البروتوكول المعروض هنا يظهر تقنية لخلق نموذج القوارض من إصابات الدماغ. الطريقة الموصوفة هنا تستخدم تشعيع الليزر وتستهدف القشرة الحركية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
البروتوكول المعروض هنا يظهر تقنية لخلق نموذج القوارض من إصابات الدماغ. الطريقة الموصوفة هنا تستخدم تشعيع الليزر وتستهدف القشرة الحركية.
تتضمن تقنية شائعة لحث السكتة الدماغية في نماذج القوارض التجريبية انسداد الشريان الدماغي الأوسط (MCA) العابر (غالباً ما يشار إليه باسم MCAO-t) أو دائم (يُعيّن باسم MCAO-p). غير أن هذه التقنية المقبولة عموماً لها بعض القيود، مما يحد من استخدامها على نطاق واسع. وغالبا ما يتميز تحريض السكتة الدماغية من خلال هذه الطريقة من قبل ارتفاع التباين في توطين وحجم منطقة الإقفاري، والحوادث الدورية من النزيف، وارتفاع معدلات الوفيات. كما أن النجاح في إنجاز أي من الإجراءات العابرة أو الدائمة يتطلب خبرة وغالباً ما يستمر لمدة 30 دقيقة تقريباً. في هذا البروتوكول، يتم تقديم تقنية تشعيع الليزر التي يمكن أن تكون بمثابة وسيلة بديلة لاستحثاء ودراسة إصابات الدماغ في نماذج القوارض.
بالمقارنة مع الفئران في مجموعات التحكم وMCAO ، أظهرت إصابة الدماغ عن طريق تحريض الليزر انخفاض التباين في درجة حرارة الجسم ، وحجم المزارع ، وذمة الدماغ ، والنزيف داخل الجمجمة ، والوفيات. وعلاوة على ذلك، تسبب استخدام إصابة ناجمة عن الليزر في تلف أنسجة المخ فقط في القشرة الحركية على عكس تجارب MCAO حيث لوحظ تدمير كل من القشرة الحركية والأنسجة النسترية.
تشير النتائج التي توصل إليها هذا التحقيق إلى أن التشعيع بالليزر يمكن أن يكون بمثابة تقنية بديلة وفعالة للحث على إصابة الدماغ في القشرة الحركية. الأسلوب أيضاً تقصير الوقت لإكمال الإجراء ولا يتطلب معالجات الخبراء.
على الصعيد العالمي، السكتة الدماغية هي السبب الرئيسي الثاني للوفاة والسبب الرئيسي الثالث للإعاقة1. كما تؤدي السكتة الدماغية إلى إعاقة شديدة، وغالباً ما تتطلب رعاية إضافية من الطاقم الطبي والأقارب. لذلك، هناك حاجة لفهم المضاعفات المرتبطة بالاضطراب وتحسين إمكانية تحقيق نتائج أكثر إيجابية.
استخدام النماذج الحيوانية هو الخطوة الأولى لفهم الأمراض. ولضمان أفضل نتائج البحوث، فإن النموذج النموذجي سوف يشمل تقنية بسيطة، والقدرة على تحمل التكاليف، وإمكانية التكاثر العالية، والحد الأدنى من التغير. وتشمل المحددات في نماذج السكتة الدماغية الإقفارية حجم وذمة الدماغ، وحجم الحفارة، ومدى انهيار حاجز الدم في الدماغ (BBB)، وضعف وظيفية تقييمها عموما عن طريق درجة شدة العصبية2.
