Makale, erken gebeliksel iltihabın nörogelişim üzerindeki etkilerini incelemek için kapsamlı bir protokol sunar; bu model, güvenilirlik ve tekrarlanabilirliği sağlamak için temel metrikleri içerir.
Yöntem makalesi
Makale, erken gebeliksel iltihabın nörogelişim üzerindeki etkilerini incelemek için kapsamlı bir protokol sunar; bu model, güvenilirlik ve tekrarlanabilirliği sağlamak için temel metrikleri içerir.
Nörogelişimsel bozukluklar (NDD), genetik ve çevresel risk faktörleri arasındaki karmaşık etkileşimlerden kaynaklanır; bunlar arasında prenatal bağışıklık aktivasyonu da bulunur. Farelerde anne bağışıklık aktivasyonu (MIA), NDD'lere çevresel katkıları incelemek için yaygın olarak kullanılan bir modeldir; deneysel sonuçlardaki değişkenlik tekrarlanabilirliği sınırlar. Burada, farelerde embriyonik gün 9.5'te erken gebelikte MIA indüksiyonu için standartlaştırılmış bir protokol sunuyoruz; bu protokol, bağışıklık yanıtını değerlendirmek ve gebelik sonuçlarını tahmin etmek için çoklu kalite kontrol metriklerini içeriyor. Poliinosinik:polisitidilik asit (poli(I:C)) uygulandıktan sonra, anne serum sitokinleri sağlam bağışıklık aktivasyonunu doğrulamak için nicelendirilir ve düşük yanıt verenler için dışlama metriği sağlanır. E0.5'ten E12.5'e kadar olan anne ağırlık yörüngeleri, yavru yaşama olasılığını öngörmektedir; yavru üreten damalar, yavru kaybeden damlardan farklı karakteristik kilo alım kalıpları sergiler. Ayrıca, hayvan satıcısının anne bağışıklık yanıtını ve yavru canlılığını önemli ölçüde etkilediğini, ancak poli(I:C) formülasyonunun anlamlı bir faktör olmadığını gözlemledik. Genel olarak, protokol erken gebeliksel MIA modelinin tekrarlanabilirliğini ve yavrunun yaşayabilirliğini artırmak için anne bağışıklık yanıtı ve kilo değişimlerini izleyerek hayvan satıcılarını kontrol ederek nihayetinde prenatal bağışıklık aktivasyonunun nörogelişim üzerindeki etkisini incelemek için stratejiler sunmaktadır.
Mevcut genom çapında ilişki çalışmaları, nörogelişimsel bozukluk (NDD) hassasiyetine katkıda bulunan yüzlerce risk alleli, kromozom yeniden düzenlemesi ve kopya sayı varyantını tespit etmiştir (1,2,3,4,5). Ancak, genetik değişiklikler sadece az miktarda artan risk sağlar ve daha güçlü hastalık ilişkilerine sahip büyük sayıda varyantlar vakaların yalnızca küçük bir yüzdesinietkiler 6. Ayrıca, insan epidemiyolojik çalışmaları, doğum öncesi iltihap gibi erken yaşam stres faktörlerininNDD 7,8,9 ile teşhis riskini artırdığını ortaya koymaktadır. Bu nedenle, çevresel faktörlerin NDD'lerin etiyolojisinde genetik risk faktörleriyle uyumlu davrandığı iyi şekilde kabul edilmiştir ve fare modelleri, genetik ve çevresel risk faktörlerinin beyin gelişimi ve hastalık riskindeki katkılarını çözmek için önemli bir araçtır. NDD'ler için genetik risk faktörlerini değerlendiren hayvan modelleri, sağlam ve tekrarlanabilir sonuçları nedeniyle yaygın olarak kabul görse de, çevresel riskleri değerlendiren modeller, MIA yavrularındaki davranışsal veya nöroanatomik farklılıklar gibi fenotiplerde tutarlı standartlaşma ve değişkenlikle mücadeleeder 10,11,12,13,14,15,16,17. Örneğin, bağışıklık mücadelesinin gebelik zamanlaması, bağışıklık uyarıcısının tip ve doz değişkenliği, anne sitokin yanıtları ve dayanıklı ve hassas yavrular gibi yavru değişkenliği gibi temel deneysel parametreler deneysel sonuçları önemli ölçüde etkiler ancak metodolojik açıklamalarda her zaman ele alınmaz. Burada, farelerde erken gebeliksel anne bağışıklık aktivasyonu (MIA) üretmek için standartlaştırılmış bir protokol sunulmaktadır; erken yaşam bağışıklık stresinin nörogelişim ve sağlık sonuçlarını nasıl etkilediğini incelerken titizlik ve tekrarlanabilirlik sağlamak için çoklu kalite kontrol kontrollerini içerir.
