Sub-akute zerebrale Punktblutungen induziert durch Lipopolysaccharid-Injektion bei Ratten
Summary
Wir präsentieren Ihnen ein Protokoll zu induzieren und erkennen, dass CMHs verursacht durch LPS Injektion in Sprague-Dawley Ratten, die möglicherweise in Zukunft Forschung Untersuchungen über die Pathogenese der CMHs genutzt.
Abstract
Zerebrale Scherbewegungen (CMHs) sind häufig bei Patienten im Alter von und in Korrelation zu verschiedenen neuropsychiatrischen Erkrankungen. Die Ätiologie der CMHs ist komplex, und Neuroinflammation wird oft als eine gleichzeitige Auftreten beobachtet. Hier beschreiben wir eine Sub-akute CMHs Rattenmodell induziert durch Lipopolysaccharid (LPS) Injektion, sowie eine Methode zur Erkennung von CMHs. systemische LPS Injektion ist relativ einfach, wirtschaftlich und kostengünstig. Ein großer Vorteil von LPS Injektion ist seine Stabilität, Entzündung zu induzieren. CMHs verursacht durch LPS Injektion konnte durch grobe Beobachtung, Hämatoxylin und Eosin (HE) Färbung, Perl preußischen Färbung, Evans blau (EB) Doppel-labeling und Magnet-Resonanz-Tomographie-Anfälligkeit gewichtet imaging (MRI-SWI)-Technologie nachgewiesen werden. Abschließend werden andere Methoden der Entwicklung von Tiermodellen CMHs, einschließlich ihre Vorteile bzw. Nachteile, auch in diesem Bericht diskutiert.
Introduction
Klassische zerebrale Scherbewegungen (CMHs) beziehen sich auf winzige perivaskuläre Ablagerungen von Blut Abbauprodukte wie Hämosiderin aus roten Blutkörperchen in der Gehirn-1. Demnach Rotterdam Scan werden CMHs in fast 17,8 % der Personen im Alter von 60-69 Jahre und 38,3 % bei den über 80-jährigen2gefunden. Die Prävalenz der CMHs bei älteren Menschen ist relativ hoch, und eine Korrelation zwischen der Akkumulation von CMHs und neuropsychiatrische und Kognitive Dysfunktion wurde etablierten3,4. Verschiedenen Tiermodellen der CMHs haben vor kurzem berichtet wurde, einschließlich der Nager-Modelle von Typ IV Kollagenase stereotaktischen Injektion5, APP transgenen6, β-N-Methylamino-L-Alanin Exposition7und Hypertonie8induziert, mit CMHs, induziert durch eine systemische Entzündung als eines der am meisten anerkannten Entscheidungen. Fischer Et al. zuerst verwendet 9 LPS von Salmonella Typhimurium abgeleitet, um einem akuten CMHs Mausmodell zu entwickeln. Anschließend berichtete die gleiche Gruppe die Entwicklung von einem subakuten CMHs-Maus-Modell mit dem gleichen Ansatz2.
LPS gilt als eine standardisierte entzündungsreiz über intraperitoneale Injektion. Frühere Studien haben bestätigt, dass LPS Injektion Neuroinflammation verursachen könnte, wie Sie sich durch große Mengen von Mikroglia und Astrozyten Aktivierung in der Tier-2,10 Modelle. Darüber hinaus wurde eine positive Korrelation zwischen der Aktivierung des Neuroinflammation Aktivierung und die Anzahl der CMHs etablierten2,10. Basierend auf diesen früheren Studien, wurden wir aufgefordert, einem Rattenmodell CMHs entwickeln durch intraperitoneale Injektion von LPS.
Fortschritte in der Erkennung, Technologien zu einer Zunahme der Anzahl der Forschung Untersuchungen über CMHs geführt haben. Am meisten anerkannten Methoden zur Erkennung von CMHs gehören den Nachweis von roten Blutkörperchen von Hämatoxylin und Eosin (HE) Färbung, dreiwertigem Eisen Erkennung durch preußisch-blau färben9, Erkennung von Evans blau (EB) Ablagerung durch Immunfluoreszenz Bildgebung und 7,0 Tesla Magnet-Resonanz-Tomographie-Anfälligkeit gewichtete Bildgebung (MRT-SWI)10. Die vorliegende Studie soll eine Methode zur Früherkennung von CMHs zu entwickeln.
Protocol
Representative Results
Discussion
Studien über CMHs haben in den letzten Jahren zugenommen. Der Mechanismus der CMHs bleibt jedoch unklar, woraufhin Wissenschaftler, Tiermodellen zu etablieren, die diese besondere Situation zu simulieren. Z. B. Hoffmann Et al. entwickelt eine Hypoxie-induzierten CMHs Maus-Modell, das zeigt, dass CMHs durch Hypoxie und Störung der zerebrovaskulären Selbstregelung12verursacht werden. Reuter Et al. 5 CMHs Modell gegründet APP23 Transgene Mäuse, die die z…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken Lehrer Jian Feng Lei und Kollegen aus Capital Medical University zur Orientierung während der MRT. Wir danken auch Jing Zeng von der Abteilung für Neurologie, das zweite Volk Krankenhaus von Yichang für technische Unterstützung.
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 |
References
- 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. Neuroscience. 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).
