建立脱髓鞘动物模型以研究成年啮齿动物海马神经发生和认知功能的实验方案

Protocol to establish a demyelinated animal model to study hippocampal neurogenesis and cognitive function in adult rodents.

作者信息Yuhan Li, Changyong Tang, Yanna Song
PMID39093706
发布时间2024-09
DOI10.1016/j.xpro.2024.103242

实验完整度

提供了完整的实验步骤,包括模型建立、病毒包装、立体注射、行为学和免疫荧光,但未包含功能验证或机制验证。

主要模型

C57BL/6N小鼠 HEK293T细胞

重点核对

CPZ饮食浓度为0.2%,饲喂6周 雷帕霉素剂量10 mg/kg/天,腹腔注射 BrdU剂量50 mg/kg,连续4天腹腔注射 EdU剂量100 mg/kg,腹腔注射后2小时取材 立体注射坐标:AP -2.0 mm,ML ±1.7 mm,DV -1.9 mm

摘要

认知功能障碍是多发性硬化症(一种慢性炎症性脱髓鞘疾病)的普遍特征,可能与成年海马神经发生受损有关。在此,我们提出一个详细的方案,用于诱导铜宗(cuprizone)脱髓鞘小鼠以评估认知功能,并探讨脱髓鞘海马中认知缺陷的精确机制。我们描述了行为测试、5-乙炔基-2'-脱氧尿苷(EdU)和溴脱氧尿苷(BrdU)给药、逆转录病毒包装和立体定位注射、海马组织制备以及免疫荧光染色的步骤。有关此方案的完整使用和执行细节,请参阅Song等人的文献1。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何建立脱髓鞘动物模型以研究海马神经发生和认知功能,并探究其机制?
核心机制
文中未明确说明
主要证据
CPZ/Rap处理导致髓鞘蛋白MBP和PLP减少,少突胶质细胞数量下降,NSC增殖和分化受抑,新生神经元树突复杂度和树突棘密度降低,MWM和RMWM测试显示空间记忆受损。
研究意义
CPZ/Rap诱导的脱髓鞘小鼠模型可作为研究脱髓鞘海马中认知和神经发生变化的工具。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立CPZ/Rap脱髓鞘模型

建立脱髓鞘动物模型以模拟多发性硬化相关的髓鞘损伤。

给6周龄雄性野生型小鼠喂食含0.2%铜宗的饮食6周,同时每日腹腔注射雷帕霉素(10 mg/kg)。

2

检测NSC增殖和分化

评估脱髓鞘对神经干细胞增殖和分化的影响。

通过EdU和BrdU标记检测增殖和分化,分别于CPZ/Rap处理6周后注射EdU,处理2周后连续4天注射BrdU,并进行免疫荧光染色。

3

标记并分析新生神经元发育

研究脱髓鞘对新生神经元形态发育的影响。

通过立体定位注射表达RFP的逆转录病毒标记新生神经元,4周后取材,用Sholl分析和树突棘密度分析评估树突长度、复杂性和棘密度。

4

行为测试评估认知功能

评估脱髓鞘对空间记忆的影响。

在CPZ/Rap处理6周后进行Morris水迷宫和反向Morris水迷宫测试,记录逃逸潜伏期和平台穿越次数。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
大鼠抗BrdU抗体Abcam6326
小鼠抗GFAP抗体Cell Signaling Technology3670S
兔抗DCX抗体Cell Signaling Technology14802S
兔抗NeuN抗体Abcam177487
兔抗Sox2抗体Abcam97959
兔抗RFP抗体MBLPM005
兔抗MBP抗体Cell Signaling Technology78896S
兔抗PLP抗体Cell Signaling Technology28702
兔抗Ng2抗体Sigma-AldrichAB5320
小鼠抗CC1抗体Sigma-AldrichOP80
山羊抗兔647抗体InvitrogenA-21245
山羊抗小鼠647抗体InvitrogenA-21235
山羊抗大鼠568抗体InvitrogenA-11077
山羊抗兔568抗体InvitrogenA-11011
山羊抗兔488抗体InvitrogenA-11008
山羊抗小鼠488抗体InvitrogenA-11001
EdU细胞增殖试剂盒BeyotimeST067
山羊血清Gibco16210072
Opti-MEM I减血清培养基Gibco31985070
DMEM培养基Wisent319-005-CL
杜氏磷酸盐缓冲液Gibco14190136
磷酸盐缓冲液GibcoC10010500BT
青霉素/链霉素Gibco15140-122
红霉素眼膏Baiyunshan212020050
胎牛血清PAN-SeratechST30-3302
聚乙烯亚胺Proteintech GroupPR40001
溴脱氧尿苷SigmaB9285
异氟烷RWDR510-22-10
Tris-HClSigmaT3253
PVA-聚乙烯醇Sigmap8136
DABCOSigmaD2522
无水磷酸二氢钠SolarbioS5141
无水磷酸氢二钠SolarbioD9790
甘油FisherG33-1
乙二醇Sigma324558
0.9%生理盐水ProcellPB180353
DAPI核酸染色液Sigma-AldrichD9542
Triton X-100BeyotimeST79
HEK293T细胞ATCC--
C57BL/6N小鼠,6周龄,雄性Charles RiverStrain
69100旋转数字立体定位仪(小鼠和大鼠)RWDK69100
KDS Legato 130注射泵RWDKDS
RWD78001
啮齿动物麻醉机RWDR500
注射器支架RWD68218
1 mL注射器KDL60017031
1.5 mL微量离心管AxygenMCT-500-C-S
15 mL离心管CorningCLS430055
50 mL离心管Corning430291
75 cm2培养瓶Corning430720
离心管Backman Coulter344058
超速离心机Backman CoulterOptima
涡旋混合器Gilson36110740
动物平台RWD68607
精细剪刀RWDS12003
手术刀柄RWDS32001
精细镊子RWDF12010
止血钳RWDF21011
持针器RWDF31031
加热垫NuansandongCDT30X35
缝合线RWDF35305-50
缝合针RWDF35401-50
钻头RWD78041
电动剃毛器BDLK9
微量注射器Hamilton87943
微量注射器针头Hamilton780305
棉签Winner601-020764-01
150 mm培养皿Corning430599
真空过滤/储存瓶系统BiosharpBS-QT-037
电子天平YinghengYHM-10002Y
滑动切片机Thermo ScientificHM430
铜宗Sigma-AldrichC9012-25G

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
CPZ饮食配制
CPZ浓度0.2%,储存条件4°C
阅读提示:Before you begin 步骤1
雷帕霉素溶液配制
储存液浓度10 mg/mL,工作液浓度0.5 mg/mL,溶剂10% DMSO+90%玉米油
阅读提示:Before you begin 步骤2
病毒包装
293T细胞汇合度80%,DNA与PEI比例1 μg:2.5 μL,转染后5小时更换培养基
阅读提示:Step-by-step method details 步骤4-11
立体定位注射
坐标AP -2.0 mm,ML ±1.7 mm,DV -1.9 mm,注射体积1 μL,速率0.5 μL/min
阅读提示:Step-by-step method details 步骤12-22,图1B
BrdU注射
剂量50 mg/kg,连续4天,腹腔注射
阅读提示:Step-by-step method details 步骤23-24
EdU注射
剂量100 mg/kg,腹腔注射,2小时后取材
阅读提示:Step-by-step method details 步骤25
行为测试
MWM和RMWM测试,平台穿越次数和逃逸潜伏期,每组10只动物
阅读提示:Step-by-step method details 行为评估部分,图4