顕微透析システムを用いた意識ラットからの海馬細胞外液のリアルタイム動的採取

神経変性疾患、外傷性脳損傷、高地低酸素誘発性脳損傷、虚血性脳卒中などの罹患率の高い中枢神経系(CNS)疾患は、世界中で死亡率が上昇する重要な原因です^1,2,3。特定の脳領域におけるサイトカインおよびタンパク質変化のリアルタイムモニタリングは、CNS疾患の診断精度および投薬後の脳薬物動態学的研究に寄与する。従来の科学的研究では、特定の物質の検出および薬物動態研究のために、脳組織ホモジネートまたは動物間質性脳液の手動収集を使用します。ただし、これには、サンプルサイズが限られている、インジケーターの変化を動的に観察できない、サンプリング品質が不均一であるなど、いくつかの欠点があります^4,5,6。間質液である脳脊髄液は、脳と脊髄を機械的損傷から保護します。血液脳関門(BBB)⁷が存在するため、その組成は血清の組成とは異なります。脳脊髄液サンプルの直接分析は、CNS病変のメカニズムと創薬の開示をより助長します。必然的に、注射器を介して大槽および脳室から直接手動で取得される脳脊髄液サンプルには、血液汚染、サンプル収集のランダムな可能性、量の不確実性、および複数の検索の可能性がほとんどないという欠点があります^8,9。さらに注目すべきことに、従来の間質性脳液サンプリング法は、損傷した脳領域からサンプルを得ることができず、特定の脳領域におけるCNS疾患の病因の探索および標的民族医学療法の有効性評価を妨げる^9,10。

脳微小透析は、覚醒動物¹¹において間質性脳液をサンプリングする技術である。微小透析システムは、脳に埋め込まれたプローブの助けを借りて血管透過性を模倣します。微小透析プローブは半透膜で武装しており、特定の脳領域に移植されます。等張性人工脳脊髄液(ACSF)による灌流後、透析された間質性脳液は、小さなサンプルサイズ、連続サンプリング、および動的観察の利点により良好に収集できます^12,13。位置に関しては、脳微小透析プローブは、関心のある脳構造または頭蓋貯水槽に選択的に埋め込むことができる¹⁴。海馬細胞外液(HECF)中の内因性物質の異常なレベルの観察は、CNS疾患の発生または疾患の病因を示唆しています。いくつかの研究は、統合失調症のD-アミノ酸、アルツハイマー病のβ-アミロイドおよびタウタンパク質、外傷性脳損傷のニューロフィラメント軽鎖、低酸素虚血性脳症のユビキチンカルボキシ末端加水分解酵素L1などのCNS疾患のバイオマーカーを脳脊髄液で分析できることを示しました15,16,17。.脳微小透析サンプリング技術に基づく化学分析法は、特定の脳領域に拡散および分布する民族医学の有効成分などの外因性化合物の動的変化を監視するために使用することができる¹⁴。

この記事では、覚醒ラットにおける動的HECF取得の特定のプロセスを紹介し、その浸透圧を測定してサンプルの品質を確保します。