To study the effects of Aβo in vivo, we developed a model based on repeated hippocampal infusions of soluble Aβo coupled with continuous infusion of Aβo antibody (6E10) in the hippocampus using osmotic pumps to counteract the neurotoxic effect of Aβo.
(사실과 이벤트 메모리) 해마에 의존하는 명시적인 메모리의 감소는 알츠하이머 병 (AD)의 초기 임상 증상 중 하나입니다. 잘 시냅스 손실과 계속되는 신경 퇴행은 AD 메모리 장애에 대한 최선의 예측 인자임을 설정됩니다. 최근 연구는 임상 증상이 명확하게이 약 10 ~ 15 년에 인간의 두뇌에 축적하기 시작 수용성 아밀로이드 – 베타 올리고머 (Aβo)의 신경 독성 역할을 강조했다. 대부분의 보고서는 가용성 Aβo가 AD 모델과 인간 메모리 적자와 상관 관계가 있음을 나타냅니다. 신경과 뇌 슬라이스 문화에서 관찰 된 Aβo에 의한 신경 퇴행 많은 동물 모델에서 재현 더 도전하고있다. 여기에 표시된 반복 Aβo의 주입의 모델은이 문제를 극복하고 새로운 질병 수정 요법을 개발하기위한 두 가지 핵심 도메인을 주소 수 : 조기 AD를 진단하는 생물학적 마커를 식별하고, 분자 메카를 결정예방기구는 AD의 발병에 Aβo 유도 메모리 적자를 뒷받침. 수용성 Aβo 집계 상대적으로 빠른에 환자의 임상 적 상태와 가난의 상관 관계 불용성 Aβ의 피 브릴 때문에, 수용성 Aβo 갓 준비와 해마에 표시된 세포 죽음을 생산하는 육일 동안 하루에 한 번 주사. 우리는 특별히 Aβo의 동시 주입 및 삼투 펌프를 사용하여 해마에서 Aβo 항체 (6E10)의 연속 주입을 위해 디자인 캐 뉼러를 사용했다. 생체에있어서 혁신이 이제 미리 치매 환자 Aβo의 증착 및 신경 독성을 방지 할 수있는 새로운 AD 치료의 효율을 검증하기 위해 임상 시험에 사용될 수있다.
그것은 처음에 뇌에 불용성 Aβ 종의 축적이 AD의 발병 기전의 중심이었다 제안되었다. 1,2 그러나 아밀로이드 플라크는 노인 일부인지 정상에서 발견된다. 3-7 플라크 침착인지 적자 사이에 존재하는 가난한 상관 관계를 극복하기 위해 AD에서 최근 보고서는이 신경 독성이 매우 동적 제안 된 된 환자의 임상 상태에 훨씬 더. 8-14 Aβ 올리고머의 과정 이후의 상관 관계 질환의 발병에 독성 가용성 Aβo의 존재를 보여 주었다 대신 올리고머의 한 특정 유형의 다양한 Aβo에 의해 유도된다. 14 ~ 16을 많은 연구가 Aβo이 시냅스와 신경 세포 손실에 앞서 시냅스의 기능 장애를 시작할 수 있습니다 것으로 나타났습니다 때문에, 17-24 현재의 이론은 Aβ 관련 치료에 효과적 일 수 있음을 나타냅니다 임상 시험에서 지금까지 테스트로 오히려 나중 단계에서보다 일찍 AD.
AD 병리의 한 특징 기능 기억력 결핍의 임상 수준에서 검출 될 때 국부 뇌 영역에서 관찰되는 질병의 말기에 관찰 크고 광범위한 세포 사멸 및 상당한 시냅스와 신경 세포의 손실이다. entorhinal 피질 이가있는 이랑에 (EC) (DG)에서 돌출 있으며, perforant 경로는 AD의 초기 발병에 크게 교란된다. (25, 26)를 AD의 전구 증상 상태에서 경도인지 장애 (MCI)가 분명 중요한 세포 사멸이되면 DG 시냅스의 손실뿐만 아니라 EC에서 발견된다. (25), (26)
증거의 큰 몸이 초기 AD에 용해 Aβo의 독성 작용을 지목했지만, 8-14 Aβo에 의한 신경 퇴행이 신경 세포 문화와의 Organotypic 뇌 조각 문화에서 관찰 된 동물 모델에서 재현 더 도전하고있다. (27) 형질 전환 AD 대부분의 를 과발현 모델β 아밀로이드 플라크 타우 과인산 시냅스 결핍 및 기억력 결핍이있다. (27) 그러나, 이러한 모델이 AD 환자의 해마에서 관찰 모델링 세포사에 덜 성공적이다. 이러한 기술적 문제를 극복하기 위해 우리는 수용성 Aβo의 뇌내 주입에 따라 모델을 개발했다. 우리는 수용성 Aβo의 해마 주입이 점진적으로 신경 세포의 손실과 타우 과인산, AD 메모리 감소와 연관이 병리학 적 특징을 유도 반복이 이전에보고했다. 28 여기, 우리가 특별히 Aβo의 동시 주입을 위해 디자인 캐 뉼러를 사용하여 AD 치료를 테스트 할 수있는 새로운 방법을 보여주고있다 및 삼투 펌프 Aβo 항체 (6E10)의 연속 주입.
