Summary

Vivo에서 Microdialysis 메서드를 잘라 높은 분자 무게와 뇌 간 질 성 액체에서 큰 Extracellular 단백질을 수집 조사

Published: September 26, 2018
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Summary

Vivo에서 microdialysis는 깨어, 자유롭게 행동 하는 동물에서 뇌 중간 유체 (ISF)에 존재 하는 분자의 컬렉션을 사용할 수 있습니다. ISF에 상대적으로 큰 분자를 분석 하기 위해 현재 문서 막 잘라 높은 분자 무게를 가진 프로브를 사용 하 여 microdialysis 프로토콜에 특히 초점을.

Abstract

Vivo에서 microdialysis 투 석 원리에 따라 깨어, 자유롭게 행동 동물에서 ISF를 수집 하는 강력한 기술입니다. Microdialysis은 상대적으로 작은 분자 아미노산 신경 전달 물질 등을 측정 하는 설립된 방법, 하는 동안 그것은 최근 사용 되었습니다 또한 ISF 잘라 높은 분자 무게를 가진 프로브를 사용 하 여 더 큰 분자의 역학을 평가 하 막입니다. 이러한 프로브 사용 시 microdialysis 프로브 내부 축적 된 압력을 피하기 위해 푸시 풀 모드에서 실행할 수 있다. 이 문서 단계별 프로토콜을 stereotaxic 수술 등 ISF에서 단백질을 수집을 microdialysis 라인을 설정 하는 방법을 제공 합니다. Microdialysis, 동안 체계적으로 또는 ISF에 직접 주입 하 여 마약 관리 될 수 있습니다. 역 microdialysis ISF에 화합물을 직접 주입 하는 기술입니다. Microdialysis 관류 버퍼에서 약물의 포함 ISF를 동시에 수집 하는 동안 프로브를 통해 ISF로 확산 수 있습니다. 예를 들어 타우 단백질을 측정 하 여 저자 picrotoxin의 역 microdialysis에 의해 자극 신경 활동 시의 레벨 변경 되는 방법을 보여 줍니다. 장점 및 microdialysis의 제한 사항 설명 확장된 응용 프로그램 함께 다른 비보에 방법을 결합 하 여 합니다.

Introduction

ISF 총 두뇌 양의 15-20%를 구성 하 고 신호 변환, 기판 운송 및 폐기물 허가1에 대 한 중요 한 microenvironment를 제공 합니다. 따라서, 살아있는 동물에서 ISF 수집 능력 질병 메커니즘 뿐만 아니라 다양 한 생물 학적 과정에 대 한 큰 의미를 제공 합니다. Vivo에서 microdialysis 몇 가지 방법 중 하나는 샘플 및 계량 extracellular 분자 ISF에서 깨어에서 자유롭게 이동 하는 동물 이며 신경 과학 연구 분야2,3에 유용한 도구 역할을 그로 인하여. 이 방법에서는, 반 투과성 막으로 microdialysis 프로브는 두뇌에 삽입 되 고 상대적으로 느린 흐름 속도에서 관류 버퍼와 함께 끼얹는다 (0.1-5 µ L/min). 이 관류 동안 ISF에 extracellular 분자 수 동적으로 농도 기온 변화도 따라 프로브로 확산 하 고 있는 dialysate로 수집 합니다. 이 문서에서는 샘플 두뇌에 ISF에 방법, 원리와 방법을 모두 적용할 수 있습니다 다른 기관에 적절 한 수정에 의해 필요한 경우.

Microdialysis 처음 고용 되었다 1960 년대 그리고 이후 수집 등 아미노산 신경 전달 물질 두뇌에서 작은 분자를 광범위 하 게 사용 되었습니다. 그러나, 차단 막 (100 kDa-3 MDa)는 높은 분자 무게 microdialysis 프로브의 최근 상업적인 가용성 확장 뿐만 아니라4,,56 ISF에 상대적으로 더 큰 단백질에의 응용 7. 이 프로브를 사용 하 여 연구 발견을 주도하 고 있다 그 단백질 등 타우 α-synuclein 오래 있을 생각 했다 독점 세포질은 또한 순수 ISF4,,58에 존재.

Microdialysis 프로브를 사용 하 여 큰 차단 막 (일반적으로 1000 kDa)와 어려움 중 하나는 내부 압력 프로브에 축적 한 유체 손실에 더 취약 하는 것입니다. Microdialysis 프로브는 여기에 사용 되는이 문제를 방지 하려면 독특한 구조가. 압력 것입니다 하지 쌓아이 구조 때문에, 따라서 이러한 프로브 microdialysis perfuse (= push) 프로브 및 프로브 콘센트에서 dialysate 오는 수집 롤러/연동 펌프에 주사기 펌프를 사용 하 여 “푸시-풀” 모드에서 작동 해야 (= 풀) 9 (푸시와 풀 펌프, 압력 프로브에 환기 구멍을 취소 해야 하는 있지만 시스템은 기술적으로 구동 풀 펌프에 의해). 이 문서는 가이드 정 맥 주입의 stereotaxic 수술으로 시작 하 고 1000 kDa 차단 막과 microdialysis 프로브를 통해 ISF를 수집 하기 위해 microdialysis 라인을 설정 하는 방법에 설명 합니다.

