Summary
एथलीट्स हर साल कई सौ हल्के दर्दनाक मस्तिष्क चोटें (एमटीबीआई) / उत्तेजनाओं को अवशोषित करते हैं; हालांकि, मस्तिष्क पर इनके परिणाम बहुत कम समझा जाता है। इसलिए, एकल और दोहराए जाने वाले एमटीबीआई का एक पशु मॉडल जो लगातार नैदानिक रूप से संबंधित लक्षणों की प्रतिकृति करता है, एमटीबीआई के अध्ययन को अग्रिम करने और उच्छेदन को आगे बढ़ाता है।
Abstract
हल्के दर्दनाक मस्तिष्क चोट (एमटीबीआई) का कारण मस्तिष्क समारोह का तीव्र नुकसान हो सकता है, जिसमें भ्रम की स्थिति, चेतना (एलओए) का नुकसान, फोकल न्यूरोलॉजिकल घाटा और मैनेस्साई भी शामिल है। संपर्क खेलों में भाग लेने वाले एथलीट्स बड़ी संख्या में एमटीबीआई के जोखिम के उच्च जोखिम पर हैं एक खेल एथलीट में चोट के स्तर के संदर्भ में, एमटीबीआई को हल्के चोट के रूप में परिभाषित किया गया है जो सकल रोग परिवर्तनों का कारण नहीं बनता है, बल्कि स्वस्थ रूप से हल करने वाले अल्पावधि न्यूरोलॉजिकल घाटे का कारण बनता है। चूहों और चूहों में एमटीबीआई मॉडल के पिछले प्रयासों के बावजूद, कई लोगों ने खोपड़ी के फ्रैक्चर, इंट्रासेरब्रल खून बह रहा, अक्षीय चोट और न्यूरोनल सेल की मृत्यु सहित सकल प्रतिकूल प्रभावों का पता चला है। इस प्रकार, हम हमारे उच्च प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पशु मॉडल को एमटीबीआई का वर्णन करते हैं जो नैदानिक रूप से संबंधित लक्षणों को पुन: पेश करता है। यह मॉडल एक बंद-सिर आघात प्रदान करने के लिए एक कस्टम बनाया वायवीय प्रभाव वाला उपकरण का उपयोग करता है। यह प्रभाव सटीक वेग और विरूपण पैरामीटर के तहत किया जाता है,एकल या दोहरावदार concussive mTBI के प्रभावों में योगदान करने वाली तंत्रों की जांच करने के लिए एक विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मॉडल बनाते हैं।
Introduction
दर्दनाक मस्तिष्क चोट (टीबीआई) को एक बाहरी शारीरिक बल से निरंतर सिर की चोट के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सामान्य मस्तिष्क समारोह में बाधा उत्पन्न होती है। यह एक महत्वपूर्ण सामाजिक-आर्थिक और सार्वजनिक स्वास्थ्य बोझ का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें सेंटर फॉर डिसीज कंट्रोल एंड प्रीवेन्शन 2015 रिपोर्ट कांग्रेस का अनुमान है कि 2.5 मिलियन अमेरिकी हर साल टीबीआई बनाए रखते हैं। यह न केवल रोगी की गुणवत्ता की गुणवत्ता को प्रभावित करता है, बल्कि समुदाय पर अत्यधिक उच्च आर्थिक लागत भी रखता है, वर्तमान में प्रति वर्ष 76.5 अरब डॉलर का अनुमान है। वास्तविक मस्तिष्क क्षति को व्यक्त की गई मात्रा और तीव्र चरण लक्षण लक्षण है जो हल्के, मध्यम और गंभीर टीबीआई को परिभाषित करता है
