مقالة منهجية

الوحشي قرع السائل : نموذج لإصابات في الدماغ لدى الفئران

44.2K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/3063

⸱

أغسطس 22, 2011

 ,  ,  ,  , 
1Department of Neuroscience and Cell Biology, University of Medicine and Dentistry of New Jersey-Robert Wood Johnson Medical School, 2Spinal Cord and Brain Injury Research Center, 3Department of Anatomy and Neurobiology, Department of Physical Medicine and Rehabilitation, University of Kentucky Chandler Medical Center

في هذه المقالة

ملخص

ويتجلى الوحشي قرع السائل (LFP) ، نموذج المعمول بها إصابات في الدماغ لدى الفئران. LFP يستوفي المعايير الثلاثة الرئيسية لنماذج حيوانية : صحة وموثوقية والسريرية ذات الصلة. الإجراء ، ويتألف من حج القحف الجراحية ، ثم تثبيت المحور تحريض من قبل الاصابة ، مما أسفر عن إصابات في التنسيق ومنتشر ، وصفت هو.

الملخص

صدمة إصابات الدماغ الرضية البحوث قد حقق زخما متجددا بسبب الوعي المتزايد للإصابات في الرأس ، مما يؤدي في حالات الاصابة والوفيات. استنادا إلى طبيعة الإصابة الأولية التالية المصرف التجاري العراقي ومعقدة وغير متجانسة نتيجة العواقب الثانوية ، والتي تليها 1،2 عمليات التجدد. يمكن أن يتسبب الإصابة الأولية من كدمة مباشرة إلى الدماغ من كسر في الجمجمة أو القص والتي تمتد من التشرد أنسجة الدماغ تسبب بسبب حركة 3،4. والقيلة والتمزقات الناتجة يسبب استجابة الأوعية الدموية 3،5 ، والضرر المورفولوجية والوظيفية لهذه المسألة الأبيض يؤدي إلى إصابة منتشر محواري 6-8. تغييرات ثانوية إضافية ينظر عادة في الدماغ وذمة وزيادة الضغط داخل القحف 9. التالية المصرف التجاري العراقي هناك تعديلات مجهرية في المسارات البيوكيميائية والفيزيولوجية التي تنطوي على إطلاق النواقل العصبية excitotoxic وسطاء المناعي والمتطرفين الاوكسجين 10-12 ، والتي تؤدي في نهاية المطاف على المدى الطويل الإعاقة العصبية 13،14. وبالتالي اختيار النماذج الحيوانية المناسبة من المصرف التجاري العراقي الحالي أن أحداث مماثلة الخلوية والجزيئية في الإنسان والقوارض TBI أمر بالغ الأهمية لدراسة الآليات الكامنة وراء الإصابة والإصلاح.

وقد وضعت نماذج تجريبية مختلفة من المصرف التجاري العراقي لإعادة إنتاج جوانب المصرف التجاري العراقي لوحظ في البشر ، من بينهم يتم تكييفها على نطاق واسع ثلاثة نماذج محددة للقوارض : قرع السائل ، وتأثير انخفاض الوزن والقشرية / 1 تأثير التسارع. الجهاز قرع السائل تنتج اصابة خلال قطع القحف عن طريق تطبيق ضغط السائل نبض قصيرة إلى الجافية سليمة. يتم إنشاء نبض من قبل البندول ضرب المكبس من خزان السائل. وقرع تنتج التشريد والتشويه وجيزة من الأنسجة العصبية 1،15. على العكس ، القشرية الإصابة أثر توفر الطاقة الميكانيكية إلى الجافية سليمة عبر المسبار جامدة تحت ضغط هوائي 16،17. ويتميز وزن قطرة / تأثير النموذج بسبب سقوط قضيب مع كتلة معينة على جمجمة مغلقة 18. من بين النماذج المصرف التجاري العراقي ، LFP هو النموذج الأكثر رسوخا وتستخدم عادة لتقييم مختلطة إصابات الدماغ التنسيق ومنتشر 19. فمن استنساخه وموحدة للسماح للتلاعب من المعلمات الاصابة. ولاحظ LFP يجمل إصابات بين البشر ، مما سيجعله ذات الصلة سريريا ، ويسمح للتنقيب عن العلاجات السريرية للترجمة رواية 20.

وصفنا بروتوكول مفصلة لتنفيذ الإجراء LFP في الفئران. يلحق الضرر هو خفيفة الى معتدلة ، ومناطق الدماغ مثل الحصين ، القشرة والجسم الثفني أنها الأكثر عرضة للخطر. يتم استكشاف الحصين والحركية المهام التالية LFP التعلم.

