Sub akutt Cerebral Microhemorrhages av lipopolysakkarid injeksjon i rotter
Summary
Vi presenterer en protokoll for å indusere og oppdage CMHs forårsaket av LPS injeksjon i Sprague-Dawley rotter, som kan benyttes i fremtiden forskning undersøkelser på patogenesen av CMHs.
Abstract
Et microhemorrhages (CMHs) er vanlig hos eldre pasienter, og er korrelert til ulike nevropsykiatriske lidelser. Etiologien for CMHs er kompleks, og neuroinflammation er ofte observert som en samtidig forekomst. Her beskriver vi en sub akutt CMHs rotte modell av lipopolysakkarid (LPS) injeksjon, samt en metode for å oppdage CMHs. systemisk LPS injeksjon er relativt enkel, økonomisk og kostnadseffektiv. En stor fordel av LPS injeksjon er dens stabilitet å indusere betennelse. CMHs forårsaket av LPS injeksjon kan oppdages av brutto observasjon, hematoxylin og eosin (han) flekker, Perl er prøyssiske flekker, Evans blå (EB) dobbel-merking og magnetisk resonans imaging-mottakelighet vektet imaging (MRI-SWI) teknologi. Til slutt, andre metoder for å utvikle CMHs dyr modeller, inkludert deres fordeler og/eller ulemper, er også omtalt i denne rapporten.
Introduction
Klassisk cerebral microhemorrhages (CMHs) refererer til lille perivascular forekomster av blod nedbrytningsprodukter som hemosiderin fra røde blod celler i hjernen1. Ifølge Rotterdam skanne Studien fant CMHs nesten 17,8% av personer i alderen 60-69 år og 38,3% i de over 80 år2. Utbredelsen av CMHs hos eldre er relativt høy, og en sammenheng mellom akkumulering av CMHs og kognitive og nevropsykiatriske dysfunksjon har vært etablert3,4. Flere dyr modeller av CMHs har nylig blitt rapportert, inkludert gnager modeller av type IV collagenase stereotaxic injeksjon5, APP transgene6, β-N-methylamino-L-alanin eksponering7og hypertensjon8, med CMHs indusert av systemisk betennelse som en av de fleste valgene. Fisher et al. 9 først brukt LPS avledet fra Salmonella typhimurium for å utvikle en akutt CMHs musemodell. Deretter rapportert samme gruppe utviklingen av en sub akutt CMHs musemodell bruker den samme tilnærmingen2.
LPS er regnet som en standardisert inflammatorisk stimulans via intraperitoneal injeksjon. Tidligere studier har bekreftet at LPS injeksjon føre neuroinflammation som gjenspeiles av store mengder microglia og astrocytter aktivisering i dyr modeller2,10. Videre er en positiv korrelasjon mellom aktivering av neuroinflammation aktivisering og antallet CMHs etablert2,10. Basert på disse tidligere studier, vi ble bedt om å utvikle en CMHs rotte modell av intraperitoneal injeksjon av LPS.
Fremskritt i oppdagelsen teknologiene har ført til en økning i antall forskning undersøkelser på CMHs. Mest allment anerkjent metoder av oppdager CMHs inkluderer gjenkjenning av røde blodlegemer av hematoxylin og eosin (han) flekker, ferric jern gjenkjenning av prøyssiske blå flekker9, oppdagelsen av Evans blå (EB) deponering av immunofluorescence bildebehandling og 7.0 Tesla magnetisk resonans imaging-mottakelighet vektet imaging (MRI-SWI)10. Studien har som mål å utvikle en metode for screening for CMHs.
Protocol
Representative Results
Discussion
Studier på CMHs har økt i de siste årene. Mekanismen for CMHs er imidlertid uklart, spørre forskere å etablere dyremodeller som simulerer denne bestemt tilstanden. For eksempel Hoffmann et al. utviklet en hypoksi-indusert CMHs musemodell som viser at CMHs er forårsaket av hypoksi og avbrudd i cerebrovascular autoregulation12. Reuter et al. 5 etablert en CMHs modell i APP23-transgene mus, som viste at cerebral amyloid angiopathy (CAA) spiller en vikti…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker lærer Jian Feng Lei og kolleger fra hovedstaden medisinske universitet etter veiledning under MRI. Vi takker også Jing Zeng fra ved Institutt for nevrologi, andre folks sykehuset av Yichang for teknisk støtte.
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).
