Summary

के लिए सीएनएस में लक्षित पदार्थ प्रसव माउस Microsurgery आसव तकनीक<i> के माध्यम से</i> आंतरिक मन्या धमनी

Published: January 31, 2017
doi:

Summary

The present protocol describes a mouse microsurgery infusion technique, which effectively delivers substances directly into the brain via the internal carotid artery.

Abstract

Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous substances into the brain. These exogenous substances may induce injurious impact or constitute therapeutic strategy. The most common delivery methods of exogenous substances into the brain are based on systemic deliveries, such as subcutaneous or intravenous routes. Although commonly used, these approaches have several limitations, including low delivery efficacy into the brain. In contrast, surgical methods that locally deliver substances into the CNS are more specific and prevent the uptake of the exogenous substances by other organs. Several surgical methods for CNS delivery are available; however, they tend to be very traumatic. Here, we describe a mouse infusion microsurgery technique, which effectively delivers substances into the brain via the internal carotid artery, with minimal trauma and no interference with normal CNS functionality.

Introduction

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विवो मॉडल में (सीएनएस) रोगों ऐसी दवाओं, रोगजनकों, या exosomes के रूप में exogenous पदार्थ, का एक प्रभावी वितरण, मस्तिष्क में आवश्यकता होती है। इसलिए, एक आदर्श वितरण पद्धति, जानवर के लिए कम से कम आघात का कारण neuronal नेटवर्क की अखंडता की रक्षा, और मस्तिष्क 1 में उच्च सांद्रता पदार्थ को प्राप्त करना चाहिए।

स्थानीय पदार्थ वितरण के कई शल्य चिकित्सा पद्धतियों का वर्णन किया गया है, इंट्रा-म्यान, इन्ट्रासेरेब्रल, और intraventricular इंजेक्शन या प्रत्यारोपण 2, 3, 4, 5 भी शामिल है। इन तरीकों, तथापि, सीएनएस के लिए दर्दनाक माना जाता है, और ब्याज के पदार्थ का केवल कम मात्रा के प्रशासन की अनुमति देते हैं। इसके अलावा, यह सुझाव दिया गया है कि exogenous पदार्थों तेजी से मस्तिष्कमेरु द्रव 6 से हटाया जा सकता है </s> अप, और मस्तिष्क पैरेन्काइमा के लिए एक कम पैठ रेंज 7 देखा गया है जब उपर्युक्त तकनीक कार्यरत हैं। इस तरह के मौखिक, फेफड़े, चमड़े के नीचे, और नसों में मार्गों के रूप में प्रणालीगत प्रसव के तरीके, और अधिक सामान्यतः, पशु मॉडल में इस्तेमाल कर रहे हैं, हालांकि वे सीएनएस के लिए पदार्थों के वितरण में कम प्रभाव को दिखा रहे हैं, अन्य अंगों 8, 9 द्वारा तेज की वजह से। इसलिए, प्रसव के इन मार्गों प्रशासित पदार्थों का ऊंचा खुराक की आवश्यकता होती है, दुष्प्रभाव और विषाक्तता 10, 11 का खतरा बढ़ रही है।

यहाँ, हम एक माउस अर्क microsurgery तकनीक है, जो प्रभावी ढंग से सीधे आंतरिक मन्या धमनी के माध्यम से मस्तिष्क में पदार्थों के उद्धार का वर्णन है। सीएनएस को प्रसव को निशाना बनाने के अलावा, इस तकनीक सामान्य शारीरिक बाधाओं को बाईपास नहीं है और इसलिए Biologica के लिए प्रासंगिक हैएल प्रक्रियाओं चिकित्सा विज्ञान या रोगजनकों मस्तिष्क में के मार्ग में शामिल किया गया।

Protocol

निम्नलिखित प्रोटोकॉल में शामिल प्रक्रियाओं मियामी संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति के विश्वविद्यालय (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया गया है। इसके अलावा, सभी प्रक्रियाओं आकलन और प्रयोगशाला पशु केयर इं?…

Representative Results

माउस अर्क microsurgery तकनीक यहाँ वर्णित बहुत बहुमुखी है और सीधे मस्तिष्क में विभिन्न पदार्थों वितरित करने के लिए मस्तिष्क मेटास्टेसिस गठन 1, 12 के एक प्रतिनिधि मॉडल में ट्यू?…

Discussion

आसव microsurgery यहाँ वर्णित सीएनएस में विभिन्न जैविक सुविधाओं के बहिर्जात पदार्थों पहुंचाने, शरीर 1, 12 के दौरान अवांछित प्रचार-प्रसार को रोकने में बहुत सफल साबित हुई किया गया है। रक्त मस…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We would like to thank Dr. Lei Chen (Icahn School of Medicine at Mount Sinai, NY) who first established the use of this model in our laboratory, and to Dr. Gretchen Wolff (German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany) for disseminating the technique in our laboratory. Supported in part by HL126559, DA039576, MH098891, MH63022, MH072567, DA027569, and NSC 2015/17/B/NZ7/02985.

Materials

Anesthesia instrument Vetequip 901806
Surgical scissors Fine Science Tool 14558-09
Surgical forceps straight tip Fine Science Tool 00108-11
Surgical forceps angled tip Fine Science Tool 00109-11
Spring scissors Fine Science Tool 15000-08
Nylon suture Braintree Scientific SUT-S 104
Capillary tubing (Micro-Renathane 0.010” x 0.005” per ft.)  Braintree Scientific MRE01050
Closing suture VWR 95057-036
Isoflurane Piramal
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride FisherScientific 50-121-8005

Referenzen

  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).

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Leda, A. R., Dygert, L., Bertrand, L., Toborek, M. Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery. J. Vis. Exp. (119), e54804, doi:10.3791/54804 (2017).

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