【干貨】神經系統研究中AAV注射方式的選擇-腦立體定位注射、鞘內注射、顳靜脈注射、眶后靜脈注射、尾靜脈注射-自主發布-資訊-生物在線

【干貨】神經系統研究中AAV注射方式的選擇-腦立體定位注射、鞘內注射、顳靜脈注射、眶后靜脈注射、尾靜脈注射

作者:山東維真生物科技有限公司 2023-06-30T11:04 (訪問量:26814)

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圖3. 尾靜脈注射

(Gessler D J et al. Methods Mol Biol. 2019 )


注:本期分享來源于文獻,如有錯誤及不足之處,歡迎各位老師批評指正。


04

參考文獻

[1]Ocana-Santero G , Javier Díaz-Nido, Saúl Herranz-Martín. Future Prospects of Gene Therapy for Friedreich's Ataxia[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2021, 22(4):1815.

[2]ZMD Jingdong, XMD Huangui. Brain Stereotaxic Injection[J]. Springer New York, 2014.

[3]Cristina, D, Peterson, et al. AAV-Mediated Gene Delivery to the Spinal Cord by Intrathecal Injection.[J]. Methods in Molecular Biology, 2019.

[4]Gessler D J , Tai P , Jia L , et al. Intravenous Infusion of AAV for Widespread Gene Delivery to the Nervous System[M]. 2019

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【干貨】神經系統研究中AAV注射方式的選擇

前期,我們給大家分享了在神經系統研究中AAV血清型和啟動子的選擇『是干貨??!神經研究中啟動子和血清型這樣選!,本期我們與各位老師繼續分享關于AAV注射方式的有關內容。目前AAV在神經系統研究中的注射方法主要有以下幾種:腦實質內注射、靜脈注射、腦室注射(ICV)、枕大池內注射(ICM)和鞘內注射(IT),其中ICV、ICM和IT注射是通過腦脊髓液進行傳遞。每種注射方式各有優缺點,研究者可根據具體的研究對象以及實驗方案,選擇適合的注射方式,推薦進行預實驗對實驗效果做初步測試,以得到更優的選擇方案。

表1.四種常用AAV神經給藥特點



(Ocana-Santero G et al. ,International Journal of Molecular Sciences, 2021)


下面介紹幾種常用注射方法及相應的病毒注射劑量:

01

腦立體定位注射

腦立體定位注射,相比其他注射方式靶向性強,注射病毒體積小,但是侵入性也強,且對操作者具有很高的要求。在立體定位手術時,顱骨上常用的注射參照點是前囪,也就是中矢狀冠狀縫的交叉點(下圖B中的十字交叉點)。具體操作步驟如下:

1. 實驗動物稱重,進行麻醉;

2. 待實驗動物完全麻醉后,用剃毛器將動物頭頂眼睛至耳朵之間的毛發剃除干凈;

3. 將麻醉后的實驗動物固定于腦立體定位儀上;

具體操作為:實驗動物眼部涂抹青霉素眼藥膏以保護其雙眼;將門齒掛在門齒掛鉤上,確保頭部保持固定;檢查左右耳桿是否在同一水平上,將左右耳桿通過外耳道插入實驗動物耳內。實驗動物固定好的標準為:鼻對正中,頭部不動,提尾不掉,目測大腦放置水平;

4. 手術:用碘伏/ 無色葡萄糖氯己定溶液對實驗動物頭皮進行消毒清理,用手術刀沿中間位置剪開頭皮,用鑷子對表面的結締組織進行清理,暴露實驗動物的顱骨表面;然后進行調平,首先找到前囟這個坐標,并將其歸零,然后向左右調平,使左右兩側處于同一水平,調整前后囟,使前后囟也在同一水平;

5. 病毒注射:通過查詢實驗動物的腦立體定位圖譜確定待注射腦區的位置(下方圖片是大鼠和小鼠的腦譜),并確定其坐標值,即ML 值(X 軸)、AP 值(Y 軸)、DV 值(Z 軸);根據目標腦區設定好坐標,移開注射針,用顱骨鉆開窗( 由于顱骨薄, 故務必注意顱骨鉆的力度??!), 操作時避免傷及腦組織;微量注射器吸取病毒液,隨后固定在定位儀上,根據設好的坐標進行病毒注射,注射速度控制在0.1-0.15μL/min,注射劑量視具體實驗而定。注射完畢,留針10min,以便病毒液充分吸收,然后慢慢回針;

