النوع الأكثر شيوعا من إصابات الدماغ الرضحية. لذلك ، قد يوفر النموذج الحيواني المتكرر للارتجاج ، والذي يكرر السمات المهمة للإصابة لدى المرضى ، وسيلة لدراسة الارتجاج بطريقة صارمة ومضبوطة وفعالة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
والمتكرر الارتجاج إصابات الرأس النموذجي في الفئران
في هذه المقالة
ملخص
يمثل الارتجاج
الملخص
على الرغم من أن الارتجاج / إصابات الدماغ الرضحية الخفيفة (mTBI) هي الأكثر شيوعا لإصابات الدماغ الرضحية ، لا يزال هناك نقص في المعرفة حول الإصابة وآثارها. لتطوير فهم أفضل للارتجاج ، غالبا ما تستخدم لأنها توفر نموذجا خاضعا للرقابة وصارما وفعالا. قامت الدراسات بتكييف النماذج الحيوانية التقليدية لأداء mTBI لتحفيز شدة الإصابة الخفيفة عن طريق تغيير معايير الإصابة. تم استخدام هذه النماذج لأنها يمكن أن تنتج إصابات دماغية مشابهة شكليا للحالة السريرية وتوفر مجموعة من شدة الإصابة. ومع ذلك ، فهي محدودة في قدرتها على تقديم السمات المتطابقة للإصابات لدى المرضى. باستخدام نظام التأثير التقليدي ، يمكن أن يؤدي نموذج إصابة الارتجاج المتكررة (rCHI) إلى ارتجاج خفيف إلى متوسط يشبه الإنسان. يمكن تحديد درجة الإصابة عن طريق قياس فترة فقدان الوعي (LOC) مع علامة على الإنهاء العابر للتنفس. يعد نموذج rCHI مفيدا للاستخدام لدقته وبساطته في تحديد تأثيرات mTBI والعلاجات المحتملة.
المقدمة
ارتجاج في المخ، وتسمى أيضا خفيفة إصابات في الدماغ (الارتجاج)، هو وقوع الأكثر شيوعا من إصابات في الدماغ (TBI) ويؤثر على الملايين من الناس في الولايات المتحدة الأمريكية. يمكن هزات تكون صعبة لتشخيص ولا يوجد علاج محدد لارتجاج في المخ. هناك اعتراف متزايد وبعض الأدلة على أن الصدمات الميكانيكية الخفيفة الناتجة عن الإصابات الرياضية، والمعارك العسكرية، وغيرها من الملاحقات جذابة جسديا قد يكون لها عواقب عصبية المتراكمة والمزمنة 1،2. ومع ذلك، لا يزال هناك نقص في المعرفة فيما يتعلق الارتجاج وآثارها. المنهجية الحالية تقيد دراسات في علم الأمراض والعلاج في البشر منذ وتقييم عصبي فقط وتقييم التصوير المتاحة للتشخيص السريري. توفر النماذج الحيوانية وسيلة لدراسة هزات بطريقة فعالة، صارمة، وتسيطر على أمل مزيد من التشخيص والعلاج من الارتجاج.
وقد تكيفت دراسات المصرف التجاري العراقي التقليدينماذج مثل تأثير القشرية للرقابة (CCI)، تأثير السائل قرع (FPI)، انخفاض الوزن إصابة، وإصابة الانفجار لأداء الارتجاج وتحفيز بالقسوة إصابة منخفضة عن طريق تغيير معالم الإصابة. هذه النماذج هي مفيدة للاستخدام بسبب قدرتها على تكرار الصدمة الدماغ مشابهة شكليا إلى الحالة السريرية. ومع ذلك، لديهم أيضا القيود الخاصة بها. شدة الإصابة الناجمة عن إصابة التسارع (انخفاض الوزن) في كثير من الأحيان اختلافا كبيرا. نتائج اثنين من غرفة تجارة وصناعة خفيفة - نزيف تحت العنكبوتية وكدمة التنسيق - لا يمكن مقارنتها مع هزات الإنسان نموذجية. غرفة تجارة وصناعة وFPI تتطلب حج القحف، وهي ليست ذات الصلة سريريا، في حين أن إصابة الانفجار هو نموذج أكثر إثارة للجدل في ما يخص القياسات موقف التعرض وذروة الضغط المختلفة وكذلك الإصابات الثانوية المتغيرة خلال التعرض 3-6. نموذج حيواني الارتجاج تحديثها التي يمكن أن تترجم بحوث ما قبل السريرية في SETTI السريرينانوغرام من الضروري في مجال البحوث.