Amaçlarımız, 1) MIA modelinin güvenilirliğini artırmak ve 2) deneysel heterojenliğe katkıda bulunabilecek değişkenleri karakterize etmek için bir protokol sunmaktır. Kemirgenlerde, MIA genellikle poliinosinik:polisitidilik asit (poli(I:C)) gibi bağışıklık uyarıcılarının sistematik olarak uygulanmasıyla indüklenir; örneğin viral bir mimetik olan poliinosinik:polisitidilik asit (poli(I:C)) veya bakteriyel bir mimetik olan lipopolisakkarit (LPS) gibi bağışıklık uyarıcıları, embriyonik gün 9.5 (E9.5), E12.5, E15.5, E17.5 ve daha fazlası gibi embriyonik gün 9.5 (E9.5), E12.5, E15.5, E17.5 ve daha fazlası gibi sistemsel olarak verilmelidir. Bu manipülasyonlar, fetal nörogelişimi değiştiren veNDD'ler 20,21,22,23'e özgü davranışsal ve moleküler fenotiplere yol açan güçlü bir anne sitokin yanıtı oluşturur. Ancak, birçok çalışma anne bağışıklık yanıtını rutin olarak değerlendirmez, bu da12,14,24 deneylerinde MIA indüksiyonunun gücünü veya tutarlılığını doğrulamayı zorlaştırır. Bunu ele almak için, çoklu kalite kontrol ölçümleri belirledik ve poli(I:C) immün uyarısı sonrası anne serumunda ölçülen sitokin seviyelerine dayanarak E9.5 MIA anne yanıtı için bir eşik belirledik. Yaklaşımımız, bağışıklık uyarıcının daha hassas dozlanmasına ve düşük veya tepki vermeyen kişilerin tespit edilip dışlanmasına olanak tanır; bu da nihayetinde modelin güvenilirliğini ve dayanıklılığını artırır. Sahada nadiren tartışılsa da, düşük kum canlılığı MIA modelinin bilinen bir sınırlamasıdır; özellikle E9.5 indüksiyonunda. Gebelik ortasında (E12.5) indüksiyon kum canlılığını artırabilirken, erken gebeliksel MIA indüksiyonu sırasında kum canlılığını tahmin etmeye yardımcı olabilecek ve ayrıca üreme başarısını artıran değişkenleri belirleyebilecek kontrol noktaları oluşturmayı hedefliyoruz.
