تحريض من منتشر إصابة الدماغ أكسونال في الفئران على أساس تسارع التناوب
مايو 9, 2020
هذا البروتوكول بالتحقق من صحة موثوق بها وسهلة الأداء واستنساخ نموذج القوارض من الدماغ منتشر إصابة المحور (DAI) الذي يسبب تلف المادة البيضاء على نطاق واسع دون كسور الجمجمة أو كدمات.
إصابات الدماغ الرضحية هي واحدة من الأسباب الرئيسية للوفاة والعجز. إصابة الدماغ المحوري المنتشرة هو ضرر عصبي على نطاق واسع بعد تطور TBI. في هذا البحث، وأود أن أقدم نموذجنا حول تحريض منتشر إصابات الدماغ المحورية استناداً إلى نتيجة آلية تسريع التناوب TBI.
حدد الذكور البالغين الجرذان Sprague-Dawley وزنها 300 إلى 350 غرام. توفير فئران تشاو والمياه الإعلانية libitum. تنفيذ كافة التجارب بين 6:00 صباحاً و12:00 ظهراً. وقد وضع الجهاز على طاولة مختبرية ثقيلة ومستقرة.
يتكون الجهاز من المكونات التالية: اسطوانة ، وزن حديدي ، آلية دورانية تتكون من أنبوب أسطواني ، ودبابيس تثبيت الرأس. يتم إرفاق الوزن إلى سلسلة وارتفاعها إلى ارتفاع 120 سم. الوزن السقوط بحرية يضرب الترباس تفعيل آلية التناوب.
تم استخدام جهاز دوران الرأس الجانبي الفئران لتحويل الرأس بسرعة من صفر إلى 90 درجة. بعد التعريفي، وإصابة الدماغ المحوري المنتشر، تم نقل الفئران إلى غرفة الإنعاش. F هي القوة المطبقة على رأس الحيوان بالكيلوغرامات.
رأس المال M هو لحظة القوة، ك للطاقة الحركية. م قليلا هو كتلة الوزن المتساقط، ز لتسارع الجاذبية، ح للطول في السنتيمتر، وD هو المسافة بين دبابيس الأذن في السنتيمترات. لتقييم العجز العصبي والعجز نموذج الصف، استخدمنا درجة الخطورة العصبية في الفئران.
نحن تقييم التنقل، hemiplegia، مهمة المشي شعاع، فشل في مهمة المشي شعاع. فشل شعاع موازنة مهمة واسعة 1.5 سم. الاستقرار والحزم موازنة، والجهد على توازن شعاع 1.5 سم واسعة وردود الفعل.
48 ساعة بعد الإصابة، وجميع الفئران، والإصابات ومجموعة التحكم، كانت تخدير عميق وعبر القلب مع 0.9٪ heparinized المالحة تليها 500 ملليلتر من 4٪ الفورمالديهايد في 0.1 M الفوسفات العازلة المالحة. بعد التسريب، تم إنتاج قطع الرأس وأزيلت على الفور العقول، ثم ثابتة في محلول الفورمالديهايد 4٪لمدة 48 ساعة. ثم تم حجب الأدمغة في خمسة أقسام إكللية ملليمتر من وجه المصباح الشمي إلى القشرة البصرية في حين تم تشريح الدماغ وينبع الدماغ.
بعد تضمين البارافين ، تم إجراء أقسام الإكلالي والقوس من المهاد. إنتاج تلطيخ مناعية الكيميائية من بيتا اميلويد السلائف البروتين. يتم عرض مجموعات مختلفة من الفئران في أوقات مختلفة على المخطط.
منتشر إصابات الدماغ المحوري في بداية التجربة. في الوقت 48 ساعة، تم فحص نقاط شدة العصبية. في الوقت 48 ساعة، تم تنفيذ التلطيخ الكيميائي المناعي من بيتا-APP في جميع المجموعتين.
العجز العصبي المصور 48 ساعة بعد إصابة الدماغ المحوري منتشر لمجموعتين دراسيتين. وأشار اختبار مان ويتني إلى أن العجز العصبي كان أكبر بكثير بالنسبة لـ 15 جرذان من إصابات الدماغ المحورية المنتشرة مقارنة بـ 15 جرذذ ساذجا في 48 ساعة بعد التدخل. التصوير الضوئي التمثيلي الذي يكشف عن نشاطات مناعية محورية و العصبونية بعد إصابة الدماغ المحورية المنتشرة المعزولة في الفئران 48 ساعة بعد الإصابة.
