Name: Roman Modell Mild traumatische Hirnverletzung für jungen Ratten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: Erfahren Sie die modifizierte Gewichtsabfalltechnik zur Induktion milder traumatischer Hirnverletzungen bei juvenilen Ratten. Diese kostengünstige Methode ermöglicht wiederholbare Verletzungen und die Untersuchung pädiatrischer Gehirnerschütterungen.

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Die Autoren danken Irene Ma, Rose Tobais und Jong Rho für ihre technische Unterstützung. Das MJE wurde von der Abteilung für Pädiatrie der University of Calgary, der Alberta Children's Hospital Foundation (ACHF) und dem Alberta Children's Hospital Research Institute (ACHRI) finanziert. Das Postdoc-Stipendium für RM wurde von der ACHF zur Verfügung gestellt.

HINWEIS: Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit dem Canadian Council von Animal Care durchgeführt und von der University of Calgary, Tierpflege Ethik-Kommission genehmigt. 1. Zucht und Tier Vorbereitung <ol><li> Bestellen trächtigen Ratten von Standard-Labortier Lieferanten oder Rasse Welpen im Haus nach der Norm Zuchtprotokolle. </li><li> Dunkel-Zyklus: Haus alle Tiere mit freien Zugang zu Nahrung und Wasser, in einer temperaturgeregelten Ratte Gehäuseraum (21 ° C), das auf einem 12:12 Stunden Licht erhalten. </li><li> Als Jungtiere erreichen postnatalen Tag 21 (P21), zu entwöhnen Welpen von ihren Müttern und Haus in gleichgeschlechtlichen Gruppen von 3 oder 4. </li></ol> 2. Aufbau von Milde traumatische Hirnverletzung (mTBI) Geräte <ol><li> Vor Beginn des Verfahrens, Mühle Gewichte auf die gewünschte Masse (zB 150 g). Befestigen Sie eine Metallschlaufe am oberen Ende des Gewichts ermöglicht die Angelschnur fi seinzum Gewicht feste. </li><li> Ergebnis Alufolie mit einer scharfen Rasierklinge. Stellen Sie sicher, dass die erzielte Alufolie unterstützt das Körpergewicht der Ratten, aber nicht mit einer Beschleunigung der Ratte folgenden Kopfaufprall mit dem Gewicht stören. </li><li> Klebeband die erzielt Alufolie auf der U-förmigen Stufe aus durchsichtigem Kunststoff (38 x 27 x 27 cm 3) hergestellt, die eine Sammlung Schwamm (38 x 25 x 15 cm 3) (Figur 1) enthält, so daß es straff ist. </li><li> Platzieren Sie den U-förmigen Kunststoffphase in der richtigen Position unterhalb des Führungsrohres aus durchsichtigem Kunststoff. </li><li> Halten Sie das Kunststoffführungsrohr (Durchmesser von 2,2 cm x 1,5 m) an Ort und Stelle mit einer Klemme Stand und die Position der Führungsrohr, so dass es 3,5 cm über der erzielte Alufolie. </li><li> Befestigen Sie die Angelschnur durch die Metall-Schleife, um das Gewicht dafür, dass der Boden das Gewicht frei 2,5 cm über der erzielte Alufolie hängt. </li><li> Befestigen Sie die Angelschnur an der Klammer stehen. HINWEIS: Kovalente Verknüpfung das Gewicht zum clamp Stand auf einer Höhe von 2,5 cm über der Alufolie verhindert Re-Hits, während die Ratte von den Auswirkungen auf die Sammlung Schwamm) fallen. </li><li> Up Ziehen Sie das Gewicht durch die Kunststoffführungsrohr mit der Angelschnur und halten Sie sie fest mit einem Innensechskantschlüssel Stift bei 1,0 m. </li></ol> 3. Induktion von mTBI <ol><li> Bei Ratten erreichen P30 Schritt Käfige in den Verfahrensraum. </li><li> Platzieren Ratten in einer Isofluran Kammer und leicht zu betäuben die Ratte, bis es nicht reagiert auf die Pfote oder Schwanz kneifen. </li><li> Legen Sie schnell die Ratte Brust nach unten auf das erzielte Alufolie mit Hauptsitz direkt im Weg des Fallgewicht. Siehe Abbildung 2. Wenn die Ratte beginnt sich zu bewegen oder Wake-up, bevor es auf der erzielte Alufolie gelegt werden, kehren Sie zum Isofluran Kammer, bis nicht mehr reagiert auf eine Pfote oder Schwanz Prise und von neuem beginnen. </li><li> Ziehen Sie die Innensechskantschlüssel Stift, so dass das Gewicht, das vertikal durch die Kunststoffführungsrohr fallen und schlagen Sie die Ratte auf dem Kopf. The Ratte rasch eine Drehung um 180 ° und Grundstücke in der Rückenlage unterziehen. </li><li> Ziehen Sie sofort den Ratten aus der Sammlung Schwamm und gelten topische Lidocain zu Kopf der Ratte mit einem Wattestäbchen. </li><li> Legen Sie die Ratte in der Rückenlage in einem sauberen Käfig, indem sie auf einem handelsüblichen Heizkissen erwärmt wird. </li><li> Mit einer Stoppuhr oder digitaler Timer erwerben die &quot;Time-to-right&quot;. Time-to-Recht ist die Zeit von der Ratte, um von der Narkose aufwachen und Flip aus der Rückenlage in die Bauchlage oder Laufen beginnen. </li><li> Bringen Sie die Ratte in die Ausgangs-Käfig, nachdem es ein normales Verhalten (Putzen, Wandern, Ausflüge, etc.) erholt. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 3,2-3,8 für jede weitere Ratten die eine mTBI. </li><li> Wiederholen Sie den Vorgang auf der gleichen Ratte zu mehreren Zeitpunkten für sich wiederholende mTBI Experimente. </li></ol> 4. Induktion der Sham Injury <ol><li> Leicht anesthetize die Ratten mit Isofluran, bis es nicht reagiert auf die Pfote oder Schwanz kneifen. </li><li> Legen Sie schnell die Ratte Brust nach unten auf das erzielte Alufolie mit Hauptsitz direkt im Weg des Fallgewicht. </li><li> Entfernen Sie die Ratte aus der Alufolie ohne Ziehen des Innensechskantschlüssel Stift aus der Kunststoffführungsrohr und gelten topische Lidocain auf den Kopf der Ratte mit einem Wattestäbchen. </li><li> Legen Sie die Ratte in der Rückenlage in einem sauberen Käfig, indem sie auf einem handelsüblichen Heizkissen erwärmt wird. </li><li> Verwenden Sie eine Stoppuhr oder digitaler Timer, um die &quot;Time-to-right&quot; zu erwerben. </li><li> Bringen Sie die Ratte in die Ausgangs-Käfig, nachdem es ein normales Verhalten (Putzen, Wandern, Ausflüge, etc.) erholt. </li></ol> 5. Prüfung der mTBI mit dem Strahl-Walking Test 8 <ol><li> 24 Stunden nach der Induktion der mTBI oder Schein-Verletzungen Rückkehr Tiere auf den Verfahrensraum. </li><li> Übertragen Sie die Ratten in eine saubere Haltekäfigund platzieren Heimkäfig der Ratte am engeren Ende der 165 cm verjüngt Strahls derart, dass die offene Teil des Heimkäfig das schmalere Ende des Balkens gegenübersteht. HINWEIS: Die Kegelstrahl ist 165 cm lang. Das Zentrum Plattform der Strahl eine Breite von 6 cm am breiten Ende und 1,75 cm am schmalen Ende. Das Zentrum Strahl Leisten (2 cm breit und 2 cm unterhalb der Mittelstrahl), die Sicherheit bieten, wenn der Fuß rutscht der Ratte. Zeigen Polsterung unter dem Träger um die Verletzungsgefahr zu Ratten, die aus dem Strahl während des Tests fallen können, zu reduzieren. </li><li> Zeigen einer Videokamera an dem breiten Ende des sich verjüngenden Lichtstrahl und Positions / Zoomen der Videokamera, um sicherzustellen, dass der Prüfer das Video kann eindeutig die Bewegungen der Ratte zu sehen für die gesamte Länge des verjüngten Träger. </li><li> Legen Sie die Ratte am breiten Ende des Kegelstrahl und ermutigen sie, um über den Strahl in die Ausgangskäfig gehen. Sobald die Ratte kreuzt die Kegelstrahl, lassen Sie die Ratte in den Heimkäfig für mindestens 60 Sek reinForce den Zielort. Dies ist Test # 1 und nicht in die Analyse einbezogen. </li><li> Schalten Sie die Kamera ein und lassen Sie die Ratte, den Strahl-Walking Aufgabe 4 weitere Male (Beibehaltung der 60 Sek Verstärkung Zeiten im Käfig) zu vervollständigen. Sobald die Ratte hat alle Prüfungen abgeschlossen ist, geben die Ratte in die Ausgangskäfig. </li><li> Ein Tor, notieren Sie die Anzahl der Hinterbein Fuß-Zettel, die auftreten und die Zeit / Dauer, um den Strahl zu überschreiten, für jede einzelne Studie. Verwenden Sie diese Daten, um die durchschnittliche Anzahl der Hinterbein Fuß-Slips und Zeit zu berechnen, um den Strahl für jede Ratte überqueren. </li></ol>

<ol><li>DeWitt, D., Perez-Polo, R., Hulsebosch, C., Dash, P., Robertson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+in+the+development+of+rodent+models+of+mild+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Challenges in the development of rodent models of mild traumatic brain injury.</a> Journal of Neurotrauma. 30, 688-701 (2013).</li>
<li>Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Animal models of traumatic brain injury.</a> Nature Reviews Neuroscience. 14, 128-142 (2013).</li>
<li>Zhang, Z., Lerner, S., Kobiessy, F., Hayes, R., Wang, K. Systems biology and the anostic approach to drug discovery and development to treat traumatic brain injury. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZhang%2C+Z+%22Systems+Biology+in+Drug+Discovery+and+Development%3A+Methods+and+Protocols%2C+Methods+in+Molecular+Biology%22">Systems Biology in Drug Discovery and Development: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology</a>. Yan, Q. , Springer Science. Forthcoming.</li>
