Modellierung von repetitiven Kopfverletzungen im Mausmodell

Zusammenfassung

Quelle: Yang, Z., et.al. Ein Modell für repetitive Gehirnerschütterungen bei Mäusen. J. Vis. Exp. (2016).

Dieses Video zeigt die Induktion von wiederholten Gehirnerschütterungen bei einer Maus mit Hilfe eines elektromagnetischen Aufprallgeräts. Bei dem Verfahren wird die Aufprallspitze zwischen der interfrontalen und der lambdoiden Naht am Schädel einer anästhesierten Maus positioniert und mit einer Sondenspitze die Aufpralltiefe genau eingestellt. Der Aufprall wird mit einer kontrollierten Geschwindigkeit und Tiefe durchgeführt, um leichte traumatische Hirnverletzungen zu simulieren, gefolgt von einer Erholungsphase, in der die Verletzungen in bestimmten Intervallen wiederholt werden.

Protokoll

Alle Verfahren, an denen Tiermodelle beteiligt sind, wurden vom örtlichen institutionellen Tierpflegeausschuss und dem Tierprüfungsausschuss von JoVE überprüft.

1. Tierpflege

1. Verwenden Sie 3–4 Monate alte männliche C57BL/6J-Mäuse. Stellen Sie Einstreu, Nistmaterial, Futter und Wasser ad libitum zur Verfügung. Bewahren Sie die Mäuse bei Umgebungstemperaturen von 20 bis 22 °C mit konstanten 12-Stunden-Licht-/12-Stunden-Dunkelzyklen auf.

2. Vorbereitung vor der Impaktion

1. Befestigen Sie eine speziell angefertigte, mit Silikonkautschuk beschichtete Metallspitze an einem elektromagnetischen stereotaktischen Aufprallgerät. Stellen Sie sicher, dass die flache Unterseite der Spitze parallel zur Oberfläche der Sondenspitze verläuft (Abbildung 1A).
2. Betäuben Sie die Maus mit 4 % Isofluran, gefolgt von einer Erhaltungsanästhesie mit 2,5 % Isofluran. Überprüfen Sie die Anästhesie über den Durchflussmesser. Überwachen Sie das Anästhesieniveau, bis das Tier ein chirurgisches Anästhesieniveau erreicht, indem es einen Verlust des Pedalrückzugsreflexes zeigt.
3. Legen Sie die Maus in Bauchlage auf ein Heizkissen. Verwenden Sie einen trichterförmigen Nasenkegel, um die Maus unter Narkose zu halten. Rasieren Sie den Kopf mit einem Trimmer vollständig. Verwenden Sie Vaseline-Augensalbe auf den Augen der Maus, um Trockenheit während der Narkose zu verhindern.

3. Einstellung der Aufprallparameter

HINWEIS: Das Aufprallsystem umfasst eine Steuerbox zum Einstellen der Aufprallparameter, einen Aktuator zur Durchführung der Aufprallung und einen digitalen stereotaktischen Rahmen mit 3 Bewegungsachsen.

1. Stellen Sie die Geschwindigkeit des Schlaggeräts auf 4 m/sec und die Verweilzeit auf 240 ms an der Steuerbox vor.

4. Positionieren des Aufprallzentrums

1. Legen Sie ein weiches Heizkissen unter den Körper des Tieres, um die Körpertemperatur bei 39 °C zu halten. Montieren Sie die Maus in einem stereotaktischen Rahmen in Bauchlage mit den Ohrbügeln mit dem stumpfen Ende.
2. Senken Sie die Aufprallspitze in der Nähe des Mauskopfes ab, indem Sie den Z-Treiber bewegen. Passen Sie die flache Schlagspitze (9 mm Durchmesser) an, indem Sie die X- und Y-Treiber in der Mitte auf die Zielkoordinaten oberhalb der sagittalen Naht bewegen.
3. Stellen Sie sicher, dass eine Kante der Aufprallspitze vertikal parallel zu einer imaginären horizontalen Linie verläuft, die zwischen den beiden Ohren gezogen wird (Abbildung 1C). Das Aufprallzentrum entspricht der zentralen sagittalen Naht auf halbem Weg zwischen interfrontaler und lambdoider Naht (interaural 9 mm bis interaural 0 mm, lateral 4,5 mm).

5. Einstellung der Aufpralltiefe

1. Um die Aufpralltiefe korrekt einzustellen, verwenden Sie eine zusätzliche Sondenspitze, um die isolierte, mit Silikongummi beschichtete Aufprallspitze zu ersetzen.
2. Um sicherzustellen, dass sich das Schlagzentrum nach dem Umschalten der Spitzen nicht verschiebt, stellen Sie den X- und Y-Kanal auf dem Bedienfeld für digitale Stereotaxie auf Null, bevor Sie die Spitzen umschalten.
3. Bewegen Sie die Sondenspitze in die Mitte des Aufprallbereichs, indem Sie die X- und Y-Antriebe manuell bewegen.
4. Befestigen Sie den Kontaktsensor an der Rückseite der Maus.
5. Bewegen Sie den Impakor (Z-Antrieb) nach unten, bis die Sondenspitze die Oberfläche der Aufprallstelle berührt.
6. Setzen Sie den Z-Kanal auf dem stereotaktischen Bedienfeld auf Null.
7. Bewegen Sie die Schlagspitze zurück in den Schlagbereich, indem Sie die X- und Y-Treiber manuell einstellen (NICHT die Nulltasten auf dem digitalen stereotaktischen Bedienfeld), bis die X- und Y-Treiber Null sind (wo die Schlagspitze zuvor positioniert war).
8. Ziehen Sie den Antrieb ein, indem Sie den Rückzugsschalter am Schaltkasten bewegen. Bewegen Sie den Schlagkörper (Z-Treiber) manuell um 4 mm nach unten.

6. Schlag

1. Lösen Sie den Aufprall aus, indem Sie auf den Schlagschalter am Schaltkasten klicken und eine Verformungstiefe von 4 mm erreichen.

7. Nach der Impaktion

1. Messen Sie die Zeit vom Aufprall bis zum ersten Atemzug der Maus mit einem Timer.
2. Nehmen Sie das Tier aus dem Instrument und legen Sie es auf ein warmes Polster, um seine Körpertemperatur zu halten. Lassen Sie das Tier nicht unbeaufsichtigt, bis es wieder genügend Bewusstsein erlangt hat, um das Brustbein aufrecht zu erhalten.
3. Warten Sie, bis Sie sich erholen, bevor Sie das Tier wieder in einen sauberen Käfig zurückbringen. Geben Sie ein Tier nicht an andere Tiere zurück, bis es vollständig genesen ist.
4. Beobachten und wiegen Sie die Mäuse täglich. Wenn die Mäuse Anzeichen von Schmerzen zeigen, injizieren Sie ihnen intraperitoneal Meloxicam in einer Dosis von 1 - 2 mg/kg alle 12 - 24 Stunden.

8. Wiederholte Impaktion

1. Verpassen Sie den Mäusen an den Tagen 4, 7 und 10 nach der ersten Verletzung zusätzliche Verletzungen (72-Stunden-Intervall zwischen den Stößen).

Ergebnisse

Abbildung 1. Ein Mausmodell für repetitive Gehirnerschütterungskopfverletzungen. (A) Maßgeschneiderte 1 mm dicke, mit Silikonkautschuk beschichtete Spitze mit einem Durchmesser von 9 mm und einer Sondenspitze. (B) Eine Maus wird in einem stereotaktischen Rahmen in Bauchlage mit einem weichen Heizkissen unter dem Körper monti...

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