Summary

Protokoll für die Maus Kreis von Willis Trenn

Published: October 22, 2016
doi:

Summary

We describe here a reproducible protocol for isolating the mouse circle of Willis.

Abstract

Der zerebrale arterielle Kreis (Circulus arteriosus cerebri) oder Kreis von Willis (CoW) ist ein Kreislauf-Anastomose umgibt die Sehnervenkreuzung und dem Hypothalamus, die Blut zum Gehirn und der umgebenden Strukturen liefert. Es wurde in mehreren zerebrovaskulären Störungen, einschließlich zerebraler Amyloidangiopathie (CAA) -assoziierten Vaskulopathien, intracranial Atherosklerose und intrakranielle Aneurysmen gebracht. Studien der molekularen Mechanismen dieser Krankheiten für die Identifizierung neuer Arzneimitteltargets für deren Prävention zugrunde liegenden erfordern Tiermodellen. Einige dieser Modelle kann transgen sein, während andere Isolierung der cerebro-Vaskulatur einbeziehen, einschließlich der CoW.The hier beschriebene Verfahren eignet sich zur Isolation CoW in jeder Maus lineage und erhebliches Potenzial für das Screening (Expression von Genen, die Proteinproduktion, posttranslationalen Proteinmodifikationen, Sekretom Analyse, etc.) Studien zu den großen Gefäßen der Maus zerebro-Gefäße. Es kann auch für die Exvivo – Studien verwendet werden, indem das Organbad System für isolierten Maus Riech Arterien entwickelt anzupassen.

Introduction

Der zerebrale arterielle Kreis (Circulus arteriosus cerebri), die auch als Kreis von Willis (Kuh), Schleife von Polygon Willisor Willis bekannt) wurde zum ersten Mal in 1664 von Thomas Willis beschrieben Es ist ein Kreislauf-Anastomose um die Sehnervenkreuzung und Hypothalamus das kann betrachtet werden als zentrale Drehscheibe Blut zum Gehirn versorgenden und der umgebenden Strukturen. Blut tritt diese Struktur über die A. carotis interna und Arteria vertebralis, und es strömt aus dem Kreis über das Innere mittleren und hinteren Hirnarterien. Jede dieser Arterien hat linke und rechte Zweige auf jeder Seite des Kreises. Die basilar, Post kommunizieren und vorderen Arterien vollständig den Kreis (Abbildung 1 und Abbildung 2) in Verbindung steht. Das Risiko einer Beeinträchtigung des Blutflusses in einem der Abflußadern wird durch die Zusammenführung von Blut Eingabe der Kreis von der Carotis und Hirnarterien minimiert, wodurch gewährleistet, dass ausreichend Blut zum b zugeführt wird,Regen. Diese Struktur dient auch als Hauptroute für Sicherheiten Blutfluss in schweren Verschlusskrankheiten der A. carotis interna.

Mehrere Arten von zerebrovaskulären Erkrankungen haben ihren Ursprung in der Kuh. Die häufigsten sind die zerebrale Amyloid – Angiopathie (CAA) -assoziierten Gefäßerkrankungen, intrakranielle Atherosklerose und intrakraniellen Aneurysmen. 1, 2, 3 Diese Störungen aufgrund Vasodilatation hypoperfusion führen können, und intrazerebrale und / oder Subarachnoidalblutungen letztlich Übersetzung in ischämischen oder hämorrhagischen Schlaganfällen oder allenfalls eine transitorische ischämische Attacke. Jüngste Fortschritte in Diagnoseverfahren, bildgebenden Verfahren, einschließlich, möglicherweise mit Angiographie kombiniert, haben es möglich gemacht, diese großen zerebrovaskuläre Erkrankungen klinisch, ohne die Notwendigkeit für ein Gehirn-Biopsie zu diagnostizieren. Dennoch wirksame und spezifische Behandlungen (pharmakologische oder endovaskuläre) fehlen derzeit und es besteht daher ein Bedarf neu zu definierenmolekulare Ziele.

Die Identifizierung neuer Arzneimitteltargets für die Prävention dieser Krankheiten beim Menschen werden Tiermodelle und Möglichkeiten erfordern die Cerebro-Gefäße einschließlich der Kuh zu isolieren. Solche Modelle sollten Beweise und Hinweise auf die spezifischen Veränderungen liefern, entzündliche Veränderungen , einschließlich, in den Wänden der großen Gefäße in Tiermodellen von intrakraniellen Aneurysma Arterie, CAA oder intrakranielle Atherosklerose auftreten. 4, 5, 6

Wir haben ein Verfahren zur Isolierung Maus CoW etablierten Studien der Gefäßentzündung bei Alzheimer-Krankheit (AD) und verwandter Krankheiten, wie CAA zu erleichtern. Dieses Verfahren zur Isolierung des Maus CoW wurde für die Beurteilung der Entzündungs ​​zerebrovaskulären Genexpression während Fortschreiten der Krankheit entwickelt. Zusammen mit dem Nachweis von Amyloid-beta-Ablagerung innerhalb der Wände der trigeminale und pial Arterien, könnte dieses Verfahren erleichtern abzuschreckenMine die mögliche Beziehung zwischen inflammatorischen Genexpression in der Cerebro-Gefäßwand und Aß-Peptid-Akkumulation. Das vaskuläre Netzwerk des Gehirns, einschließlich der trigeminale und pial in den Subarachnoidalraum, ist eine Erweiterung der großen Arterien, den Kreis der Willis bilden. Das hier beschriebene Verfahren kann verwendet werden , um die Kuh jeder Mauslinie zu isolieren und könnte für alle Arten von Screening (zB Genexpression, Proteinproduktion und posttranslationale Modifikationen) an den großen Gefäßen der Maus Cerebro- Vaskulatur verwendet werden.