<li>Viano, D., Casson, I., Pellmen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concussion+in+profession+football%3A+Biomechanics+of+the+struck+player+-+Part+14%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Concussion in profession football: Biomechanics of the struck player - Part 14.</a> Neurosurgery. 61, 313-327 (2007).</li>
<li>Marmarou, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+model+of+diffuse+brain+injury+in+rats%3A+Part+1+-+Pathophysiology+and+biomechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">A new model of diffuse brain injury in rats: Part 1 - Pathophysiology and biomechanics.</a> Journal of Neurosurgery. 80, 291-300 (1994).</li>
<li>Mychasiuk, R., Farran, A., Esser, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+an+experimental+rodent+model+of+pediatric+mild+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Assessment of an experimental rodent model of pediatric mild traumatic brain injury.</a> Journal of Neurotrauma. 31 (8), (2014).</li>
<li>Kane, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mouse+model+of+human+repetitive+mild+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury.</a> Journal of Neuroscience Methods. 203, 41-49 (2012).</li>
<li>Schallert, T., Woodlee, M., Fleming, S. Disentangling multiple types of recovery from brain injury. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchallert%2C+T+%22Pharmacology+of+Cerebral+Ischemia%22">Pharmacology of Cerebral Ischemia</a>. Krieglstein, J., Klumpp, S. , Medpharm Scientific Publishers. Stuttgart. (2002).</li>
<li>Mychasiuk, R., Hehar, H., Farran, A., Esser, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mean+Girls%3A+Sex+differences+in+the+effects+of+mild+traumatic+brain+injury+on+the+social+dynamics+of+juvenile+rat+play+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Mean Girls: Sex differences in the effects of mild traumatic brain injury on the social dynamics of juvenile rat play behaviour.</a> Behavioural Brain Research. 259, (2014).</li>
<li>Centers for Disease Control and Prevention. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Report+to+congress+on+mild+traumatic+brain+injury+in+the+United+States%3A+Steps+to+prevent+a+serious+public+health+problem%22">Report to congress on mild traumatic brain injury in the United States: Steps to prevent a serious public health problem</a>. , Centers for Disease Control and Prevention. Atlanta, GA. 1-47 (2003).</li>
</ol>

Es bestehen keine konkurrierenden finanziellen Interessen.

Zuverlässige Modellierungssysteme sind erforderlich, um die grundlagenwissenschaftliche Forschung mit signifikanter translationaler Validität effektiv zu fördern. Als Reaktion auf die zunehmenden Vorfälle und die populären Medien ist die Erforschung von mTBI und Gehirnerschütterungen in vielen Disziplinen zu einer Priorität geworden. Trotz verstärkter Forschung gab es jedoch nur schrittweise Verbesserungen bei den therapeutischen Strategien und Behandlungsoptionen 3. Dieser Mangel an Fortschritten könnte teilweise auf eine Diskrepanz zwischen den verwendeten Modellierungssystemen und der tatsächlichen Ätiologie der Verletzungen zurückzuführen sein. Die Mehrzahl der Studien verwendete Nagetiermodelle, die die wichtigen biomechanischen Kräfte und die angemessene Symptomatik nach einer Verletzung nicht reproduzieren konnten. Die derzeitige menschliche Definition von mSHT gibt an, dass die Verletzung aus Beschleunigungs- und Verzögerungskräften resultiert, die mit einem stumpfen Trauma verbunden sind 10. Die hier beschriebene modifizierte Gewichtsabnahmetechnik ist daher ein ideales Modell für die Untersuchung von mTBI und Gehirnerschütterung, da sie einen flüchtigen Aufprall verwendet, um eine schnelle Rotationsbeschleunigung und -abbremsung auf den Kopf eines nicht angeschnallten Tieres zu bewirken und die biomechanischen Kräfte nachzuahmen, die bei sportbedingten Verletzungen und Autounfällen identifiziert wurden. Darüber hinaus lässt sich dieses Modell leicht anpassen, um repetitives mTBI zu untersuchen, ein Phänomen, das sich zu einem ernsten medizinischen und sozioökonomischen Problem entwickelt. Studien deuten darauf hin, dass Nagetiere einer Reihe von 10 verschiedenen mTBIs mit minimaler Mortalität ausgesetzt sein können 7. Schließlich ist die Methode kostengünstig und kann schnell durchgeführt werden, was eine Hochdurchsatzuntersuchung einer Vielzahl von therapeutischen Wirkstoffen und Behandlungsregimentern ermöglicht. 
