Yöntem makalesi

CNS içine Hedeflenen Madde Teslimat için Fare Mikrocerrahi İnfüzyon Tekniği yoluyla İç Karotis Arter

DOI:

10.3791/54804

⸱

31 Ocak 2017

 ,  ,  , 
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, Miller School of Medicine, University of Miami, 2The Jerzy Kukuczka Academy of Physical Education

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mevcut protokol, maddeleri internal karotis arter yoluyla doğrudan beyne etkili bir şekilde ileten bir fare mikrocerrahi infüzyon tekniğini tanımlamaktadır.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Merkezi sinir sistemi (MSS) hastalıklarının ve buna bağlı olarak kan-beyin bariyeri bozulma hastalıklarının hayvan modelleri, ekzojen maddelerin beyne verilmesini gerektirir. Bu ekzojen maddeler zararlı etkiye neden olabilir veya terapötik strateji oluşturabilir. Ekzojen maddelerin beyne en yaygın verilme yöntemleri, deri altı veya intravenöz yollar gibi sistemik doğumlara dayanır. Yaygın olarak kullanılmasına rağmen, bu yaklaşımların beyne düşük iletim etkinliği de dahil olmak üzere çeşitli sınırlamaları vardır. Buna karşılık, maddeleri CNS'ye lokal olarak veren cerrahi yöntemler daha spesifiktir ve eksojen maddelerin diğer organlar tarafından alınmasını önler. CNS uygulaması için çeşitli cerrahi yöntemler mevcuttur; Ancak, çok travmatik olma eğilimindedirler. Burada, maddeleri internal karotis arter yoluyla beyne etkili bir şekilde veren, minimal travma ile ve normal CNS işlevselliğine müdahale etmeyen bir fare infüzyon mikrocerrahi tekniğini tarif ediyoruz.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Merkezi sinir sisteminin in vivo modellerde (CNS) hastalıkları, beyin bu tür ilaçlar, patojenlerin veya eksozom gibi eksojen madde, etkili bir teslim gerektirir. Bu nedenle, ideal bir dağıtım yöntemi, hayvana en az travmaya neden nöronal ağ bütünlüğünü korumak ve beyin 1 yüksek madde konsantrasyonları elde etmelidir.

Yerel madde sağlama çeşitli cerrahi yöntem içi kılıf, intraserebral, intraventriküler enjeksiyonlar veya implantlar, 2, 3, 4, 5 de dahil olmak üzere tarif edilmiştir. Bu yaklaşımlar, ancak, CNS travmatik kabul ve ilgi maddenin sadece düşük hacimli yönetimine izin vardır. Ayrıca, dış kaynaklı maddelerin hızlı bir şekilde beyin omurilik sıvısı 6 çıkarılabilir ileri sürülmüştür , ve yukarıda belirtilen teknikler kullanıldığı zaman beyin parankiması için düşük penetrasyon aralığı 7 gözlenmiştir. Bunlar merkezi sinir sistemine maddeleri sunan düşük etkinliği sergileyen ancak örneğin oral, akciğer, deri altı ve damar içi yollar gibi sistemik uygulama yöntemleri, daha yaygın olarak diğer organlarda 8, 9 alımı nedeniyle, hayvan modelleri kullanılmaktadır. Bu nedenle, teslimat bu rotalar yan etki ve toksisite 10, 11 riskini artıran, yönetilen maddelerin yüksek dozda gerektirir.

Burada, etkili doğrudan internal karotid arter yoluyla beyine maddeleri sağlayan bir fare infüzyon mikrocerrahi tekniği, açıklar. CNS teslimat hedeflemenin yanı sıra, bu teknik, normal fizyolojik engelleri aşmak ve bu nedenle biologica son derece alakalı değilbeyne terapötik veya patojenlerin pasajlar yer l süreçleri.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aşağıdaki protokolde yer alan işlemler Miami Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi Üniversitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır. Buna ek olarak, tüm işlemler laboratuvar Animal Care International Değerlendirme ve Akreditasyon Derneği (AAALAC) tarafından onaylanan tesislerinde yürütülmektedir.