القضية الرئيسية في نمذجة معتدل TBI هي تحديد شدة الإصابة التجريبية، الذي يعيد الأكثر تطابقا إصابة في عملية إعداد سريرية. في الآونة الأخيرة، وضعت مجموعات بحثية مختلفة لإصابة في الرأس المغلقة أو الارتجاج إصابة في الرأس (CHI) نموذج 7-10. CHI هو تعديل CCI دون حج القحف، ولكنه لا يزال يستخدم نظام التأثير المغناطيسي الإلكترونية التقليدية لتوليد تأثير الرأس. وCHI يمكن أن تحدث ارتجاج تتراوح ما بين خفيفة الى معتدلة عن طريق ضبط المعلمات تأثير. فقدان الوعي (LOC) يمكن ملاحظتها مباشرة بعد الأثر عن طريق الكشف عن انخفاض في معدل التنفس أو إنهاء عابرة في التنفس. يستخدم الفترة من الكونغرس لتحديد شدة الإصابة. هذه الورقة تتضمن نسخة محسنة قليلا وتحديثها لنموذج متكرر CHI (rCHI) في الفئران، جنبا إلى جنب مع بروتوكول مفصلة خطوة بخطوة ونتائج ممثل. وrCHI استراتيجيات البحث نموذج لإعادة مفيد في تحديد الآثار الارتجاج والعلاجات المحتملة، وخاصة منذ وجود نموذج حيواني الفردية قادرة على تقليد كل من التغيرات المرضية التي يسببها ارتجاج.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تم تنفيذ جميع الإجراءات في إطار البروتوكولات # 201207692 افقت عليها لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي من جامعة ولاية فلوريدا وفقا لالمعاهد الوطنية للصحة الدليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية.
1. رعاية الحيوان
- استخدام عمرها 3-4 أشهر الذكور C57BL / 6J الفئران. توفير الفراش، ومواد التعشيش، والغذاء، والمياه libitum الإعلانية. الحفاظ على الفئران في درجات الحرارة المحيطة تسيطر على 20-22 درجة مئوية مع 12 ساعة ضوء / 12 ساعة دورات مظلمة ثابتة.
2. قبل الانحشار التحضير
- إرفاق سيليكون المغلفة بالمطاط تلميح معدنية مصنوعة خصيصا لجهاز تأثير التجسيمي الكهرومغناطيسي. تأكد من القاع المسطح من طرف موازية للسطح تلميح التحقيق (الشكل 1A).
- تخدير الفأر مع 4٪ الأيزوفلورين تليها التخدير الصيانة من 2.5٪ الأيزوفلورين. تحقق التخدير عن طريق تدفق متر. رصد ومراقبةص مستوى التخدير حتى الحيوان يصل إلى مستوى الجراحية التخدير عن طريق إظهار فقدان المنعكس انسحاب دواسة.
- ضع الماوس في وضعية الرقود على وسادة التدفئة. استخدام مخروط الأنف على شكل قمع للحفاظ على الماوس تحت التخدير. تماما حلق الرأس باستخدام الانتهازي. استخدام الفازلين مرهم للعين في عيون الماوس، لمنع جفاف بينما تحت التخدير.
3. إعداد المعلمات تأثير
ملاحظة: يتضمن نظام تأثير مربع التحكم لتعيين المعلمات تأثير، وهو المحرك لأداء الانحشار، وإطار المجسم الرقمي مع محاور 3-الحركة.
- قبل تعيين سرعة الجهاز الأثر إلى 4 متر / ثانية ومدة بقاء إلى 240 مللي ثانية على السيطرة على المربع.
4. تحديد المواقع مركز الأثر
- وضع وسادة التدفئة الناعمة تحت جسم الحيوان للحفاظ على درجة حرارة الجسم قرب 39 درجة مئوية. جبل الماوس في إطار المجسم في ضميرموقف ه مع قضبان الأذن كليلة نهاية.
