Il nuovissimo WBP dotato di un modulo fotogenetico aiuta la ricerca sulle malattie neurologiche!

Attiva con successo i neuroni RVLM-CA in topi coscienti attraverso la fotostimolazione e registra l'effetto stimolante sulla funzione cardiovascolare

Sfondo

Le ricerche hanno confermato che l'attivazione dei neuroni catecolaminici nel midollo allungato ventrolaterale (RVLM-CA) in condizioni di ipossia può aumentare l'output del nervo simpatico, aumentando così la pressione sanguigna (BP). Per verificare se questi neuroni siano coinvolti anche nella regolazione di variabili respiratorie e cardiovascolari diverse dalla pressione arteriosa, abbiamo utilizzato il vettore Cre-dipendente AAV2 EF1 α - DIO ChR2 mCherry e lo abbiamo iniettato unilateralmente nel tronco encefalico di topi dopamina β-idrossilasi Cre/0 per ottenere l'espressione specifica di ChR2 mCherry da parte dei neuroni RVLM-CA.

In che modo la fotostimolazione dei neuroni RVLM-CA influisce sulla respirazione e sulle funzioni cardiopolmonari?

I risultati sperimentali hanno dimostrato che la fotostimolazione dei neuroni RVLM-CA può aumentare la frequenza respiratoria dei topi anestetizzati e coscienti. In stato cosciente, la fotostimolazione influisce principalmente sulla frequenza respiratoria e questo effetto è completamente soppresso in condizioni di ipossia (10% di O₂). Tuttavia, l'effetto della fotostimolazione è rimasto sostanzialmente invariato in condizioni di ipercapnia (3% e 6% di CO₂). Gli effetti cardiovascolari correlati si manifestano come lieve bradicardia e ipotensione, che possono essere attribuiti alla co-attivazione delle uscite del simpatico e del nervo vago attraverso l'analisi di bloccanti selettivi del nervo autonomo. Ulteriori analisi indicano che i neuroni RVLM-CA positivi al ChR2 esprimono il VGLUT2 e le loro regioni di proiezione sono state mappate. I suoi complessi effetti cardiorespiratori possono derivare dalla sua ampia proiezione sul midollo spinale superiore, come il midollo ventrolaterale, il complesso del vago dorsale, il pontino laterale dorsale e specifici nuclei ipotalamici (nucleo mediale, laterale e paraventricolare dorsale).

In che modo il sistema di pletismografia su tutto il corpo di piccoli animali può aiutare la vostra ricerca?

Nell'esperimento, gli scienziati hanno utilizzato una versione aggiornata di un sistema di pletismografia a corpo intero per piccoli animali per registrare le variazioni di respirazione dei topi coscienti. Questa versione aggiornata è dotata di un modello fotogenetico, che consente di effettuare una serie di fotostimolazioni diverse su animali in stato cosciente e in movimento libero, raggiungendo così gli obiettivi della ricerca sperimentale. Come mostrato nella figura precedente, l'attivazione fotogenetica dei neuroni RVLM-CA che esprimono ChR2 ha attivato con successo la risposta respiratoria nei topi coscienti. Con una fotostimolazione di 20 Hz e 1 ms, la frequenza respiratoria aumenta significativamente. La figura dell'esperimento D ha mostrato che nelle condizioni di 5, 10 e 20 Hz, impulso per 5 ms, fotostimolazione continua per 30 secondi, la frequenza respiratoria dei topi sperimentali è aumentata in modo significativo e direttamente proporzionale.

Soluzioni

Sistema di pletismografia corporea Tow-Int Tech per piccoli animali - Versione protoelettronica

In studi simili a quelli sopra citati, Tow-Int Tech può fornire ai ricercatori una serie completa di soluzioni sperimentali, tra cui la nuovissima versione fotoelettrica del sistema di pletismografia WBP-whole body e altri moduli di espansione.

Moduli di espansione

Il sistema di pletismografia a corpo intero per piccoli animali può anche essere utilizzato in combinazione con dispositivi di telemetria per piccoli animali e apparecchiature per la misurazione a lungo termine e la registrazione simultanea delle variazioni della pressione sanguigna e della frequenza cardiaca degli animali sotto stimolazione fotoelettrica, per assistere i clienti nazionali ed esteri negli esperimenti di ricerca scientifica.

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Conclusioni

In sintesi, questo studio ha attivato i neuroni RVLM-CA mediante fotogenetica selettiva in topi coscienti, rivelando nuove importanti funzioni di questi neuroni nella stimolazione respiratoria e nel controllo del deflusso del nervo vago cardiaco. Ulteriori ricerche hanno dimostrato che i neuroni RVLM-CA sono probabilmente alla base di alcune risposte respiratorie acute indotte dalla stimolazione del corpo carotideo, dando un contributo significativo allo sviluppo di farmaci neurologici.

Riferimento:

L'attivazione optogenetica selettiva dei neuroni catecolaminergici del midollo ventrale rostrale produce una stimolazione cardiorespiratoria in topi coscienti