يتم الكشف عن سلاسل خلوية أصغر مع بروتين السلائف بيتا اميلويد. في مجموعة صورية، لم يتم اكتشافه. في عملنا، قمنا بتطوير نموذج جديد بسيط، قابل للاستنساخ، وموثوق به لإصابة الدماغ المحورية المنتشرة على أساس آلية تسريع التناوب.
هذا النموذج سوف تمكن من فهم أفضل للفيزيولوجيا المرضية من إصابات الدماغ المحوري منتشر وتطوير علاجات أكثر فعالية. شكرا جزيلا على اهتمامكم.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة نموذجاً موثوقاً وقابلاً للتكرار لإصابة المحاور العصبية المنتشرة (DAI) في الدماغ لدى القوارض، والذي يتسبب في تلف واسع النطاق في المادة البيضاء من خلال آلية التسارع الدوراني. يهدف هذا النموذج إلى تحقيق فهم أفضل للفيزيولوجيا المرضية لإصابة المحاور العصبية المنتشرة التي تلي إصابة الدماغ الرضحي (TBI)، وقد يسهل تطوير علاجات فعالة.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلم
- علم الأعصاب
- إصابة الدماغ الرضحية
- نماذج إصابة المحاور العصبية
خلفية علمية
- تعد إصابات الدماغ الرضحية سبباً رئيسياً للوفاة والعجز.
- تؤدي إصابة المحاور العصبية المنتشرة إلى تلف محوري واسع النطاق بعد الإصابة الرضحية للدماغ.
- هناك حاجة إلى نماذج حيوانية قوية لدراسة إصابة المحاور العصبية المنتشرة.
الغرض من الدراسة
- للتحقق من صحة نموذج جديد للقوارض لدراسة إصابة المحور العصبي المنتشرة (DAI).
- لإحداث إصابة في الدماغ دون حدوث كسور في الجمجمة أو كدمات.
- لفهم بداية ظهور العجز العصبي.
الطرق المستخدمة
- تتضمن المنصة الرئيسية جهازاً لإحداث إصابة دورانية في الرأس.
- استُخدمت ذكور جرذان Sprague-Dawley البالغة كنموذج بيولوجي، مع التركيز على تحفيز الإصابة المحورية المنتشرة (DAI).
- تم تقييم العجز العصبي باستخدام مقياس شدة الأعصاب بعد 48 ساعة من الإصابة.
- أُجري صبغ كيميائي مناعي للبروتين السلائف لبيتا-أميلويد على مقاطع من الدماغ.
النتائج الرئيسية
- لوحظت زيادة كبيرة في العجز العصبي لدى جرذان إصابة المحاور المنتشرة (DAI) مقارنة بمجموعة الضبط.
- كشفت المقاييس المناعية الكيميائية عن تلف محوري أشارت إليه صبغة البروتين السلائف لبيتا-أميلويد.
- يظهر النموذج تأثيرات واضحة وقابلة للقياس على الوظائف العصبية في غضون 48 ساعة.
الاستنتاجات
- تؤسس هذه الدراسة نموذجاً بسيطاً وفعالاً لاستقصاء آليات إصابة المحاور العصبية المنتشرة.
- قد تؤدي الرؤى المكتسبة إلى تحسين الفهم والعلاجات الخاصة بإصابات الدماغ الرضية (TBI).
- قد تساهم النتائج في توجيه الأبحاث المستقبلية حول عمليات إصابة الخلايا العصبية وتعافيها.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
تعد النماذج قبل السريرية الموثوقة لإصابة المحاور العصبية المنتشرة (DAI) أساسية لتقليل المخاطر في عملية التحقق من أهداف علاج الإصابات العصبية وتمكين الاستمرارية الانتقالية في أبحاث إصابات الدماغ الرضحي (TBI). يوفر نموذج الجرذ هذا، القائم على التسارع الدوراني، منصة قابلة للتكرار لقياس العجز العصبي والاعتلالات المرضية في المحاور العصبية، مما يدعم الثقة التنبؤية في دراسات الاكتشاف المبكرة والدراسات الميكانيكية. إن قدرة هذا النموذج على إحداث ضرر واسع النطاق في المادة البيضاء دون وجود إصابات بؤرية مربكة تجعل منه أصلاً استراتيجياً لتطوير مسارات العلاجات العصبية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يتيح استقصاء فرضيات الإصابات العصبية من خلال عزل آليات إصابة المحاور العصبية المنتشرة.
