса, тем самым вытесняя раствор из гибкого резервуара с определенной скоростью на длительный срок1. Насос имеет три различных объема резервуара, 100 мкл, 200 мкл и 2 мл, причем скорость их подачи варьируется от 0,11 мкл/ч до 10 мкл/ч. В зависимости от выбранного типа насоса, устройство может работать от 1 дня до 6 недель2. В этом протоколе используется осмотический насос объемом 100 мкл со скоростью передачи 0,25 мкл/ч, который может работать в течение 14 дней.

Еще в 1970-х годах осмотический насос использовался в исследованиях нейробиологии 3,4. Например, Wei et al. приняли подход осмотического насоса для инъекции опиоидных пептидов в желудочек в исследовании наркомании3. После непрерывного совершенствования осмотическая помпа теперь используется при изучении контролируемой доставки тысяч лекарств, включая пептиды, факторы роста, вызывающие привыкание препараты, гормоны, стероиды, антитела и так далее. Кроме того, с прикрепленными специальными катетерами (Brain Infusion Kits) он может быть использован для целенаправленной инфузии в определенные ткани или органы, включая спинной мозг, головной мозг, селезенку и печень 5,6,7.

При изучении ремиелинизации было показано, что многие препараты способствуют регенерации миелина in vitro, но большинство из них не достигли значительных эффектов in vivo, возможно, из-за отсутствия соответствующего метода введения. Традиционные методы введения, такие как внутрибрюшинная инъекция, подкожная инъекция и внутрижелудочное введение, имеют ограничения в биодоступности препаратов. Кроме того, некоторые препараты имеют плохую проницаемость гематоэнцефалического барьера, что подрывает их доступ к паренхиме головного мозга. Вместе эти ограничения требуют нового эффективного метода доставки. В сочетании с наборами для инфузии мозга осмотические насосы могут обходить гематоэнцефалический барьер и доставлять лекарства непосредственно в мозолистое тело, что эффективно улучшает биодоступность лекарств, особенно для некоторых полипептидных и белковых препаратов с коротким периодом полувыведения. Поэтому осмотический насос как новый метод доставки лекарств имеет большое значение для исследований регенерации миелина центральной нервной системы. Применение этого метода будет подробно представлено ниже.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все процедуры для животных проводились в соответствии с институциональными руководящими принципами и протоколами, утвержденными комитетом по благополучию и этике животных Третьего военно-медицинского университета.