MIA, hücreleri çevrelerinden izole eden in vitro modellerin aksine, yavruların nörogelişim üzerindeki etkilerini incelemek için değerli bir model olduğundan, MIA evren ortamını kullanarak yavruların nörogelişimi üzerindeki etkilerini inceler. MIA genellikle NDD'leri modellemek için tek başına kullanılsa da, genetik modeller veya ek erken yaşam stres faktörleriyle de birleştirilebilir; genler ile çevre arasındaki karmaşık etkileşim veya tekrarlanan çevresel stresörler hakkında içgörü sunar. Çalışmalar, DISC1, CNTNAP2 ve SHANK3 gibi genetik NDD risk varyantlarına sahip kemirgenlerle MIA'yı birleştirerek çevre ile genetik arasındaki sinerjik etkileşimigöstermiştir 25,26,27,28,29. Ayrıca, çevresel stresin "iki vuruşlu" modeli, yok olmayı psikolojik stres veya ergen ilaç maruziyeti gibi ikinci bir erken yaşam stres faktörü ile birleştirerek doğum sonrası fenotipler 30,31,32'nin başlamasına veya kötüleşmesine yol açtı. Bu yaklaşımlar birlikte, MIA modelinin çok yönlülüğünü vurgular; bu modelin tek başına veya diğer çevresel veya genetik risk faktörleriyle birlikte kullanılabileceğini ortaya koyuyor.
Bu makale, farelerde MIA indüksiyonu için adım adım yöntemler sunarak prenatal iltihabın nörogelişim üzerindeki etkilerini incelemektedir. Tekrarlanabilirliği artırmak için kontrol noktalarını ve MIA verimliliğini etkileyen çeşitli faktörlere dair içgörülü içerir (Şekil 1).

Şekil 1: Kayıp Oluşun Zaman Çizelgesi. Zamanlanmış hamile doğum siktirlerine E9.5 seviyesinde poli(I:C) veya tuzlu su uygulanır, ardından 3 saat sonra kan alınır. Anne ağırlıkları E0.5, E9.5, E10.5, E11.5 ve E12.5 seviyelerinde toplanarak enjeksiyon sonrası gebelik ilerlemesini izlemektedir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tüm hayvan deneyleri, Oklahoma Üniversitesi'nde etik yönergelere uygun olarak yapıldı ve Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylandı. Hayvanlar, 1/8 inçlik selüloz yatak üzerinde bireysel olarak havalandırılan kafeslerde, yiyecek ve suya imkansız erişimle ve yuva ile kulübe dahil kafes zenginleştirmeleri sağlanıyordu. Hayvan yetiştirme tesisi, Jackson Laboratuvarı'na uygun olarak, fare üreme sezonunun en yoğun olduğu geç ilkbaharın fotoperiyodunu yansıtmak için 14 saatlik açık ve 10 saatlik açık ışık döngüsünde işletilmektedir.
Protokol boyunca toplanacak belirli veri alanları için Tablo 1'e bakınız. Detaylı istatistiksel analizler için ek istatistikler tablosuna (Ek Tablo 1) ve GitHub'a (https://hayes-lab.github.io/2026_Camfield_JoVE/) bakınız.
Tablo 1: Örnek veri toplama sayfası. MIA modeli oluşturulurken toplanacak önemli verilerin şablonu. Bu tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.
1. Zamanlı gebeliklerin nesli
2. Poliinosinik:polisitidilik asit (poli(I:C)) hazırlanması
3. Poli (I:C) enjekte edilmesi
4. Kan alımı
5. Enjeksiyonlu barajların izlenmesi
6. Bağışıklık yanıtının doğrulanması
7. İstatistiksel analiz
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
E9.5 seviyesinde poli(I:C) veya salin uygulandıktan sonra, anne serum sitokinleri MIA indüksiyonunun etkinliği ve dayanıklılığı değerlendirilerek değerlendirildi (Şekil 2). MIA barajları, CON barajlarına göre anlamlı şekilde artan interleukin-6 (IL-6) seviyeleri göstermiştir (Şekil 2A). Ayrıca, IL-6 seviyelerinin değerlendirilmesi, önceden belirlenmiş 1.000 pg/mL eşiğini karşılamayan MIA barajlarının hariç tutulmasına izin verdi...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokolde, erken gebeliksel anne bağışıklık aktivasyonu (MIA) modelinin verimliliğini, dayanıklılığını ve tekrarlanabilirliğini artırmak için kontrol noktaları oluşturduk; bu modelde anne sitokin yanıtları, kilo yörüngeleri ve gebelik sonuçlarını etkileyen deneysel değişkenler üzerinde yoğunlaştık. Sonuçlarımız MIA'nın değişken anne bağışıklık yanıtları tetiklediğini ve IL-6'nın optimal olmayan bağışıklık aktivasyonuna sahip damları tanımlamak için güvenilir bir biyobelirteç olarak h...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklamak zorunda kalacak bir çıkar çatışması yoktur.