- خفض الحافة تأثير قريب من رأس الفأر عن طريق تحريك سائق Z. ضبط غيض تأثير شقة (9 مم) عن طريق تحريك X- وY السائقين في منتصف الطريق إلى الهدف ينسق فوق الدرز السهمي.
- تأكد من حافة واحدة من طرف تأثير موازية عموديا إلى خط أفقي وهمي بين اثنين من آذان (الشكل 1C). مركز تأثير يتوافق مع منتصف الدرز السهمي مركزي بين الغرز بين نصفي العظم الجبهي واللامي (interaural 9 ملم الى interaural 0 مم، الأفقي 4.5 ملم).
5. إعداد عمق الأثر
- لضبط عمق تأثير بشكل صحيح، استخدم تلميح التحقيق إضافية لاستبدال السيليكون معزول المغلفة بالمطاط تأثير الحافة.
- للتأكد من وجود أي تحول من مركز التأثير بعد التحول نصائح، تعيين X و Y قناة على لوحة التحكم الرقمي التجسيمي إلى الصفر قبل أن ينتقل النصائح.
- نقل مشكلهالبريد طرف إلى وسط منطقة التأثير عن طريق تحريك X-Y ومحركات يدويا.
- كليب الاتصال استشعار لذيل الفأر.
- نقل المسبار (Z محرك الأقراص) لأسفل حتى يلامس طرف المسبار على سطح الموقع تأثير.
- تعيين القناة Z على لوحة التحكم التجسيمي إلى الصفر.
- نقل معلومات سرية تأثير العودة إلى منطقة التأثير عن طريق تعديل X- وY السائقين (لا أزرار صفر على لوحة التحكم الرقمي التجسيمي) يدويا حتى X- وY السائقين صفر (حيث تم غيض تأثير ضعه سابقا).
- التراجع عن المحرك عن طريق تحريك مفتاح تتراجع على السيطرة على المربع. يدويا نقل المسبار أسفل (Z سائق) بنسبة 4 مم.
6. تأثير
- تحريك تأثير بالضغط على مفتاح التأثير على السيطرة على المربع وتحقيق عمق تشوه 4 مم.
7. بعد الانحشار
- قياس الوقت من تأثير حتى أول نفس الماوس، باستخدام جهاز توقيت.
- إزالة الحيوان من الجهاز ووضعها على وسادة دافئة للحفاظ على درجة حرارة الجسم. لا تترك الحيوان غير المراقب حتى استعاد وعيه كافية للحفاظ على الاستلقاء القصية.
- السماح للتعافي قبل أن تعود الحيوان مرة أخرى في قفص نظيفة. لا عودة للحيوان أن الشركة من الحيوانات الأخرى حتى تعافى تماما.
- مراقبة ووزن الفئران يوميا. إذا أظهرت الفئران علامات الألم، حقن داخل الصفاق لهم ميلوكسيكام في 1-2 ملغ / كغ كل 12-24 ساعة.
8. الانحشار المتكرر
- إعطاء الفئران إصابات إضافية في أيام 4 و 7 و 10 بعد الإصابة الأولية (فترة 72 ساعة بين الآثار).
9. المناعية (IHC)
- نضح Transcardial
- تخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق مع 200 م / بنتوباربيتال كغم.
- تقييم وضمان التخدير الجراحي الطائرة قرصة أخمص قدميه. ثانيةلدى عودتهم الماوس في موقف ضعيف عن طريق تسجيل بلطف الأرجل الأمامية والكفوف الخلفيتين على سطح العمل الستايروفوم داخل غطاء الدخان الكيميائية.
- إجراء شق خلال الجلد على طول خط الوسط الصدري من مجرد تحت عملية الخنجري إلى الترقوة. جعل اثنين من شقوق الجلد إضافية في عملية الخنجري والمضي قدما على طول قاعدة القفص الصدري البطني أفقيا.
- فتح التجويف الصدري وكشف القلب من خلال قطع عضلات الصدر والقفص الصدري.
- تأمين القلب النابض مع ملقط كليلة وتقديم 1 - ملم شق 2 في البطين الأيسر.
- إدراج فورا إبرة فراشة في الأذين الأيمن. بدء ضخ المياه المالحة 20ML عن طريق دفع الحقنة ببطء.