تقنية تحريض السكتة الدماغية الأكثر استخداما في نماذج القوارض يُحل الشريان الدماغي الأوسط (MCA) بشكل عابر أو دائم3. تنتج هذه التقنية نموذج السكتة الدماغية مماثلة لتلك الموجودة في البشر: فقد penumbra المحيطة منطقة السكتة الدماغية، هو استنساخ عالية، وينظم مدة الإقفاريات وإعادة ضخ4. ومع ذلك، فإن طريقة MCAO لديها بعض التعقيدات. هذه التقنية عرضة للنزف داخل الجمجمة وإصابة شبكية العين ipsilateral مع خلل في القشرة البصرية وفرط الحرارة المشتركة التي غالبا ما تؤدي إلى نتائج إضافية5,6,7. وتشمل القيود الأخرى الاختلافات العالية في السكتة المستحثة (الناشئة عن التمديد المحتمل لاقفارية الإقفاريات إلى مناطق غير مقصودة، مثل منطقة الشريان السباتي الخارجية)، وعدم كفاية انسداد MCA، وإعادة التسريب السابق لأوانه. أيضا، الفئران من سلالات مختلفة وأحجام عرض مختلف وحدات التخزين في المزارع8. بالإضافة إلى جميع العيوب المذكورة، لا يمكن لنموذج MCAO أن يحفز السكتات الدماغية المعزولة الصغيرة في مناطق الدماغ العميقة، لأنها محدودة من الناحية الفنية من حيث متطلباتها من الحد الأدنى لحجم السفينة للقسطرة. وهذا يجعل الحاجة إلى نموذج بديل أكثر أهمية. طريقة أخرى، فوتوثرمومبوسيس، ويوفر بديلا محتملا لإجراءات MCAO ولكن لا يحسن على كفاءة9. هذه التقنية تستهدف السكتة الدماغية مع الضوء ويقدم بعض التحسينات على النماذج السابقة. ومع ذلك، يتطلب استئصال القحف الغازية التي ترتبط مع الكومبيات الثانوية9.
في ضوء أوجه القصور المبينة، يوفر البروتوكول المعروض هنا تقنية ليزر بديلة قادرة لحث إصابات الدماغ في القوارض. وتستند آلية عمل تقنية الليزر على آثار الليزر الحرارية الضوئية المنقولة على الأنسجة الحية ، مما يؤدي إلى امتصاص أشعة الضوء بواسطة أنسجة الجسم وتحويلها إلى حرارة. مزايا استخدام تقنية الليزر هي سلامته وسهولة التلاعب. قدرة الليزر على إنتاج الحرارة لوقف النزيف يجعلها مهمة جدا في الطب، في حين أن قدرته على تضخيم أشعة مختلفة في نقطة لقاء معين يضمن أن أشعة الليزر تجنب تدمير الأنسجة السليمة التي تقف في طريق الهدفنقطة 10. شعاع الليزر المستخدمة في هذا البروتوكول يمكن أن تمر من خلال وسيلة منخفضة السائل، مثل العظام، دون انبعاث الطاقة و / أو التسبب في أي تدمير. بمجرد أن تصل إلى وسيلة سائلة عالية ، مثل أنسجة الدماغ ، فإنها تستخدم طاقتها لتدمير الأنسجة المستهدفة. ولذلك، فإن هذه التقنية يمكن أن تحفز إصابات الدماغ فقط في المنطقة المناسبة من الدماغ.
وأظهرت التقنية المعروضة هنا قدرا هائلا من القدرة على تنظيم مستوياتها من الإشعاع، مما أدى إلى الاختلافات المختارة من إصابات الدماغ المقصود من البداية. على عكس MCAO الأصلي الذي يؤثر على كل من القشرة والمخطط ، كانت تقنية الليزر قادرة على تنظيم تأثير إصابة الدماغ ، مما أدى إلى الإصابة فقط على قشرة المحرك المقصودة. هنا، يتم توفير بروتوكول إصابات الدماغ الناجم عن الليزر وملخص للنتائج التمثيلية للإجراءات التي يتم إجراؤها على قشرة الدماغ للفئران.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد تم إجراء الإجراء التالي وفقاً للمبادئ التوجيهية لاستخدام الحيوانات التجريبية للجماعة الأوروبية. كما وافقت لجنة رعاية الحيوان في جامعة بن غوريون في النقب على هذه التجارب.
1. اختيار الحيوانات وإعدادها
2. MCAO الإجراء
3. إجراء تجريبي لإصابة الدماغ الناجم عن الليزر
4. درجة شدة العصبية (NSS)
5- التلاعب بعد الإصابة
6. تقييم إصابات الدماغ
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لم تسجل أي وفيات أو SAH في مجموعات التحكم أو المجموعات التجريبية(الجدول 1). وكان لدى مجموعة MCAO معدل 20٪ من الوفيات و SAH.