हल्के दर्दनाक मस्तिष्क चोट (एमटीबीआई), जिसे भी हिलाना कहा जाता है, 70% से अधिक टीबीआई के खाते में प्रत्येक वर्ष 1 की सूचना दी जाती है। मुक्केबाजी और फुटबॉल 2 सहित उच्च जोखिम वाले संपर्क खेलों में भाग लेने वाले एथलीटों में यह सबसे आम है मध्यम के विपरीतया टीबीआई के गंभीर रूप, एमटीबीआई के साथ जुड़े तत्काल क्षति और लक्षण कभी-कभी 3 इसके विपरीत, एमटीबीआई के दीर्घावधिक प्रभाव सिर्फ मध्यम और गंभीर रूपों में दिखने वाले के रूप में कमजोर कर सकते हैं। दोहराए एमटीबीआई से पीड़ित लोगों को पुरानी दर्दनाक एंसेफालोपैथी (सीटीई), साथ ही साथ अन्य संज्ञानात्मक और अपक्षयी बीमारियों को विकसित करने के लिए दिखाया गया है। इसलिए, लघु-अवधि के लक्षणों में योगदान करने वाले तंत्रों और एमटीबीआई के बाद होने वाली समग्र दीर्घकालिक क्षति को समझने में महत्वपूर्ण है।
इंसानों में, संघर्ष में परिभाषित चौथे अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन (ज़्यूरिच 2012) पर चौथे अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन द्वारा परिभाषित की गई परिभाषा में कहा गया है कि खेल के लिए चोट का स्तर हल्का है, सकल रोग परिवर्तन का कारण नहीं है, लेकिन अल्पावधि न्यूरोलॉजिकल घाटे का कारण बनता है कि स्वस्थ हल कर रहे हैं। दरअसल, एक रिसेकNT अध्ययन ने हाई स्कूल फुटबॉल खिलाड़ियों में संज्ञानात्मक हानि पर एमटीबीबी के प्रभाव की जांच की, सिर प्रभाव टेलीमेट्री सिस्टम का उपयोग करते हुए। इस अध्ययन में हेलमेट प्रभावों को निरंतर बनाए जाने वाले खिलाड़ियों की संख्या 226 (औसत, 4.7 प्रति सत्र) से लेकर 1855 के उच्चतम (औसत, 38.6 प्रति सत्र) 6 तक के लिए एक ही मौसम में 20 ग्राम दिखाया गया है। इन प्रभावों में से अधिकांश एक हिलाना के नैदानिक निदान का परिणाम नहीं था; लेकिन मस्तिष्क समारोह में कार्यात्मक परिवर्तनों का सबूत एफएमआरआई 6 का उपयोग करके देखा जा सकता है। मस्तिष्क में बदलाव के कारण ये कार्यात्मक बदलाव अज्ञात होते हैं, और इसलिए एक विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मॉडल बनाने की आवश्यकता होती है जो कि concussive और subconcussive एमटीबीआई के प्रभाव में अनुसंधान की सुविधा के लिए है।
चूहों और चूहों 7 में एमटीबीआई मॉडल के पिछले प्रयासों के बावजूद, कई रिपोर्ट प्रतिकूल प्रभाव। विशेष रूप से, अधिकांश कृंतक मॉडल अपनी पुनरावृत्ति प्रकृति में कम वें का उपयोग कर सीमित होते हैंएक पांच एमटीबीआई के प्रभावों के साथ-साथ इन्ट्रासेरब्रल खून बह रहा, खोपड़ी भंग, गंभीर अक्षतंतु की चोट, न्यूरोनल कोशिका मृत्यु और 8 9 , 10 , 11 , 12 की मृत्यु दर में वृद्धि सहित प्रतिकूल रोग संबंधी घटनाएं हैं। इसके साथ ही, हम एमटीबीआई के एक माउस मॉडल का वर्णन करते हैं जो मनुष्यों में तड़के सच की परिभाषा के करीब है। यह मॉडल मानवीय एमटीबीआई में दिखाई देने वाले कई लक्षणों की याद दिलाता है, जैसे कि मैकेनिकल बल, जिसके परिणामस्वरूप चेतना के क्षणिक हानि के परिणामस्वरूप कोई अति विशिष्ट मस्तिष्क विकृति नहीं होती है। इसके अलावा, इस तथ्य में यह लाभप्रद है कि इसका इस्तेमाल लंबे समय से अधिक समय के साथ एकल प्रभाव और दोहराव के प्रभाव के मानकों के लिए किया जा सकता है, जैसा कि पहले 13 में बताया गया था।
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Protocol