البروتوكول

1. قطع القحف

  1. ويتم إعداد الموقع بما في ذلك العمليات الجراحية المعقمة أداة المحاذاة التجسيمي (آلات Kopf) للفئران مع صاحب رأس غاز التخدير الماوس (Kopf صكوك) متصلة مع جهاز التخدير O 2 دافق (باركلاند العلمية) للسماح للاستنشاق المتواصل للisoflurane أثناء الجراحة . حافظ على وسادة الاحترار 37 درجة مئوية تحت يتوضع الماوس أثناء الجراحة. وثمة حاجة إلى مجهر الجراحية ومصدر الضوء. ينبغي المجرب ارتداء معطف المختبر ، قناع جراحي ، وتغطي القدم ، والقفازات ، وتغطية الرأس. ويجب تعقيم جميع الأدوات والمواد التي تتصل موقع الجراحية.
  2. يتم إنشاء مركز الإصابات والتي تتكون من نهاية الإناث من Luer لوك ، بقطع معدنية نهاية لز 20 1 ½ "إبرة (بيكتون ديكنسون) بشفرة الحلاقة ، وينبغي خفض محور طفيفة مع وجود تحيز و لديها ما يقرب من 3mm فتح القطر الداخلي ، ويمكن للمنقب (راجع الخطوة 1.10) يمكن استخدامها لقياس وافتعال مركزا إصابة القطر الصحيح. محور واحد هو مطلوب للحيوان الواحد ، وسيتم إرفاق مركزا في الجمجمة ومتصلا LFP جهاز لايصال نبض الضغط.
  3. يتم قطع الحبل النايلون الصلبة (1.7 مم القطر ، مثل الخط الانتهازي الحشائش) إلى أقراص ~ 1 مم سميكة باستخدام شفرة حلاقة. مرة أخرى ، مطلوب قرص واحد لكل حيوان. يتم استخدام هذا لتحقيق الاستقرار في منقب أثناء تنفيذ قطع القحف (راجع الخطوة 1.10).
  4. الفئران يمكن ان تكون له اي سلالة وعمر (ونحن في المقام الأول استخدام C57BL / 6 الأعمار 1-9 أشهر). يتم وزن الماوس ، وتخدير في غرفة صغيرة التعريفي (ما قبل مليئة isoflurane 4-5 ٪ في 100 ٪ O 2) ما لا يقل عن 1 دقيقة. لتسكين وقائية ، وتعطى حقنة من buprenorphrine (0،1 ملغ / كلغ) ، ويوضع intraperitoneally الماوس مرة أخرى إلى غرفة أخرى لدقيقة واحدة. ينبغي تأكيد نظام مسكن من خلال التشاور مع استخدام الحيوان المحلية ولجنة الرعاية.
  5. هو يقص الشعر على أعلى الرأس الماوس ، أقرب إلى الجلد ممكن. يتم وضع الماوس في أداة المحاذاة التجسيمي مزودة مطلي دغة المصممة لإدارة متقلبة غازات التخدير (Kopf الآلات). يتم تخفيض مستوى غاز isoflurane إلى 2 ٪ أو تأثير. ويتم رصد معدل التنفس بصريا أثناء الجراحة. ويمكن قياس المعلمات الفسيولوجية الأخرى مثل غازات الدم (O 2 ع ، ع CO 2) ، ودرجة الحموضة في الدم أو ضغط الدم باستخدام المعدات المناسبة أثناء العملية.
  6. عين اصطناعية يتم وضع مرهم التشحيم الدموع على العينين من الماوس باستخدام قضيب من القطن لمنعهم من التجفيف. يتم تطبيق بوفيدون اليود على الجلد بين العينين والرقبة مع قضيب القطن تليها الكحول 70 ٪. يتم تكرار تطبيق اليود البوفيدون والكحول لما مجموعه 3 مرات.
  7. يتم إجراء شق خط الوسط من فروة الرأس والعينين والرقبة باستخدام مشرط (شفرة # 15) والجلد مع تراجع البلدغ المشابك الصغيرة (العلوم أدوات الجميلة # 18050-28) لفضح الجمجمة وتوفير المجال واضحة الجراحية. المشابك البلدغ شنق قبالة الحواف الجانبية للجمجمة.
  8. يتم تطبيق بنج موضعي بوبيفاكايين (0.025 ٪ في المياه المالحة) في الجمجمة مع قضيب من القطن وكشط لفافة من الجمجمة مع غيض من الأسنان أو أداة مكشطة العظام (على سبيل المثال ، أدوات العلوم الجميلة ، # 10075-16).
  9. يتم استخدام علامة دائمة لوضع علامة على منتصف الطريق بين الجمجمة وbregma امدا وبين الدرز السهمي والحرف الوحشي على النصف الأيمن (~ 2 مم يمين خط الوسط). يتم وضع قطرة من الصمغ cyanoacrylate وكتايت (باك تاك وكتايت 454) من البلاستيك في وزن الزورق واستيعاب الجانب ملقط (أدوات العلوم الجميلة دومون # 6) تستخدم لتراجع قرص من الحشائش الحبل النايلون الصلبة (انظر 1.3 أعلاه) في الغراء ثم اضغط على القرص على علامة على الجمجمة. يتم تسليم واحد الى اثنين من قطرات من مسرع وكتايت على أعلى من القرص باستخدام المحاقن 1ml و 26 08/03 إبرة G يسبب تصلب الغراء. تمسك اختبار القرص في الجمجمة قبل المتابعة.
  10. وضع 3 مم القطر الخارجي منقب (للبحوث والتهوية للتسوق ، جامعة ولاية بنسلفانيا) على القرص وتدور في اتجاه عقارب الساعة حتى يكون لديك قطع طريق الجمجمة. تحقق تقدم في كثير من الأحيان إلى منقب تجنب الحفر بعيدا جدا في الجمجمة وخرق الجافية. وسوف يكون هناك ضعفا في الجمجمة حول محيط القرص ، ورفرف الجمجمة سوف يشعر فضفاض عند الضغط عليه بخفة. ضع أداة الأسنان موازية / أفقي على سطح الجمجمة لنقب تحت الجمجمة ورفع الغطاء حتى العظم. فصل من عظم الجمجمة مع ملقط. إذا كان هناك كمية صغيرة من النزف ، ودون تهاون من الجافية ، استخدم قضيب من القطن لممارسة الضغط حتى يتوقف النزيف ومنع الغبار من الحصول على العظام والجافية. ومع ذلك ، إذا كان هناك خرق في الجافية بحيث انفتاق مرئيا ، ينبغي التخلص من الحيوانات من التجربة الإنسانية القتل الرحيم. هذه الخطوة يتطلب ممارسة كافيةلتحقيق المهارات الجراحية المطلوبة.
  11. باستخدام الملقط ، والحفاظ على المركز الاصابة في الموقف خلال قطع القحف في الجمجمة بحيث يتم محاذاة تحيز المحور مع انحناء من الجمجمة (أي أطول حافة المحور تقع بالقرب من الحافة الجانبية للجمجمة). وفي الوقت نفسه ، وذلك باستخدام عصا خشبية ، وقطع بزاوية بشفرة حلاقة لديها معلومات سرية حادة ، وتطبيق هلام سوبر الغراء حول حواف خارج المركز مع اليد المعاكس واستقرار المركز حتى يتم تثبيتها بشكل عامودي فوق الحفرة. ويجب الحرص على عدم الحصول على الغراء على رأس الجافية. والغراء حول الجافية يسبب التوهين من الاصابة.
  12. استخدام كوب ورق صغيرة ، مزيج ميثيل ميتاكريليت الاكريليك الأسنان (السائل جت أكريليك مع الراتنج يعيد التبطين / إصلاح بيرم ، بتلر شين) لايجاد حل لزجة. استخدام حقنة سم مع عدم وجود إبرة 1 تعلق تطبيق الأسمنت في جميع أنحاء المركز الاصابة. ينبغي للاسمنت تغطية الجزء السفلي 2 مم من المحور فضلا عن إصابة الجمجمة المحيطة المكشوفة. وختم الغرز الجمجمة مع الأسمنت لضمان بلعة السائل من الاصابة لا يزال داخل تجويف الجمجمة.
  13. شغل مركز العقيمة مع كلوريد الصوديوم 0.9 ٪ (المالحة) باستخدام المحاقن والإبر اضعافها. سوف المالحة حفاظ على رطوبة الجافية أثناء مرحلة الانتعاش. بالإضافة إلى ذلك ، إذا لم المحور إصابة البقاء شغلها ، والتي تشير إلى وجود تسرب في محور اتصال في الجمجمة ، وينبغي أن ترفق مركزا جديدا. وينبغي إيلاء الماوس حقنة 0.25 مل الملكية الفكرية العقيمة المالحة ، إزالته من أداة المحاذاة التجسيمي ووضعها في قفص فارغة مع عدم وجود غطاء شريط الأسلاك على طبق من الاحتباس الحراري. وضع بعض hydragel على الجزء السفلي من القفص ، والسماح للفئران لاستعادة لمدة 1-2 ساعات.

2. تحريض الاصابة

  1. بدوره على الذبذبات (تكترونكس TDS 1001B ، اثنان التخزين ديجي قناة راسمة الذبذبات 40 ميغاهيرتز ، 500Ms.s) ، ومكبر للصوت (الصدمة محول الضغط محفز مكبر للصوت) التي يتصل بها الجهاز LFP. تأكد من أن يتم تعبئة الجهاز LFP (التصميم والتصنيع مخصص ، جامعة فيرجينيا كومنولث) وأنابيب الضغط العالي (طول 41cm ، سعة 2ml ، باكستر # 2C5643) لأنها مرتبطة بمياه معقمة وخالية من فقاعات الهواء. في نهاية الأنبوب يبلغ من العمر Luer لوك قطعة. مع نهاية Luer لوك للأنابيب مغلقة ، وتقديم اختبار البقول عن طريق الإفراج عن البندول. وينبغي أن تستعد للجهاز عن طريق تقديم ما يقرب من 10 اختبار البقول. تأكد من أن يعطي إشارة البندول السلس على الذبذبات ومكبر للصوت. إشارة صاخبة يشير الهواء في النظام الذي يجب إزالة قبل تسليم نبض الاصابة. ينبغي للمدة النبضة يكون حوالي 20 مللي ثانية. يتم معايرة محول مكبر للصوت المتوفرة مع الجهاز بحيث LFP 10 فولت = 1.0 جنيه لكل بوصة مربعة (PSI). واحد الغلاف الجوي (ATM) = 14.7 PSI. الضغوط وعادة ما تكون الاصابة تسليمها في نطاق 0،9-2،1 الاجواء لإنتاج مجموعة من تصحيح مرات منعكس وزيادة الوفيات المرتبطة ذمة رئوية. وتعتبر اصابة خفيفة وقت تصحيح المنعكس من 2 -- 4 دقائق و 0 -- معدل وفيات الأطفال 5 ٪. وتعتبر الاصابة المعتدلة وقت المنعكس المقوم من 6 -- 10 دقيقة و 10 -- معدل وفيات الأطفال 20 ٪. إذا لزم الأمر ، وضبط زاوية البندول لزيادة أو نقصان شدة النبض. زاوية الموقف البندول في البداية هي حوالي 10 درجة. بعد تعديل الجهاز LFP ، تأكد من فتح نهاية Luer - لوك من الأنبوب.
  2. يتم وضع الماوس في غرفة التخدير ٪ isoflurane 4-5 (قبل مشحونة) حتى يتم التوصل إلى الطائرة من التخدير الجراحي. يتم وضع الماوس على المنصة بجوار جهاز LFP ويتم تعبئة مع مركز المالحة عقيمة. يتم إرفاق أنابيب الجهاز LFP مع لوك - Luer الذكور لتركيب Luer لوك الإناث من المحور. يتم وضع الحيوان على جانبها ومرة ​​واحدة في نمط التنفس الطبيعي ولكن قبل استئناف للحيوان اسعافه كاملة (~ 2 دقيقة) ، يتم الإفراج عن البندول الجهاز LFP تسبب نبضة واحدة من الاصابة. من المهم أن لا يحفز الاصابة في حين أن الحيوان هو تخدير للغاية حيث يمكن أن يسبب توقف التنفس والموت. وينبغي تسجيل الضغط الدقيق للنبض. لم يصب بأذى ، والحيوانات صورية تخضع كل نفس الإجراءات مع استثناء من نبض السائل الفعلية لإحداث الضرر.
  3. وينبغي إزالتها فورا الحيوان من الجهاز LFP ووضعها على ظهرها لمراقبة الوقت المنعكس التقويمي. بعد الماوس righted نفسها ، فمن ثم تخدير لفترة وجيزة من جديد والاسمنت ومركزا إزالة معا من الجمجمة باليد. ثم يتم إغلاق فروة الرأس مع نسيج لاصق Vetbond (3M) ، أو خياطة المواد الغذائية. ويلاحظ أي فتق من الجافية أو انسداد المحور. سيكون مركزا المغطي تنتج إصابة موهنة من حجم غير معروف. يتم وضع هذا الحيوان مرة أخرى في قفص على لوحة ظاهرة الاحتباس حتى المتنقلة ، ثم عاد إلى وطنه القفص.