1. Создание мышиной модели демиелинизации, индуцированной лизолецитином

  1. Готовят 1% раствор лизолецитина (также называемого L-α-лизофосфатидилхолин) со стерильным PBS.
  2. Стерилизуйте ножницы, щипцы, изогнутый гемостат и другие хирургические инструменты путем автоклавной стерилизации. Стерилизуют хирургическую область и укладывают стерильные листы. Все материалы и реагенты, используемые для хирургии, должны быть подготовлены асептически. Важно, чтобы хирургическая область была стерильной на протяжении всей процедуры.
  3. Обезболить мышь на 56-й послеродовой день (P56) C57BL6 следующим образом.
    1. Поместите мышь в изофлурановую камеру анестезиологического аппарата для мелких животных. Отрегулируйте расходO2 до 300-500 мл/мин и изофлурана до 3%-4%. После достаточного обезболивания, когда мышь становится неподвижной при медленном и стабильном дыхании, переведите мышь к стереотаксическому аппарату с грелкой.
    2. Переключите выход газа из камеры на анестезиологическую маску и отрегулируйте изофлуран до 1% - 1,5% для поддержания мыши в состоянии анестезии. Подождите, пока мышь будет полностью обезболена, введите кетопрофен (3 – 5 мг / кг) внутрибрюшинно, чтобы облегчить боль. Перед операцией ущипните пальцы мыши и проверьте ее реакцию, чтобы подтвердить успешную анестезию8.
    3. Когда мышь подвергается анестезии, она не может регулировать температуру своего тела. Поэтому контролируйте и регулируйте температуру тела мыши во время операции. Чтобы глазные яблоки мыши оставались влажными, находясь под наркозом, закройте поверхность глазных яблок глазной мазью эритромицина.
  4. Закрепите головку мыши в стереотаксическом аппарате зубчатым стержнем и ушными вкладышами. (Рисунок 1А).
  5. Используйте бритву для удаления волос с макушки головы. Дезинфицируйте кожу головы тремя циклами бетадина и 75% этанола. По этическим соображениям накройте тело животного, за исключением места операции. Используя скальпель, сделайте 1 см длинный средний сагиттальный разрез кожи от основания шеи до промежутка между глазами, чтобы обнажить череп (рисунок 1B).
  6. Аккуратно протрите поверхность черепа стерильным ватным тампоном, содержащим 30% перекиси водорода, чтобы визуализировать черепные швы (рисунок 1C). Отрегулируйте высоту зубной перекладины и ушных стержней, чтобы поместить точку лямбда и точку брегмы на одну и ту же высоту (т. Е. С одинаковыми координатами оси Z, когда кончик иглы касается точек), чтобы сагиттальный шов был горизонтальным.
  7. Аккуратно поместите наконечник микролитровой шприцевой иглы (10 мкл, 33 G) в точку брегмы и сбросьте координаты x, y и z до 0 (рисунок 1D). Переместите шприц к месту инъекции (x: 1,04; y: 1,0, т.е. 1,04 мм сбоку до средней линии и 1,0 мм сзади к точке брегмы) в соответствии с подсказкой цифрового считывания (рисунок 1E).
  8. Медленно просверлите небольшое отверстие для заусенцев через череп в месте инъекции, не проникая в твердую мозговую оболочку с помощью шприцевой иглы 1 мл (26 г, 0,45 мм) (рисунок 1F). Медленно вставляйте микролитровую шприцевую иглу в ткань мозга через отверстие до тех пор, пока не будет достигнута определенная глубина (z = -1,62 мм для большинства мышей P56) (рисунок 1G).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Эмпирически глубина введения -1,62 мм позволяет кончику иглы достигать середины мозолистого тела большинства мышей P56, так что лизолецитин может быть непосредственно доставлен в мозолистое тело, чтобы вызвать демиелинизацию.
  9. Вводят 1,5 мкл 1% лизолецитина со скоростью 0,3 мкл/мин. После инъекции подождите 5 минут, прежде чем медленно вытащить микролитровый шприц, чтобы предотвратить утечку жидкости по пути инъекционной иглы.
  10. Сшить кожу 5-0 хирургическими швами (рисунок 1Н).
  11. Поместите мышь на грелку, чтобы избежать падения температуры тела. Вводите подкожную инъекцию 5 мг / кг карпрофена каждые 24 ч, чтобы облегчить боль. Наносите эритромициновую мазь на разрез каждый день, чтобы убедиться, что рана заживает должным образом. Поместите мышь, перенесшую операцию, в клетку в одиночестве и кормите ее влажной пищей до полного выздоровления. Следите за мышью ежедневно после операции.

Figure 1
Рисунок 1: Создание мышиной модели демиелинизации, индуцированной лизолецитином. (А) Закрепите мышь в стереотаксическом аппарате. (B) Откройте 1 см средний сагиттальный разрез, чтобы обнажить череп. (C) Визуализируйте черепные швы. (D) Сбросьте координаты x, y и z до 0 в точке Брегма. (E) Переместите шприц в место инъекции. (F) Просверлить отверстие в черепе в месте инъекции. (G) Медленно вводить иглу в ткани мозга и вводить лизолецитин. (H) Сшить кожу. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

2. Подготовка осмотического насоса

ПРИМЕЧАНИЕ: Ключевые компоненты насоса показаны на рисунке 2А.

