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* 이 저자들은 동등하게 기여했습니다
우리는 여기 석 바늘을 사용 하 여 쥐 두뇌에 있는 microinjection에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 이 바늘 하지 감지 조직 손상을 생산 하 고 깊은 지역에도 안정적인 전달. 또한, 그들은 맞춤된 설계에 의해 연구의 필요에 적응 시킬 수 있다 하 고 다시 사용 될 수 있습니다.
Microinjections 약물 또는 특정 뇌 영역 내에서 독 소의 배달에 대 한 오랜 시간 동안 사용 되었습니다 그리고 더 최근에, 그들은 유전자 또는 세포 치료 제품에 사용 되었습니다. 불행히도, 현재 microinjection 기술 사용 여러 이유로 차선은 강철 또는 유리 바늘: 특히, 철강 바늘 조직 손상이 발생할 수 있습니다 및 대상 지역 누락, 두뇌에 깊이 인하 유리 바늘 구 부 수 있습니다. 이 문서에서는, 우리가 준비 하 고 유용한 기능의 번호를 결합 하는 석 영 바늘을 사용 하 여 프로토콜을 설명 합니다. 이러한 바늘 감지 조직 손상 생성 하지 않는다 그리고, 깊은 좌표를 사용 하는 경우에 원하는 뇌 영역에서 신뢰할 수 있는 전달 되도록 매우 엄격한 되 고. 또한, 원하는 직경의 여러 구멍을 만들어서 바늘의 디자인 맞춤 가능 하다. 여러 구멍 큰 구멍 세포의 주입을 용이 하 게 하는 반면 더 큰 영역 내에서 솔루션의 대용량의 주입을 촉진 한다. 또한, 이러한 석 영 바늘 청소 하 고 절차 비용 효과적 되는 다시 사용 될 수 있습니다.
Microinjections는 특정 뇌 영역에 신경 활동을 조절 하 약리학 활성 화합물의 배달에 대 한 오랜 동안 사용 되어 왔습니다. 그들은 또한, 신경 이벤트 특정 질병, 예를 들면 6-hydroxy-도파민 nigrostriatal 도파민 시스템을 모방 하는 파 킨 슨 병에서의 특성을 모방 하기 위해 특정 신경 인구 근처 독 소를 주입 하 사용 되었습니다. 1 , 2 또는 병 해 시스템3변 하 immunotoxin 192 IgG saporin. 더 최근에, microinjection 절차 실험적인 뇌 장애4,5의 유전자 또는 세포 치료에 대 한 바이러스 성 벡터 또는 세포 이식 제공 하 사용 되었습니다.
이러한 연구에 사용 하는 바늘의 고전적인 유형의 스테인레스 스틸로 이루어집니다. 비록 간단 하 고 실용적인 사용을, 강철 바늘 문제6의 번호가: 그들은 비교적 큰 하 고 손상을 줄 수 있습니다 조직의 혈액-뇌 장벽의 누설 및 이다;의 활성화 또한, 그들은 심지어 완전히 원하는 솔루션의 흐름을 피 하거나 장애물을 만드는 바늘에 되 면 뇌 조직의 유선을 생산할 수 있습니다. 더 최근에, 유리 바늘 준비 임시 모세 혈관에서에 도입 되었습니다7,8을 사용. 이러한 중요 한 조직 손상도 사이토 활성화를 발생 하지 않습니다 하지만 상대적으로 유연 하 고 깊은 구조, 지역화 (개인적인 관측)의 정확도 감소에서 소개 될 때 구 부 수 있습니다.
따라서 만큼 손상 (특히 손상을 치료 하는 실험을 수행할) 때 정확성과 재현성을 증가 하면서 줄일 필요가 있다 (즉, 모든 솔루션 전달 하 고 올바른 지역화를 확인). 또한, 다양 한 형상의 뇌 영역에 주입 된 솔루션의 최적의 배포를 보장 하기 위해 다른 바늘 디자인을 사용 하는 것이 좋습니다 것입니다. 이 문서에서는, 우리는 준비 하 고 설치류 두뇌에 있는 microinjections에 대 한 석 영 바늘을 사용 하는 프로토콜을 설명 합니다. 높은 융해 점 때문에 석 영 모 세관 기존의 끌어당기는 사람에 뽑아 수 없습니다와 따라서 사용 되지 않은 과거에 바늘을 생성 하. 그러나 석 영,, 유리, 특히 높은 강성 및 브레이크 저항9몇 가지 중요 한 이점을 제공합니다. 그들의 강성 때문에 석 영 바늘은 이상적으로 복 부 뇌 영역으로 주사에 적합 합니다. 파손을 그들의 높은 저항 때문에 그들은 여러 구멍, 복잡 한 형상의10뇌 영역을 대상으로 하는 경우에 가장 효과적인 증명할 수 있습니다. 있는 디자인을 얻기를 포함 하도록 모델링할 수 있습니다.
