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Activation réussie des neurones RVLM-CA chez des souris conscientes par photostimulation et enregistrement de l'effet stimulant sur la fonction cardiovasculaire

Contexte

La recherche a confirmé que l'activation des neurones à catécholamines dans le bulbe rachidien ventrolatéral (RVLM-CA) dans des conditions hypoxiques peut augmenter la production nerveuse sympathique, ce qui accroît la pression artérielle (PA). Pour déterminer si ces neurones sont également impliqués dans la régulation des variables respiratoires et cardiovasculaires autres que la pression artérielle, nous avons utilisé le transporteur Cre-dépendant AAV2 EF1 α - DIO ChR2 mCherry et l'avons injecté unilatéralement dans le tronc cérébral de souris Cre/0 dopamine β-hydroxylase pour obtenir une expression spécifique de ChR2 mCherry par les neurones du RVLM-CA.

Comment la photostimulation des neurones RVLM-CA affecte-t-elle la respiration et les fonctions cardio-pulmonaires ?

Les résultats expérimentaux ont montré que la photostimulation des neurones RVLM-CA peut augmenter la fréquence respiratoire des souris anesthésiées et conscientes. À l'état conscient, la photostimulation affecte principalement la fréquence respiratoire, et cet effet est complètement supprimé dans des conditions d'hypoxie (10 % d'O₂). Cependant, l'effet de la photostimulation reste largement inchangé dans des conditions d'hypercapnie (3 % et 6 % de CO₂). Les effets cardiovasculaires associés se manifestent par une bradycardie et une hypotension légères, qui peuvent être attribuées à la co-activation des sorties des nerfs sympathique et vague par l'analyse des bloqueurs sélectifs des nerfs autonomes. Une analyse plus poussée indique que les neurones RVLM-CA positifs à la ChR2 expriment la VGLUT2 et que leurs régions de projection ont été cartographiées. Ses effets cardiorespiratoires complexes peuvent provenir de sa projection étendue sur la moelle épinière supérieure, comme la moelle ventrolatérale, le complexe vagal dorsal, le pontin latéral dorsal et des noyaux hypothalamiques spécifiques (noyaux médian, latéral et paraventriculaire dorsaux).

Comment le système de pléthysmographie du corps entier pour petits animaux peut-il vous aider dans vos recherches ?

Dans cette expérience, les scientifiques ont utilisé une version améliorée d'un système de pléthysmographie du corps entier pour petits animaux afin d'enregistrer les changements respiratoires de souris conscientes. Cette version améliorée est équipée d'un modèle photogénétique qui permet d'effectuer une série de photostimulations différentes sur des animaux conscients et se déplaçant librement, ce qui permet d'atteindre les objectifs de la recherche expérimentale. Comme le montre la figure ci-dessus, l'activation photogénétique des neurones RVLM-CA exprimant ChR2 a permis d'activer la réponse respiratoire chez des souris conscientes. Sous une photostimulation de 20 Hz et de 1 ms, la fréquence respiratoire augmente de manière significative. La figure de l'expérience D montre que dans les conditions de 5, 10 et 20 Hz, impulsion pendant 5 ms, photostimulation continue pendant 30 secondes, la fréquence respiratoire des souris expérimentales a augmenté de manière significative et directement proportionnelle.

Solutions

Système de pléthysmographie du corps entier pour petits animaux Tow-Int Tech - Version opto-électronique

Pour des études similaires à celles mentionnées ci-dessus, Tow-Int Tech peut fournir aux chercheurs un ensemble complet de solutions expérimentales, y compris la toute nouvelle version photoélectrique du système de pléthysmographie du corps entier WBP et d'autres modules d'expansion.

Modules d'extension

Le système de pléthysmographie du corps entier pour petits animaux peut également être utilisé en combinaison avec des dispositifs de télémétrie pour petits animaux et des équipements pour la mesure à long terme et l'enregistrement simultané des variations de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque des animaux sous stimulation photoélectrique, afin d'aider les clients nationaux et étrangers dans leurs expériences de recherche scientifique.

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Conclusions

En résumé, cette étude a activé les neurones RVLM-CA par photogénétique sélective chez des souris conscientes, révélant de nouvelles fonctions importantes de ces neurones dans la stimulation respiratoire et le contrôle de l'écoulement du nerf vague cardiaque. D'autres recherches ont montré que les neurones RVLM-CA sont probablement à l'origine de certaines réponses respiratoires aiguës induites par la stimulation du corps carotidien, apportant ainsi une contribution significative au développement de médicaments neurologiques.

Référence :

L'activation optogénétique sélective des neurones catécholaminergiques de la médullaire ventrolatérale rostrale produit une stimulation cardiorespiratoire chez des souris conscientes