Sub acute cerebrale Microhemorrhages geïnduceerd door Lipopolysaccharide injectie bij ratten
Summary
We presenteren een protocol om te induceren en te detecteren CMHs veroorzaakt door LPS injectie bij Sprague-Dawley ratten, die kan worden gebruikt in de toekomst onderzoek onderzoek naar de pathogenese van CMHs.
Abstract
Cerebrale microhemorrhages (CMHs) komen vaak voor bij oude patiënten en zijn gecorreleerd aan verschillende neuropsychiatrische aandoeningen. De etiologie van CMHs is complex, en neuroinflammation wordt vaak waargenomen als een co voorkomen. Hier beschrijven we een sub acute CMHs rat model geïnduceerd door injectie van het lipopolysaccharide (LPS), evenals een methode voor het opsporen van CMHs. systemische LPS injectie is relatief eenvoudig, economisch en kosteneffectieve. Een groot voordeel van LPS injectie, is zijn stabiliteit voor het opwekken van ontsteking. CMHs veroorzaakt door LPS injectie kon worden opgespoord door bruto observatie, haematoxyline en eosine (HE) kleuring, Perl’s Pruisische kleuring, Evans blauw (EB) dubbel-labeling en magnetische resonantie beeldvorming-gevoeligheid gewogen imaging (MRI-Zwi) technologie. Ten slotte worden andere methoden van de ontwikkeling van diermodellen CMHs, met inbegrip van hun voordelen en/of nadelen, ook besproken in dit verslag.
Introduction
Klassieke cerebrale microhemorrhages (CMHs) verwijzen naar gerelateerde kleine deposito’s van bloed afbraakproducten zoals Hemosiderine van rode bloedcellen in de hersenen-1. Volgens de studie Rotterdam Scan kan CMHs worden gevonden in bijna 17,8% van de personen in de leeftijd 60-69 jaar en 38,3% in die meer dan 80 jaar2. De prevalentie van CMHs bij ouderen is relatief hoog, en een correlatie tussen de accumulatie van CMHs en cognitieve en neuropsychiatrische dysfunctie geweest gevestigde3,4. Verschillende dierlijke modellen van CMHs hebben onlangs gemeld, met inbegrip van knaagdier modellen geïnduceerd door type IV collagenase stereotaxic injectie5, APP transgene6, β-N-methylamino-L-alanine blootstelling7en hypertensie8, met CMHs geïnduceerd door systemische ontsteking als een van de meest goed geaccepteerde keuzes. Fisher et al. LPS afgeleid van Salmonella typhimurium 9 eerst gebruikt voor het ontwikkelen van een acute muismodel van CMHs. Later, dezelfde groep gemeld de ontwikkeling van een sub acute CMHs muismodel met behulp van de dezelfde benadering2.
LPS is beschouwd als een gestandaardiseerde inflammatoire prikkel via intraperitoneale injectie. Eerdere studies hebben bevestigd dat LPS injectie neuroinflammation veroorzaken kan, zoals blijkt uit de grote hoeveelheid microglia en Astrocyt activering in dierlijke2,10 modellen. Bovendien was het een positieve correlatie tussen de activering van de activering van het neuroinflammation en het aantal CMHs gevestigde2,10. Op basis van deze eerdere studies, werden we gevraagd om een CMHs rat model te ontwikkelen door intraperitoneale injectie van LPS.
Voorschotten in detectie technologieën hebben geresulteerd in een toename van het aantal onderzoeken van het onderzoek op CMHs. De meest algemeen erkend methoden voor het opsporen van CMHs omvatten de detectie van de rode bloedcellen door de haematoxyline en eosine (HE) kleuring, ijzer(III) ijzer detectie door Pruisisch blauw kleuring9, detectie van Evans (EB) afzetting door immunofluorescentie blauw beeldbewerking en 7.0 Tesla magnetische resonantie beeldvorming-gevoeligheid gewogen beeldvorming (MRI-Zwi)10. De huidige studie is gericht op het ontwikkelen van een methode van screening voor CMHs.
Protocol
Representative Results
Discussion
In de afgelopen jaren toegenomen onderzoeken op CMHs. Het mechanisme van CMHs blijft echter onduidelijk is, te vragen wetenschappers om dierlijke modellen die deze bijzondere voorwaarde te simuleren. Bijvoorbeeld, Hoffmann et al. een hypoxie-geïnduceerde CMHs muismodel ontwikkeld dat laat zien dat CMHs worden veroorzaakt door hypoxie en verstoring van cerebrovasculaire autoregulatie12. Reuter et al. 5 een CMHs model in APP23-transgene muizen, waaruit blee…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wij danken leraar Jian Feng Lei en collega’s uit de hoofdstad Medizinische Universität voor begeleiding tijdens de MRI. Wij danken ook Jing Zeng van de afdeling Neurologie, de tweede Volksrepubliek ziekenhuis van Yichang voor het verstrekken van technische ondersteuning.
Materials
| LPS | Sigma-Aldrich | L-2630 | for inflammation induction |
| EB | Sigma-aldrich | E2129 | for EB leakage detection |
| DAPI dying solution | Servicbio | G1012 | count medium for IF |
| Perl’s Prussian staining | Solarbio | G1424 | Kit for Prussian staining |
| HE staining | Solarbio | G1120 | Kit for HE staining |
| chloral hydrate | Sigma-Aldrich | 47335U | For anesthesia |
| phosphate buffer saline (PBS) | Solarbio | P1022 | a kind of buffer solution commonly used in experiment |
| 0.9% saline solution | Hainan DonglianChangfu Pharmaceutical Co., Ltd., China | solution for perfusion | |
| paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | a kind of solution commonly used for fixation |
| 20% sucrose solution | Solarbio | G2461 | a kind of solution commonly used for fixation |
| 30% sucrose solution | Solarbio | G2460 | a kind of solution commonly used for fixation |
| vet ointment | Solcoseryl eye gel, Bacel, Switzerland | for rat's eyes protection |
Referencias
- Sumbria, R. K., et al. A murine model of inflammation-induced cerebral microbleeds. J Neuroinflammation. 13 (1), 218 (2016).
- Vernooij, M. W., et al. Prevalence and risk factors of cerebral microbleeds the Rotterdam Scan Study. Neurology. 70 (14), 1208-1214 (2009).
- Pettersen, J. A., et al. Microbleed topography, leukoaraiosis, and cognition in probable Alzheimer disease from the Sunnybrook dementia study. Archives of Neurology. 65 (6), 790-795 (2008).
- Xu, X., et al. Cerebral microbleeds and neuropsychiatric symptoms in an elderly Asian cohort. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 88 (1), 7-11 (2017).
- Mcauley, G., Schrag, M., Barnes, S., Obenaus, A., Dickson, A., Kirsch, W. In vivo iron quantification in collagenase-induced microbleeds in rat brain. Magnetic Resonance in Medicine. 67 (3), 711-717 (2012).
- Reuter, B., et al. Development of cerebral microbleeds in the APP23-transgenic mouse model of cerebral amyloid angiopathy-a 9.4 tesla MRI study. Frontiers in Aging Neuroscience. 8 (8), 170 (2016).
- Scott, L. L., Downing, T. G. A single neonatal exposure to BMAA in a rat model produces neuropathology consistent with neurodegenerative diseases. Toxins. 10 (1), E22 (2018).
- Toth, P., et al. Aging exacerbates hypertension-induced cerebral microhemorrhages in mice: role of resveratrol treatment in vasoprotection. Aging Cell. 14 (3), 400-408 (2015).
- Liu, S., et al. Comparative analysis of H&E and Prussian blue staining in a mouse model of cerebral microbleeds. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 62 (11), 767-773 (2014).
- Zeng, J., Zhào, H., Liu, Z., Zhang, W., Huang, Y. Lipopolysaccharide induces subacute cerebral microhemorrhages with involvement of Nitric Oxide Synthase in rats. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases. 27 (7), 1905-1913 (2018).
- Greenberg, S. M., et al. Cerebral microbleeds: A guide to detection and interpretation. Lancet Neurology. 8 (2), 165-174 (2009).
- Hoffmann, A., et al. High-Field MRI reveals a drastic increase of hypoxia-induced microhemorrhages upon tissue reoxygenation in the mouse brain with strong predominance in the olfactory bulb. Plos One. 11 (2), e0148441 (2016).
- Sumbria, R. K., et al. Effects of phosphodiesterase 3A modulation on murine cerebral microhemorrhages. Journal of Neuroinflammation. 14 (1), 114 (2017).
- Sumbria, R. K., et al. Aging exacerbates development of cerebral microbleeds in a mouse model. Journal of Neuroinflammation. 15 (1), 69 (2018).
- Mello, B. S. F., et al. Sex influences in behavior and brain inflammatory and oxidative alterations in mice submitted to lipopolysaccharide-induced inflammatory model of depression. Journal of Neuroimmunol. 320, 133-142 (2018).
- Souza, D. F. D., et al. Changes in astroglial markers in a maternal immune activation model of schizophrenia in Wistar rats are dependent on sex. Frontiers in Cellular Neuroscience. 9 (489), (2015).
- Dutta, G., Zhang, P., Liu, B. The Lipopolysaccharide Parkinson’s disease animal model: mechanistic studies and drug discovery. Fundamental & Clinical Pharmacology. 22 (5), 453-464 (2008).
- El-Sayed, N. S., Bayan, Y. Possible role of resveratrol targeting estradiol and neprilysin pathways in lipopolysaccharide model of Alzheimer disease. Advances in Experimental Medicine and Biology. 822 (822), 107-118 (2015).
- Combrinck, M. I., Perry, V. H., Cunningham, C. Peripheral infection evokes exaggerated sickness behaviour in pre-clinical murine prion disease. Neurociencias. 112 (1), 7-11 (2002).
- Pantoni, L. Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges. Lancet Neurology. 9 (7), 689-701 (2010).
- Rosand, J., et al. Spatial clustering of hemorrhages in probable cerebral amyloid angiopathy. Annals of Neurology. 58 (3), 459-462 (2005).
- Robinson, S., et al. Microstructural and microglial changes after repetitive mild traumatic brain injury in mice. Journal of Neuroscience Research. 95 (4), 1025-1035 (2017).
- Kraft, P., et al. Hypercholesterolemia induced cerebral small vessel disease. Plos One. 12 (8), e0182822 (2017).
- Schreiber, S., Bueche, C. Z., Garz, C., Baun, H. Blood brain barrier breakdown as the starting point of cerebral small vessel disease? – New insights from a rat model. Experimental & Translational Stroke Medicine. 5 (1), 4 (2013).