Protocol

Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit dem europäischen Gemeinschaftsstandards für die Pflege und Verwendung von Labortieren, mit Zustimmung der lokalen Ethikkommission für Tierversuche (Ile de France-Paris-Komitee, Zulassung 4270) durchgeführt. 1. Anesthesia eine letale Dosis von Pentobarbital (bis zu 1 mg / 10 g Körpergewicht) intraperitoneal (27-Gauge-Nadel und 1-ml Spritze) in erwachsenen Mäusen vor der Operation infundieren. 2. Be…

Representative Results

Die PBS-perfundierten Maus getötet und die Kuh ist in Abschnitt 3.2 des Protokolls wie beschrieben isoliert. Wenn die Präparation korrekt durchgeführt wird, sollte die Kuh kommen in einem Stück aus und sollte aufgrund leicht transparent sein, um das Fehlen von Restblut in den Gefäßen. Abbildung 2: Die Maus CoW nach Isola…

Discussion

Wir beschreiben hier ein reproduzierbares Protokoll für die Isolierung des Kreises von Willis. Die häufigsten zerebrovaskulären Störungen, die Kuh zu ergreifen sind, CAA-assoziierten Gefäßerkrankungen, intrakranielle Atherosklerose und Aneurysmen, von denen alle die Wände der arteriellen Gefäße auswirken. Die Risikofaktoren sind bekannt, aber die molekularen Pathogenese dieser Erkrankungen zerebraler bleibt schlecht verstanden und die spezifische biologische Marker für ihr Auftreten vorherzusagen fehlen. Es gi…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde von Paris VI University und einen Pierre Fabre Innovation Zuschuss unterstützt.

Materials

Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline Sigma-Aldrich D8537
Dumont #55 Forceps Fine Science Tools 11295-51
Hardened Fine Iris Scissors  Fine Science Tools 14090-11
Scissors – Straight / Sharp / Sharp   16.5 cm Fine Science Tools 14002-16
Dumont #7b Forceps  Fine Science Tools 11270-20
Stereoscopic Zoom Microscope Nikon SMZ745T
CellBIND Surface 60mm Culture Dish Corning #3295
Peristaltic Pump – MINIPULS 3 Gilson M312
Pentobarbital Sodique Ceva Santé Animale FR/V/2770465 3/1992

References

  1. Beckmann, N., et al. Age-dependent cerebrovascular abnormalities and blood flow disturbances in APP23 mice modeling Alzheimer’s disease. J Neurosci. 23 (24), 8453-8459 (2003).
  2. Sadasivan, C., Fiorella, D. J., Woo, H. H., Lieber, B. B. Physical factors effecting cerebral aneurysm pathophysiology. Ann Biomed Eng. 41 (7), 1347-1365 (2013).
  3. Ritz, K., Denswil, N., Stam, O., van Lieshout, J., Daemen, M. Cause and mechanisms of intracranial atherosclerosis. Circulation. 130 (16), 1407-1414 (2014).
  4. Tulamo, R., Frösen, J., Hernesniemi, J., Niemelä, M. Inflammatory changes in the aneurysm wall: a review. J Neurointerv Surg. 2 (2), 120-130 (2009).
  5. Yamada, M. Cerebral amyloid angiopathy: emerging concepts. J Stroke. 17 (1), 17-30 (2015).
  6. Oy, B. Intracranial atherosclerotic stroke: specific focus on the metabolic syndrome and inflammation. Curr Atheroscler Rep. 8 (4), 330-336 (2006).
  7. Lee, H. J., Dietrich, H. H., Han, B. H., Zipfel, G. J. Development of an ex vivo model for the study of cerebrovascular function utilizing isolated mouse olfactory artery. J Korean Neurosurg Soc. 57 (1), 1-5 (2015).
  8. Hosaka, K., Downes, D. P., Nowicki, K. W., Hoh, B. L. Modified murine intracranial aneurysm model: aneurysm formation and rupture by elastase and hypertension. J Neurointerv Surg. 6 (6), 474-479 (2013).
  9. Gauthier, S. A., Sahoo, S., Jung, S. S., Levy, E. Murine cerebrovascular cells as a cell culture model for cerebral amyloid angiopathy: isolation of smooth muscle and endothelial cells from mouse brain. Methods Mol Biol. 849, 261-274 (2012).
  10. Choi, S., Kim, J., Kim, K., Suh, S. Isolation and in vitro culture of vascular endothelial cells from mice. Korean J Physiol Pharmacol. 19 (1), 35-42 (2015).
  11. Peters, D. G., Kassam, A. B., Yonas, H., O’Hare, E. H., Ferrell, R. E., Brufsky, A. M. Comprehensive transcript analysis in small quantitiesof mRNA by SAGE-Lite. Nucleic Acids Res. 27 (24), (1999).
  12. Badhwar, A. Stanimirovic, Hamel, & Haqqani The proteome of mouse cerebral arteries. J Cereb Blood Flow Metab. 34 (6), 1033-1046 (2014).
  13. Castro, L., Brito, M., et al. Striatal neurones have a specific ability to respond to phasic dopamine release. J Physiol. 591 (13), 3197-3214 (2013).
  14. Hübscher, D., Nikolaev, V. Generation of transgenic mice expressing FRET biosensors. Methods Mol Biol. 1294, 117-129 (2015).

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Cite This Article
Hur, J. C., Blaise, R., Limon, I. Protocol for Isolating the Mouse Circle of Willis. J. Vis. Exp. (116), e54352, doi:10.3791/54352 (2016).

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