3. تقييم السيارات ، والنتائج المعرفية والنسيجية

  1. في موويمكن تحديد العجز الناجم عن تور LFP باستخدام اختبار rotarod ، وهو مؤشر على vestibulomotor متكاملة والحسية وظيفة 21. يجب اختبار جميع الحيوانات قبل الاصابة لتحديد خط الأساس والقراءة حتى يتأقلم على الفئران إلى النموذج. ويتم تدريب الفئران على الجهاز rotarod 3 مرات يوميا مع 1 ساعة فترات intertrial ليومين قبل وقوع الضرر. يتم قياس الكمون لتحقيق التوازن على القطر الخارجي 36 ملم ، بالتناوب رود ، الذي يحتوي على سطح المطاط. سرعة الزيادات 4-40 دورة في الدقيقة على مدى فترة ثانية 180. كل محاكمة ينتهي عندما سقط الحيوان قبالة rotarod.
  2. في نقاط زمنية مختلفة بعد اصابة (عادة 1 و 7 و 21 يوما) ، ويتم اختبار مرة أخرى على الفئران على الجهاز rotarod. ويستند تقييم الاختبارات rotarod بعد اصابة العشرات على الفرد بالنسبة إلى الإختفاء خط الأساس 22. تتم مقارنة الكمون المتوسط ​​لسقوط الجرحى الى أن الفئران من الفئران صورية.
  3. ويمكن اختبار المعرفي LFP الدالة التالية على مجموعة منفصلة من الفئران باستخدام متاهة موريس المائية (MWM) ، وهو مقياس لحساسية ما بعد الصدمة الذاكرة المكانية التعلم والعمل في 23 القوارض. وتأقلم الفئران لاختبار النموذج والأساس للاستجابة باستخدام اختبار منصة مرئية 4 أيام قبل الاصابة. يمتلئ بركة دائرية بيضاء (1 م قطر) مع الماء وغير سامة الطلاء الأبيض. يتكون النظام الأساسي مرئية باستخدام العلم أو علامة وليس الإشارات البصرية الموجودة على الجدران. أكثر من 4 المحاكمات ، ويتم وضع الماوس في الربع المقابل من هذا المنبر وضوحا ، ويتم قياس زمن الوصول للعثور على المنصة. الحد الأقصى لمدة 60 ثانية المحاكمة والفأر لا يزال أو يوضع على منصة لمدة 15 ثانية في نهاية كل محاكمة. الفاصل الزمني intertrial هو 5 دقائق خلالها حرارة الماوس على وسادة التدفئة. يتم نقل منصة لرباعي مختلفة لكل وتجرى المحاكمة أربع محاكمات.
  4. لتقييم التعلم ، ويتم تدريب الفئران على MWM باستخدام منصة ثابتة المخفية في واحدة من 4 نقاط في الأرباع التالية اصابة زمنية مختلفة (عادة 1 و 7 و 21 يوما). يتم وضع اشارات سوداء وبيضاء على الجدران. وتتنوع pseudorandomly رباعي الذي يوضع الفأر في جميع أنحاء التدريب والوقت لتحديد موقع يتم تسجيلها المنصة. الحد الأقصى لمدة 60 ثانية المحاكمة والفأر لا يزال أو يوضع على منصة لمدة 15 ثانية ودرجة حرارة لمدة 5 دقائق بين التجارب. تتعرض الفئران إلى 8 محاكمات / يوم لمدة 3 أيام متتالية. لتقييم الأداء الذاكرة ، التي يتعرض لها الحيوانات في محاكمة 60 ثانية التحقيق في اليوم التالي في التدريب الأخير. أثناء المحاكمة التحقيق ، تتم إزالة منصة لتحديد الوقت الذي تستغرقه والمسافة سبح في الربع حيث اعتادت ان تكون منصة. أخيرا ، ويتم اختبار منصة مرئية استبعاد السيارات والعجز ممكن البصرية التي وضعت في مرحلة ما بعد الاصابة.
  5. لتحديد العواقب النسيجي للإصابة LFP ، يتم إصلاح الأنسجة التي نضح intracardial في كلوريد الصوديوم 0.9 ٪ تليها بارافورمالدهيد 4 ٪ في الوقت المطلوب نقاط بعد الاصابة. وبين عشية وضحاها postfixed الأنسجة عند 4 درجة مئوية ، وcryoprotected ثم في 10 ٪ و 30 ٪ من محلول السكروز والتضمين. يتم قص الأجزاء المتسلسلة على ناظم البرد المجمدة والمصنعة باستخدام تقنيات مختلفة immuohistochemical والنسيجية.