모든 실험 프로토콜은 동물 실험에 대 한 페라라 대학 윤리 위원회 및 건강의 이탈리아 정부에 의해 승인 되었다. 도착 (동물 연구: Vivo 실험에서 보고11) 지침에 따라 되었습니다.
1입니다. 석 영 바늘의 준비
2입니다. 절차
우리 쥐 지 마에가 두 클래식, 26 G 무뚝뚝한 끝 및 30 G 베벨 가장자리와 비교 석 바늘 (60 µ M 외부 직경 팁; 한 20 µ M 직경 옆 구멍 유형 C, 그림 1)를 사용 하 여 직접 microinjection에 의해 유도 된 손상 비교 스테인레스 스틸의 바늘 이 목표를 우리는 오른쪽에 실제의 2 µ L를 주입 하 고 얼룩이 지는 Hematoxylin 오신 (그)를 사용 하 여 조직 손상 평가 했습니다 왼쪽 등 쪽 해 마가 각각 사용 하 여 석 영 강철 바늘과, 48 h 주입 후. 우리는 더 나은 주입 감사 다른 바늘에 의해 생산 하는 심각한 기계적 손상 후 초기 시간 포인트를 선택 (시간, 조직 복구 메커니즘 수 무명 초기 손상)7.
위에서 설명한 프로토콜에 따라 석 영 바늘 않았다와 생성 하지 감지 손상이 거의 감지 바늘 트랙 표시 손상 (그림 3)를 전시 하는 뇌 영역 26 G 철강 무뚝뚝한 끝 바늘을 통해 주입 하는 반면. 30 G 경사 각도 (30 °) 스테인리스 바늘 유도 더 제한, 아직 명확 하 게 감지 뇌 병 변 (그림 4B)가 지 마 (그림 5). 실제의 주입 실험의 별도 세트에서 두 바늘으로 동등 하 게 성공적 이었다 증명 하기 위해 우리 Trypan 파랑 (그림 4A)의 2 µ L를 주입. 중요 한 것은, 모든 검색된 석 영 바늘 했다 완벽 하 게 그대로, 즉, 우리 결코 삽입 기동으로 인해 손해를 관찰.
그림 1: 석 영 바늘 팁, 팁 및 액체의 주입을 위해 고용 하는 구멍의 다른 직경을 보여주는의 현미경 이미지. 낮은 확대 그림 (A) 및 (B) 높은 확대 및 (C). 바늘에 다른 준비 될 수 있습니다 (다른 길이, 구멍 숫자와 구멍 크기)는 해부학에 따르면의 방법 두뇌 지역, 확산 목표 및 (B)에서 볼 수 있듯이 솔루션의 점도 및 (C). 구멍 및 저전력 레이저 기정을 사용 하 여 얻은 팁의 부드러운 컷을 확인 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: microinjections에 대 한 설정. 석 영 피 펫 (왼쪽)와 정위 적 micropositioner (오른쪽) 스테인리스 바늘을 확보 하는 데 사용 하는 키트를 보여주는 그림. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 석 영 바늘을 사용 하 여 더 적은 손상을 보여주는 코로나 섹션. 그림 1C (왼쪽)와 26 G 무뚝뚝한 끝 스테인리스 바늘 (장비에 표시 된 것 처럼 석 바늘을 사용 하 여 2 µ L 실제의 주입에 의해 손상 생산 간의 비교를 보여주는 수준에서 쥐 두뇌의 코로나 섹션 (8 µ m 두께) ht 쪽)입니다. 일부 손상 석 영 바늘의 두개골을 시추 깊이 잘못 때문에 측면에 피에서 제작 되었다. 에서 가져온 두 개의 서로 다른 동물, 이러한 이미지는 실험에 포함 된 모든 5 동물의 대표 (눈금 막대 = 500 µ m). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4: 확산 및 조직 손상. (A) 배포의 Trypan 블루는 (왼쪽), 30 G 베벨 가장자리 스테인리스 바늘 (오른쪽)와 비교 하 여 석 영 바늘으로 주입. 가의 수준에서 쥐 뇌의 (B) 코로나 섹션 그가 석 영 바늘과 30 G 베벨 가장자리 스테인리스 바늘 간의 비교를 보여주는 물 (눈금 막대 = 500 µ m). (왼쪽과 오른쪽), 손상의 높은 배율 상자에 (눈금 막대 = 200 µ m, 10 배). 이러한 이미지는 실험에 포함 된 5 동물의 대표. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5: 석 영 바늘과 지 마의 수준 26 G 베벨 가장자리 스테인리스 바늘에 의해 유도 된 손상. 여기는 대표 5 동물 실험에 포함 된 표시 된 두 가지 경우 (눈금 막대 = 400 µ m). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
이 문서에서 설명 하는 기술은 microinjections 다양 한 목적으로12수행 되는 최적화에 대 한 소개 에 설명 된 요구 사항을 충족. 여기에 설명 된 바늘 최소, 본질적으로 감지할 수 없는 수준; 손상을 감소합니다 (구 부 경향이 있는) 유리 바늘으로 분산, 석 바늘은 딱딱한 고 깊은 좌표에도 원하는 뇌 영역의 신뢰할 수 있는 히트를 보장. 또한, 측면 구멍 팁 구멍 뇌 조직에 삽입 하는 동안 차단 되는 경우에 솔루션의 납품을 보장 합니다.