  1. Определяют глубину введения мозговой инфузии канюли в мозг. Убедитесь, что используемая игла инфузионной канюли мозга имеет длину 3 мм, а каждая распорка для регулировки глубины составляет 0,5 мм. Чтобы достичь глубины инъекции 1,5 мм (близко к мозоли), приложите три корректирующие глубину распорки к игле мозговой инфузионной канюли с тканевым клеем (рисунок 2B, C).
  2. Чтобы заполнить осмотический насос, прикрепите иглу шприца, которая поставляется с пакетом насоса, к шприцу 1 мл и аспирируйте препарат. Держите насос в вертикальном положении, вставьте шприц в отверстие в верхней части насоса и медленно вводите препарат, стараясь не создавать пузырьки9 (см. Рисунок 2D). Когда жидкость вытечет из отверстия, медленно вытащите шприц.
  3. Снимите белый фланец с регулятора потока ножницами или плоскогубцами, стараясь не согнуть и не раздавить замедлитель потока. Затем вставьте замедлитель потока в насос (рисунок 2E). Чтобы определить, есть ли пузырьки в осмотическом насосе, взвесьте осмотический насос отдельно до и после наполнения.
  4. Обрежьте катетер до определенной длины в соответствии с размером животного (катетеры 20-25 мм для мышей P56, которые весят около 25 г). Прикрепите катетер к мозговой инфузионной канюле.
  5. Наполните катетер лекарственными препаратами с помощью шприца без введения воздуха (рисунок 2F).
  6. Подключите катетер к замедлителю потока. После прикрепления убедитесь, что катетер покрывает около 4 мм открытого замедлителя потока (рисунок 2G).
  7. Чтобы убедиться, что осмотический насос может работать мгновенно после имплантации, погружайте заполненные насосы в стерильный 0,9% физиологический раствор или PBS при 37 °C в течение по меньшей мере 4-6 ч (предпочтительно до ночи) для предварительного смачивания полупроницаемой мембраны на поверхности насоса растворами, которые имеют такое же осмотическое давление, как и тканевая среда (фиг.2H).
  8. Все растворы, загружаемые в насосы, должны быть стерильными. Насосы ALZET поставляются стерильными, подвергаясь воздействию стерилизующей дозы 60Co. Однако при наружном загрязнении поверхность насоса можно очистить, протерев его изопропиловым спиртом (70% в воде).

Figure 2
Рисунок 2: Подготовка осмотического насоса. (А) Ключевые компоненты осмотического насоса. (В,С) Прикрепите корректирующие глубину прокладки к игле мозговой инфузионной канюли. (D) Заполните осмотический насос с помощью шприца объемом 1 мл. (E) Вставьте замедлитель потока в насос. (F) Заполните катетер с помощью шприца. (G) Подключите катетер к замедлителю потока. (H) Погрузите заполненные насосы в стерильный 0,9% физиологический раствор или PBS при 37 °C. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

3. Имплантация осмотического насоса

  1. Подождите 3 дня после установления модели демиелинизации мозолистого тела. Включите систему анестезии мелких животных. Продезинфицируйте ножницы, пинцет и плоскогубцы и замочите их в 75% спиртовом растворе. Уложите стерильные листы в хирургической зоне.
  2. Снова обезболивайте и закрепляйте мышей на стереотаксическом аппарате. Накройте поверхность глазных яблок глазной мазью, чтобы предотвратить сухость.
  3. Продезинфицируйте оригинальную рану 75% спиртом. Откройте хирургический разрез, который был предварительно сшит (рисунок 3A) и разверните разрез до лопаток (рисунок 3B).
  4. Отделите кожу от подкожной соединительной ткани плоскогубцами или пинцетом в лопатке, чтобы открыть полость (рисунок 3C). Поместите осмотический насос в полость (рисунок 3D,E).
  5. Ватным тампоном аккуратно протрите и обнажите точечное отверстие на поверхности черепа, созданное при установлении модели демиелинизации (см. шаг 1.8). Вставьте канюлю для инфузии мозга через это точечное отверстие перпендикулярно и быстро закрепите ее на черепе с помощью тканевого клея (рисунок 3F).
  6. Снимите съемную вкладку над канюлей для инфузии мозга ножницами (рисунок 3G, H). Кроме того, сначала удалите вкладку перед вставкой канюли, чтобы избежать тряски в этом процессе.
  7. Сшить разрез или прикрепить его тканевым клеем (рисунок 3I).
  8. После операции поместите мышь на грелку, чтобы избежать падения температуры тела. Вводите подкожную инъекцию 5 мг / кг карпрофена каждые 24 ч, чтобы облегчить боль. Наносите эритромициновую мазь на разрез каждый день, чтобы убедиться, что рана заживает должным образом. Поместите животное в клетку в одиночку и кормите влажной пищей до полного восстановления. Наблюдайте за мышами каждый день и проверяйте, была ли прикреплена канюля для инфузии мозга.
  9. Усыпляют мышь через 11 дней после операции путем введения 150-200 мг/кг пентобарбитала натрия внутрибрюшинно с последующей перфузией транскардиально с 4% формальдегидом.
  10. Чтобы убедиться, что раствор подается нормально, осторожно извлеките осмотический насос и измерьте остаточный объем в резервуаре насоса перед рассечением мозга.
    1. Чтобы измерить остаточный объем, удалите канюлю инфузии мозга, прикрепите к катетеру шприц объемом 1 мл, а затем аспирируйте оставшийся раствор для определения его объема. Сравните фактический остаточный объем с теоретическим остаточным объемом (начальный объем - средняя скорость перекачки * продолжительность инфузии).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Чрезмерный остаточный объем указывает на неудачную инфузию, которая может быть вызвана окклюзией катетера или неисправностью насоса.