كما كانت التغيرات النسبية في درجة حرارة الجسم في فئران كلتا المجموعتين متشابهة، على الرغم من وجود اختلاف في التباين بين المجموعتين(الجدول 1).
كان هناك أسوأ بكثير NSS في كل من الليزر (16 ± 1.1) و MCAO (20 ± 1.5) نماذج، مقارنة مع مجموعة التحكم التي تعمل الصورية (1 ± 0.3; الجدول 1؛ p<0.01).
...الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ومن الإنصاف أن نفترض أن تقنية الليزر هي الحد الأدنى من الغازية، نظرا لأنه لم تحدث وفيات أو SAH في مجموعة الليزر. السبب الرئيسي للوفاة و SAH هو الضرر الذي لحق بالأوعية الدموية التي تؤدي إلى ارتفاع الضغط داخل الجمجمة (ICP) ، كما هو مبين في تقنيات MCAO الأصلية10. من المرجح أن يرجع غياب الموت و SAH في مجموعة الليزر إلى الآثار المحددة لأشعة الليزر: فهي لا تؤثر بشكل مباشر على الأوعية الدموية ويمكن أن تحفز على التخثر في حالة التسرب. انخفاض حجم الاحفار وذمة الدماغ تساعد أيضا في تقليل خطر الوفاة. وينبغي اع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
ونود أن نشكر قسم التخدير في المركز الطبي لجامعة سوروكا وموظفي المختبر في جامعة بن غوريون في النقب على مساعدتهم في أداء هذه التجربة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 2،3،5-Triphenyltetrazolium كلوريد | SIGMA - ALDRICH | 298-96-4 | |
| 50٪ حمض ثلاثي كلورو أسيتيك | SIGMA - ALDRICH | 76-03-9 | |
| الدماغ & مصفوفات المناديل | SIGMA - ALDRICH | 15013 | |
| Cannula Venflon 22 G | KD-FIX | 1.83604E + 11 | |
| جهاز طرد مركزي Sigma 2-16P | SIGMA - موازين تحليلية مدمجة ALDRICH | SIGMA 2-16P | |
| SIGMA - ALDRICH | HR-AZ / HR-A | ||
| ميزان وزن رقمي | SIGMA - ALDRICH | مقص تشريح RS 4,000 | |
| SIGMA - ALDRICH | Z265969 | ||
| ماصة Eppendorf | SIGMA - ALDRICH | Z683884 | |
| Eppendorf Tube | SIGMA - ALDRICH | EP0030119460 | |
| الإيثانول 96٪ | ROMICAL | سائل قابل للاشتعال | |
| إيفانز أزرق 2٪ | SIGMA - ALDRICH | 314-13-6 | |
| كاشف التألق | Tecan ، M & auml ؛ nnedorf سويسرا | موديل Infinite 200 PRO قارئ | |
| مع ميزان حرارة | Heatingpad -1 | نموذج: HEATINGPAD-1/2 | |
| Infusion Cuff | ABN | IC-500 | |
| Isofluran ، USP 100٪ | Piramamal Critical Care، Inc | NDC 66794-017 | |
| مجهر TEVA | MEDICAL | 998702 | |
| Olympus BX 40 | أوليمبوس | ||
| الماسح الضوئي | Canon | Cano Scan 4200F | |
| أطباق بتري | SIGMA - ALDRICH | P5606 | |
| شفرات مشرط 11 | SIGMA - ALDRICH | S2771 | |
| Sharplan 3000 Nd: YAG (عقيق الألومنيوم الإيتريوم المخدر بالنيوديميوم) آلة | ليزر صناعات الليزر المحدودة | ||
| حامل رأس مجسم | KOPF | 900LS | |
| حقنة معقمة 2 مل | براون | 4606027V | |
| إبرة حقنة 27 جرام | براون | 305620 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
An erratum was issued for: Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats. The Authors section was updated.
One of the author names was updated from:
Dmitri Frank
to
Dmitry Frank