한계와 대안입니다. 높은 융해 점 때문에 석 영 모세는 기존의 끌어당기는 사람, 즉에 뽑아 수 없습니다, 그리고 그들은 비용이 많이 드는 장비에 액세스 해야. 유리 모 세관은 피해 조직으로, 주사 깊은 구조에 대 한 신뢰할 수 있고 더 연약한 덜 (즉, 디자인 측면에서 덜 유연)을 피하고 측면에서 동등 하 게 좋다. 그러나, 경우 목표 표면 구조에 사출 같은 피 질 또는 지 마 필요는 없습니다 바늘 침입의 위험을 증가 시킬 것 이라고 하는 여러 개의 구멍, 유리 바늘은 확실히 유효 하 고 저렴 한 대안을 나타냅니다.
석 영과 유리 바늘의 한계는 그들은 다른 시간 지점에서 스테인리스 바늘 뉼 가이드 결합 처럼 여러 주사를 허용 하지 않습니다. 따라서, 철강 바늘 조언을 비교적 큰 (26 G) 또는 무딘 가장자리 바늘을 피하기 위해 이러한 응용 프로그램을 위한 최상의 옵션이 남아 있습니다.
중요 한 단계는 프로토콜. 전반적으로, 위에서 설명한 프로토콜은 매우 간단 하 고 microinjections에서 경험 하는 모든 연구원에 대 한 사용 하기 어려운 해서는 안됩니다. 바늘을 사용할 수 있습니다, 일단 일반 예방 마 취, 수술, 느린 삽입 하 고 바늘의 제거, 주입 한 minipump에 의해 규제의 지속적이 고 느린 속도 대 한 고용 좋은 재현성 결과 보장 합니다.
장점과 추가 개발입니다. 위에서 설명 했 듯이, 석 영 바늘의 주요 장점은 몇 바늘의 디자인을 개인화 가능성과 최소한의 기계적 손상입니다. 우리는 바늘 구멍 및 특정 실험적인 요구에 적응 될 수 있는 다른 직경을 준비. 예를 들어 다른 직경 필요가 있을 수 있습니다 바이러스 성 벡터와 약물 또는 독 소; 비교 셀 삽입 여러 구멍 솔루션 더 큰 영역에서 더 많은 양의의 주사를 위해 유용할 수 있습니다 하 고 어려운 형상 뇌 영역에 특히 유용 될 수 있습니다. 이 기술의 큰 다양성 또한 유전자 치료 또는 세포에 대 한 바이러스 성 벡터의 조직에 확산을 최적화 하기 위해 악용 될 수 있습니다. 사실, 이러한 바늘 사용 하 여 바이러스 성 벡터 또는 셀을 삽입 하.
다른 장점은 다시 바늘을 사용 하는 가능성을 포함 합니다. 이렇게 하려면 바늘 에탄올과 표 백제 솔루션 및 가능한 조직 잔류물 제거를 정리할 수 있습니다. 단 하나 바늘의 반복된 사용 절차 비용 효율적인 생산의 상대적으로 높은 비용에도 불구 하 고 만들 수 있습니다.
저자는 공개 없다.
이 작품은 유럽 공동체 [FP7-사람-2011-IAPP 프로젝트 285827 (EPIXCHANGE)]에서 교부 금에 의해 지원 되었습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Quartz capillaries | Sutter Instruments, Novato, CA USA | Q100-50-10 | Without filament |
Puller | Sutter | P2000 | |
Micropipette storage jar | World Precision Instruments (WPI), Sarasota, FL, USA | E210 | |
Laser microdissector | Leica Microsystems, Wetzlar, Germany | LMD6500 | |
Hamilton syringe | Hamilton ILS Innovative Labor Systeme GmbH, StŸtzerbach, Germany | 19138-U | |
Microinfusion pump | Univentor, Zejtun, Malta | Model 864 | |
Manual microinjection pump kit | WPI | Item#: MMP-KIT | Kit allowing for micropipettes to be securely mounted to the stereotactic frame |
Precision Drill | Proxxon | 28510 MicroMot 50/E | Ball bearing drive shaft with variable speed |
Artficial Cerebral Spinal Fluid | Tocris | 3525 | |
Needles 26 G Blunt and 30 G Bevel | Hamilton | 26 G Blunt: 19138-U 30 G Bevel: 20757 | |
Microtome | Leica, Germany | LEICA RM212RT |
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