Name: Biomarker in einem Tiermodell für die Aufdeckung Neural, hämatologischen und Behavioral Korrelate der PTSD (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-10T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 29 s
Description: Erfahren Sie die Etablierung eines Rattenmodells für PTBS zur Untersuchung neuroendokriner Veränderungen und übertriebener Angstreaktionen. Diese Methode ermöglicht die Korrelation peripherer Biomarker mit zentralen Nervensystemmustern.

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Diese Arbeit wurde von der CDMRP, USUHS Grants G188LE, G188MG und G188QC (HL) und die USUHS Zentrum für das Studium der Traumatic Stress unterstützt.

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Die Diagnose PTSD auf selbst berichtete psychiatrische Symptome (DSM IV) von potenziellen Probanden. Kein gut definierten Biomarker ist derzeit die pathophysiologischen Status potenzieller PTBS-Patienten zugreifen. PTBS ist eine Erkrankung, die durch lebensbedrohlichen traumatischen Ereignisse und die wichtigsten psychiatrischen Symptome vorhanden bleiben die Hinterbliebenenversorgung Leben für Monate oder sogar Jahre nach den ersten Ereignisse hervorgerufen werden. Die prominentesten und beharrlicher Symptome bei Patienten mit PTSD enthüllt werden Hypervigilanz, verzögert Schreckhaftigkeit 14, 15, 16 und eine scheinbare Kompromiss der HPA-Achse. Beim Menschen sind diese Symptome bleiben, oder erscheint mit einer Verzögerung von drei Monaten nach Beendigung der traumatischen Stressor 24. Unser aktuelles Modell für Biomarker-Studien von PTBS beschäftigt Zurückhaltung und tail Schocks für drei aufeinander folgenden Tagen (2-hr-Sitzungen von 40, 2 mA tailshocks) wiederholt - die unausweichliche tail-Schock-Modell (ITS) in Ratten mit einem Gewicht 150 Gramm. Das ITS-Modell hatwurde gezeigt, dass zu einem wesentlichen Teil die Pathophysiologie von PTSD 17, 7, 4, 10 zu imitieren. Unsere Labor-und anderen Labors überprüft haben, dass die ITS-Modell von Stress bei Ratten Verhaltens-und neurobiologische Veränderungen, die ähnlich denen in PTSD Themen 17, 7, 10, 9 gefunden werden induziert. Insbesondere weisen diese gestressten Ratten (1) eine verzögerte und Schreckhaftigkeit erscheinen einige Tage nach Stressor Aufhören, das die komprimierte Zeitskala der Ratte das Leben im Vergleich zu einem Menschen gegeben, die ein bis drei Monate Verzögerung der Symptome bei PTBS-Patienten entspricht (DSM-IV-TR PTSD Criterian D / E 13), (2) erweiterte Plasma-Corticosteron (CORT) für mehrere (10) Tagen, was darauf hinweist Kompromiss der hypothalamopituitary Achse (HPA), und (3) verzögert Gewichtszunahme nach dem Stressor Aufhören, entsprechend der Dysfunktion der metabolische Regulation von PTSD. Es gibt keine Beweise in der Literatur, dass fox Geruch, Raubtier Exposition oder potenzierten Schreckreaktion, Ausstellungen fürchtenBit diese persistenten Verhaltens-und neuroendocrinologic Phänotypen mit PTSD assoziiert. Ratten, die einem Stress-Sitzung (1DS) ausgestellt haben vergänglich, nicht aber die anhaltenden Störungen durch 3DS Ratten 17 angezeigt Das vorliegende Experiment die Schreckreaktion des 3DS und 1DS Ratten 4, 7 und 10 Tage nach der Stressor Aufhören verglichen. Im Einklang mit früheren Arbeiten, betonte Ratten zeigten erhöhte basale Plasma-CORT Ebenen den ersten Tag nach der Belastung 17. Diese Werte waren CORT empfindlich auf die Anzahl der Stressor Belichtungen mit höheren Ebenen in CORT 3DS Ratten als in 1DS Ratten. Wie für Schreckreaktion weisen die 1DS Ratten eine Schreckhaftigkeit 7 Tage nach der Stressor, während Schreckreaktion Sensibilisierung zeigt sich erst 10 Tage nach der Stressor in 3DS Ratten. Somit scheint die Erscheinung eines Schreckhaftigkeit nach Stressor Aufhören zu der Anzahl von Stress-Sitzung Engagements bezogen werden. Der 3DS gestresste Modell scheintnützlich sein, um einen Einblick in die veränderte Expression von Biomarkern mit den Symptomen von PTBS und die wichtigsten messbaren Verhaltens Phänotypen mit dem Timing nach der Einstellung von Stress assoziiert zu gewinnen. Genomic vorgestellten Ergebnisse liefern proof of principle für die Anwendung rMNChip und Bioinformatik Tools zur Differential-Bahnen sowie Gen-und Protein-Biomarkern, die erheblich erleichtern wird systembiologischen Untersuchung und das Verständnis der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen komplex und multifaktoriell neurologischen Erkrankungen, einschließlich PTSD zu identifizieren. Während unser Paradigma nicht in die kognitiven und komplexere Verhaltensweisen von PTBS befassen, stellen wir fest, dass die veränderten Schlaf-Muster in der ITS-Modell 1 auf die Schwierigkeit fallen und durchzuschlafen und die Alpträume von PTBS-Patienten 11 (DSM-IV-TR PTSD entsprechen Kriterien D 13), und die Mängel in Flucht / Vermeidung und Lernen eines appetitive Aufgabe in der ITS-Modell <sup&gt; 12 entspricht den armen Konzentrationen und Gedächtnisstörungen von PTBS 5 (DSM-IV-TR PTSD Kriterien C 13). Das aktuelle Modell korreliert gut mit den wichtigsten charakteristischen Symptome von PTSD und bietet ein gutes Modell für die Korrelation peripheren Biomarker für PTSD, die von Patienten gesammelt werden können, mit zentraler, mechanistische Biomarkern, die nicht 6.

