Este protocolo descreve um método de inflamação química com mielinização e fornece um modelo do rato da epilepsia. Este protocolo também pode ser usado para investigar a vulnerabilidade à indução de convulsões e patogênese após crises epilépticas em ratos.
Mielinização (PTZ) é um antagonista dos receptores GABA-A. Uma injeção intraperitoneal de PTZ em um animal induz uma convulsão aguda, grave em uma dose alta, Considerando que injeções sequenciais de uma dose de subconvulsive têm sido utilizadas para o desenvolvimento da química kindling, um modelo de epilepsia. Uma única injeção de baixas doses de PTZ induz uma convulsão leve sem convulsão. No entanto, injeções de baixas doses repetitivas de PTZ diminuem o limiar para evocar um ataque convulsivo. Finalmente, administração contínua de baixa dose de PTZ induz uma severa convulsão tônico-clônica. Este método é simples e amplamente aplicável para investigar a fisiopatologia da epilepsia, que é definida como uma doença crônica que envolve ataques repetitivos. Este produto químico acender protocolo causa convulsões repetitivas em animais. Com este método, estimou-se a vulnerabilidade a ataques mediada por PTZ ou o grau de agravamento de crises epilépticas. Estas vantagens levaram à utilização desse método para triagem de droga anti-epiléptica e genes relacionados com epilepsia. Além disso, este método utilizou-se para investigar o dano neuronal após ataques epiléticos, porque as alterações histológicas observadas no cérebro de pacientes epilépticos também aparecem nos cérebros dos animais acendeu o produto químico. Assim, este protocolo é útil para produzir convenientemente modelos animais de epilepsia.
Epilepsia é uma doença neurológica crônica que se caracteriza por convulsões recorrentes e afeta aproximadamente 1% das pessoas. Os mecanismos subjacentes da geração epileptogenesis e apreensão em pacientes de epilepsia não podem ser totalmente esclarecidos em estudos clínicos. Portanto, um modelo animal adequado é necessário para o estudo da epilepsia1.
Uma variedade de modelos animais de epilepsia têm sido utilizados para investigar a fisiologia da epilepsia e para identificar a droga anti-epiléptica2,3. Entre estes modelos, indução farmacológica convulsão é um método comum usado para gerar um modelo animal para a investigação da patologia de epilepsia4. Este método é simples e barato. Inflamação mediada por eletrodo também é um método comumente usado, mas os custos deste procedimento são mais elevados, e o método requer habilidades cirúrgicas e elétricas para induzir convulsões repetitivas5.
Indução farmacológica também é vantajosa porque o calendário e o número de apreensões são facilmente controladas. Modelos de genética do rato que apresentam convulsões espontâneas também são usados no estudo da epilepsia. No entanto, prever quando e quantas vezes as convulsões surgem nesses modelos genéticos pode ser impossível6. Um sistema de monitoramento é necessário para observar o comportamento epiléptico de camundongos geneticamente modificados6.
Ácido Kainic, pilocarpina e mielinização (PTZ) são amplamente utilizados como indutora de apreensão de drogas7. O ácido Kainic é um agonista de receptores de glutamato, e pilocarpina ativa receptores colinérgicos. PTZ é um ácido gama aminobutírico (GABA)-um antagonista de receptor8. PTZ suprime a função de sinapses inibitórias, levando ao aumento da atividade neuronal. Este regulamento causa convulsões generalizadas em animais9. Uma única injeção de ácido kainic e Pilocarpina pode induzir convulsões agudas, especialmente estado de mal epiléptico (SE)10,11 e kainic ácido ou pilocarpina-mediada SE promove convulsões espontâneas e recorrentes crônicas12 , 13. gravações eletroencefalográficos (EEG) e análise do comportamento têm indicado que a espontâneas convulsões recorrentes são observadas um mês após uma única injeção de12,13. Uma única injeção de uma dose convulsiva de PTZ também induz convulsão aguda. No entanto, crônicas espontâneas convulsões após uma única injeção de PTZ são difíceis de promover. Administração crônica de PTZ é necessária para induzir convulsões repetitivas14. Em ambos os métodos, a geração de convulsões repetitivas é capaz de induzir a uma patologia mais semelhante da epilepsia humana do que a geração de crises agudas. No caso de PTZ, cada injeção evoca uma convulsão, e severidade de apreensão torna-se mais grave, de forma gradual, com cada injeção. Finalmente, uma única injeção de baixa dose PTZ induz uma severa convulsão tônico-clônica. Nesta fase, cada injeção evoca convulsões graves. Além disso, a duração e a latência de apreensão também mudam ao longo das injeções. A latência de convulsão tônico muitas vezes torna-se mais curta na última fase de acender15. Além disso, agravamento de convulsão é acompanhado por uma apreensão prolongada duração16. Investigar o mecanismo molecular que regula a gravidade do ataque, latência e duração é útil para triagem droga anti-epiléptica17,18,19.