Figure 3
Рисунок 3: Имплантация осмотического насоса. (A) Откройте хирургический разрез. (B) Разверните разрез до лопаток. (C) Отделите кожу от подкожной соединительной ткани, чтобы создать полость. (Д,Д) Поместите осмотический насос в полость. (F) Вставьте инфузионную канюлю головного мозга в точечное отверстие на поверхности черепа и прочно закрепите ее на черепе. (Г,Ч) Снимите съемную вкладку с канюли. (I) Сшить разрез. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Чтобы проверить влияние осмотического насоса на исследования регенерации миелина, у мышей P56 была создана модель демиелинизации, индуцированная лизолецитином, с последующей имплантацией осмотических насосов, содержащих UM206 (1 мг в 1,5 мл 0,9% физиологического раствора), пептид с коротким периодом полувыведения и плохой проницаемостью ГЭБ, который, как недавно сообщалось, способствует ремиелинизации10 . В качестве контроля использовалось 0,9% физиологического раствора. Через четырнадцать дней после создания модели мышей транскардиально перфузировали 4% формальдегидом, чтобы изолировать мозг для секционирования, с последующей гибридизацией in situ и просвечивающей электронной микроскопией для оценки уровня ремиелинизации.

Окрашивание DAPI выявило точечное отверстие в мозговой ткани чуть выше белого вещества, что свидетельствует об успешной имплантации в мозг инфузионной канюли осмотического насоса (рисунок 4А). В эксперименте по гибридизации in-situ зрелый олигодендроцитарный маркер MAG использовался для маркировки новых дифференцированных олигодендроцитов, как показано в предыдущих исследованиях 10,11,12. Результаты показали, что лечение UM206 дало больше MAG-положительных клеток в демиелинизированной области, чем контрольная группа (рисунок 4B). Просвечивающая электронная микроскопия демиелинизированной области также показала, что количество миелинизированных аксонов было увеличено в группе лечения UM206 по сравнению с контрольной группой (рисунок 4C), предполагая, что UM206 индуцировал более высокий уровень ремиелинизации. Эти результаты показывают, что осмотический насос может эффективно доставлять лекарства к мозолистому телу в исследовании ремиелинизации.

Figure 4
Рисунок 4: Репрезентативные результаты. (A) Репрезентативное изображение окрашенного DAPI среза, показывающего точечное отверстие в ткани мозга. Шкала: 1000 мкм. (B) Репрезентативные изображения, показывающие гибридизацию MAG in situ в демиелинизированной области, как показано окрашиванием DAPI. Лечение UM206 увеличило количество меченых MAG олигодендроцитов. Шкала: 100 мкм. (C) Репрезентативные изображения просвечивающей электронной микроскопии демиелинизированной области. Лечение UM206 увеличило количество миелинизированных аксонов. Шкала: 10 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Этот протокол описывает осмотический насос как новый метод доставки лекарств для исследования регенерации миелина, который может доставлять лекарства непосредственно в место лечения и обеспечивать последовательную доставку лекарств в течение длительного периода, создавая стабильную концентрацию лекарственного средства в микросреде центральной нервной системы в течение всей экспериментальной продолжительности. По сравнению с другими способами доставки лекарственного средства осмотическая помпа более благоприятна для поддержания концентрации препарата в демиелинизационном поражении13. Например, при определенных нейротрофических факторах системные лекарства не могут достичь какого-либо эффекта из-за низкой концентрации препарата в месте поражения. Но если дозировка будет увеличена, побочные эффекты будут болеезначительными 14. В таких случаях введение в определенный участок через осмотический насос может эффективно уменьшить периферические побочные эффекты15. Кроме того, многие препараты, связанные с регенерацией миелина, имеют плохую проницаемость гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) или показывают короткий период полувыведения in vivo из-за восприимчивости к протеолитической деградации. Эти проблемы могут быть хорошо решены с помощью осмотических насосов.