इन अध्ययनों को नेशनल इंस्टीट्यूट्स हेल्थ के लैबोरेटरी एनिमल केयर और गाइड के लिए मार्गदर्शिका में सिफारिशों के साथ सख्त अनुसार किया गया। प्रोटोकॉल जॉर्ज टाउन विश्वविद्यालय में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था। चूहे एक तापमान नियंत्रित जानवर की सुविधा में रखे गए थे और उन्हें 12 घंटे के प्रकाश / 12 घंटे के अंधेरे चक्र पर रखा गया था। भोजन और पानी उपलब्ध थे।
1. एमटीबीआई उपकरण की तैयारी
नोट: एमटीबीआई तंत्र में प्रभाव मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए एक डेटा अधिग्रहण (डीएक्यू) बॉक्स शामिल होता है, जो प्रभाव के बाद सिर को कम करने के लिए छेड़छाड़ करने के लिए एक उच्च वेग वायवीय प्रभावक और एक ढाला जेल भरा हुआ आधार होता है।
- संपीड़ित हवा को चालू करें और 861.85 केपीए की दबाव सेटिंग में उच्च वेग वायवीय प्रभावक को प्रारंभ करें।
- डीएक्यू कंट्रोल सिस्टम को निम्नलिखित पैरामीटरों में कैंसर करें- 2.35 मीटर / एस की पिस्टन वेग, सतह पर रहने वाले समय31.5 एमएस का ई
- ढाला जेल से भरे हुए बेस (कॉम्बिनेबिलिटी 64 केपीए / एमएम) को रखें ताकि मिडलाइन छिद्रवाचक टिप के प्रक्षेपवक्र के साथ लंबवत हो।
2. एमटीबीआई प्रभाव
- उपयोग किए जाने वाले सभी चूहों के वजन को रिकॉर्ड करें
- एक प्रेरण कक्ष में 120% के लिए ऑक्सीजन में 3% आईसोफ्ल्यरेन के साथ चूहों को anesthetize करें।
- एमटीबीआई तंत्र के लिए चूहों को ट्रांसफर करें, एक नलीदार, गैर निर्धारित नाक शंकु के माध्यम से निरंतर संज्ञाहरण जारी रखें।
- जबकि नाक शंकु में, जेल पैड पर माउस की स्थिति रखें ताकि खोपड़ी की सपाट सतह को प्रभावित करने वाले टिप के लिए लंबवत प्रस्तुत किया जा सके।
- एक सपाट सतह बनाने के लिए माउस सिर पर टेप रखें और प्रभाव साइट से कान को दूर रखें।
- सिर के केंद्र में बाण के समान मिडलाइन के साथ संरेखित करने के लिए polytetrafluoroethylene impactor टिप कम करें। प्रभावकारी टिप का उपयोग व्यास में 10 मिमी है और कानों की मिडलाइन तक आंखों के पीछे से खोपड़ी के क्षेत्र को कवर करेगा। प्रभावकार को समायोजित करें ताकि यह जू होमाउस सिर की सतह को छूने वाला
- प्रभावकारी टिप को वापस ले लें और मैन्युअल रूप से आवश्यक विक्षेपण गहराई (7.5 मिमी) नीचे डायल करें।
- माउस सिर को प्रभावित करने के लिए डीएक्यू नियंत्रण प्रणाली को बांधाएं और ट्रिगर बटन दबाएं, या तो एक विलक्षण या दोहरावदार प्रभाव। उत्तराधिकार में दोहराए जाने वाले प्रभावों को प्रत्येक प्रभाव के बीच कोई विलंब नहीं किया गया है
- अंतिम प्रभाव के तुरंत बाद, एनेस्थेसिया और एमटीबीआई उपकरण से माउस हटाएं और लापरवाह स्थिति में रखें।
- एक स्टॉपवॉच का उपयोग करने के लिए चेतना के नुकसान का निर्धारण करने के साथ-साथ आकस्मिकता (बेरोक चलने) का समय निर्धारित करने के लिए, अधिकार पलटा (प्रवण करने के लिए लापरवाह) की वापसी की विलंबता मापते हैं।
- माउस को मॉनिटर करें और वसूली पर सामान्य व्यवहार के लिए, अपने घर पिंजरे पर लौटें।
- शाम चूहों समान हैंडलिंग और संज्ञाहरण प्राप्त करते हैं, लेकिन कोई प्रभाव नहीं प्राप्त करते हैं।
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Representative Results
इस उपन्यास एमटीबीआई डिवाइस का उपयोग खोपड़ी फ्रैक्चर या संरचनात्मक मस्तिष्क क्षति के जोखिम के बिना सिंगल और दोहरावदार हल्के सिर की चोटों के लिए अनुमति देता है। मॉडल एक बंद सिर यांत्रिक ऊर्जा प्रभाव देने के लिए एक कस्टम बनाया वायवीय टेफ़्लॉन असर डिवाइस का उपयोग करता है। एकल या दोहराए concussive mTBI ( चित्रा 1 ) के प्रभावों में योगदान करने वाली तंत्रों की जांच करने के लिए एक विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मॉडल बनाने के लिए प्रभाव सटीक वेग और विरूपण पैरामीटर्स के तहत किया जाता है।
एलओसी की उपस्थिति या अनुपस्थिति पशु मॉडल में उग्र तीव्रता को वर्गीकृत करने में एक उपयोगी उपकरण है। सही रिफ्लेक्स समय की वापसी चोट की गंभीरता का एक तीव्र न्यूरोलॉजिकल मूल्यांकन है जिसे हम एकल और दोहराए गए एमटीबीआई (7.5 मिमी की गहराई, चित्रा 2 ) के बाद एलओसी को मापने के लिए इस्तेमाल करते थे। प्रक्रिया चूहों के दौरान आइसफ्लुराइन का कुल 3 मिनट प्राप्त होता है ऑक्सीजन में, और इस तरह शम सहित सभी चूहों में एनेस्थेसिया निकासी के बाद एक एलओसी अवधि होती है। शाम चूहों (36.4 ± 1.6 एसवाई 64.2 ± 7.7 एस, एन = 5, ** पी <0.01, चित्रा 2 ए ) की तुलना में एकल एमटीबीबी के परिणाम में काफी वृद्धि हुई है। यह एक एकल एमटीबीआई (52.0 ± 4.5 एस वी 140.0 ± 21.1 एस, एन = 5, ** पी <0.01, चित्रा 2 बी ) के बाद बढ़ते वक्तव्य के साथ सहसंबद्ध है। दोहराने वाली चोट के मानदंडों में (कुल 30 प्रभाव, 6 दिनों के लिए प्रतिदिन 5 प्रभाव होते हैं), सभी परीक्षण के दिनों में महत्वपूर्ण रूप से एलओसी और एंबुगेशन बार बढ़ाया गया था (दोहराए गए उपायों के विचरण चोट प्रभाव एफ -114 = 22.92, पी <0.0003)। पूरे अध्ययन के दौरान, 6 दिनों के औसत तापमान शम था: 35.5 ± 1.4 एसटीएमटीबीआई: 64.9 ± 1.7 एस, एन = 8, पी <0.01, चित्रा 2 सी , और औसत आकस्मिक समय शाम: 64.3 ± 3.3 एसटीएमटीबीआई: 160.8 ± 5.3 एस, एन = 8, पी <0.01,Lass = "xfig"> चित्रा 2 डी माइक्रोग्लिया / मैक्रोफेज के लिए Iba1 धुंधलापन ने शाम और एकल एमटीबीआई चूहों के बीच कोई परिवर्तन नहीं किया, लेकिन दोहराए गए एमटीबीआई चूहों ( चित्रा 3 ) में ऑप्टिक पथ में व्यापक Iba1 immunoreactivity। दोहराएँ एमटीबीआई चूहों में प्रांतस्था ( चित्रा 3 ) या अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों में ग्रे मामला सूजन का कोई सबूत नहीं दिखाया।
चित्रा 1 : एमटीबीआई के माउस मॉडल का स्पष्ट प्रतिनिधित्व ( ए ) एमटीबीआई करने के लिए आवश्यक सभी सामग्रियों का सेटअप ( बी ) माउस 2 मिनट के लिए isoflurane प्रेरण कक्ष में रखा ( सी ) एमटीबीआई उपकरण पर, एनेस्थेसिया जारी रखने के लिए माउस को गैर-निश्चित नाक शंकु में रखा जाता है। ( डी ) धीरे से टेप माउस सिर एक सपाट सतह बनाने के लिए और कान वापस पकड़ो। Impactoआर टिप ने केवल सिर की सतह को छूने के लिए उतारा। ( ई ) इंपैक्टर टिप वापस ले लिया गया और डायल (इनसेट) का उपयोग करके विक्षेपण गहराई की आवश्यकता कम हो गई है। निराशाजनक ट्रिगर बटन द्वारा किया गया एमटीबीआई ( एफ ) चेतना का नुकसान सही पलटा (प्रवण के लिए लापरवाह) की वापसी के लिए उठाए गए समय से मापा जाता है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 2 : एकल और दोहराएँ एमटीबीआई चेतना के क्षणिक हानि को बढ़ाता है और एम्ब्यूशन टाइम्स पर लौटता है। चूहे जो एक एकल एमटीबीआई प्राप्त करते हैं, में काफी वृद्धि हुई है ( ए ) चेतना के नुकसान (एलओसी) और ( बी ) मुंह नियंत्रण चूहों (एन = 5 प्रति समूह, ** पी <0.01)। ( सी - डी ) दोहरावदार एमटीबीआई (6 दिनों के लिए प्रति दिन 5 प्रभाव) महत्वपूर्ण शाम चूहों (n = 8 प्रति समूह, * p <0.05, ** p <0.01, *** p </ 0} 0.001)। डेटा को ± एसईएम के रूप में व्यक्त किया गया है, जो एक बोनफोरोनी पोस्ट-हॉक टेस्ट के साथ दो तरह से दोहराया उपायों एनोवा द्वारा विश्लेषण किया गया है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 3 : दोहराएँ एमटीबीआई ऑप्टिक ट्रैक्ट में माइक्रोग्लिया / मैक्रोफ़ेज एक्टिवेशन को प्रेरित करता है। ( ए ) शाम चूहों में Iba1 धुंधला हो जाना, आर्कटिक पथ (ए 4-ए 6) में कॉर्टेक्स (ए 1 - ए 3) और सीमित धुंधला में क्ज़ीसेंट माइक्रोलिया / मैक्रोफेज का पता चलता है। ( बी ) चूहे जो एक एकल एमटीबीआई प्राप्त करते हैं(7.5 मिमी) में समान इबा 1 धुंधला प्रोफाइल दोनों कोर्टेक्स (बी 1-बी 3) और ऑप्टिक पथ (बी 4-बी 6), 24 घंटे बाद के प्रभाव में शाम चूहों के रूप में है। ( सी ) एमटीबीआई चूहों (6 लगातार दिनों के लिए प्रति दिन 5 प्रभाव) दोहराएं ऑप्टिक पथ (सी 4-सी 6) में एक मजबूत भड़काऊ प्रतिक्रिया प्रदर्शित करता है, लेकिन प्रांतस्था (सी 1-सी 3) में नहीं, अंतिम प्रभाव के बाद 24 घंटे (दिन 7 )। कॉम्टेक्स (ए 3, बी 3, सी 3) में इबा-1 पॉजिटिव माइक्रोलिया / मैक्रोफेज के आकारिकी का दिखाया गया विस्तारित चित्र, क्रमशः एक, दोहराव और दोहराए एमटीबी चूहों के ऑप्टिकल पथ (ए 6, बी 6, सी 6)। स्केल बार = 200 माइक्रोन (ए, बी, सी); 50 माइक्रोन (ए 1-ए 5, बी 1-बी 5, सी 1-सी 5); 20 सुक्ष्ममापी (ए 3, ए 6, बी 3, बी 6, सी 3, सी 6, बढ़ाया पैनल) प्रति समूह n = 6 प्रति छवियाँ प्रतिनिधि कॉर्टेक्स (सीएक्स), ऑप्टिक ट्रैक्ट (ऑप्ट), हल्के दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (एमटीबीआई)। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
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Discussion
इंसानों में, एमटीबीआई को संरचनात्मक चोट के अभाव में एक कार्यात्मक हानि की विशेषता है। चेतना 1 के नुकसान के साथ, या इसके बिना हो सकता है वर्तमान में concussions दोहराने के लिए एक्सपोजर सीटीई 4 जैसे neurodegenerative रोगों के विकास और / या प्रगति के अधीन है। यह अच्छी तरह से प्रलेखित है कि सीटीई आम तौर पर मुक्केबाजों और फुटबॉल खिलाड़ियों में पाए जाते हैं, लेकिन हालांकि, (जैसे चेतन की हानि नहीं होती है, उन सहित) concussions दोहराने के लिए जोखिम सीटीई के विकास में एक आवश्यक तत्व माना जाता है, हमें अभी तक पता नहीं क्यों तंत्र जिसके द्वारा दोहराए जाने के कारण मस्तिष्क में होने वाले अलग-अलग बदलाव होते हैं।
इन तंत्रों को समझने के लिए एक बड़ी बाधा मॉडल विकसित करने में कठिनाई होती है जो एमटीबीआई प्रभाव को बनाए रखने वाले व्यक्तियों में मनाए गए मुख्य लक्षणों को सही ढंग से दोहराते हैं। इसका मतलब तीव्र और पुरानी जैविक पेट हैकट्टर प्रभावों को अंजाम देने के लिए मुश्किलें जांचना मुश्किल हैं और नए उपचार विकसित नहीं किए जा सकते हैं। विशेष रूप से, दोहराए जाने के वर्तमान जानवरों के मॉडल बहुत गंभीर हैं, केवल 2-3 दोहराने के प्रभावों का कारण है जो व्यापक न्यूरोनल सेल नुकसान, खोपड़ी फ्रैक्चर और मस्तिष्क के ऊतक 8 , 10 , 11 , 12 का नुकसान। एकल और दोहराए हल्के सिर के प्रभाव के नए मॉडल की आवश्यकता का प्रदर्शन करते हुए मनुष्यों में दोहराए जाने के बाद, चोट की यह सीमा नहीं होती है।
यहां हम एमटीबीआई के एक उपन्यास मॉडल का वर्णन करते हैं, जो एक कस्टम फैलाने वाली चोट उपकरण का उपयोग कर रहे हैं जो विशेष रूप से खोपड़ी और मस्तिष्क के माध्यम से और माउस से ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। दोनों एकल प्रभाव और दोहराव प्रभाव के मानदंडों के माध्यम से, मॉडल जीवन में बाद में तंत्रिका संबंधी हानि का योगदान कैसे करता है इसकी जांच करना शुरू करने के लिए एक माध्यम की अनुमति देता है एकल जयह प्रतिमान मानवों में दिमाग की चोटों के लक्षणों की याद दिलाता है, जबकि दोहरावदार प्रतिमान इस बात की जांच करने की अनुमति देता है कि समय-समय पर पुरानी और लगातार पतन में इन चोटों में कैसे योगदान होता है। डिवाइस खोपड़ी फ्रैक्चर या संरचनात्मक मस्तिष्क क्षति के जोखिम के बिना दोहरावदार एमटीबीआई सिर प्रभावों के लिए अनुमति देता है।
जैसा कि कई तकनीकों के मामले में है, सटीक, विश्वसनीय परिणामों के उत्पादन के लिए इस प्रोटोकॉल के कुछ पहलुओं को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है। चैम्बर प्रेरण और एमटीबीआई चोट के दौरान, प्रत्येक माउस के लिए संज्ञाहरण के अनुरूप स्तर को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। इस एमटीबीआई प्रक्रिया के अधिकार परिणाम और माप का समय इस तथ्य के कारण है कि शोधकर्ताओं को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि दोनों एमटीबीआई की चोट और भद्दा जानवरों को संवेदनाहारी के तुलनीय स्तर से अवगत कराया जाता है। विशेष रूप से, संपूर्ण प्रक्रिया की अवधि के लिए, चूहों को 3 मिनट कुल (2 मिनट में) में संज्ञाहरण के तहत होना चाहिएDuction चैंबर, एमटीबीआई नाक शंकु उपकरण के साथ 1 मिनट)। यह निचले स्तर और एनेस्थेसिया की अवधि कई अन्य एमटीबीआई मॉडल पर एक बड़ा लाभ है, और लगातार सही प्रतिक्रिया पलटा प्रतिक्रिया समय (शिमला चूहों 20-40 एस, एमटीबी चूहों 50-100 एस) पैदा करता है। इसके अतिरिक्त, दोहराए गए एमटीबीआई प्रतिमान का उपयोग करते समय, अध्ययन की अवधि के लिए हर दिन माउस भार का रिकॉर्ड बनाए रखना महत्वपूर्ण होता है। यह एमटीबीआई प्रक्रियाओं के पूरे पूरे समय के दौरान तनाव और सामान्य पशु कल्याण के लिए लगातार निगरानी सुनिश्चित करना है। इस प्रक्रिया का परिणाम माईस को वापस लेना या अलग नहीं किया जा सकता है। पहली बार पोस्ट की प्रक्रिया के भीतर सामान्य रूप से सौंदर्य, भोजन और पीने का ध्यान रखा जाना चाहिए।
चोट लगने के बाद 1-हफ्ते के समय के पाठ्यक्रम के एक या एक से अधिक प्रभावों से उत्पन्न मस्तिष्क के ऊतकों के लिए कोई स्थूल रूपात्मक विकृति नहीं होती है । एक एकल एमटीबीआई के बाद, एकमात्र सेलुलर प्रतिक्रिया देखी गई जो उत्तेजक सिनाप्सेस में एक क्षणिक कमी है; वेंपहले कोई सूजन नहीं है, भूरे या सफेद पदार्थ की हानि, अक्षीय चोट या सेल की मृत्यु। 30 दोहराए गए एमटीबीआई (5 दिन प्रतिदिन, 6 दिन से अधिक) के साथ ऑप्टिक पथ की पुरानी सूजन होती है, पहले समान मात्रा में 1 के रूप में । एक एकल एमटीबीआई 14 के बाद कई सालों से जीर्ण श्वेत पदार्थ की सूजन देखी गई है, तथा जीने वाले एथलीट्स में दोहराए गए एमटीबीआई 15 के इतिहास के साथ पुरानी सूजन का पता लगाया जा सकता है। इस मॉडल की सीमाएं हैं कि यह ऑप्टिक ट्रैक्ट या कोशिका मृत्यु के तंत्र के बाहर अक्षीय चोट का अध्ययन करने के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता, क्योंकि ये हमारे मॉडल में अनुपस्थित हैं। इसके अलावा हमारे पहले प्रकाशित आंकड़ों के आधार पर, यह मॉडल अल्जाइमर रोग 13 के माउस मॉडल में 1 महीने के बाद एमटीबीआई में अमायॉइड या टाऊ विकृति में परिवर्तन को प्रेरित नहीं करता है। हम मानते हैं कि अमाइलॉइड और टाऊ विकृति का अभाव हमारे मॉडल में अक्षीय विकृति के अभाव से संबंधित है। हमारा मॉडल जांच करने के लिए एक मंच प्रदान करता हैन्यूरॉन नेटवर्क, अन्तर्ग्रथनी अखंडता और संरचना में असंतुलित परिवर्तन, और दोहराए जाने वाले कंधे चोट के बाद व्यवहार में बदलाव। इन परिणामों के आधार पर, यह उपन्यास मॉडल नियंत्रित, कठोर, और कुशल तरीके से नैदानिक रूप से प्रासंगिक लक्षण पैदा करता है। इस मॉडल के आगे उपयोग की अनुमति एमटीबीआई के तीव्र और क्रोनिक पैथोफिज़ियोलॉजी और दमन के चलने वाले तंत्रों की जांच के लिए होगी।
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।
Acknowledgments
यह काम नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर न्यूरोलॉजिकल डिसऑर्डर एंड स्ट्रोक (एमपीबी) से आर 1 एन 07161717 द्वारा समर्थित था।
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Powerlab 8SP data acquisition (DAQ) control box | (AD instruments) | ||
VIP 3000 calibrated vaporizer | Matrx | ||
Isoflurane | Henry Schein Animal Health | 29405 | |
Oxygen | Commercially available | ||
Compressed Air | Commercially available | ||
Masking Tape | Commercially available | ||
Stop Watch | Fisher Scientific | 02-261-840 | |
C57 Bl/6 Mice | Jackson Laboratories | ||
Digital Scale and weigh container | Fisher Scientific | 20031 | |
anti-Iba1 antibody | Wako | 019-19741 | |
HRP labelled secondary | Jackson Immunoresearch | 111-035-003 |
References
- McMahon, P., et al. Symptomatology and functional outcome in mild traumatic brain injury: results from the prospective TRACK-TBI study. J Neurotrauma. 31 (1), 26-33 (2014).
- Barkhoudarian, G., Hovda, D. A., Giza, C. C. The molecular pathophysiology of concussive brain injury. Clin Sports Med. 30 (1), 33-48 (2011).
- Blennow, K., Hardy, J., Zetterberg, H. The neuropathology and neurobiology of traumatic brain injury. Neuron. 76 (5), 886-899 (2012).
- Levin, H. S., Diaz-Arrastia, R. R. Diagnosis, prognosis, and clinical management of mild traumatic brain injury. Lancet Neurol. 14 (5), 506-517 (2015).
- McCrory, P., et al. Consensus statement on concussion in sport: the 4th International Conference on Concussion in Sport, Zurich, November 2012. J Athl Train. 48 (4), 554-575 (2012).
- Talavage, T. M., et al. Functionally-detected cognitive impairment in high school football players without clinically-diagnosed concussion. J Neurotrauma. 31 (4), 327-338 (2014).
- Angoa-Perez, M., et al. Animal models of sports-related head injury: bridging the gap between pre-clinical research and clinical reality. J Neurochem. 129 (6), 916-931 (2014).
- Creed, J. A., et al. Concussive brain trauma in the mouse results in acute cognitive deficits and sustained impairment of axonal function. J Neurotrauma. 28 (4), 547-563 (2011).
- Hamberger, A., et al. Concussion in professional football: morphology of brain injuries in the NFL concussion model--part 16. Neurosurgery. 64 (6), 1174-1182 (2009).
- Kane, M. J., et al. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury. J Neurosci Methods. 203 (1), 41-49 (2012).
- Prins, M. L., et al. Repeat traumatic brain injury in the juvenile rat is associated with increased axonal injury and cognitive impairments. Dev Neurosci. 32 (5-6), 510-518 (2010).
- Tang, Y. P., et al. A concussive-like brain injury model in mice (II): selective neuronal loss in the cortex and hippocampus. J Neurotrauma. 14 (11), 863-873 (1997).
- Winston, C. N., et al. Dendritic Spine Loss and Chronic White Matter Inflammation in a Mouse Model of Highly Repetitive Head Trauma. Am J Pathol. 186 (3), 552-567 (2016).
- Johnson, V. E., et al. Inflammation and white matter degeneration persist for years after a single traumatic brain injury. Brain. 136, Pt 1 28-42 (2013).
- Barrio, J. R., et al. In vivo characterization of chronic traumatic encephalopathy using [F-18]FDDNP PET brain imaging. Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (16), 2039-2047 (2015).