Araştırma, NIH'den (K01AG087810) K01, Burroughs Wellcome Fund Next Gen gebelik girişimi hibesi (1266845) ve COBRE pilot ödülü (P20GM134973) tarafından cömertçe finanse edildi. Şekil 1 BioRender.com ile oluşturulmuştur.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Animal weighing scale | Kent Scientific | SCL-4000 | Farele ağırlığını tartmak için |
| BD Lo-Dose U-100 Insulin syringes - 28G | Fisher Scientific | 14-826-79 | PIC, intraperitoneal enjeksiyon için |
| C57BL/6J dişi fareler | The Jackson Laboratory | 000664 | 10-12 haftalık, bakire dişiler |
| C57BL/6J erkek fareler | The Jackson Laboratory | 000664 | Üreme erkekleri |
| C57BL/6NCrl dişi fareler | Charles River Laboratories | 027 | 10-12 haftalık, bakire dişiler |
| Santrifüj (24 yerli laboratuvar standardı) | Eppendorf | 5425 R | Serum toplamak için kanı döndür |
| Veri belgeleme platformu | Airtable, Microsoft Excel, vb. | Ağırlıklar, enjeksiyon zamanı gibi önemli verilerin kayıtlarını tutun, vb. (Tablo 1) | |
| Dijital kuru banyo - Tek blok | Medicus Health | 5277M1 | Enjeksiyondan önce PIC'yi ısıtmak için kullanın |
| Eppendorf tüpleri - 1.5 mL | Eppendorf | 30123611 | PIC'yi stok ve çalışma konsantrasyonlarına seyreltirken kullanın |
| Fisherbrand gazlı sünger | Fisher Scientific | MSD-1400250 | Kan alma sonrası kuyruk kanamasını durdurmak için kullanın |
| Fisherbrand küçük sonda 6 inç. | Fisher Scientific | 13-820-026 | Kontrol etmek için kullanan |
| HydroGel | Clear H20 | 70-01-5022 | Enjeksiyonlardan sonra takviye |
| Mouse IL-6 uncoated ELISA kit | Thermo Fisher Scientific | 88-7064-88 | Maternal serumdaki IL-6 seviyelerini nicelleştirin |
| Nalgene polipropilen Griffin düşük formlu plastik bardaklar | Thermo Fisher Scientific | 1201-1000PK | Farelerin tartım sırasında bardağa konulması |
| Poly(I:C) (LMW) | Invivogen | tlrl-picw | MIA enjeksiyonu için PIC (LMW) |
| Poliinozinik–polisitilidilik asit sodyum tuzu | Sigma | P9582 | MIA enjeksiyonu için PIC (Sigma) |
| Scalpel bıçakları, #22, 10'lu paket | Home Science Tools | DE-SC22BLD | Kan alma için kuyruğun ucunun kesilmesi için kullanın |
| Sodyum klorür %0,9 (Normal salin), USP, Steril sınıf, Cytiva Hyclone | Cytiva | Z1376 | Kontrol farelerinin üretimi için enjekte edin |
| Kuyruk kırpma platformu | Braintree Scientific, Inc. | IL-200 | Kuyruk kanaması sırasında fareleri uygun şekilde sabitler |
| Vortex-Genie 2 | Scientific Industries, Inc. | SI-0236 | PIC'yi seyrelttikten sonra Vortex yapın |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste