Rat Beyin gelen Serebral Yüzey damarları ve İlişkili Beyin zarları ve Diseksiyon ve Koroid Pleksus bir Görsel Açıklama
14 Kasım 2012
Bu video sunumu önbeyin işlevini destekleyen en önemli iki derece vasküler yapıların hasat yöntemi gösterir. Onlar ilişkili meninksler (MAV) ve serebral kan akımı ve beyin omurilik sıvısı (BOS) homeostazı için gerekli olan koroid pleksus ile birlikte serebral yüzeyi (yüzeysel) damar vardır.
Bu prosedürün genel amacı, ön beyin korteksi ve orta beyin, talamus ve kallusların yüzeyini kaplayan meninkslerin ve ilişkili arteriyel vaskülatürün soyulması ve araknoid kısımlarının verimli ve hızlı bir şekilde diseksiyonu yapmak ve ayrıca koroid pleksusu lateral ventriküllerden çıkarmaktır. Bu, önce epifiz bezinin çıkarılması ve ön beyne yapışan meninkslerin ve arteriyel ağaçların ayrılmasıyla gerçekleştirilir. İkinci olarak, kortikal yüzeydeki arterler ve arterler, Willis'in ventral çemberinden başlayarak ve daha sonra dorsal kortikal yüzeylere doğru ilerleyerek dikkatlice çıkarılır, böylece kabuk ve kalan araknoid zarlar vaskülatüre bağlı kalır ve bitişik kortikal yüzey dokularının toplanmasını en aza indirgediğinden emin olun.
Daha sonra, korteks ve kommissural lifler septum ve hipokampustan diseke edilir ve koroid pleksusun toplanmasına izin vermek için lateral ventrikülleri açığa çıkarır. Son olarak, hipokampus çıkarılır ve orta beynin talamus ve kallusu ortaya çıkar. Bu bölgeyi kaplayan meninksler ve ilişkili damar sistemi daha sonra diseke edilir.
Sonuç olarak, diseke edilen meninkslerin ve ilişkili arteriyel vaskülatürün yanı sıra koroid pleksusun bütünlüğü ve özgüllüğü, bu bölgelerin her birinin gen ekspresyon profillerinin karşılaştırılmasıyla belirlenebilir. Bu yöntem, beyin fonksiyonunu destekleyen vasküler ile ilgili araştırmalarda kilit soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Kan akışı, BOS fonksiyonu, nörotoksik hakaretler ve beyin travması açısından meninksler ve ilişkili arteriyel vaskülatür ile karşılaştırıldığında koroid pleksusun işlevindeki benzerlikleri ve karşılaştırmaları ve farklılıkları içerir.
Bu protokole başlamak için, farelerden hemen sonra sıçanlardan çıkarılan beyinleri, beş dakika boyunca buz gibi, normal tuzlu suya ötenazi yapıldı. Dört beyin zarı ve ilişkili arteriyel vaskülatür veya MAV'ın korteksin yüzeyinden ayrılabilmesi için diseksiyondan önce beynin bu süre boyunca soğumasına izin vermek önemlidir. Daha sonra beyni, pH'ı 7.4 olan bir santimetre buz, soğuk, normal salin veya 0.1 molar sodyum fosfat tamponlu salin ile buz üzerinde duran bir cam Petri kabının dibine yerleştirin.
Tüm diseksiyon, çoğunlukla tuzlu suya batırılmış beyin ile yapılmalıdır. Diseksiyona başlamak için, beyin sırt tarafını yukarı bakacak şekilde Petri kabına yerleştirin ve iki yarım küre arasındaki en küçük ventral bölgede bulunan epifiz bezini bulun. Sadece beyincik için rostral ve hemen altında veya meninkslerin yüzeyinde.
Çarpışmanın üzerinde. İki küçük bükülmüş uçlu forseps kullanarak epifiz bezini çıkarın. Epifiz bezinin korteks gibi pembe renkte olduğunu, ancak genellikle beynin çıkarılmasından kalan kan ve damar sistemi kalıntılarıyla çevrili olduğunu unutmayın.
Ardından, beyni Petri kabında baş aşağı çevirin. Daha sonra vertebral arteri ve ponsu kaplayan daha küçük arterleri ve meninksleri ön beynin meninkslerinden ve damar sistemlerinden ayırın. Ardından, MAV'ın kaldırılmasını başlatın.
Diseksiyon sürecine Willis çemberinin ana arterleri, orta serebral arterler ve anterior arterler ile ventral olarak başlamak önemlidir. Daha sonra, her iki hemisferden başlayarak, iç karotis kavşağının hemen arkasındaki posterior iletişim arterini kesmek için küçük bükülmüş uçlu forseps kullanın, böylece ön beynin daha ön ve arka arter ağaçlarını ayırın. Sonra kontralateral hemisfer için aynı işlemi tekrarlayın.
Şimdi, MCA'yı ve ön arteri forseps ile kavrayarak, ventral anterior korteksi kaplayan MAV'ın koku alma yolunun üzerine ve çevresine kaldırılması için ön sırt yönünde hafifçe çekin. Bu, anterior korteksi kaplayan MAV'ın çoğunu ortadan kaldırır. Beyni Petri kabına 45 ila 90 derecelik bir açıyla çevirin, böylece lateral kortikal bölgeleri çevreleyen MAV'ın lateral daha ön bölgeleri korteksten serbest bırakılabilir, MCA'yı ve ilgili arterleri kavrayabilir ve korteks boyunca dorsal olarak hafifçe çekebilir.
Gerekirse, forsepsin uçları, diseksiyon sırasında ana arterleri korteksten kaldırmak ve serbest bırakmak için kullanılabilir. Şimdi, MAV'ın daha arka lateral bölgelerini çıkarın. MAV'ın soğuk ve sulu kalmasını sağlamak için bu hasat işlemi sırasında bir yarım küreden diğerine geçmenin en iyisi olduğunu unutmayın, ayrıca MAV'ı korteksten serbest bırakmada herhangi bir dirençle karşılaşılırsa yarım küreleri değiştirin.
Son olarak, primer somatosensoriyel ve motor korteksi çevreleyen MAV'ın en dorsal bölgelerini çıkarmak için, bu bölümü beyinden kurtarmak için beyin sırt tarafını yukarı çevirin, sagital sinüs boyunca forsepslerin uçlarını kullanın. Hasat edilen MAV'ın bu kısmı, test ve analiz için ihtiyaç duyulana kadar geçici olarak buz gibi tuzlu suda tutulabilir veya daha sonraki işlemler için dondurulabilir. Genellikle, korteksin en arka coddle bölgelerini kaplayan MAV bağlı kalır.
Kaldırılması bu videonun sonraki bir bölümünde gösterilmektedir. Koroid pleksusu çıkarmak için ilk pozisyonda, beyin dorsal tarafı yukarı bakacak şekilde daha büyük forseps ile yerinde tutun. Daha sonra daha küçük forsepsleri hemisferler arasındaki orta hattan aşağı doğru itin ve uçları korteks ve korpus kallozumdan hipokampusun orta hattının tepesine delmek için kullanın.
Daha sonra, lateral ventrikülün çoğunu açığa çıkaran dorsal hipokampus ve septumdan kallozumlu korteksi çekmek için forsepsleri kullanın. Koroid pleksus, uzunluğu boyunca uzanan ana arteri sınırlayan dalgalı kırmızı çizgi ile bulunabilir ve tanımlanabilir. Üçüncü ventrikülün yan duvarlarını kaldırmak için forsepsin iki ucunu kullanın ve en sıkı ucunda büyütün.
Sonra küçük forsepsleri kullanarak, koroid pleksusun bu ucunu serbest bırakın. Daha sonra, septum ve kaudat putamen bölgesi arasındaki en ön bölgeyi büyütmek için forsepsleri kullanın ve bu uçta da koroid pleksusu serbest bırakın. Kalan ikinci koroid pleksusu elde etmek için kontralateral hemisfer üzerinde de aynı işlemi uygulayın.
Yine bu doku geçici olarak buzda, soğukta, tuzlu suda tutulabilir veya daha sonraki işlemler için dondurulabilir. Korteksin en arka coddle bölgelerini kaplayan kalan MAV'ı çıkarmak için, önce tüm hipokampusu her iki yarım küreden çıkarın ve MAV'ı talamus ve kolliküller üzerinde açığa çıkarın. MAV'ın bu kısmının çıkarılmasının, kalan MAV için korteksten çıkarılmasından çok daha az zor olacağını unutmayın.
Talamusun ön kısmını kaplayan daha büyük damar sistemini kavrayarak ve hafifçe çekerek, bu damar sistemi Supra cocurricular ağına bağlanır ve dorsal hipokampus ve dorsal talamus ağına kan sağlar. Yavaşça çekin ve sonunda supra ağı serbest kalacak ve daha sonra coddle arter çemberinin son kısımlarına ulaşılabilir. Bu noktada, granüler retroların yüzeyinde kalan MAV'ı çıkarmak için daha fazla özen gösterilmelidir: lineal, birincil, işitsel ve görsel korteksler.
Bu ikinci talamik ve kalli MAV bölümü ile hasat edilen kalan posterior ventral kortikal MAV, ayrı ayrı analiz edileceklerse çıkarılmalı ve diseke edilen ilk kortikal MAV bölümüne eklenmelidir. Daha sonra, kontrol koşulları altında striatum parietal korteks ve MAV bölgeleri arasındaki gen ekspresyon profillerini karşılaştırmak için, Agilent 0 1 4 8 7 9 tam sıçan genomu, dört x 44, 060 mer oligonükleotid dizileri kullanılarak gen ekspresyon analizi yapılabilir. İşleme, tarama ve ilk veri depolama ile ilgili daha fazla ayrıntı Thomas et al.
Diseksiyon doğru şekilde yürütüldüğünde. Elde edilen MAV dokuları, toplamda yaklaşık 35 ila 45 miligram ağırlığında iki sağlam varlıkta olmalıdır. Korteksin çoğunu çevreleyen başlangıçta diseke edilen MAV yaklaşık 25 miligram ağırlığında olmalı ve talamus, kalli ve oksipital korteksi kaplayan yaklaşık 15 miligram ağırlığında olmalıdır.
Doku, damar sistemindeki artık kandan hafif pembemsi renkte olmalıdır. Hasat edilen bilateral koroid pleksus, burada görüldüğü gibi her biri bir ila iki miligram ağırlığında iki sağlam doku örneğinde olmalıdır. Burada, kontrol koşulları altında striatum, parietal korteks ve MAV'daki gen ekspresyon profillerinin bir karşılaştırmasını görüyoruz.
Üstteki grafik, parietal kortekse kıyasla striatumdaki ifadeyi gösterir. Alttaki grafik, parietal kortekse kıyasla MAV'da ifade gösterirken, striatum ve parietal korteksin MAV'a göre birbirleriyle çok daha yakından ilişkili olduğu görülebilir. Burada, kontrole kıyasla hipertermiye yanıt olarak MAV'da, kontrole kıyasla amfetamine yanıt olarak ve amfetamine karşı hipertermide diferansiyel gen ekspresyonunu görüyoruz.
Son olarak, burada fonksiyon ile karakterize edilen parietal korteks ve striatuma kıyasla MAV'da 15 kattan fazla ekspresyona sahip genleri görüyoruz. Bu genlerin çoğu vasküler sistem ve/veya bağışıklık sistemi ile ilgilidir. Çok büyük kıvrım değişikliklerine sahip diğer genler, hücre dışı matriks proteinleri, sote taşıyıcıları ve lipid ve retinoik asit metabolizmasıdır.
Bu prosedürü denerken, MAV'ı diseke ederken sabırlı olmayı unutmamak önemlidir. Tüm diseksiyon sırasında beynin izotonik salin veya fosfat tamponlu salin içine batırılmış halde kalması da önemlidir. Ayrıca, deneysel veri üretmek için doku elde etmeden önce MAV bölümünün dört veya beş sıçan üzerinde uygulanmasını tavsiye eder.
Genel Bakış
Bu video sunumu, serebral kan akışını ve beyin-omurilik sıvısı homeostazını korumak için gerekli olan serebral yüzey vaskulatürü ve koroid pleksusu hasat etme yöntemini gösterir.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Vasküler Biyoloji
- Nöroanatomi
Arka Plan
- Serebral yüzey vaskulatürü ve koroid pleksus, beyin işlevi için hayati öneme sahiptir.
- Bunların rollerini anlamak, beyin-omurilik sıvısı dinamiği üzerindeki araştırmaları bilgilendirebilir.
- Diseksiyon teknikleri bu yapıları incelemek için esastır.
- Gen ekspresyon profilleri bu vasküler bileşenler arasındaki işlevsel farklılıkları ortaya çıkarabilir.
Çalışmanın Amacı
- Meninksleri ve ilişkili vaskulatürü verimli bir şekilde diseke etmek ve hasat etmek.
- Koroid pleksus ve beyin-omurilik sıvısı işlevi arasındaki ilişkiyi keşfetmek.
- Nörotoksik saldırılar ve beyin travması üzerine bilgiler sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- Sıçan beyinlerinden meninkslerin ve arteriyel vaskulatürün diseksiyonu.
- Yan ventriküllerden koroid pleksusun dikkatli bir şekilde çıkarılması.
- Bitişik dokulara verilen hasarı en aza indirgemek için hassas hasat için forseps kullanımı.
- Hasat edilen dokuların bütünlüğünü değerlendirmek için gen ekspresyon profillerinin karşılaştırılması.
Ana Sonuçlar
- Meninkslerin ve ilişkili vaskulatürün başarılı bir şekilde diseksiyonu.
- Koroid pleksusun minimal doku hasarı ile hasat edilmesi sağlandı.
- Gen ekspresyon analizi, hasat edilen her bölge için farklı profiller gösterdi.
- Koroid pleksus ve meninkslerin işlevsel rolleri hakkında bilgiler elde edildi.
Sonuçlar
- Bu yöntem, beyin vasküler yapılarını incelemek için güvenilir bir yaklaşım sağlar.
- Bu bileşenleri anlamak, beyin-omurilik sıvısı dinamiği hakkındaki bilgileri artırabilir.
- Gelecekteki araştırmalar, bu bulgulara dayanarak beyin işlevi ve patolojisini ele alabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
This method enables biopharma researchers to isolate and analyze two critical neurovascular structures—the meninges-associated vasculature (MAV) and choroid plexus—supporting target validation in CNS drug discovery. By providing biochemically viable tissue for gene expression profiling, it facilitates mechanistic de-risking of vascular and fluid homeostasis pathways implicated in neurodegenerative and neuropsychiatric disorders. The approach enhances predictive confidence in early discovery by linking vascular function to neurotoxic insults such as amphetamine exposure and hyperthermia.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of vascular and immune-related gene expression in MAV to validate targets involved in neurovascular coupling and blood-brain barrier function.
- Operational Value: Provides a standardized dissection workflow yielding intact MAV and choroid plexus tissues suitable for downstream omics analysis.
- Predictive Value: Supports biomarker discovery by revealing differential gene expression in response to neurotoxic challenges, aiding in target prioritization.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates tissue preparations with preserved vascular integrity, enabling reliable assay development for cerebrovascular and CSF-regulating targets.
- Operational Value: Dissection takes 5–10 minutes, allowing high-throughput tissue preparation for screening campaigns.
- Reproducibility Value: Consistent harvesting of MAV (~25–35 mg cortex-associated, ~15 mg thalamic) and choroid plexus (1–2 mg per side) supports standardized input for comparative analyses.
Translational & Preclinical Research
- Translational Value: Harvested tissues are disease-relevant models for studying vascular responses to insults mimicking clinical conditions such as traumatic brain injury and neurotoxicity.
- Mechanistic De-risking: Gene expression comparisons between MAV, choroid plexus, and cortical regions help de-risk targets by clarifying vascular-specific versus CNS-parenchymal signaling.
- Preclinical Continuity: Enables longitudinal assessment of vascular target engagement across discovery to preclinical stages using consistent tissue isolation.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the early discovery continuum, supporting hypothesis-driven target validation and feeding into lead identification through vascular pathway elucidation.
- Discovery Biology: Facilitates pathway clarification by isolating meningeal vasculature and choroid plexus to study their distinct roles in cerebral blood flow and CSF homeostasis.
- Screening: Produces standardized tissue inputs enabling reproducible compound testing in vascular and neuroimmune assays.
- Analytics: Generates quantitative gene expression outputs (e.g., via Agilent whole rat genome arrays) that allow comparison of vascular responses across experimental conditions.
- Translational Research: Supports biomarker alignment by linking MAV and choroid plexus molecular profiles to pathophysiological states such as hyperthermia-induced neurotoxicity.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable tissue isolation platform applicable across multiple CNS projects studying vascular, meningeal, or choroid plexus targets.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases target validation confidence by reducing mechanistic ambiguity in neurovascular and CSF-related pathways.
- Operational Value: Enhances reproducibility through standardized dissection technique and tissue handling in isotonic saline.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by providing early vascular response data, reducing late-stage failure risk in CNS programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of targets based on vascular target engagement and functional relevance to brain homeostasis.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neuroanatomy and microsurgical dissection techniques to isolate delicate meningeal and vascular tissues.
- Dependent on dissection instrumentation such as fine forceps and controlled environment (ice-cold saline) to maintain tissue viability.
- Necessitates cross-team standardization between histology, molecular biology, and pharmacology teams for consistent tissue preparation and analysis.
- Adaptation considerations include adjusting dissection depth for different rat strains or ages to avoid cortical contamination.
- Practical limitation: Risk of meningeal tearing or vascular damage if dissection is performed too rapidly or without proper tissue hydration.