Protocol

모든 동물 연구 검토 하 고 기관 동물 관리 및 사용 도쿄 대학에서 대학원 학부의 위원회에 의해 승인 했다. 1. 사전 수술 수술 시작 하기 전에 모든 멸 균 상태를 유지 하기 위해 70% 에탄올과 닦아 합니다. 열 지원 난방 패드를 사용 하 여 것이 좋습니다. Chloral 하이드 레이트 (400 mg/kg)의 복 주입 하 여 쥐를 anesthetize. 발가락 핀치를 수행 하 여 anesthetization를 확인 ?…

Representative Results

자극 또는 반전 microdialysis11,,1213, picrotoxin, GABAA 수용 체 길 항 제 또는 테트로도톡신에 신경 활동을 억제, 나+ 채널 차단제 사용 되었습니다. 그것은 타우 릴리스 자극 되 면 신경 활동13,14의 증가 의해 표시 되었습니다. 이러한 일관 된 이전 관…

Discussion

막 잘라 높은 분자 무게 Microdialysis 푸시 풀 모드에서 운영 될 수 있다, 따라서 그것은 중요 한 흐름 속도 정확 하 고 일정. 흐름 율에 부정확 공기 거품 생성 및 샘플 농도에 불일치의 원인이 될 수 있습니다. 흐름 일치 하지 않으면 누설에 대 한 모든 연결을 확인 합니다. 문제가 계속 발생 하는 경우 다시 시작 하는 새로운 프로브와 튜브를 필요할 수 있습니다.

Microdilaysis 프로?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품에 의해 지원 되었다 ‘ 선진적인 과학 연구에 대 한 혁신적인 분야 (뇌 단백질 노화와 치 매 Control)(15H01552) 문 부 과학성 및 특정에 대 한 젊은 과학자 (B) (16 K 20969)에서. 저자가이 방법의 개발 기술 자문에 대 한 박사 데이비드 M. Holtzman 및 박사 존 R. Cirrito를 감사.

Materials

The Univentor 820 Microsampler Univentor 8303002 Refrigerated fraction collector
Syringe pump KD scientific KDS-101
Roller pump Eicom microdialysis ERP-10
Raturn Stand-Alone System BASi MD-1409 Free-moving system
Dual species cage kit BASi CX-1600
AtmosLM Microdialysis probe (shaft length 8 mm, membrane length 2 mm) Eicom microdialysis PEP-8-02 Shaft length for a probe, a guide, a dumy probe and a stereotaxic adaptor should be identical.
Microdialysis guide (shaft length 8 mm) Eicom microdialysis PEG-8
Microdialysis dummy probe (shaft length 8 mm) Eicom microdialysis PED-8
Bone screw BASi MD-1310
Super bond C&B set Sunmedical Dental cement
Small animal Stereotaxic Instrument with digital display console Kopf Model 940 Stereotaxic apparatus
Mouse and neonatal rat adaptor Stoelting 51625
Standard Ear Bars and Rubber Tips for Mouse Stereotaxic Stoelting 51648
Albumin solution from bovine serum Sigma A7284-50ML 30% BSA solution
FEP tubing (70 cm) Eicom microdialysis JF-10-70 Internal volume = 0.5 µL/cm
Teflon tubing (50 cm) Eicom microdialysis JT-10-50 Internal volume = 0.08 µL/cm
Byton tube Eicom microdialysis JB-30
Intramedic luer stab adaptor 23G BD 427565 Blunt end needle
Roller tube Eicom microdialysis RT-5S Internal volume = 4 µL
Cap nut Eicom microdialysis AC-5
0.25 mL microcentrifuge tube with cap QSP 503-Q Tubes for fraction collector
Sterotaxic adaptor (shaft length 8 mm) Eicom microdialysis PESG-8
Connection needle Eicom microdialysis RTJ
Mouse animal collar BASi MD-1365
High Speed Rotary Micromotor kit FOREDOM K.1070 Drill
Picrotoxin Sigma P1675
Screw driver for bone screws
Scalpel
Cotton swab
Surgical clipper

Referencias

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Yamada, K. In Vivo Microdialysis Method to Collect Large Extracellular Proteins from Brain Interstitial Fluid with High-molecular Weight Cut-off Probes. J. Vis. Exp. (139), e57869, doi:10.3791/57869 (2018).

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