biomarker in einem tiermodell für die aufdeckung neural, hämatologischen und behavioral korrelate der ptsd

Biomarkers in an Animal Model for Revealing Neural, Hematologic, and Behavioral Correlates of PTSD

Identifizierung von Biomarkern, die die Entwicklung der Pathophysiologie der Posttraumatischen Belastungsstörung (PTSD) ist von entscheidender Bedeutung, nicht nur für eine objektive Diagnose, sondern auch für die Beurteilung der therapeutischen Wirksamkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Verletzungen. Kontinuierliche Forschung ist auf die Identifizierung molekularer Biomarker für PTSD, einschließlich traumatischen Stress induzierte Proteine, Transkriptomen genomischer Abweichungen und genetische Modulatoren, mit biologischen Proben von Probanden Blut, Speichel, Urin und postmortalen Hirngewebe geleitet. Allerdings bleibt die Korrelation dieser Biomarker-Moleküle in peripheren oder postmortale Proben auf veränderte Gehirnfunktionen mit psychiatrischen Symptomen in PTSD assoziiert ungelöst. Hier präsentieren wir ein Tiermodell für PTSD in denen sowohl peripheren Blut und zentrales Gehirn Biomarker sowie Verhaltensphänotyp, gesammelt und gemessen werden können, wodurch die erforderliche Korrelation der zentralen Biomarker für PTSD, die mechanistischen und pathogno sindmonic kann aber nicht von Menschen gesammelt werden, mit den peripheren Biomarker und Verhaltensstörungen Phänotypen, die können. Unser Tiermodell der PTSD beschäftigt Zurückhaltung und tail Schocks für drei aufeinander folgenden Tagen wiederholt - die unausweichliche tail-Schock-Modell (ITS) in Ratten. Das ITS-Modell imitiert die Pathophysiologie der PTSD 17, 7, 4, 10. Wir und andere haben bestätigt, dass die ITS-Modell Verhaltens-und neurobiologische Veränderungen ähnlich denen in PTSD Themen 17, 7, 10, 9 gefunden induziert. Insbesondere weisen diese gestressten Ratten (1) eine verzögerte und Schreckhaftigkeit erscheinen einige Tage nach Stressor Aufhören, das die komprimierte Zeitskala der Ratte das Leben im Vergleich zu einem Menschen gegeben, die ein bis drei Monate Verzögerung der Symptome bei PTBS-Patienten entspricht (DSM-IV-TR PTSD Criterian D / E 13), (2) erweiterte Plasma-Corticosteron (CORT) für mehrere Tage, was darauf hinweist Kompromiss der hypothalamopituitary Achse (HPA), und (3) verzögert body Gewichtszunahme nach Stressor Aufhören, was darauf hinweist Dysfunktion metabolische Regulierung. Die experimentellen Paradigmen für dieses Modell eingesetzt werden, sind: (1) eine erlernte Hilflosigkeit Paradigmenwechsel in der Ratte durch Messung der akustischen Schreckreaktion (ASR) und einem Charting Körpermasse getestet, (2) Mikrodissektion Gehirn der Ratte in Regionen und Kerne; ( 3) Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) zum Blutspiegel CORT, (4) eine Genexpression Mikroarray sowie zugehörige Bioinformatikwerkzeuge 18. Das Microarray genannt rMNChip, konzentriert sich auf Mitochondrien und Mitochondrien-bezogene nukleare Gene in der Ratte so speziell auf die neuronale Bioenergetik Hypothese in PTSD beteiligt werden.