4. ممثل النتائج :

الضرر الناجم عن الجهاز هو LFP استنساخه من الحيوان الى الحيوان ، ولا سيما مع ما يكفي من التدريب الجراحي. للحفاظ على الاتساق وقوع الضرر ، ويتم رصد مبلغ من الضغط تسليمها إلى الجافية من قبل الجهاز. البندول الضربات اسطوانة مملوءة بالماء الاكريليك مع الضغط العالي وتركيب أنابيب Luer لوك الذي يرتبط المحور إصابة الملصقة على موقع قطع القحف على الحيوان (الشكل 1A). لإصابة خفيفة الى معتدلة ، يتم تعيين زاوية البندول لتوليد ضغط تتراوح 0،9-2،1 أجهزة الصراف الآلي ويتم استخدام الذبذبات متصلة مكبر للصوت لتصور نبض الضغط (1B الشكل). إصابة تنتج مجموعة واسعة من تصحيح مرات منعكس وزيادة الوفيات المرتبطة ذمة رئوية. وتعتبر اصابة خفيفة وقت تصحيح المنعكس من 2 -- 4 دقائق و 0 -- معدل وفيات الأطفال 5 ٪. وتعتبر الاصابة المعتدلة وقت المنعكس المقوم من 6 -- 10 دقيقة و 10 -- معدل وفيات الأطفال 20 ٪. وعلاوة على ذلك ، قد تعرض الفئران للأندية المعرض منشط المواقف التي قد تكون مؤشرا على الضبط. وكثيرا ما يرتبط مع مصادرة الجافية خطر. معا ، وهذه النتائج تشير الى ان الاصابة هي التي تسبب الضرر للجهاز العصبي. ترتبط الحيوانات الشام إلى الجهاز LFP لكن لم يتم الافراج عن البندول.

لتصور الضرر الناجم عن LFP ، وقد أجرينا كيمياء سيتولوجية مناعية باستخدام الأجسام المضادة التي تعترف النجمية والضامة وكلاهما أنواع الخلايا المرتبطة ردا على الاصابة. بروتين لييفي الدبقية حمضي (GFAP) تلطيخ دباق يكشف زيادة في جميع أنحاء القشرة في منطقة الاصابة WHereas الفئران صورية لا تعرض كثرة الخلايا النجمية ازداد في موقع ما يعادل أقل من قطع القحف (الشكل 2A ، B). وبالمثل ، يظهر أكثر MAC1 تلطيخ الضامة المحيطة بموقع الإصابة بالمقارنة مع الفئران التي تعرضت لعملية جراحية زائفة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك كثير من الأحيان إلى أضرار مادية في النسيج القشرية وضوحا في الفئران التعرض للأندية ولكن ليس في الفئران صورية (الشكل 2C ، D).

ويمكن استخدام الاختبار السلوكية التالية LFP خفيفة لتقييم كلا المعرفية والحركية النتائج. MWM يستخدم لتحديد الآثار المترتبة على التعلم والذاكرة. استخدام الإشارات البصرية في غرفة الاختبار ، والفئران زائفة سرعان ما أصبحت أكثر كفاءة في تحديد مكان وجود منصة لاحق اليوم مع كل من التدريب في متاهة مائية. الفئران التعرض للأندية معتدل يستغرق وقتا أطول لتحديد منصة مخفية على اليومين الأولين من التجارب على الفئران النسبية زائفة ولكن يبدو بعد ذلك لمعرفة المهمة اليوم الثالث (3A الشكل). هذه النتائج تشير الى ان الاصابة يقلل من المعدل الذي يمكن الحصول على الفئران التعلم المكاني. لتحديد تأثير الاصابة على الاحتفاظ الذاكرة ، ويتم إجراء محاكمة مسبار 1 بعد يوم من الدورة التدريبية الأخيرة. الفئران صورية قضاء مزيد من الوقت المستهدف في الربع بالمقارنة مع الفئران التي تتعرض لأندية خفيفة مما يدل على أن الإصابة أثرت على قدرة الفئران أن أذكر موقع المنصة حيث كان يقيم (الشكل 3B). لتقييم وظيفة الحركي ، ويتم اختبار الفئران على الجهاز rotarod. الفئران التعرض للأندية خفيفة والكمون أقصر متوسط ​​سقوط بالمقارنة مع الفئران في الشام 7 ، 1 و 21 اصابة في آخر أيام (نقطة في البوصة) (الشكل 3C). هذه البيانات تشير إلى أن الفئران المصابين يعانون من ضعف في وظيفة متكاملة vestibulomotor الحسية.

الشكل 1
الجهاز LFP الرقم 1. وتتبع ممثل من الذبذبات يتم الحصول عليها أثناء الاصابة. أ) مكونات الجهاز أندية هي : البندول ثابت الى وقفة وضعت في زاوية محددة سلفا لتسليم القوة المطلوبة ، وملأت المياه اسطوانة الاكريليك مع أنابيب الضغط العالي والذكور Luer لوك المناسب المرفقة ، مكبر للصوت ، والذبذبات. ب) تتبع ممثل نبض ضغوط من الذبذبات. قيمة الذروة إلى الذروة هو 2.16 فولت مما يشير إلى ضغط 1.47 الصراف الآلي.

الشكل 2
الشكل 2. دباق المحسن والاستجابة الالتهابية التالية LFP يوضح مدى الاصابة. مقاطع عرضية المجمدة (20μm) من خلال دماغ الفأر التعرض للجراحة الشام (A ، C) أو إصابة LFP (B ، D) 7 أيام إصابة آخر (نقطة في البوصة). تؤخذ الصور القشرية في بؤرة قطع القحف. (A ، B) غير ملطخة الأنسجة مع الأجسام المضادة للتعرف على الخلايا النجمية. بروتين لييفي الدبقية حمضي (GFAP) الأضداد (MAB360 ، Chemicon ، 1:400) يكشف عن عدد أكبر من الخلايا النجمية في جميع أنحاء القشرة من الماوس يتعرض لإصابة LFP (الأسهم) مقارنة زائفة لعملية جراحية. الأجسام المضادة الثانوية الماعز المضادة للماوس 594 (1:1000). (C. D) ملطخة الأنسجة مع الأجسام المضادة للتعرف على الضامة. MAC1 الأضداد (MAC1 ألفا سلسلة CD11b ، BD العلوم البيولوجية ، 1:50) يكشف عن مزيد من macrophges و / أو تنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة حول موقع الاصابة في القشرة (الأسهم) مقارنة زائفة لعملية جراحية. الأجسام المضادة الثانوية الماعز المضادة CY3 الفئران (1:50). مقياس شريط = 200μm في ألف وباء ، في 100μm جيم ودال.

الشكل 3
الشكل 3. التجارب السلوكية التالية LFP معتدل يوضح العجز في اصابة الفئران مقارنة زائفة. أ) الفئران التعرض للأندية معتدل يستغرق وقتا أطول لتعلم مهمة العثور على منصة في MWM من الفئران صورية. صورية ضد أندية (ثانية افي ± SEM) 1 يوم 34.21 ± 3.02 38.64 ± 2.63 مباراة ، 2 يوم 24.52 ± 2.84 27.21 ± 2.11 مقابل ؛ 3 أيام مقابل 22.47 ± 2.00 22.08 ± 2.52 (1 نقطة في البوصة ، ن = 9 صورية ، 10 LFP) . B) الفئران التعرض للأندية خفيفة يمضون وقتا أقل في الربع ساعة الهدف أثناء التحقيق 24 المحاكمة بعد التدريب الأخير في النسبية MWM على الفئران الشام (21 نقطة في البوصة ، ن = 10). C) الفئران التعرض للأندية خفيفة تسقط الجهاز rotarod عاجلا من الفئران الشام (1 ، 7 ، و 21 نقطة في البوصة ، ن = 5 صورية ، 8 أندية). أشرطة الخطأ تمثل SE.

المناقشة

قدم الأسلوب LFP هنا نماذج كثيرة لنتائج neuropathalogical والسلوكية للصدمة خفيفة الى معتدلة إصابات الدماغ الذي هو السبب في أنها أصبحت نموذجا الحيوانية المستخدمة على نطاق واسع من المصرف التجاري العراقي. هناك العديد من الخطوات الحاسمة للنظر في ذلك لزيادة مدى صحة ومصداقية هذه التقنية. على سبيل المثال ، فإنه من المهم أن تعرض الحيوانات الوحيدة التي نزاهة الجافية لم يكن للخطر خلال قطع القحف للأندية والتي استخدمت في الدراسة. وعلاوة على ذلك ، إذا تم قطع القحف المغطي للأي الغراء أو الأسمنت لا يتعرض مثل هذا الجزء من تحت الجافية قطع القحف إلى قوة ضغط السائل ، ينبغي التخلص من الحيوانات من الدراسة. أخيرا ، إذا كان الوقت المنعكس المقوم أو معدل وفيات الأطفال ليست ضمن النطاق المطلوب ، لا ينبغي أن يكون هذا الحيوان التي شملتها الدراسة. ويمكن زيادة شدة الضغط لتوليد نبضة إصابات أكثر شدة.

كما هو مبين في الشكل 1 ، وتكوين الجهاز LFP بسيطة نسبيا والحفاظ على استنساخ لدرجة الإصابة عن طريق رصد اجواء الضغط على الذبذبات. الشكل السلس للمنحنى على تتبع الذبذبات يشير إلى أن عدم وجود فقاعات الهواء في السائل التي قد تتداخل مع الحث للإصابة LFP. وينبغي تسليم نبض اختبار قبل إحداث الضرر ، وإذا تتبع الذبذبات لا يحمل منحنى سلس ، ويجب إزالة فقاعات الهواء. مدة النبض حوالي 20 مللي ثانية والتي تمثل في الوقت تحريض تقاس المحاكاة اختبارات التصادم. إصابات أقصر البقول يرجح أن تسفر عن إصابات أكثر محورية. ولذلك ، فإن هذه المدة من النماذج البشرية نبض المصرف التجاري العراقي.

التغييرات الشكلية والخلوية التالية LFP تشمل الأضرار المادية إلى الأنسجة وكذلك زيادة عدد الخلايا النجمية والضامة كما هو موضح في الشكل 2. ومن الثابت أن واحدا من علامات مميزة للإصابة هي من تضخم الخلايا النجمية وتشكيل ندبة الدبقية. وقد تبين للندبة الدبقية أن يكون كل الآثار المفيدة والضارة 24. وبالمثل ، ومن المعروف الضامة تتراكم في الأنسجة المختلفة خلال المرحلة التالية الاصابة عندما تبدأ عملية الشفاء 25. وبالتالي زيادة عدد الخلايا MAC1 GFAP وإيجابية في عينات LFP النسبي للضوابط صورية يدل على الحث الاصابة. عدم وجود علامات التعبير عن تلك الخلية المحددة في الضوابط صورية تشير إلى أن التلاعب الجراحية وحدها لا تكون له عواقب سلبية على صحة الدماغ والأنسجة من أن التغييرات في تعبير البروتين محددة للنموذج الاصابة.

الآثار السلوكية للأندية معتدل هو موضح في الشكل (3) تشمل العجز المعرفي والحركي. MWM نتائج تشير الى ان الفئران تتعلم في النهاية LFP المهمة ولكن بمعدل أبطأ من الفئران صورية وأنها لا أذكر المهمة وكذلك بعد يوم واحد للتدريب. وهكذا ، حتى الفئران المصابين بشكل معتدل هم أقل كفاءة من الفئران زائفة في استخدام منبهات خارجية لعملية ، وتوطيد ، وتخزين المعلومات المكانية ، والتي يجب استردادها خلال التجارب اللاحقة. وقد تبين أن الحصين الأخرى التي تعتمد على المهام الإدراكية مثل الخوف استجابة مشروطة أن يكون ضعف في الفئران التعرض للأندية 26. أخيرا ، وأقصر الكمون لينخفض ​​بنسبة الفئران LFP النسبية على الفئران صورية في النموذج rotarod تصل إلى 3 أسابيع بعد الإصابة خفيفة هو مؤشر على العجز في vestibulomotor متكاملة وظيفة الحسية. ومن شأن إصابة أكثر اعتدالا تكشف عن مزيد من التغييرات لافتة في الوظيفة المعرفية والحركية كما ثبت من قبل مجموعات أخرى 27-30.

وباختصار ، فإن أندية هو نموذج صالح لTBI الإنسان لأنه يحقق الكثير من المعايير المتوقعة. LFP يوفر صلاحية إنشاء لأنه يعيد العمليات المسببة التي تحفز على المصرف التجاري العراقي في البشر. على وجه التحديد ، فإن حجم القوة ومعدل وفيات مماثلة لتلك التي تحدث في الرياضة خفيفة ومتوسطة وإصابة سيارة ذات الصلة مع التحذير بأن التدخلات الجراحية قبل الإصابة هي فريدة من نوعها في نموذج حيواني. LFP المعروضات أيضا صلاحية أن يجمل وجه في العديد من أندية التشريحية ، والآثار ، والكيمياء الحيوية والسلوكية neuropathological وحظ في TBI الإنسان. هناك كلا من التغيرات التنسيق ومنتشر بعد الكشف عن وLFP lateralization أثر يسمح احد لمقارنة الأضرار على الجانب المورفولوجي المماثل للإصابة التي على الجانب المقابل. التحذير واحدة هي أن الآثار المعرفية والحركية قد تكون أكثر دهاء نتيجة للاصابة واحدة فقط نصف الكرة الغربي. أخيرا ، والمعارض LFP صحة التنبؤية وموثوقية من التقنية LFP تمكن من تقييم مختلف المعالجات الدوائية والوراثية قبل أو بعد تحريض اصابة 20. المتغيرات الفسيولوجية مثل ارتفاع ضغط الدم ، ودرجة الحموضة في الدم والدموسوف تحتاج إلى الغازات يمكن قياسها في وجود وعدم وجود المخدرات اختبار لتحديد آلية عمل وكيل العلاجية. ومع ذلك ، نظرا للطبيعة المعقدة للعواقب الابتدائي والثانوي من المصرف التجاري العراقي ، بل هو مهمة صعبة لتحديد التدخل الوحيد الذي يمكن أن تخفف من جميع الأعراض.

يمكن للمرء النظر فيها في المستقبل لتقنية LFP يمكن استخدام السائل الصغيرة التي توظف قرع المعالجات الدقيقة التي تسيطر عليها ، وأداة يحركها هوائيا للقضاء على الحاجة لمعايرة القوة التي ألقاها البندول وتفادي المتغيرات التشغيلية مثل فقاعات الهواء في السائل 15 . ومع ذلك ، فقد ثبت النهج LFP معيار كثير من الباحثين أن تقنية موثوقة وبسيطة لاستكشاف الآليات الجزيئية الكامنة وراء الانتعاش في أعقاب الأضرار والمصرف التجاري العراقي الذي سوف يؤدي إلى تحسين التدخلات والمداواة.

الإفصاحات

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

ويتم تمويل هذا العمل من قبل لجنة ولاية نيو جيرسي في أبحاث إصابات الدماغ.

المواد

  • التجسيمي أداة محاذاة الفئران (آلات Kopf)
  • الماوس رئيس التخدير حامل الغاز (آلات Kopf)
  • آلة تخدير مع O 2 دافق (باركلاند العلمية)
  • آلة تخدير مع تدفق O2 (باركلاند العلمية)
  • Buprenorphrine (ويبستر التموين الحيواني)
  • تحديث لوب Lacri العين مرهم (فيشر)
  • بوبيفاكايين / Marcaine (ويبستر التموين الحيواني)
  • محلول البوفيدون اليودي (فيشر)
  • 20 ز 1 ½ "الإبر (بيكتون ديكنسون)
  • مشرط شفرة (# 15) وصاحب (بيكتون ديكنسون)
  • المشابك البلدغ (أدوات العلوم الجميلة)
  • الأسنان أداة أو مكشطة العظام (أدوات العلوم الجميلة)
  • الجانب استيعاب ملقط دومون # 6 (العلوم أدوات الجميلة)
  • 3mm الخارجي منقب قطر (للبحوث والتهوية للتسوق ، جامعة ولاية بنسلفانيا)
  • الصلبة الحبل النايلون (1.7 مم القطر ، وعلى سبيل المثال خط الانتهازي الاعشاب)
  • سوبر الغراء هلام
  • وكتايت cyanoacrylate الغراء (باك تاك وكتايت 444) (شركة هنكل)
  • طائرة السائل أكريليك (شين بتلر)
  • بيرم يعيد التبطين / إصلاح الراتنج (شين بتلر)
  • راسمة الذبذبات التخزين TDS 1001B و 40 ميغاهرتز ، 500MS / ثانية (تكترونكس)
  • الصدمة محول الضغط محفز مكبر للصوت (التصميم والتصنيع مخصص ، جامعة فيرجينيا كومنولث)
  • LFP الجهاز (التصميم والتصنيع مخصص ، جامعة فيرجينيا كومنولث)
  • أنابيب الضغط العالي ، 41cm الطول ، 2ml الحجم (باكستر)
  • 3M Vetbond لاصق الأنسجة (فيشر)

المراجع

  1. Cernak, I. Animal models of head trauma. NeuroRx. 2, 410-422 (2005).
  2. Reilly, P. L. Brain injury: the pathophysiology of the first hours.'Talk and Die revisited'. J Clin Neurosci. 8, 398-403 (2001).
  3. Hovda, D. A. The increase in local cerebral glucose utilization following fluid percussion brain injury is prevented with kynurenic acid and is associated with an increase in calcium. Acta neurochir. 51, 331-333 (1990).
  4. Whiting, M. D., Baranova, A. I., Hamm, R. J. Cognitive Impairment following Traumatic Brain Injury, Animal Models of Cognitive Impairment. , CRC Press. (2006).
  5. McIntosh, T. K. Traumatic brain injury in the rat: characterization of a lateral fluid-percussion model. Neuroscience. 28, 233-244 (1989).
  6. Adams, J. H. Diffuse axonal injury in head injury: definition, diagnosis and grading. Histopathology. 15, 49-59 (1989).
  7. Cordobes, F. Post-traumatic diffuse axonal brain injury. Analysis of 78 patients studied with computed tomography. Acta Neurochir. 81, 27-35 (1986).
  8. Maxwell, W. L., Povlishock, J. T., Graham, D. L. A mechanistic analysis of nondisruptive axonal injury: a review. J Neurotrauma. 14, 419-440 (1997).
  9. Lighthall, J. W., Anderson, T. E. The neurobiology of cenral nervous system trauma. , 3-12 (1994).
  10. Marcoux, J. Persistent metabolic crisis as measured by elevated cerebral microdialysis lactate-pyruvate ratio predicts chronic frontal lobe brain atrophy after traumatic brain injury. Crit Care Med. 36, 2871-2877 (2008).
  11. McIntosh, T. K. Neuropathological sequelae of traumatic brain injury: relationship to neurochemical and biomechanical mechanisms. Lab Invest. 74, 315-342 (1996).
  12. Morganti-Kossmann, M. C., Satgunaseelan, L., Bye, N., Kossmann, T. Modulation of immune response by head injury. Injury. 38, 1392-1400 (2007).
  13. Capruso, D. X., Levin, H. S. Cognitive impairment following closed head injury. Neurol Clin. 10, 879-893 (1992).
  14. Levin, H. S., Goldstein, F. C., High, W. M., Eisenberg, H. M. Disproportionately severe memory deficit in relation to normal intellectual functioning after closed head injury. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 51, 1294-1301 (1988).
  15. Kabadi, S. V., Hilton, G. D., Stoica, B. A., Zapple, D. N., Faden, A. I. Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats. Nat Protoc. 5, 1552-1563 (2010).
  16. Cherian, L., Robertson, C. S., Contant, C. F., Bryan, R. M. Lateral cortical impact injury in rats: cerebrovascular effects of varying depth of cortical deformation and impact velocity. J Neurotrauma. 11, 573-585 (1994).
  17. Dixon, C. E., Clifton, G. L., Lighthall, J. W., Yaghmai, A. A., Hayes, R. L. A controlled cortical impact model of traumatic brain injury in the rat. J Neurosci Methods. 39, 253-262 (1991).
  18. Flierl, M. A. Mouse closed head injury model induced by a weight-drop device. Nat Protoc. 4, 1328-1337 (2009).
  19. Lifshitz, J. Chapter 32. Animal Models of Acute Neurological Injuries. Chen, J., Xu, Z. C., Xu, X. -M., Zhang, J. H. , Humana Press. 369-384 (2008).
  20. Thompson, H. J. Lateral fluid percussion brain injury: a 15-year review and evaluation. J Neurotrauma. 22, 42-75 (2005).
  21. Hamm, R. J., Pike, B. R., O'Dell, D. M., Lyeth, B. G., Jenkins, L. W. The rotarod test: an evaluation of its effectiveness in assessing motor deficits following traumatic brain injury. J Neurotrauma. 11, 187-196 (1994).
  22. Scherbel, U. Differential acute and chronic responses of tumor necrosis factor-deficient mice to experimental brain injury. Proc Natl Acad Sci. 96, 8721-8726 (1999).
  23. Morris, R. G., Garrud, P., Rawlins, J. N., O'Keefe, J. Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions. Nature. 297, 681-683 (1982).
  24. Stichel, C. C., Muller, H. W. The CNS lesion scar: new vistas on an old regeneration barrier. Cell Tissue Res. 294, 1-9 (1998).
  25. Brechot, N. Modulation of macrophage activation state protects tissue from necrosis during critical limb ischemia in thrombospondin-1-deficient mice. PLoS One. 3, e3950-e3950 (2008).
  26. Lifshitz, J., Witgen, B. M., Grady, M. S. Acute cognitive impairment after lateral fluid percussion brain injury recovers by 1 month: evaluation by conditioned fear response. Behav Brain Res. 177, 347-357 (2007).
  27. Thompson, H. J. Cognitive evaluation of traumatically brain-injured rats using serial testing in the Morris water maze. Restor Neurol Neurosci. 24, 109-114 (2006).
  28. Doll, H. Pharyngeal selective brain cooling improves neurofunctional and neurocognitive outcome after fluid percussion brain injury in rats. Journal of neurotrauma. 26, 235-242 (2009).
  29. Fujimoto, S. T. Motor and cognitive function evaluation following experimental traumatic brain injury. Neuroscience and biobehavioral reviews. 28, 365-378 (2004).
  30. Carbonell, W. S., Maris, D. O., McCall, T., Grady, M. S. Adaptation of the fluid percussion injury model to the mouse. Journal of neurotrauma. 15, 217-229 (1998).

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

نموذج الفأرإجراء استئصال جزء من الجمجمةتثبيت المحورنبض الضغط السائلجهاز التوجيه المجسممتاهة موريس المائيةاختبار قضيب الدورانالتلوين المناعي الفلوري
الوحشي قرع السائل : نموذج لإصابات في الدماغ لدى الفئران
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.