Однако метод осмотического насоса не лишен предостережений и ограничений. Во-первых, будучи инвазивной системой доставки лекарств, она неизбежно вызывает повреждение мозговой ткани и нейровоспаление в месте введения канюли инфузии мозга, что может скрыть эффект лекарств. Таким образом, должна быть создана надлежащая контрольная группа, предназначенная только для растворителей. Во-вторых, некоторые препараты требуют растворителей, таких как диметилсульфоксид (DMSO), N-метил-2-пирролидон (NMP) для растворения, но эти растворители несовместимы с материалом резервуара и могут вызвать значительный отказ насосов. Например, было показано, что высокие концентрации диметилсульфоксида (ДМСО) и ПЭГ400 отрицательно влияют на высвобождение насоса и могут быть непригодны для использования в осмотических насосах 16,17,18. В-третьих, препараты, которые нестабильны при 37 °C, могут не подходить для длительной инфузии с использованием осмотического насоса. Все эти вопросы достойны внимания, если планируется применение осмотического насоса.

Несколько шагов в этом протоколе требуют дополнительного внимания во время экспериментов. Для нормальной работы осмотических насосов исследователи должны убедиться, что осмотический насос собран правильно и что в насос не вводится пузырь, который в противном случае сильно подорвет эффективность инфузии. Кроме того, окклюзия катетера или неисправность осмотического насоса могут вызвать отказ инфузии19, который может быть определен путем измерения остаточного объема в резервуаре насоса после эксперимента. Для применения осмотического насоса у молодых мышей с меньшими размерами мозга рекомендуется экспериментальный эксперимент для обеспечения подходящей глубины введения. Кроме того, канюля для инфузии мозга должна быть прочно закреплена на черепе, чтобы свести к минимуму ее движение во время инфузии.

В настоящее время многие исследования in vitro обнаружили множество препаратов, которые могут способствовать регенерации миелина, но из-за плохой проницаемости ГЭБ, короткого периода полувыведения и других проблем эти препараты трудно успешно проверить in vivo. Поэтому осмотическая помпа представляет большую ценность для исследований регенерации миелина центральной нервной системы, особенно актуальна для препаратов с коротким периодом полувыведения, плохой проницаемостью ГЭБ и явными периферическими побочными эффектами.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана грантами Национального научного фонда природы Китая (NSFC 32070964, 31871045) J.N. и Шэньчжэньского фонда фундаментальных исследований (JCYJ20210324121214039) Y.S.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anesthesia Air Pump RWD R510-29 E05818-006
Brain Infusion kit 3 ALZET 0008851 1-3 mm
Carprofen Macklin C830557-1g 5 mg/kg every 24 h
Erythromycin eye ointment Along technology YCKJ-RJ-024780 Cover the surface of the eyeballs during anesthesia
Erythromycin ointment pythonbio RG180
Gas Evacuation Apparatus RWD R546W E05518-002
L-α-Lysophosphatidylcholine Sigma L0906 Dissolve at 1% with sterile PBS
Microliter Syringe Hamilton 65460-05 Syringe Series:1700, 10 µL, 33 gauge
Micro-smotic pump model 1002 ALZET 0004317 0.25 µL per hour, 14 days
PBS (pH = 7.3) ORIGENE ZLI-9061
Pentobarbital sodium Shanghai Civi CAS NO: 57-33-0 150-200 mg/kg intraperitoneal injection for euthanasia
Small Animal Anesthesia Machine RWD R520IE E05807-006 M
Stereotaxic Equipment RWD E06382
STERI 250 sterilizer Keller 31101 Rapid sterilization of surgical instruments
Surgical sutures Shanghai jinhuan F504 5-0
Syringe needle (1 mL) Shanghai KDL 6930197811018 26 gauge (0.45 mm x 16 mm)
Testing drug and solvent Experiment dependent N/A
ThermoStar Homeothermic Monitoring System RWD 69026 Maintain body temperature during anesthesia
Vetbond Tissue adhesive 3M 1469SB Secure the brain infusion cannula , Adhere the skin incision