Cerrahi Farelerin 1. Hazırlık

  1. Bir laboratuvar anestezi sistemi kullanılarak, oksijen ile karışık izofluran ile fare anestezisi. 2 L% ve oksijen akışı 4-5 arasında ayarında izofluran kullanın / ticari makinede dak (Malzeme Tablosu bakınız). Bir stereomikroskop altında, cerrahi yüzeyine hayvan aktarın ve bir burun konisi kullanılarak anestezi sürdürmek (- 2 L / dk 2.5 ve oksijen akışını 1.5 ayarını izofluran kullanın).
    1. nefes nefese kalmadan 2 solunum / sn - fare solunum hızı 1 civarında olduğundan emin olun. Buna ek olarak, hayvan bıyık stimülasyon reaksiyonu ve pedal r sergilemez sağlamakeflex (ayak tutam). Ameliyat sırasında en az her 5 dk solunum hızı ve çaba izleyin. Kemirgen anestezi izlenmesi için özel Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi ve veteriner kurallara uyun.
  2. kuruluğunu önlemek amacıyla steril bir bez kullanılarak her bir göze göz kayganlaştırıcı bir damla uygulayın. anti-enflamatuar ve rahatsızlığı azaltmak için analjezik uygulanması tavsiye edilir.
  3. Hayvan sırtında yatarken ile bir burun konisi kullanılarak anestezi korumak.
  4. parkı etanol% 70 ve klorheksidin ile üç kez silerek hayvanın boyun bölgesini temizleyin. (Aşağıda ayrıntılı) bir jilet kullanarak hayvanın ameliyat alanını tıraş.

Ortak Karotis Arter 2. Diseksiyon (CCA)

  1. Bir stereomikroskop altında tüm mikrocerrahi prosedürü uygulayın. Cerrahi makas kullanarak ve forseps göğüs yukarıdan t altına, boyun sığ bir ensizyon gerçekleştirinO (yaklaşık 3 ila 4 cm) çene.
  2. Forseps dikkatle ayrı yağlı ve bağ dokusu kullanılarak trakea ortaya çıkarmak.
  3. bölgeyi daha fazla açığa boyun uzatmak için farenin ensesine bir yastık (yuvarlak nesneyi, çapı yaklaşık 0.5 cm) yerleştirin.
  4. Bir doku retraktörü veya kanca kullanarak doku ayırın.
  5. trakea hayvanın sol tarafında dikkatle sol CCA maruz bağ dokusu ayrı tweeze.
  6. Forseps dikkatle CCA çatallanma ortaya çıkarmak için tüm bağ dokusu, hem dış ve iç karotid arterlerin başlangıcını kaldırın.

Madde İnfüzyon için CCA 3. hazırlanması

  1. forseps kullanarak, eksternal karotid arter altında naylon sütür (yaklaşık 1 cm her) iki kesimleri (ECA) yerleştirin.
  2. ECA mümkün olan en yüksek noktasında kalıcı bir düğüm yerleştirin.
  3. ECA mümkün olan en düşük noktası, hemen CCA çatallanma üzerinde yer atçıkarılabilir düğüm. Bu düğüm, üst düğüm kıyasla gevşek olmalıdır.
  4. mümkün olan en düşük noktada, bir gemi klibi kullanarak CCA kapatın.
  5. Bir gemi klibi kullanarak internal karotis arter (ICA) kapatın.
  6. Kullanılarak mikrodisseksiyon yaylı makas, iki düğüm arasındaki ECA (yaklaşık 2 mm) küçük bir kesim yapmak.

ICA aracılığıyla 4. Madde İnfüzyon

  1. bir infüzyon sistemi monte edin. Kılcal boru (6 inç doğru boyutları: 2.5 mm x 1.2 mm) takın maddenin 250 ul ihtiva eden bir tüberkülin şırıngaya (ilaçlar, patojenler, diğerleri arasında hücre dışı veziküller) aşılanmış ve yapılan kesi içine yavaşça kılcal ucu eklemek için adım 3.6.
  2. o çatallanma ve CCA kapanış klibi arasında bir orta nokta ulaşıncaya kadar kılcal aşağı kaydırmaya devam edin.
  3. Alt ECA düğüm aşağı kravat. düğüm kılcal akışkanlığını sağlayacak kadar gevşek ve Leakin önlemek için yeterince sıkı olduğundan emin olunörn.
  4. ICA klipsi çıkartın.
  5. Yavaşça şırınga pistonu sağlayan madde infüzyon saniyede yaklaşık 10 ul baskı uygulamak.

5. Mesaj İnfüzyon Prosedürleri

  1. Yeri ICA geri klibi.
  2. Yavaşça kılcal boru kaldırın.
  3. tamamen alt ECA düğüm aşağı kravat.
  4. ICA ve CCA klipleri çıkarın.

6. Kesi Kapanış ve Post-operatif Bakım

  1. toplayıcı veya doku kanca ve yastık çıkarın.
  2. steril serum fizyolojik ile temizleyin dikiş alanı.
  3. naylon sütür / iğne ve forseps kullanarak kesi kapatın.
  4. anti-enflamatuar ve analjezik ameliyat sonrası rahatsızlığı azaltmak için uygulayınız.
  5. en az 1 saat ve monitör kurtarma için ısıtma pedi üzerine yerleştirilir kafeste hayvan yerleştirin.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada tarif edilen fare infüzyon mikrocerrahi tekniği çok yönlüdür ve beyin metastaz oluşumunun 1, 12 ait temsili bir modelinde tümör hücrelerinin verilmesi de dahil olmak üzere, doğrudan beyin içine farklı maddelerin aktarılması için kullanılmıştır.