삼투 펌프 직접 Aβo의 주입 부위에서 생체 내에서 Aβo 유발 신경 퇴행에 대한 모든 항체 (또는 다른 화합물)의 효율을 시험하는 독특한 방법을 제공한다. 따라서, 이러한 펌프를 repr고체 개념 증명 AD의 잠재적 치료제의 작용 메커니즘에 대한을 수립 할 수있는 편리한 도구를 ESENT. 최근 보고서 AD의 초기 단계에 용해 Aβo의 중요한 영향을 지적하기 때문에, Aβo 향해 많은 치료를 실제로 학계와 제약 연구소에 의해 테스트되고있다. 이 소설 동물 모델은 초기 AD에서 관찰 된 시냅스와 신경 세포의 손실을 흉내 낸 수 있으며, 삼투 펌프는 Aβo 주입 사이트에서 특히 지속적으로 치료 에이전트를 주입하는 데 사용됩니다. 사전 치매 환자에서 임상 시험을 시작하는 연구자 메시지로 환자를 중등도에서 지난 몇 년 동안 시험 AD 치료의 반복적 인 실패 Aβo 풍부하게 축적 돌이킬 수없는 뇌 손상을 생성하기 시작하기 전에. 이러한 맥락에서, 증착 및 Aβo의 결과적으로 신경 독성을 방지 새로운 화합물을 테스트하는 것은 사전 임상 환자에 대한 관심이 될 수 있습니다.
특별한주의가 요구되는이 프로토콜 내에서 중요한 단계가 있습니다. 캐 뉼러를 주입 할 때, 두 번째 캐 뉼러의 구멍을 차단 방지하기 위해 너무 액체 치과 용 시멘트를 넣어하지 마십시오. 이는 자극 가능한 염증 반응을 방지하기 위해, 펌프에 연결된 P50 카테터의 자유 단부에 치과 용 시멘트를 배치하는 것이 중요하다. 정위 수술의 날, 정맥을 차단하지 않도록 가이드 정맥과 같은 길이입니다 더미 캐 뉼러를 사용합니다. 그러나 설치 한 후 펌프는 정맥의 각도 암이 해마에 펌프에서 솔루션의 적절한 주입을 허용하기 전에 중지 짧은 더미 캐 뉼러를 사용합니다. 밀접하게 Aβo의 주입을 모니터링하고 카테터에 다 기포가 주입 동안 연속적으로 이동되어 있는지 확인합니다. 항상 주입 정맥이 완전히 주입하는 동안 가이드 정맥에 삽입되어 있는지 확인합니다.
문제는 만남은 Aβ 주입시의 경우내부 정맥이 차단되어 있지 않은지 확인합니다. 이 경우라면, 내부 캐 뉼러를 통해 멸균 증류수 세척. 가이드 정맥이 차단되면, 가이드 정맥에 내부 캐 뉼러를 켭니다. 그렇지 않으면 위아래 내부 캐 뉼러를 이동합니다. 이 붙에서 경합 특히 첫 날, 쥐에 대한 스트레스가 될 수 있습니다. 동물의 스트레스를 감소하기 위해, 우리는 조작과 정위 수술 전에 껴안다에 쥐를 길들하는 것이 좋습니다.
많은 장점이 소설에 의한 생체 접근 방식에 유연하게 할 수있다. 실제로 Aβo의 특성을 정확하게 주입 전에 제어 될 수있다 주입 및 Aβ 제제의 상이한 유형 (뇌 유래 Aβ 솔루션 VS 예 합성 용) 생체 내에서의 세포 독성을 평가하기 위해 주입 될 수있다. 이 모델은 다양한 Aβ 올 종 (예를 들어, 모노머, 낮은하는 메커니즘 고 분자량을 조사하는데 사용될 수있다igomers는 protofibrils)는 생체 내에서 신경 독성 효과를 유도 할 수 있으며, 면역 요법 등의 치료는 뇌에서의 해로운 영향을 상쇄하는 방법. 주입 깨어, 자유롭게 움직이는 동물에서 수행되기 때문에 이전의 연구에서와 같이, 마취제 및 신호 전달 경로에 Aβo 솔루션 사이에 교란 효과는 없습니다. 자유롭게 동물 이동에 32, 33 팅크가있다 또한 행동 테스트와 호환 모든 시간 전과 주입 후.