As convulsões comumente são induzidas por uma única administração sistémica de PTZ, e a recuperação é muito rápida, dentro de 30 min4,5. Assim, o número de apreensões é mais controlável no modelo PTZ-gravetos. No entanto, monitorização de EEG indicou que picos generalizados podem ser vistos até 12 h após apreensão mediada por PTZ20. Portanto, animais de preferência devem permanecer em observação por 24 h após a convulsão tônico ou Mioclônicas21 para análise mais precisa dos mecanismos de inflamação.
A administração de fármacos antiepiléptico, como etossuximida, valproato, fenobarbital, vigabatrina e retigabine3, antes ou após a injeção de PTZ atenua o agravamento do ataque gravidade3,22, 23. Da mesma forma, ratos do KO que falta genes envolveram na exacerbação de apreensão, tais como matriz metaloproteinase-9,24, FGF-2225 e neuritin26, foram mostrados para expor a gravidade reduzida convulsão após múltiplas injecções de PTZ. Além disso, observar alterações histopatológicas após ataques epilépticos é possível com este método. Em pacientes com epilepsia do lobo temporal, existem alterações histológicas típicas no cérebro, tais como fibra musgosa brotando de27,28, grânulo anormal neurônio migração29, astrogliosis30celular neuronal morte no hipocampo31,32e esclerose hippocampal33. Alterações semelhantes são observadas em animais modelo epiléptica. Entre os métodos disponíveis, mediada por PTZ inflamação química é um método bom, Reproduzível e baixo custo para produzir um modelo animal de epilepsia. Em um modelo SE mediada por pilocarpina, controle de crises é difícil e muitos ratos morrem ou deixam de desenvolver-SE34. Em contraste, mortalidade e gravidade de apreensão são mais controláveis no modelo de PTZ. Além disso, PTZ é menos caro do que o ácido kainic, e habilidades na cirurgia de cérebro de rato não são necessárias para a administração de drogas.
Aqui, apresentamos um protocolo amplamente acessível para o estabelecimento de um modelo animal farmacológico de epilepsia. Mediada por PTZ inflamação química tem uma longa história e é um modelo comumente aceitado para o estudo da patologia celular e histopatologia de epilepsia41. O modelo de inflamação química da epilepsia tem sido avaliado anteriormente por Suzdak e Jansen, 199542. Indução de convulsão farmacológica, especialmente com PTZ, é um método fá…
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi parcialmente financiado por números de concessão JSPS KAKENHI 24700349, 24659093, 25293239, JP18H02536 e 17 K 07086, números de concessão MEXT KAKENHI 25110737 e 23110525, AMED Grant número JP18ek0109311 e o SENSHIN Medical Research Foundation e o Japão Fundação de pesquisa da epilepsia.
Pentylenetetrazole | Sigma-Aldrich | P6500 | |
Sodium chloride | MANAC | 7647-14-5 | |
Mouse | CLEA Japan | C57Bl/6NJcl, postnatal 8 week, male | |
Syringe (1mL) | Terumo | SS-01T | |
Needle(27G x 3/4") (0.40 x 19 mm) | Terumo | NN-2719S | |
Weighing scale | Mettler | PE2000 | This item is a discontinued product. Almost equivalent to FX-2000i with FXi-12-JA from A&D company. |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | |
Sodium hydroxide | nacalai tesque | 31511-05 | |
Peristatic pump | ATTO | SJ1211 | |
Sucrose | nacalai tesque | 30404-45 | |
Microtome | Yamato | REM-700 | This item is a discontinued product. Almost equivalent to REM-710 |
Microtome blade | Feather | S35 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X-100 | |
anti-synaptoporin antibody | Synaptic systems | 102 002 | |
anti-ZnT3 antibody | Synaptic systems | 197 002 | |
anti-doublecortin | Santa Cruz | sc-8066 | This item is a discontinued product. We did not test equivalent product (sc-271390). |
Contextual fear discrimination test apparatus | O'hara | ||
Three chamber test apparatus | Muromachi |