- التحول من المياه المالحة إلى 4٪ امتصاص العرق. تواصل نضح مع 20ML من امتصاص العرق.
- قطع رأس الماوس وإزالة الجلد مع مقص. عزل الدماغ من الجمجمة باستخدام قطع العظام.
- Cryostat باجتزاء
- أنسجة المخ تضمينها في درجة الحرارة المثلى القطع (أكتوبر) صياغة وتجميد في -80 درجة مئوية. وضع الدماغ في ناظم البرد في اتجاه السهمي. أقسام الدماغ قطع 5 ميكرون سميكة.
- تلطيخ
- تجفيف الأجزاء المجمدة في درجة حرارة الغرفة لمدة 1 ساعة.
- احتضان الشرائح مع 100 ميكرولتر من 2٪ مصل الماعز و 0.1٪ تريتون X-100 في الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) لمدة 1 ساعة على RT.
- تغسل شرائح 3 مرات مع 300 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني. ثم احتضان الشرائح مع مكافحة GFAP (1: 200) أو الأجسام المضادة لمكافحة فيريتين (1: 200) بشكل منفصل خلال الليل في 4 درجات مئوية.
- تغسل شرائح 3 مرات مع 300 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني. ثم احتضان الشرائح لمدة 2 ساعة في درجة حرارة الغرفة مع الأجسام المضادة الثانوية البيوتين مترافق.
- تغسل شرائح 3 مرات مع 300 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني. ثم احتضان الشرائح مع مجمع (ABC) حل أفيدين البيوتين (01:50) في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة.
- تغسل شرائح 3 مرات مع 300 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني. ثم احتضان في 3،3'-diaminobenzidine حل (DAB) الركيزة (50 مل برنامج تلفزيوني، 10 ميكرولتر H 2 O 2، 10 ملغ DAB حبوب منع الحمل، والتصفية قبل استخدام) عن 5-8 دقائق. مراقبة الشرائح تحت المجهر حتى تظهر الخلايا إيجابية.
- شطف الشرائح في بطء ماء الحنفية لمدة 5 دقائق. شرائح نظيفة مع مختبر مسح. ثم تحميل المقاطع مع تصاعد المتوسطة وساترة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
في هذا النموذج (الشكل 1 AC)، كانت هناك فترات وجيزة من يلهث والتنفس الضحلة. يتم تعريف فقدان الوعي (اللاوعي)، وانخفاض في معدل التنفس أو إنهاء عابرة في التنفس قبل استئناف التنفس الطبيعي. تسبب لها تأثير على مركز رئيس اللاوعي على المدى القصير (7.5 ± 4.7، 7.8 ± 5.5، 10.2 ± 8.8، 9.5 ± 8.0 ثانية في كل أثر على حدة، 1D الشكل). وأظهرت أدمغة فئران التشكل الطبيعي التي كتبها H & E تلطيخ النسيجية، التي أشارت إلى عدم الآفات ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
لتقليد إصابات الدماغ مشابهة شكليا إلى الحالة السريرية، ومن المتوقع أعراض ما بعد الارتجاج. وتشمل أعراض ما بعد الارتجاج عادة الصداع، والدوخة، والدوار، والتعب، والذاكرة والنوم المشاكل، صعوبة في التركيز، وكذلك القلق والمزاج المكتئب. منذ أعراض جسدية قد لا تكون قابلة للقياس بعد في النماذج الحيوانية، وتستخدم التغييرات المحرك وظيفة الادراك والسلوك العاطفي كمعايير لتقييم عقلاني ارتجاج في النماذج الحيوانية. في دراسة نشرت السابقة، فقد تبين أن نموذج الفأر rCHI يدفع العجز في التعلم المكاني، وا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين مصلحة مالية للإفصاح عنها.
شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل بتمويل من منحة Florida Health (صندوق أبحاث إصابات الدماغ والحبل الشوكي) (KKW).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| آلة التخدير | Eagle Eye Anesthesia، Inc | موديل 150 ؛ | تخدير |
| الاصطدام الكهرومغناطيسي | LeicaBiosystems | تأثير واحد Stereotaxic Impactor | يؤدي الانحطاط |
| الرقمي أداة Stereotaxic | LeicaBiosystems | 39462501 | تركيب الماوس ونصائح تحديد المواقع |
| طرف معدني مطلي بالمطاط Sicilone | أداة دقيقة & الهندسة ، Gainesvill FL | طرف | تأثير |
| ليثيوم أيون الكل في واحد ماكينة تشذيب | WAHL المنتجات المنزلية | 9854-600 | مشابك ورق شعر الماوس |
| مشابك | الورق طرف مسبار حسب الطلب | ||
| أدوات التطبيق القطنية ذات الرؤوس | MEDLINE | MDS202055 | رأس فرك مع الأنسجة المالحة |
| Tek O.C.T. | ASKURA FINETEK USA INC | 4583 | الأنسجة |
| المضادة ل GFAP | داكو | CA93013 | المضادة للجسم |
| المضاد للفيريتين | سيجما | F6136 | ل IHC |
| VECTASTAIN Elite ABC & nbsp; مجموعة | مختبرات النواقل | PK-6100 | نظام الكشف IHC |
| Permount Mounting Medium | Fisher Scientific | SP15-100 | |
| Aperio XT ScanScope الماسح الضوئي | Leica Microsystems Inc ، | الشرائح المسح | |
| Leica AutoStainer XL | Leica شركة علم الأمراض | ST2010 | H& E تلطيخ |
| DAB | عن سيجما | D3939 | IHC |
المراجع
- Baugh, C. M., et al. Chronic traumatic encephalopathy: neurodegeneration following repetitive concussive and subconcussive brain trauma. Brain Imaging Behav. 6 (2), 244-254 (2012).
- McKee, A. C., et al. Chronic traumatic encephalopathy in athletes: progressive tauopathy after repetitive head injury. J. Neuropathol Exp Neurol. 68 (7), 709-735 (2009).
- Petraglia, A. L., Dashnaw, M. L., Turner, R. C., Bailes, J. E. Models of mild traumatic brain injury: translation of physiological and anatomic injury. Neurosurgery. 75 Suppl (4), S34-S49 (2014).
- Goldstein, L. E., McKee, A. C., Stanton, P. K. Considerations for animal models of blast-related traumatic brain injury and chronic traumatic encephalopathy. Alzheimers Res Ther. 6 (5), 64(2014).
- Gold, E. M., et al. Functional assessment of long-term deficits in rodent models of traumatic brain injury. RegenMed. 8 (4), 483-516 (2013).
- Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. Animal models of traumatic brain injury. Nat Rev Neurosci. 14 (2), 128-142 (2013).
- Luo, J., et al. Long-term cognitive impairments and pathological alterations in a mouse model of repetitive mild traumatic brain injury. Front Neurol. , 5-12 (2014).
- Yang, Z., et al. Temporal MRI characterization, neurobiochemical and neurobehavioral changes in a mouse repetitive concussive head injury model. Sci Rep. 10 (5), 11178(2015).
- Zhang, J., et al. Inhibition of monoacylglycerol lipase prevents chronic traumatic encephalopathy-like neuropathology in a mouse model of repetitive mild closed head injury. J Cereb Blood Flow Metab. 35 (3), 443-453 (2015).
- Petraglia, A. L., et al. The spectrum of neurobehavioral sequelae after repetitive mild traumatic brain injury: a novel mouse model of chronic traumatic encephalopathy. J Neurotrauma. 31 (13), 1211-1224 (2014).
- Lumpkins, K. M., Bochicchio, G. V., Keledjian, K., Simard, J. M., McCunn, M., Scalea, T. Glial fibrillary acidic protein is highly correlated with brain injury. J Trauma. 65 (4), 778-782 (2008).
- Yang, Z., Wang, K. K. Glial fibrillary acidic protein: from intermediate filament assembly and gliosis to neurobiomarker. Trends Neurosci. 38 (6), 364-374 (2015).
- Liu, H., et al. Increased expression of ferritin in cerebral cortex after human traumatic brain injury. Neurol Sci. 34 (7), 1173-1180 (2013).
- Jordan, B. D., et al. The clinical spectrum of sport-related traumatic brain injury. Nat Rev Neurol. 9 (4), 222-230 (2013).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