Aβo 및 펌프 설치의 주입은 노화 동안 Aβo의 효과와 치료를 결정하기 위해 서로 다른 연령대의 동물에서 수행 할 수 있습니다. 신경 퇴행은 주입 부위의 근방에 발생하기 때문에, 시냅스와 신경 세포의 손실은 다른 및 국소 뇌 영역에서 유도 될 수있다. 담보 Aβo의 주입 및 제어 (차량 또는 스크램블 Aβ)는 같은 동물 내에서 어떤 변화를 제어 할 수 있습니다. 반대로, Aβo 또는 제어 졸용액 사용이 오른쪽에서 양측 주입 행동 작업에 동물을 테스트 할 때, 예를 들어, 해마을 둘 수 있습니다. Aβo과 치료 주입을 동시에 수행 또는 대안 치료가 Aβ 증착 후 효과적인 경우 평가 Aβo 주입 후 설치할 수 있습니다 펌프 할 수 있습니다. Aβo의 뇌실 주입을 할 때 여기에 설명 된 것과 동일한 프로토콜을 사용할 수도있다. 세포 내 신호 전달 경로에 Aβo의 영향은 전에 상당히 짧은 기간내 신경 손실 후에 평가 될 수있다. Aβ의 주입의 투여 량 및 횟수는 또한 더 또는 덜 심각한 Aβ의 병원성을 얻기 위해 조절 될 수있다.
매우 다양한 있지만,이 기술은 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 정맥 주입은 수술 후 처음 며칠의 조직과 신경 염증의 기계적 중단을 생산하고 있습니다. 따라서, Aβo의 주입 치료를 시작하기 전에 수술 후 1 주일 이상 기다려야 필수적시온, 이러한 이벤트 고려해야 할 적절한 컨트롤 (차량 또는 비활성 스크램블 Aβ의 주입)을 추가 할 수 있습니다. 또한 Aβo의 작은 부피의 용액의 확산을 제한하기 위해 주입 될 수있다.
삼투 펌프는 Aβ에 의한 신경 퇴행을 방지하기위한 에이전트의 임상 검증을위한 편리하고 독특한 전달 방법을 나타냅니다. 6E10 항체와 면역 요법 이전에, 뇌의 31 Aβ의 축적을 감소하는 것으로 나타났다 때문에 우리는 우리의 새로운 생체 접근 방식을 검증하기 위해 개념 증명으로 6E10 항체를 사용했다. 이 모델 삼투 펌프의 사용은 현재 전임상 AD 환자 Aβo의 증착 및 신경 독성을 방지 할 수있는 신규 질병 수정 요법을 개발하기 위해 사용될 수있다.
The authors have nothing to disclose.
We thank Caroline Bouchard from the animal facility for the rat work. A.S. holds a J.A. De Sève master fellowship, and B.P. a COPSE fellowship from the Université de Montréal This work was funded by grants attributed to J.B. from FRQS-Pfizer and start-up funds from Hôpital du Sacré-Coeur de Montréal Research Center.
Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) | Harvard Apparatus | 59-7316 | |
PE50 Catheter thin wall | Plastics one | C232CT | |
Ketamine Hydrochloride (100 mg/mL) | Bioniche | 1989529 | |
Xylaxine Hydrochloride (100 mg/mL) | Bimeda | 8XYL004C | |
Meloxicam (5 mg/mL) | Norbrook | 215670I01 | |
Solution of chlorhexidine gluconate 2% and isopropyl alcohol 2% | Carefusion | 260100C | |
Lidocaine Hydrochloride | Alveda Pharma | 0122AG01 | |
Bupivacaine Hydrochloride | Hospira | 1559 | |
ophthalmic ointment | Baussh and Lomb inc. | 2125706 | |
stereotaxic frame | Stoelting | 51600 | |
stereotaxic cannula holder arm | Harvard Apparatus | 72-4837 | |
Drill | Dremel | 8050-N/18 | |
Guide Cannula | Plastics one | 326OPG/spc | |
Injection Cannula | Plastics one | C315I/spc | |
Dummy Cannula | Plastics one | C315DC/spc | |
Suture thread coated vicryl rapide 4-0 | Ethicon | VR2297 | |
Dental Acrylic Cement | Harvard Apparatus | 72-6906 | |
Screws | JI Morris Company | P0090CE125 | |
6E10 antibody (mouse IgG1 isotype) | BioLegend | 803003 | |
Mouse IgG1 isotype control antibody | Abcam | AB18447 | |
Alzet osmotic pumps model 1007D | Durect corporation | 290 | |
Isoflurane | Baxter | CA2L9100 | |
Amyloid-beta 1-42 | rPeptide | A-1163-1 | |
Hamilton syringe (10 µL) | Fisher Scientique | 14815279 | |
Infusion Syringe Pump CMA 402 | Harvard Apparatus | CMA8003110 | |
Syringe 1 mL | BD | 309659 | |
Needle 21G | Terumo | NN-2125R | |
Snuggle | Lomir Biomedical | RTS04 |