Wir beschreiben ein Rattenmodell der Posttraumatischen Belastungsstörung (PTSD), die die anhaltenden Veränderungen im neuroendokrinen Funktion und die verzögerte langfristige, übertriebene Angstreaktion, die charakteristisch für PTBS-Patienten zeigt. Das Tiermodell und hier beschriebenen Methoden sind nützlich zum Korrelieren Biomarkern in Gehirnkernen, die mechanistische sind, aber nicht bei Patienten gemessen werden, wobei Biomarkern in peripheren weißen Blutzellen, welches kann.

Biomarker in einem Tiermodell für die Aufdeckung Neural, hämatologischen und Behavioral Korrelate der PTSD

Die Identifizierung von Biomarkern, welche die Entwicklung der Pathophysiologie der posttraumatischen Belastungsstörung (PTBS) repräsentieren, ist von entscheidender Bedeutung, nicht nur für ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, ein Tiermodell für eine posttraumatische Belastungsstörung (PTSD) zu etablieren. Dies wird erreicht, indem das Tier körperlichem Stress ausgesetzt und anschließend sein Fressverhalten sowie seine Schreckreaktion charakterisiert werden. Zudem wird ein Verfahren zur Messung der zirkulierenden Cortisolspiegel demonstriert.Schließlich können Biomarker, die von weißen Blutkörperchen und traumatisierten Tieren präsentiert werden, mit der Expression derselben Biomarker im Gehirngewebe korreliert werden. Somit eröffnet dieses Modell neue Ansatzpunkte für die Untersuchung von PTBS; wir verwenden ein Tiermodell, das ein PTBS-ähnliches Syndrom aufweist. Mithilfe dieses Tiermodells können wir die neurobiologischen Mechanismen der PTBS erforschen; neurobiologische Marker, die in diesem Tiermodell identifiziert wurden, erwiesen sich als korrelierend mit dem Syndrom bzw. der PTBS.Vielleicht entwickelt jeder dritte Soldat, der traumatischen Kampferfahrungen ausgesetzt ist, übermäßige Angst, Aggressivität oder andere Belastungssymptome. Aus Gründen, die wir noch nicht vollständig verstehen, müssen wir Methoden finden, um diese besonders gefährdeten Soldaten so früh wie möglich zu identifizieren – sogar noch bevor sie in den Kampf ziehen –, damit wir ihnen besser helfen können. Eine der zentralen Komponenten der posttraumatischen Belastungsstörung ist die Hyperaktivierung und die Angstreaktion, manchmal auch als Schreckreaktion bezeichnet.Das Verständnis dieser spezifischen Reaktion, sowohl beim Menschen als auch in unseren Tiermodellen, wird uns helfen, unser Wissen über diese Störung voranzubringen. Das Labor von Dr. Lee konzentriert sich darauf, Tiermodelle dieser übersteigerten Angstreaktion zu erforschen. Meine Arbeit befasst sich mit den Biomarkern für PTBS.Diese PTSD-Biomarker stammen aus peripheren weißen Blutkörperchen, die von Patienten sowie aus postmortalen Gehirngeweben gewonnen wurden. Die Biomarker müssen mit den Gehirnen Lebender korreliert werden. Eine solche Korrelation ist nur an einem Tiermodell der PTSD möglich.Die Emotion wird auf unterschiedliche Weise von verschiedenen Regionen des Gehirns verarbeitet. Durch ein Tiermodell für PTBS wird es möglich, diese verschiedenen Gehirnregionen zu entfernen. Für die unabhängige Entdeckung von Biomarkern wählen Sie 32 männliche albinotische Bra Dolly-Ratten mit einem Gewicht zwischen 150 und 200 Gramm aus.Jedes Tier muss einzeln unter strenger Beachtung konsistenter Umweltbedingungen untergebracht werden – drei Tage vor dem Versuch, drei Tage während des Versuchs und drei Tage nach dem Versuch. Erfassen Sie das Körpergewicht jedes Tieres sowie dessen Nahrungs- und Wasseraufnahme, und gewöhnen Sie alle Tiere an die Tierhaltungseinrichtung und an eine akustische Schreckkammer. In den drei Tagen vor dem Versuch soll jedes Tier täglich fünf Minuten in der Schreckkammer verbringen, ohne zusätzliche Reize am Tag vor Versuchsbeginn. Es wird eine Basislinienmessung der akustischen Schreckreaktion durchgeführt.Dann werden die Basisreaktion und das Gewicht verwendet, um die 32 Tiere in zwei normalisierte Gruppen aufzuteilen, die während der drei Testtage kontrolliert und experimentell sein werden. Die Versuchsgruppe wird belastet. Täglicher Stress wird durch Fixierung und Schwanzschläge während der Morgenstunden verursacht.Danach koppeln Sie eine Elektrode mit Elektrogel an den Schwanz der Ratte und befestigen die Elektrodenklemme am Schwanz, sodass die Durchblutung des Schwanzes nicht beeinträchtigt wird, um einen Strom zu titrieren, der spürbar, aber nicht schmerzhaft ist. Dr. Lee platzierte die Elektrode ursprünglich an seinem eigenen Finger, der empfindlicher ist als der Rattenschwanz, und stellte den Strom so ein, dass er abschreckend, jedoch weder schmerzhaft noch schädigend war. Am siebten, 14. und 21. Tag nach dem dreitägigen Stressversuch.Die akustische Schreckreaktion wird mithilfe eines kalibrierten Systems aus gewichtsempfindlichen Plattformen in einer schallgedämmten Kammer gemessen. Bei der ersten Inbetriebnahme des Systems muss der Wandler, ein Dehnungsmessdosen-Sensor, kalibriert werden, indem der Koppler in den Gleichstrommodus (DC-Modus) geschaltet wird, sodass die Ausgabe des Kopplers direkt dem Eingangssignal der Plattform folgt, und die Ausgabe anschließend an statische Gewichte auf der Plattform angepasst wird. Während der Messung wird der Wandler in den Wechselstromgekoppelten Modus (AC-gekoppelt) umgeschaltet.Der einzige schnelle Kraftanstieg, der auf eine Schreckreaktion hinweist, wird somit als Ausgabe erfasst. Der Test besteht aus sechs Stimulusarten, die jeweils achtmal in zufälliger Reihenfolge präsentiert werden. Zu diesen Stimuli gehören ein 100 Dezibel-Ton mit oder ohne Vorpulse sowie ein 110 Dezibel-Ton mit oder ohne Vorpulse.Die Prä-Pulse allein und eine Null-Dezibel-Kontrolle steuern die intertrial Intervallbereiche, die zufällig zwischen 15 und 25 Sekunden zugewiesen werden. Die Bewegungen des Tieres werden als maximale Reaktion registriert, die innerhalb von 200 Millisekunden nach dem Beginn des Schreck auslösenden Reizes aus jedem der acht Versuche auftritt. Der Maximalwert für jeden der sechs Reize wird aufgezeichnet.Die Schreckreaktionsdaten werden durch das Körpergewicht des Tieres, das am selben Tag gemessen wurde, dividiert. Die Konsumdaten und das Körpergewicht stellen somit Messungen an sieben verschiedenen Tagen dar. Nach der Stressprüfung an den Tagen 1, 14, 21 und 30 ab dem ersten Tag nach dem Stress wird unter leichter Isofluran-Anästhesie Blut aus der Schwanzvene in heparinisierte Röhrchen entnommen und bis zur Analyse eingefroren. Verwenden Sie zur Analyse der Plasmacortisolspiegel einen aktiven RAC-Core-ELISA.Bereiten Sie den Test vor, indem Sie die Mikrotitrationsstreifen kennzeichnen und die Konjugatlösung mit dem Ratten-Kernenzym ansetzen. Beginnen Sie nach der Vorbereitung den Test, indem Sie 20 Mikroliter der Standardlösungen, Kontrollen und unbekannten Proben in die Vertiefungen der ELISA-Platte pipettieren. Als Zweites geben Sie 100 Mikroliter der Enzymkonjugatlösung für lediglich fünf bis zehn Sekunden in jede Vertiefung. Tippen Sie vorsichtig auf die Platte, um die Lösungen zu mischen. Drittens geben Sie 100 Mikroliter Ratten-Kernenzym-Konjugat in jedes Loch und inkubieren die Platte eine Stunde bei Raumtemperatur unter Schütteln. Nach der Inkubation verwenden Sie einen automatischen Mikroplattenwascher, um jedes Loch fünfmal mit Waschlösung zu aspirieren und zu waschen.Anschließend das Plate durch Umkehren auf ein saugfähiges Material trocken tupfen. Danach werden mit einem halbautomatischen Dispenser je 100 µL der TMB-Chromogenlösung in jedes Brunnenloch gegeben. Schließlich werden je 100 µL Stopp-Lösung zu jedem Brunnen hinzugefügt und das Plate von Hand für fünf bis 10 Sekunden geschüttelt.Innerhalb von 30 Minuten nach dem Belastungstest die Datenerfassung fortsetzen; die Nahrungsaufnahme und der Wasserverbrauch zwischen der Kontroll- und der Versuchsgruppe wurden aufgezeichnet. Körpergewichtsmessungen nach der Belastung zeigten eine verminderte Gewichtszunahme in der Versuchsgruppe im Vergleich zu den Kontrollen. Plasma-Proben zeigten erhöhte Cortisolspiegel bei den Tieren.Angesichts des Belastungstests unterschied sich die Schreckreaktion der Versuchstiere signifikant von der der Kontrollgruppe. Die Biomarker-Screening-Analyse ergab einzigartige Korrelationen zwischen Gehirngewebe und der Expression in weißen Blutkörperchen bei belasteten Tieren, die bei den Kontrollen nicht beobachtet wurden. Diese Marker dienen als Kandidaten für nachfolgende Experimente zusammen mit der klinischen Bewertung.Neurobiologische Messungen werden den pathophysiologischen Prozess oder die PTBS in Zukunft objektiver identifizieren. Die Entdeckung des Biomarkers aus diesem Tiermodell wird diagnostisch sein. Darüber hinaus wird dies zu wirksameren pharmakotherapeutischen Behandlungen für Patienten mit PTBS führen.

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Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Blutproben sind nützlich, um Biomarker für physiologische Zustände oder Krankheiten in vivo zu beurteilen. Hier beschreiben wir die Methode zur Entnahme von Blut aus der seitlichen Schwanzvene bei der Ratte. Diese Methode liefert schnelle Proben mit minimalen Schmerzen und Invasivität.

Blutprobenentnahme aus der laterale Schwanzvene der Ratte

Das Ziel der hier vorgestellten Verhaltens Tests ist es, funktionelle Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung zu erkennen. Vier spezielle Tests werden vorgestellt, die Defizite im Verhalten zu reflektieren die Schäden an bestimmte Hirnareale zeitweise Verlängerung bis zu einem Jahr nach Verletzung zu erkennen.

Erkennung von Verhaltensstörungen Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung

Hier präsentieren wir das unberechenbare milde Dauerstress Protokoll bei Mäusen. Dieses Protokoll induziert einen langfristige Depressive-ähnlichen Phänotyp und ermöglicht es, um die Wirksamkeit von vermeintlichen Antidepressiva bei der Umkehr der Verhaltens- und Neuromolecular depressiv-ähnliche Defizite zu beurteilen.

Das unvorhersehbare milde Dauerstress Protokoll zur Induktion Anhedonie bei Mäusen

Dieses Protokoll beschreibt einen neuen Verhaltenstest – den menschlichen Ansatztest im Hausgehege der Schweine –, um funktionelle Defizite bei Laborschweinen nach subkonkussiven traumatischen Hirnverletzungen zu erkennen.

Nichtinvasiver In-Pen-Ansatztest für Imlabor-Schweine

Dieses Protokoll stellt Methoden vor, um die neuroinflammatorische und hämodynamische Reaktion auf leichte traumatische Hirnverletzungen zu charakterisieren und diese Daten als Teil einer multivariaten Systemanalyse unter Verwendung der partiellen Regression der kleinsten Quadrate zu integrieren.

Systemanalyse der neuroinflammatorischen und hämodynamischen Reaktion auf traumatische Hirnverletzungen

Wir präsentieren ein praktisches, schrittweises, schnelles Protokoll für die Entfernung und Dissektion diskreter Regionen aus frischem Hirngewebe von Mäusen. Die Gewinnung von Hirnregionen für molekulare Analysen ist in vielen neurowissenschaftlichen Laboren zur Routine geworden. Diese Gehirnregionen werden sofort eingefroren, um qualitativ hochwertige transkriptomische Daten für die Analyse auf Systemebene zu erhalten.

Mikrodissektion des Mausgehirns in funktionell und anatomisch unterschiedliche Regionen

Hier werden Verfahren zur Erzeugung wiederholter Blast-Expositionen geringer Intensität mit Hilfe von Mäusen vorgestellt.

Modellierung einer hochrepetitiven Explosionsexposition auf niedrigem Niveau bei Mäusen

Dieses Protokoll stellt eine Mikrocontroller-basierte Verhaltensbox dar, um die Prepuls-Inhibition (PPI) zu bewerten, indem Beschleunigungsdaten von einem Sensor unter der Box gesammelt werden. Diese Daten bewerten sensorische Gating-Defizite bei sozial isolierten Ratten, mit einer zusätzlichen Methode zur Synchronisierung von Daten mit neuronaler Aktivität, um neurophysiologische Studien zu Verhaltensstörungen voranzutreiben.

Entwicklung einer Verhaltensbox zur Bewertung der Präpulshemmung und der neuronalen Aktivität in psychiatrischen Tiermodellen

Dieses Papier stellt eine innovative visuelle Ansatz (photovoice oder Foto-Erhebung) auf ein faires Verfahren in der klinischen Versorgung zu erreichen für Patienten mit chronischen Krankheiten, beleuchten Lücken in der klinischen Wissens, Schmiede besseren therapeutischen Beziehungen und identifiziert Patienten-zentrierte Ziele und Möglichkeiten der Heilung .

Mit visuellen und narrativen Methoden auf ein faires Verfahren in der klinischen Versorgung erreichen

Sepsis bezieht sich auf eine systemische inflammatorische Reaktion, die sich aus einer mikrobiellen Infektion, und simuliert werden können durch eine Blinddarm-OP-Technik bezeichnet Ligatur und Punktion (CLP). Hier beschreiben wir eine Methode zur CLP-induzierte Tiermodell zu verwenden, um Heilkräuter für therapeutische Wirkstoffe zu screenen.

Die Verwendung Tiermodell für Sepsis zu neuartigen Therapien zu beurteilen Herbal

Erfahren Sie die Etablierung eines Rattenmodells für PTBS zur Untersuchung neuroendokriner Veränderungen und übertriebener Angstreaktionen. Diese Methode ermöglicht die Korrelation peripherer Biomarker mit zentralen Nervensystemmustern.

Biomarker in einem Tiermodell für die Aufdeckung Neural, hämatologischen und Behavioral Korrelate der PTSD

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