- يدعم التحقق من صحة الأهداف الوظيفية من خلال نقاط نهاية عصبية ونسيجية قابلة للقياس الكمي.
- يسهل تقليل المخاطر البيولوجية عبر استبعاد العوامل المربكة الناتجة عن الإصابات البؤرية.
- يوفر منصة للدراسات الميكانيكية لمراضة المحاور العصبية ذات الصلة بإصابات الدماغ الرضية TBI.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر تحريضاً معيارياً للإصابة من أجل إجراء مسح قبل سريري قابل للتكرار.
- يولّد مخرجات كمية عبر مقياس درجة الشدة العصبية وصباغة البروتين السلف لبيتا-أميلويد.
- يتيح جاهزية المقايسة لتقييم المركبات الواقية للأعصاب أو المجددة لها.
- يدعم القابلية للتوسع والمقارنة بين الدراسات في أبحاث الإصابات العصبية.
الأبحاث الانتقالية والسريرية الأولية
- يتوافق مع الآليات ذات الصلة بالمرض الملاحظة لدى مرضى إصابات الدماغ الرضية (TBI) البشرية.
- يوفر استمرارية بدءاً من مرحلة الاكتشاف وصولاً إلى التحقق قبل السريري من العلاجات العصبية.
- يتيح اتخاذ قرارات تطوير معدلة حسب المخاطر بناءً على نقاط نهاية قوية وقابلة للقياس الكمي.
- يدعم تطوير المؤشرات الحيوية من خلال الكشف المناعي الكيميائي عن الإصابة المحورية.
تكامل مسار العمل والتدفق التشغيلي
يتكامل هذا النموذج ضمن السلسلة الممتدة من مرحلة الاكتشاف إلى المرحلة قبل السريرية، وذلك من خلال تمكين الدراسات القائمة على الفرضيات، والفحص الكمي، والتحقق الانتقالي من تدخلات علاج إصابات الأعصاب.
- بيولوجيا الاكتشاف: تدعم اختبار الفرضية الصفرية والحد من المخاطر الميكانيكية لمسارات إصابة المحاور العصبية.
- المسح: يوفر قراءات عصبية ونسيجية كمية وقابلة للتكرار لتقييم المركبات.
- التحليلات: تتيح المقارنة الإحصائية لشدة الإصابة وتأثيرات العلاج باستخدام درجات معيارية والتصبيغ المناعي.
- البحث الانتقالي: يربط النتائج قبل السريرية بإصابات الدماغ الرضحي (TBI) السريرية من خلال نمذجة اعتلال المحاور العصبية المنتشر دون عوامل تشويش بؤرية.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: يوفر منصة معتمدة وقابلة للتوسع لأبحاث الصدمات العصبية المستمرة وتطوير العلاجات.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية وتقلل من الغموض الميكانيكي في التحقق من صحة أهداف الإصابات العصبية.
- القيمة التشغيلية: تعزز التقييس وقابلية التكرار وقابلية التوسع في الدراسات قبل السريرية لإصابات الدماغ الرضية (TBI).
- القيمة الاستراتيجية: تحسن عملية اتخاذ قرارات المضي قدماً أو التوقف وكفاءة رأس المال من خلال توفير نقاط نهاية قوية وقابلة للقياس الكمي.
- تأثير المحفظة: تتيح تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر وتطوير المرشحين للعلاجات العصبية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في نمذجة إصابات الأعصاب لدى القوارض والتقييم العصبي.
- يحتاج إلى جهاز متخصص لإحداث الإصابة الدورانية وبنية تحتية للتحليل النسيجي.
- يتطلب توحيداً بين الفرق في بروتوكولات إحداث الإصابة ومعايير التقييم.
- قد يلزم إجراء تعديلات لتناسب سلالات مختلفة من القوارض أو درجات متفاوتة من شدة الإصابة.
- يركز النموذج على الإصابة الحادة؛ وقد تتطلب دراسات النتائج المزمنة تمديد البروتوكول.
الأسئلة الشائعة حول المستحضرات الصيدلانية الحيوية
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:45
Preparing Rats for the Experimental Procedure
1:11
Procedure of Induction Diffuse Axonal Brain Injury
1:54
Measurement of Rotational Kinematics, Biomechanical Parameters
2:32
Evaluation of Neurological Severity Score after 48 hours
3:08
Brain Collection for Histological Examination after 48 hours
4:02
Immunohistochemical Staining
4:16
Results
5:22
Conclusion