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Theeuwes, F., Yum, S. I. Principles of the design and operation of generic osmotic pumps for the delivery of semisolid or liquid drug formulations. Annals of Biomedical Engineering. 4 (4), 343-353 (1976).
  2. Herrlich, S., Spieth, S., Messner, S., Zengerle, R. Osmotic micropumps for drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 64 (14), 1617-1627 (2012).
  3. Wei, E., Loh, H. Physical dependence of opiate-like peptides. Science. 193 (4259), 1262-1263 (1976).
  4. Pettigrew, J. D., Kasamatsu, T. Local perfusion of noradrenaline maintains visual cortical plasticity. Nature. 271 (5647), 761-763 (1978).
  5. Wang, Y., et al. Reduced oligodendrocyte precursor cell impairs astrocytic development in early life stress. Advanced Science (Weinheim). 8 (16), 2101181 (2021).
  6. Tang, C., et al. Neural stem cells behave as a functional niche for the maturation of newborn neurons through the secretion of PTN. Neuron. 101 (1), 32-44 (2019).
  7. Watanabe, S., Komine, O., Endo, F., Wakasugi, K., Yamanaka, K. Intracerebroventricular administration of Cystatin C ameliorates disease in SOD1-linked amyotrophic lateral sclerosis mice. Journal of Neurochemistry. 145 (1), 80-89 (2018).
  8. DeVos, S. L., Miller, T. M. Direct intraventricular delivery of drugs to the rodent central nervous system. Journal of Visualized Experiments: JoVE. , e50326 (2013).
  9. Tang, C., Guo, W. Implantation of a mini-osmotic pump plus stereotactical injection of retrovirus to study newborn neuron development in adult mouse hippocampus. STAR Protocols. 2 (1), 100374 (2021).
  10. Niu, J., et al. Oligodendroglial ring finger protein Rnf43 is an essential injury-specific regulator of oligodendrocyte maturation. Neuron. 109 (19), 3104-3118 (2021).
  11. Breitschopf, H., Suchanek, G., Gould, R. M., Colman, D. R., Lassmann, H. In situ hybridization with digoxigenin-labeled probes: sensitive and reliable detection method applied to myelinating rat brain. Acta Neuropathologica. 84 (6), 581-587 (1992).
  12. Cree, B. A. C., et al. Clemastine rescues myelination defects and promotes functional recovery in hypoxic brain injury. Brain. 141 (1), 85-98 (2018).
  13. Eckenhoff, B., Yum, S. I. The osmotic pump: novel research tool for optimizing drug regimens. Biomaterials. 2 (2), 89-97 (1981).
  14. Thoenen, H., Sendtner, M. Neurotrophins: from enthusiastic expectations through sobering experiences to rational therapeutic approaches. Nature Neuroscience. 5, 1046-1050 (2002).
  15. Hagg, T. Intracerebral infusion of neurotrophic factors. Methods in Molecular Biology. 399, 167-180 (2007).
  16. Bittner, B., Thelly, T., Isel, H., Mountfield, R. J. The impact of co-solvents and the composition of experimental formulations on the pump rate of the ALZET osmotic pump. International Journal of Pharmaceutics. 205 (1-2), 195-198 (2000).
  17. Arnot, M. I., Bateson, A. N., Martin, I. L. Dimethyl sulfoxide/propylene glycol is a suitable solvent for the delivery of diazepam from osmotic minipumps. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 36 (1), 29-31 (1996).
  18. Gullapalli, R., et al. Development of ALZET osmotic pump compatible solvent compositions to solubilize poorly soluble compounds for preclinical studies. Drug Delivery. 19 (5), 239-246 (2012).
  19. White, J. D., Schwartz, M. W. Using osmotic minipumps for intracranial delivery of amino acids and peptides. Methods in Neurosciences. 21, 187-200 (1994).

Tags

Неврология выпуск 178
Осмотическая помповая доставка лекарств для исследований <em>in vivo</em> Remyelination в центральной нервной системе
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, X., Su, Y., Hu, X., Niu, J.… More

Wang, X., Su, Y., Hu, X., Niu, J. Osmotic Pump-based Drug-delivery for In Vivo Remyelination Research on the Central Nervous System. J. Vis. Exp. (178), e63343, doi:10.3791/63343 (2021).

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