مقالة منهجية

تقييم السلوك العصبي في نموذج ماوس لإصابة في الدماغ التاكسج الدماغية حديثي الولادة

11.7K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/55838

⸱

نوفمبر 24, 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department and Research Institute of Rehabilitation Medicine, Yonsei University College of Medicine, 2Brain Korea 21 PLUS Project for Medical Science, Yonsei University, 3Department of Rehabilitation Medicine, Yonsei University Wonju College of Medicine, 4Rehabilitation Institute of Neuromuscular Disease, Yonsei University College of Medicine, 5Graduate Program of NanoScience and Technology, Yonsei University

في هذه المقالة

ملخص

أجرينا انسداد الشريان السباتي الانفرادية في يوم الولادة مؤتمر نزع السلاح 7-10-1 ماوس الجراء لإنشاء نموذج (مرحبا) التاكسج الدماغية الولدان والتحقيق في آثار إصابات الدماغ مرحبا. ودرسنا وظائف السلوك العصبي في هذه الفئران مقارنة بالفئران العادية غير المعدنية.

الملخص

ونحن يؤديها انسداد الشريان السباتي الانفرادية على مؤتمر نزع السلاح-1 الفئران لإنشاء نموذج (مرحبا) التاكسج الدماغية الولدان والتحقيق آثار إصابة الأطفال حديثي الولادة في الدماغ مرحبا بدراسة وظائف السلوك العصبي في هذه الفئران مقارنة بعدم تشغيلها (أي، الفئران العادية). واستخدمت طريقة الأرز-Vannucci أثناء الدراسة، للحث على تلف الدماغ مرحبا الولدان في الفئران بعد الولادة يوم 7-10 (P7-10). تم تنفيذ العملية مرحبا على الجراء ربط الشريان السباتي الانفرادية والتعرض لنقص (% 8 س2 و 92% N2 لمدة 90 دقيقة). أسبوع واحد بعد العملية، على العقول التالفة قيمت بالعين المجردة من خلال الجمجمة شبه شفافة وصنفت إلى مجموعات فرعية استناداً إلى غياب (مجموعة "أي ضرر القشرية") أو وجود إصابة القشرية، (مجموعة "إصابة القشرية") مثل آفة في نصف الكرة الأيمن. في الأسبوع السادس، وأجريت اختبارات السلوك العصبي التالية لتقييم الوظائف المعرفية والحركية: تجنب السلبية المهمة (بات)، سلم المشي الاختبار، واختبار قوة قبضة. قد تكون مفيدة في تحديد الآثار المترتبة على إصابة الأطفال حديثي الولادة في الدماغ مرحبا هذه الاختبارات السلوكية وتستخدم في نماذج أخرى الماوس لأمراض الأعصاب. في هذه الدراسة، مرحبا الولدان الدماغ إصابة الفئران أظهرت العجز الحركي الذي يقابل الضرر الحق في نصف الكرة. نتائج الاختبار السلوكية ذات الصلة بأوجه العجز الملاحظة في المرضى مرحبا الولدان البشرية، مثل الشلل الدماغي أو مرضى السكتة الدماغية الولدان. في هذه الدراسة، أنشئ نموذج الفأر من إصابة الأطفال حديثي الولادة في الدماغ مرحبا وأظهرت درجات مختلفة من العجز الحركي وضعف الإدراك مقارنة بالفئران غير التي تديرها. هذا العمل يوفر المعلومات الأساسية على نموذج الفأر مرحبا. إظهار صور الرنين المغناطيسي تعمل مختلف، مفصولة الاختبارات الحركية والمعرفية وفقا لخطورة تلف في المخ.

المقدمة

تحدث إصابة الأطفال حديثي الولادة في الدماغ مرحبا خلال مرحلة الطفولة المبكرة (حوالي اثنين من المرضى كل 000 1 طفل)1،2،3،،من45. دراسات بشأن إصابة الأطفال حديثي الولادة في الدماغ مرحبا هامة، واستخدام المنشأة الولدان مرحبا الدماغ إصابة ماوس نموذجا يمكن أن تيسر في فيفو البحوث الإكلينيكية في إصابات الدماغ مرحبا.

وتستخدم النماذج التقليدية مرحبا في الفئران الكبار6. لنموذج الوليد، ويشيع استخدام الأسلوب Vannucci الأرز P7 الفئران7،8. ومع ذلك، نظراً للفئران والجرذان هي مختلفة قليلاً9،10، على الرغم من أنهم كل القوارض، أجرينا أسلوب Vannucci أرز معدلة على مؤتمر نزع السلاح-1 الجراء P7-10، استناداً إلى الدراسات السابقة التي أظهرت أن P7-10 هو الفترة التي تتميز أوليجوديندروسيتيس غير ناضجة، يقابل مصطلح البشرية P011،12. نموذج الماوس مرحبا الوليد أنشئت عن طريق كلا ربط الشريان السباتي الانفرادية وتعرض الفئران لنقص بالأكسجين 8% في الجراء P7-10.

تعرض الفئران للإجراء الذي أظهر درجات مختلفة من آفات الدماغ في منطقة بوستيرولاتيرال في نصف الكرة الأيمن. وأجريت للتعرف على العجز الإدراكي والحركي والسلوك العصبي تقييمات استناداً لبات، سلم المشي الاختبار، واختبار قوة قبضة. وجرى تحليل الفروق بين غير المعدنية (أي، عادي) والفئران مرحبا. ويعرض هذا العمل المعلومات الأساسية على نموذج الفأر مرحبا. إظهار صور الرنين المغناطيسي تعمل مختلفة، تفصل وفقا لخطورة أضرار الدماغ باستخدام الاختبارات الحركية والإدراكية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

جميع الحيوانات يقيمون في قفص قياسية (27 × 22.5 × 14 سم3) في منشأة معتمدة من قبل جمعية التقييم والاعتماد لمختبر الحيوان الرعاية (آآلاك) ونظرا للمواد الغذائية والمياه libitum الإعلانية تحت 12-ح الضوء/الظلام بالتناوب دورات. الكتاب يتبع اللوائح الخاصة بحماية الحيوانات، ووافق الإجراءات التجريبية برعاية الحيوان المؤسسية واستخدام اللجنة يونسي كلية الطب بجامعة (رقم IACUC 2010-0252؛ 2013-0220).

1-نموذج الماوس لإصابة في الدماغ مرحبا الوليد

  1. تخدير الجراء مع إيسوفلوراني.
    1. ضع الجراء (أقل من 5) في مربع أنيسثيتيزينج وأغلق الغطاء.
    2. قم بتشغيل نظام أنيسثيتيزينج لمدة 15 دقيقة تقريبا؛ ضبط الغاز وإيسوفلوراني باستخدام جهاز تخدير أعلى جدول. ضبط مقياس الأكسجين في التدفق إلى 1.5 لتر/دقيقة ضبط المبخر isoflurane إلى 3-5% لتحريض التخدير.
    3. وبعد 15 دقيقة، ضبط المبخر isoflurane إلى 1-2% للمحافظة على التخدير.
  2. تكمن جرو أنيسثيتيزيد تماما تحت مجهر تشريح (البطن التي تواجه الباحث) وتأمينه بالشريط.
  3. جعل شق ~0.7-mm في الرقبة باستخدام مقص معقم.
  4. بعناية إزالة الأنسجة الدهنية باستخدام الملقط المعقم وفضح الشريان السباتي حق الانفرادية.
  5. اضطر في الشريان السباتي الحق الانفرادي مع 5-0 خياطة قابلة لامتصاص.
  6. خياطة الشق في الرقبة مع خياطة 5-0.
  7. ضع كل ألجرو في دائرة التاكسج حارة 37 درجة مئوية ح 1 للانتعاش. لا تقم بإغلاق غطاء الدائرة.
  8. ح 1 بعد الجراحة، عندما تكون الجراء مستيقظا تماما، أغلق غطاء دائرة نقص وانخفاض مستويات الغاز تهيئة ظروف التاكسج (% 8 س2 و 92% ن2).
  9. بعد 90 دقيقة من نقص، العودة الجراء إلى اقفاصها.
  10. أسبوع واحد بعد الإصابة في الدماغ مرحبا، كرر الخطوة 1.
    1. بعد التخدير، جعل شق في فروة الرأس مع تعقيم المقص والملقط لتحديد الآفة الدماغ في منطقة بوستيرولاتيرال في نصف الكرة الأيمن.
      ملاحظة: هذا العلاج يؤدي إلى نقص في الجراء. يتم تقييم وجود ومدى إصابة المخ في الفئران جميع بصريا بالعين المجردة من خلال الجمجمة شبه شفافة. كما يحددها حجم أو حجم تلون (أي، الآفة الدماغ)، تصنف الجراء إلى مجموعات. إذا لم يكن هناك أي إصابة القشرية مرئية، تصنف الماوس إلى مجموعة "أي ضرر القشرية". إذا كان هناك إصابة القشرية مرئية (أي آفة في نصف الكرة الأيمن)، يصنف الماوس إلى مجموعة "القشرية الإصابة". حيث يتم تصنيف الفئران إلى مجموعات أسبوع واحد بعد العملية، يمكن تعديل المجموعات عند مورفولوجيس عينات الدماغ بوضوح في وقت التضحية1،2،3، 4.

figure-protocol-1
الشكل 1: نمذجة إصابة الأطفال حديثي الولادة في الدماغ مرحبا في الفئران.
(أ) جرو ماوس عمره سبعة أيام خضع لعملية جراحية، وكانت متصلة الشريان السباتي الحق الانفرادي. (ب) الجراء وضعت في دائرة التاكسج لمدة 90 دقيقة مع 8% O2 و N 92%2. (جيم ودال وهاء) العقول بسبب إصابة الأطفال حديثي الولادة في مرحبا أظهر خطورة مختلفة من الضرر وصنفت استناداً إلى درجة الضرر. في الأسبوع 14، تم الحصول على العقول، وكانت تصور الآفات. (ج) صورة الدماغ التي تصنف على أنها "لا القشرية إصابة". على حد سواء (د) و (ه) قد صنفت في المجموعة "القشرية الإصابة". (F و G و H) الممثل التصوير بالرنين المغناطيسي (ج)، (د) والفئران (ه)، على التوالي. (و (الضرر في قرن آمون يرد مع سهم أصفر، وأشارت أيضا إلى آفات في نصف الكرة الأيمن مع الأسهم الصفراء (زاي وحاء). تغيير حجم أشرطة = 1 مم الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

2-الولدان الاختبارات السلوكية

ملاحظة: هنا، تم إجراء الاختبارات السلوكية في 6 أسابيع عمر.

  1. تجنب السلبية المهمة.
    ملاحظة: لتقييم وظيفة الذاكرة تقوم على التعلم، وتجنب حافز البرود، ينبغي أن يكون خطوة من خلال يومين-حجرة بات أجرى13،14،،من1516.
    1. ضع ماوس في حجرة مشرق من مربع مكوك زجاجي (41.5 × 21 × 35 سم3) جهاز بات.
    2. بعد 30 ثانية، فتح الباب مقصلة وتسجيل الوقت الكمون للماوس للانتقال إلى حجرة مظلمة (تصل إلى 300 s).
    3. أغلق باب المقصلة عند جميع أطرافه الأربعة من الماوس بشكل كامل داخل حجرة مظلمة.
    4. إدارة الصدمات الكهربائية القدم (0.5 mA) 2 s والعودة الماوس إلى قفصة.
    5. استبدال الماوس في حجرة مشرق ح 24 بعد الصدمة الكهربائية سيرا على الأقدام.
    6. فتح s الباب 10 المقصلة بعد أن يتم وضع الماوس تماما في حجرة مشرق، وسجل الوقت الكمون للماوس للانتقال إلى حجرة مظلمة (تصل إلى 300 s).
  2. اختبار سلم سيرا على الأقدام.
    ملاحظة: مهمة المشي درجات سلم يسمح للتمييز بين الاضطرابات خفية الوظيفة الحركية من خلال الجمع بين النوعية والتحاليل الكمية المهرة المشي17،18.
    1. قم بتشغيل كاميرا الفيديو.
    2. ضع ماوس على لوحة ابدأ للسلم والبدء فورا في التسجيل.
    3. تسجيل الفيديو، مع التركيز على أطرافه الماوس.
    4. إيقاف التسجيل عند الماوس يلمس الفريق الأخير في السلم. رحلة ذهابا وإيابا كرر أربع مرات.
    5. تحليل تسجيل الفيديو ويدويًا حساب عدد قسائم لكل فوريليمب، كما يلي:
      1. تشغيل تسجيل الفيديو على جهاز كمبيوتر بسرعة بطيئة (0.1 x) والاعتماد الخطوات يدوياً.
  3. اختبار قوة قبضة.
    ملاحظة: يتم اختبار قوة قبضة استخدام مقياس قوة قبضة، الذي يشمل قياس ضغط دفع وجذب.
    1. إصلاح الجهاز قوة قبضة على لوحة اكريليك.
    2. ضع ماوس على اللوحة اﻷكريليك بذيله.
      1. تحريك اليد عقد الذيل حتى أنه يمكن الوصول إلى الماوس وقبضة الأسلاك المعدنية للأجهزة.
    3. السماح لعدة محاكمات حتى الماوس السيطرة قطعة ثلاثي من الأسلاك المعدنية (2 مم في القطر)؛ يتم تلقائياً تسجيل ذروة القوة في غرام بالجهاز.
      ملاحظة: استخدام القوة يعني ذروة المحاكمات الثلاث للتحليل19،،من2021.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

يتم التعبير عن كافة البيانات بالخطأ القياسي ± يعني يعني (SEM). وأجرى مقارنة المتغيرات بين المجموعتين استخدام مستقلة أو إقران تي-اختبار في البرامج الإحصائية SPSS. فقيمه < 0.05 اعتبرت يعتد به إحصائيا.

العقول بسبب إصابة الأطفال حديثي الولادة في مرحبا أظهر خطورة مختلفة من الضرر وقد صنفت تبعاً لذلك (الشكل 1-E). وتم الحصول على العقول في الأسبوع 14، وكانت تصور الآفات. ويبين

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

في هذه الدراسة، الناجمة عن إصابة في الدماغ مرحبا في ماوس مضغوط P7-10-1 الأطفال حديثي الولادة، وحددت الآفة الدماغ مع العجز الإدراكي والسيارات ذات الصلة. وخلال هذا الإجراء، انسداد الشريان السباتي الحق الانفرادي كان حاسما. في هذه الخطوة، يمكن أن تلف الشريان وممزقة. توفي الجراء معظم الذين عانوا شريان المسيل للدموع. على العكس من ذلك، إذا كان الباحثون متصلة أخرى الدم الوريد بدلاً من الشريان السباتي حق الانفرادية، دماغ ألجرو أصيبت بأضرار إلا أقل ما يقال، والنمط الظاهري هامة لا يمكن ملاحظة24.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الكتاب قد لا المصالح المتنافسة.

شكر وتقدير

كان يؤيد هذه الدراسة من المنح المقدمة من مؤسسة البحوث الوطنية (جبهة الخلاص الوطني-2014R1A2A1A11052042؛ 2015M3A9B4067068)، ووزارة العلوم والتكنولوجيا، جمهورية كوريا، R تكنولوجيا الصحة الكورية & د المشروع (HI16C1012)، وزارة الصحة & الرعاية الاجتماعية، وجمهورية كوريا، وبرنامج مساعدة البحوث كلية "دونجوها" من كلية الطب (6-2016-0126) في جامعة يونسي.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
غرفة نقص الأكسجينJeung Do Bio & مصنع Coالتجريبية بناء
PAT جهازJeung Do Bio & مصنع CoExperimental Builder
درجة السلم المشيJeung Do Bio & مصنع التجريبيالتجريبي
SDI نظام قوة القبضةسان دييغو إنسترومنتس.
مقياس قوة القبضةUgo Basile47200
Harvard Appliance Fluovac نظام التخدير  هارفارد
التخديرصندوق أكريل
I-Fran السائل (الأيزوفلوران) HanaPharm. Co.، Ltd.التخدير العام (الأيزوفلوران 100 مل)
CD-1 الفئرانOrient Co.، Ltd.
خياطة أزرق نايلون أحادية غير قابلة للامتصاص 5-0 50 سمAilee Co.، Ltd.ملحوظة 521
IBM SPSS StatisticsIBMالإصدار 23
جهاز صندوق

المراجع

  1. Yager, J. Y. Animal models of hypoxic-ischemic brain damage in the newborn. Semin Pediatr Neurol. 11 (1), 31-46 (2004).
  2. Vannucci, R. C., et al. Rat model of perinatal hypoxic-ischemic brain damage. J Neurosci Res. 55 (2), 158-163 (1999).
  3. Im, S. H., et al. Induction of striatal neurogenesis enhances functional recovery in an adult animal model of neonatal hypoxic-ischemic brain injury. Neuroscience. 169 (1), 259-268 (2010).
  4. Clowry, G. J., Basuodan, R., Chan, F. What are the Best Animal Models for Testing Early Intervention in Cerebral Palsy? Front Neurol. 5 (258), 1-17 (2014).
  5. Colver, A., Fairhurst, C., Pharoah, P. O. Cerebral palsy. Lancet. 383 (9924), 1240-1249 (2014).
  6. Levine, S. Anoxic-ischemic encephalopathy in rats. Am J Pathol. 36, 1-17 (1960).
  7. Rice 3rd, J. E., Vannucci, R. C., Brierley, J. B. The influence of immaturity on hypoxic-ischemic brain damage in the rat. Ann Neurol. 9 (2), 131-141 (1981).
  8. Lafemina, M. J., Sheldon, R. A., Ferriero, D. M. Acute hypoxia-ischemia results in hydrogen peroxide accumulation in neonatal but not adult mouse brain. Pediatr Res. 59 (5), 680-683 (2006).
  9. Brazel, C. Y., Rosti 3rd, R. T., Boyce, S., Rothstein, R. P., Levison, S. W. Perinatal hypoxia/ischemia damages and depletes progenitors from the mouse subventricular zone. Dev Neurosci. 26 (2-4), 266-274 (2004).
  10. Buono, K. D., et al. Mechanisms of mouse neural precursor expansion after neonatal hypoxia-ischemia. J Neurosci. 35 (23), 8855-8865 (2015).
  11. Rumajogee, P., Bregman, T., Miller, S. P., Yager, J. Y., Fehlings, M. G. Rodent Hypoxia-Ischemia Models for Cerebral Palsy Research: A Systematic Review. Front Neurol. 7 (57), 1-20 (2016).
  12. Hagberg, H., Peebles, D., Mallard, C. Models of white matter injury: comparison of infectious, hypoxic-ischemic, and excitotoxic insults. Ment Retard Dev Disabil Res Rev. 8 (1), 30-38 (2002).
  13. Wi, S., Yu, J. H., Kim, M., Cho, S. R. In Vivo Expression of Reprogramming Factors Increases Hippocampal Neurogenesis and Synaptic Plasticity in Chronic Hypoxic-Ischemic Brain Injury. Neural Plast. 2016 (2580837), 1-11 (2016).
  14. Lu, Y., Christian, K., Lu, B. BDNF: a key regulator for protein synthesis-dependent LTP and long-term memory? Neurobiol Learn Mem. 89 (3), 312-323 (2008).
  15. Manabe, T., et al. Facilitation of long-term potentiation and memory in mice lacking nociceptin receptors. Nature. 394 (6693), 577-581 (1998).
  16. Alonso, M., et al. BDNF-triggered events in the rat hippocampus are required for both short- and long-term memory formation. Hippocampus. 12 (4), 551-560 (2002).
  17. Seo, J. H., et al. In Situ Pluripotency Factor Expression Promotes Functional Recovery From Cerebral Ischemia. Mol Ther. 24 (9), 1538-1549 (2016).
  18. Kim, M. S., et al. Environmental enrichment enhances synaptic plasticity by internalization of striatal dopamine transporters. J Cereb Blood Flow Metab. 36 (12), 2122-2133 (2015).
  19. Lee, M. Y., et al. Alteration of synaptic activity-regulating genes underlying functional improvement by long-term exposure to an enriched environment in the adult brain. Neurorehabil Neural Repair. 27 (6), 561-574 (2013).
  20. Rha, D. W., et al. Effects of constraint-induced movement therapy on neurogenesis and functional recovery after early hypoxic-ischemic injury in mice. Dev Med Child Neurol. 53 (4), 327-333 (2011).
  21. Chong, H. J., Cho, S. R., Jeong, E., Kim, S. J. Finger exercise with keyboard playing in adults with cerebral palsy: A preliminary study. J Exerc Rehabil. 9 (4), 420-425 (2013).
  22. Chong, H. J., Cho, S. R., Kim, S. J. Hand rehabilitation using MIDI keyboard playing in adolescents with brain damage: a preliminary study. NeuroRehabilitation. 34 (1), 147-155 (2014).
  23. Seo, J. H., Yu, J. H., Suh, H., Kim, M. S., Cho, S. R. Fibroblast growth factor-2 induced by enriched environment enhances angiogenesis and motor function in chronic hypoxic-ischemic brain injury. PLoS One. 8 (9), e74405(2013).
  24. Washington, P. M., et al. The effect of injury severity on behavior: a phenotypic study of cognitive and emotional deficits after mild, moderate, and severe controlled cortical impact injury in mice. J Neurotrauma. 29 (13), 2283-2296 (2012).
  25. Cho, S. R., et al. Astroglial Activation by an Enriched Environment after Transplantation of Mesenchymal Stem Cells Enhances Angiogenesis after Hypoxic-Ischemic Brain Injury. Int J Mol Sci. 17 (9), 1-15 (2016).
  26. Tsuji, M., et al. A novel reproducible model of neonatal stroke in mice: comparison with a hypoxia-ischemia model. Exp Neurol. 247, 218-225 (2013).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة