Прямая имплантация канюли в Cisterna Magna свиней

Спинномозговая жидкость (ликвор) представляет собой ультрафильтрат крови, который находится внутри и вокруг центральной нервной системы (ЦНС)^1,2. Помимо придания плавучести мозгу или поглощения повреждающих механических сил, ликвор также играет ключевую роль в очистке метаболических отходов из ^ЦНС3. Очистка отходов облегчается недавно охарактеризованной глимфатической системой, которая позволяет конвективному потоку ликвора через паренхиму мозга через периваскулярные пространства (PVS), которые окружают проникающие артерии3,4,5. Было показано, что этот процесс зависит от аквапорина-4 (AQP4), водного канала, экспрессируемого главным образом на астроцитарном конце, связанном с ^PVS4,6. Исследование глимфатической системы достигается с помощью визуализации in vivo и ex vivo с использованием либо усовершенствованной световой микроскопии, либо магнитно-резонансной томографии (МРТ) после введения флуоресцентного/радиоактивного индикатора или контрастного вещества в CSF7,8,9,10,11.

Эффективным способом введения индикатора в ликвор без повреждения паренхимы головного мозга является канюляция cisterna magna (CMc)^12,13. Подавляющее большинство всех глимфатических исследований до сих пор проводилось на грызунах и избегалось у высших млекопитающих из-за инвазивности CMc в сочетании с практической простотой работы с мелким млекопитающим. Кроме того, тонкие черепа мышей позволяют проводить визуализацию in vivo без необходимости в краниальном окне и впоследствии позволяют проводить неосложненную экстракцию ^{мозга11,14}. Эксперименты, проведенные на людях, дали ценные макроскопические данные in vivo о глимфатической функции, но опирались на инъекции интратекального индикатора в дистальный поясничный отдел позвоночника и, кроме того, использовали МРТ, которая не дает достаточного разрешения для захвата микроанатомии глимфатической системы7,15,16 . Понимание архитектуры и масштабов глимфатической системы у высших млекопитающих имеет важное значение для ее передачи людям. Чтобы облегчить глимфатическую трансляцию людям, важно применять методы, которые проводятся у грызунов, к высшим млекопитающим, чтобы можно было проводить прямые сравнения глимфатической системы между видами с возрастающим познанием и сложностью ^мозга17. Мозг свиньи и человека гиренцефален, обладая складчатой нейроархитектурой, в то время как мозг грызунов лиссенцефален, тем самым имея существенные различия между собой. С точки зрения общего размера, мозг свиньи также более сопоставим с человеческим, будучи в 10-15 раз меньше, чем человеческий мозг, в то время как мозг мыши в 3000 раз ^{меньше18}. Благодаря лучшему пониманию глимфатической системы у крупных млекопитающих, можно будет использовать глимфатическую систему человека для будущего терапевтического вмешательства в таких состояниях, как инсульт, черепно-мозговая травма и нейродегенерация. Прямой CMc у свиней in vivo – это метод, который позволяет проводить световую микроскопию с высоким разрешением глимфатической системы у более высокого млекопитающего. Кроме того, из-за размера используемых свиней можно применять системы мониторинга, аналогичные тем, которые используются в операциях на людях, что позволяет жестко документировать и регулировать жизненно важные функции, чтобы оценить, как они способствуют глимфатической функции.