6. 縫合頭皮并消毒, 完成腦定位注射; 將動物從腦立體定位儀取下, 回籠待蘇醒; 動物蘇醒后,正常喂養, 病毒注射后2-4 周可檢測轉基因的表達。

提示:若手術麻醉時間較長,建議不要用酒精消毒,防止酒精揮發導致動物體溫過低而死亡。手術過程和蘇醒過程注意保暖。




圖1. 腦立體定位注射示意圖

(Van der Perren A et al. JOVE-J VIS EXP. 2016)


02

鞘內注射

與系統注射和實質內注射相比,鞘內給藥是一種具有較低劑量要求的微創替代方法。步驟如下:

1、使用毛巾覆蓋在小鼠頭部和背部,露出髂嵴以下的腰部區域;用非慣用手的拇指和食指抓住鼠的髂骨(髖骨),手的頂部輕輕放在小鼠身體和頭部上,使其保持平靜。

注:在髂骨上的握力應該足夠強,以固定小鼠的腿部活動,并使腿部向外和向下伸展。

2、使用慣用手食指從腰椎到骶部沿脊柱輕輕按壓,同時使用非慣用手輕輕上拉小鼠,以打開椎節之間的空間,方便進針。

3、將1 ?”號針的斜面指向小鼠頭部,然后將針以70°角插入脊柱中線的腰椎處,當感覺針碰到骨頭時,將針的角度調整到30°夾角,并將針插入椎節之間。

注:需多次嘗試找到合適的進入點,針頭進入脊柱后推針沒有阻力,尾巴或后腿的反射性彈跳出現時,說明已正確入針。

4、輕輕壓下注射器的活塞,將5-10μL的AAV病毒懸液注射至蛛網膜下腔。

注:注射時間控制在10-30s較好,速度太快會導致小鼠后腿抽筋,該現象會在60s內消失。

5、注射后,將針180°旋轉1-2次,然后將針從脊柱中取出。

6、小鼠放回籠子觀察,確認恢復正常運動功能。

注:此法適用于成年小鼠或大鼠。


03

靜脈注射

系統性給藥方式,侵入性較小,但是相比其他注射方式特異性也較差,因此所需病毒體積更大。步驟如下:

(一)新生小鼠的顳靜脈注射

1、調整光源位置以便照亮顯微鏡區域,中等強度的光照為佳。

2、將一個新生幼鼠直接置于冰上1-3min,進行麻醉。

3、當動物在冰上麻醉時,在注射器中注滿AAV病毒,注射體積不應超過100μL。

4、在顯微鏡下觀察幼鼠。用不持注射器的手的食指放在幼鼠口鼻處,中指放在耳芽處,以便拉伸幼鼠的皮膚,可見顳淺靜脈。

5、確定顳淺靜脈。可通過皮膚看到位于耳芽前部,周圍毛細血管下部,有一條隱約可見的靜脈血管,從背部到腹部,匯入頸靜脈,這就是顳淺靜脈。

6、注射器針尖斜面插入顳靜脈。可以看到針尖斜面通過皮膚的以后被血填充。輕壓注射器,并注意幼鼠臉側面的靜脈變白。

(二)成年小鼠眶后靜脈注射

1、注射異氟醚對小鼠進行麻醉,使用非慣用手手掌握住小鼠背部,將拇指放在氣管正側面,頭部皮毛攏至手掌,使小鼠眼球凸起。

2、將手腕支撐在穩定的表面上,用拇指、中指和無名指握住注射器,將食指放在柱塞上方。

3、對小鼠施加輕微壓力使眼睛凸出,針頭對準內眥,斜面朝外,將針頭以45°插入眶后竇中心約5mm;

4、使用0.5ml 28G注射器緩慢注入150-200μL病毒懸液;

5、緩慢地取出針頭,確保針頭不會劃傷眼角膜。使用無菌紗布止血,并在眼睛上涂抹藥膏助其恢復。

6、注射后,將小鼠放回籠中恢復直至清醒。





圖2. 成年小鼠眶后靜脈注射

(Gessler D J et al. Methods Mol Biol. 2019 )

(三)尾靜脈注射

1、將小鼠放入約束器中,使尾巴從開口處露出。避免過度限制小鼠,以免導致其呼吸受阻。

2、在尾部涂抹70%異丙醇。

3、將小鼠尾巴拉直,可看到尾巴兩側各有一條側脈。

4、將針尖以30°角插入側靜脈中。一旦針尖穿過了靜脈的一半,重新調整針頭,使其與靜脈的長度一致(圖3c)。如果針頭插入正確,則按壓注射器注射時應無阻力。

5、使用0.5ml 28G注射器緩慢注射300μLAAV病毒懸液,此時靜脈顏色會變白,大約4s后,顏色恢復正常。

6、小心將針頭取出,用吸水紗布按壓注射部位10秒進行止血。

7、將小鼠放回籠子。





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