ラットにおける急性および慢性の運動チック発現モデルの生成
Summary
我々は、自由に振る舞うラットにおけるチック発現の急性および慢性の実験モデルを生成するためのプロトコルを提示する。モデルは、線条体カニューレ注入とその後の GABA Aアンタゴニストアプリケーションに基づいています。急性モデルは一時的な注入を使用し、慢性モデルは皮下埋め込まれたミニ浸透ポンプを介して長期注入を利用する。
Abstract
運動チックは、トゥレット症候群および他のチック障害の主要な症状である突然の、急速な、再発運動である。このチック生成の病態生理は、大脳基底核の異常阻害、特にその一次入力構造、線条体に関連している。げっ歯類と非ヒト霊長類の両方の動物モデルにおいて、GABAA 拮抗薬の局所的な適用は、ビキュリンおよびピクロトキシンなどの、線条体の運動部分への、運動チックの発現をもたらす局所的な抑制を誘発する。
ここでは、ラットの運動チックの急性および慢性モデルを紹介する。急性モデルでは、背部線条体に移植されたカニューレを通してビキュリン微小注射を行い、短い期間最長1時間持続するチックの発現を引き出す。慢性モデルは、皮下ミニ浸透ポンプを介したビキュクリンの連続注入を利用して、数日または数週間の期間にチック発現の延長を可能にする代替モデルである。
これらのモデルは、コルチコ-基底基底核経路全体におけるチック発生の行動および神経機構の研究を可能にする。モデルは注入のカヌラに加えて付加的な記録および刺激装置の注入を支え、電気および光学的刺激および電気生理学的記録のような広範な使用を可能にする。各方法には異なる利点と欠点があります:急性モデルは、運動の運動学的特性と、チック発現の前後の対応する電気生理学的変化と、チック発現に対する短期モジュレーターの影響を比較することができます。この急性モデルは簡単に確立できます。ただし、短期間に制限されます。慢性モデルは、より複雑である一方で、長期間にわたるチック表現に対するチックダイナミクスと行動効果の研究を実現可能にする。したがって、経験的クエリのタイプは、ティック式のこれら2つの補完的なモデルの間で選択を駆動します。
Introduction
チックスは、トゥレット症候群(TS)および他のチック障害の決定的な症状である。チックは、突然、急速、再発運動(運動チック)、または発声(ボーカルチック)1として記述されています。チック式は、通常、時間(周波数)2および空間(強度、身体位置)3プロパティで、複数の時間スケール(時間、日、月、年)で変動します。これらの変更は、環境機能4、5、 行動状態6、7、および自主的および一時的な抑制8などのさまざまな要因によって影響を受けます。
運動チックを支配する神経機構はまだ完全には理解されていないが、理論および実験的研究の増加は、その性質に関する新たな証拠を提供している9.現在、ticの発生の病態生理は、コルチコ基底核(CBG)ループを伴うと考えられているが、具体的には線条体の異常な阻害と関連している、第一基の基底核入力核10、11、12。げっ歯類および霊長類の以前の研究は、ビキュクリンおよびピクロトキシン13、14、15、16、17、18のような異なるGABAAアンタゴニストの局所適用によって線条体が抑制され得ることを実証した。この薬理的介入は、注射に対する反対側の一過性の運動チック発現につながり、したがって、顔および構築有効性を有するチック障害の堅牢な急性モデルを確立する。急性モデルは、誘発が容易であり、チック発現の前後の電気生理学的および運動学的記録と同時に電気および光学的刺激などの短期変調の効果を研究することを可能にする。しかしながら、急性モデルは注射後の短期間に限定される。急性モデルに基づいて、我々は最近、皮下移植されたミニ浸透ポンプ19を介して線条体へのビキュクリンの長期にわたる固定速度注入を利用するラットにおけるチック生成の慢性モデルを提案した。このモデルは、チック表現の期間を複数の日/週に拡張します。ビキュクリンの長期間にわたる絶え間ない放出により、薬理学的治療や行動状態などの様々な要因がチック発現に及ぼす影響を調べることができる。
ここでは、ラットにおけるチック発現の急性および慢性モデルを生成するためのプロトコルを提示する。特定の研究課題の機能として、プロトコルは、一方的対二国間移植、チックの部位(線条体の基腫組織に従う)18 およびインプラントカンヌラの角度(追加の埋め込み装置の位置に応じて)を含むパラメータの微調整を可能にする。慢性モデルで使用される方法は、部分的に市販製品に基づいていますが、チックモデルに適合するように重要な調整を行います。この記事では、これらのティック モデルをカスタマイズするために必要な調整について詳しく説明します。
Protocol
Representative Results
Discussion
本稿では、自由に行うラットにおけるチック誘導のための急性および慢性モデルのプロトコルを詳述した。これらのプロトコルは、すべてのコンポーネントの調製、手術、および特定の研究ニーズを満たすためにカスタマイズに適応することができる実験プロセスを記述します。これらのモデルの根底にある主な原理は、線条体の運動領域へのビキュクリンの直接局所適用であり、これは<sup…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、イスラエル科学財団(ISF)助成金(297/18)によって部分的に支持されました。著者らは、急性げっ歯類モデルを確立したM.ブロンフェルドとM.イスラエルアシビリのコメントに感謝する。
Materials
| Anchor screws | Micro Fasteners | SMPPS0002 | #0 x 1/8 – Pan Head Sheet Metal Screws |
| Bicuculline methiodide | Sigma Aldrich | 14343 | |
| Cyanoacrylate (CA) accelerator | Zap | PT29 | |
| Cyanoacrylate (CA) glue | BSI | IC-2000 | This glue was found to be stronger than others |
| Dental cement | Coltene | H00322 | Hygenic Perm Repair Material Reline Resin Self Cure |
| Glue gel | Loctite | Ultra Gel Control | |
| Hemostat | WPI | 501242 | Any hemostat sized approximately 14 cm would be sufficient |
| Hypo-tube, extra-thin wall 25G | Component supply company | HTX-25X | |
| Hypo-tube, regular wall 22G | Component supply company | HTX-22R | |
| Hypo-tube, regular wall 30G | Component supply company | HTX-30R | |
| Infusion pump machine | New Era Pump Systems | NE-1000 | |
| Mini-osmotic pump | ALZET | 2001 | 1.0µl per hour, 7 days |
| PE compatible adhesive | CEYS | Special difficult plastics (suitable for PE) | |
| PE-10 Catheter Tubing | ALZET | PE-10 | ID = 0.28mm, OD = 0.61mm |
| Precision glass microsyringe, 10µl | Hamilton | 80065 | 1701 RNR 10µl syr (22s/51/3) |
| Tissue adhesive | 3M | 1469Sb | Vetbond |
| Tubing-adapter | CMA | 3409500 | |
| Tygon micro bore tubing, 0.02 inch ID * 0.06 OD | Component supply company | TND80-020 | |
| Wire 0.005-inch | Component supply company | GWX-0050 | |
| Wire 0.013-inch | Component supply company | GWX-0130 |
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