Bu teknik aynı zamanda CNS farklı patojenlerin patolojik açıdan değerlendirmek için uygundur. HIV enfeksiyonu olan bir ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada anlatılan infüzyon mikrocerrahi gövdesi 1, 12 boyunca istenmeyen yayılmasını önleyerek, CNS içine çeşitli biyolojik özellikleri eksojen maddelerin teslim çok başarılı olduğu kanıtlanmıştır. Kan-beyin bariyerinin bozulması çok merkezi sinir sistemi ile ilgili hastalıkların patolojik özelliğidir; Bu nedenle, kan-beyin bariyeri ile ekzojen maddelerin ilişkisini değerlendirmek büyük önem ve ilgi konusudur.

Sunulan bu cerrahi model...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu modelin laboratuvarımızda kullanımını ilk kez kuran Dr. Lei Chen'e (Mount Sinai, NY'deki Icahn Tıp Okulu) ve tekniği laboratuvarımızda yaygınlaştırdığı için Dr. Gretchen Wolff'a (Alman Kanser Araştırma Merkezi, Heidelberg, Almanya) teşekkür ederiz. Kısmen HL126559, DA039576, MH098891, MH63022, MH072567, DA027569 ve NSC 2015/17/B/NZ7/02985 tarafından desteklenmektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Anestezi aletiVetequip901806
Cerrahi makasGüzel Bilim Aracı14558-09
Cerrahi forseps düz uçluGüzel Bilim Aracı00108-11
Cerrahi forseps açılı uçGüzel Bilim Aracı00109-11
Yaylı makasGüzel Bilim Aracı15000-08
Naylon sütürBraintree ScientificSUT-S 104
Kılcal boru (Mikro-Renatan 0.010" x 0.005" / ft.) Braintree ScientificMRE01050
Kapanış sütürüVWR95057-036
İzofluranPiramal
2,3,5-Trifeniltetrazolyum klorürFisherScientific50-121-8005

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Chen, L., Swartz, K. R., Toborek, M. Vessel microport technique for applications in cerebrovascular research. J Neurosci Res. 87 (7), 1718-1727 (2009).
  2. Frisella, W. A., et al. Intracranial injection of recombinant adeno-associated virus improves cognitive function in a murine model of mucopolysaccharidosis type VII. Mol Ther. 3 (3), 351-358 (2001).
  3. Wei, L., Erinjeri, J. P., Rovainen, C. M., Woolsey, T. A. Collateral growth and angiogenesis around cortical stroke. Stroke. 32 (9), 2179-2184 (2001).
  4. Wu, G., et al. Targeted delivery of methotrexate to epidermal growth factor receptor-positive brain tumors by means of cetuximab (IMC-C225) dendrimer bioconjugates. Mol Cancer Ther. 5 (1), 52-59 (2006).
  5. Pignataro, G., Studer, F. E., Wilz, A., Simon, R. P., Boison, D. Neuroprotection in ischemic mouse brain induced by stem cell-derived brain implants. J Cereb Blood Flow Metab. 27 (5), 919-927 (2007).
  6. Sugiyama, Y., Kusuhara, H., Suzuki, H. Kinetic and biochemical analysis of carrier-mediated efflux of drugs through the blood-brain and blood-cerebrospinal fluid barriers: importance in the drug delivery to the brain. J Control Release. 62 (1-2), 179-186 (1999).
  7. Pardridge, W. M. Drug and gene delivery to the brain: the vascular route. Neuron. 36 (4), 555-558 (2002).
  8. Vantyghem, S. A., Postenka, C. O., Chambers, A. F. Estrous cycle influences organ-specific metastasis of B16F10 melanoma cells. Cancer Res. 63 (16), 4763-4765 (2003).
  9. Huang, R. Q., et al. Efficient gene delivery targeted to the brain using a transferrin-conjugated polyethyleneglycol-modified polyamidoamine dendrimer. FASEB J. 21 (4), 1117-1125 (2007).
  10. Liu, R., Martuza, R. L., Rabkin, S. D. Intracarotid delivery of oncolytic HSV vector G47Delta to metastatic breast cancer in the brain. Gene Ther. 12 (8), 647-654 (2005).
  11. Kumar, P., et al. Transvascular delivery of small interfering RNA to the central nervous system. Nature. 448 (7149), 39-43 (2007).
  12. Wrobel, J. K., Wolff, G., Xiao, R., Power, R. F., Toborek, M. Dietary Selenium Supplementation Modulates Growth of Brain Metastatic Tumors and Changes the Expression of Adhesion Molecules in Brain Microvessels. Biol Trace Elem Res. , (2015).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

MSS Madde letimiCerrahi TeknikDamar Kan lasyonuK lcal Damar nf zyonuEkzojen MaddeKan Beyin BariyeriMinimal TravmaN robilim Ara t rmalar

İlgili makaleler