Wie bei jeder Verfahrenstechnik sind bestimmte Aspekte des Protokolls besonders wichtig, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Zuerst muss die Alufolie effektiv eingeritzt werden. Wenn die Alufolie nicht richtig eingekerbt ist, reicht die Kraft, die das Gewicht während des flüchtigen Aufpralls ausübt, nicht aus, um die junge Ratte durch die Alufolie auf den Auffangschwamm zu treiben. In diesen Situationen verharrt die Ratte in der Ausgangsposition (Brust nach unten auf der Alufolie) und das mTBI resultiert aus dem stumpfen Trauma durch das Gewicht, das auf den stationären Kopf aufprallt, und nicht aus der gewünschten Rotationsbeschleunigung und -verzögerung. Zweitens sollte während der Induktion des mSHT und der Scheinverletzung das Ausmaß des Anästhetikums, das jeder Ratte verabreicht wird, konsistent sein. Aufgrund der Tatsache, dass die Zeit bis zur richtigen Zeit als Marker für ein mSHT verwendet wird, sollte der Forscher versuchen sicherzustellen, dass Tiere, die ein mSHT erhalten, und Tiere, die eine Scheinverletzung erleiden, ähnlichen Anästhetikamengen ausgesetzt sind. Ein großer Vorteil dieser Technik gegenüber vielen anderen SHT-Verfahren ist das geringe Niveau und die Dauer der Anästhesiologie. Die junge Ratte muss jedoch nicht auf ein Einklemmen der Zehe oder des Schwanzes reagieren, um sicherzustellen, dass sie nicht auf der Bühne aufwacht, bevor die Verletzung ausgelöst wird. Um eine konsistente Ätiologie der Verletzungen aufrechtzuerhalten, ist die Positionierung des Rattenkopfes besonders wichtig. Idealerweise sollte das Gewicht auf die Mitte der Rückenfläche des Kopfes treffen. Es ist Vorsicht geboten, den Weg des Gewichts nicht zu nahe am kaudalen/hinteren Teil des Kopfes zu positionieren, da die Beeinflussung des Hirnstamms und des Kleinhirns mit einer erhöhten Mortalität und Anfallsaktivität verbunden ist. 
Basierend auf der biomechanischen Pathophysiologie der Verletzungsinduktion und den untersuchten Verhaltensergebnissen scheint die modifizierte Gewichtsabnahmetechnik ein zuverlässiges Modell für die Untersuchung von pädiatrischen mTBI und Gehirnerschütterungen zu sein. Obwohl vorläufige Studien dieses neuartigen Modells einige grundlegende molekulare und strukturelle Veränderungen untersucht haben 7 , werden zukünftige Studien erforderlich sein, um festzustellen, wie das Gehirn auf ein mTBI mit dieser Ätiologie reagiert. Eine eingehende Analyse der neuroanatomischen und biologischen Veränderungen, die auf zellulärer und epigenetischer Ebene auftreten, würde die Validität des Modells und die translationale Anwendbarkeit erhöhen. Neben der Stimulierung der Entwicklung zielgerichteter pharmakologischer Therapien würde das Verständnis der pathophysiologischen Veränderungen, die im Gehirn als Reaktion auf mTBI und Gehirnerschütterung auftreten, auch die Forschung in Bezug auf klinische Biomarker leiten, die in der Lage sind, Ergebnisse nach Verletzungen vorherzusagen.

Obwohl es viele weit verbreitete Methoden zur Erzeugung von mittelschwerer bis schwerer traumatischer Hirnverletzung (TBI), sehr wenige Techniken entwickelt, um zu induzieren mild, geschlossene Kopfverletzungen bei Nagern. Aufgrund der Tatsache, dass die milden traumatischen Hirnverletzungen (mTBI) ist dreimal häufiger als mittelschweren und schweren Hirnverletzungen in Verbindung 1 ist ein zuverlässiges Modell der mTBI benötigt, um Forschung in Bezug auf Pathophysiologie neurobiologischen und Verhaltensergebnisse und therapeutische Strategien zu erleichtern. Zum Beispiel, teilweise aufgrund der Einschränkungen der aktuellen Tiermodellen 2, in den letzten zehn Jahren gab es mehr als 200 gewesen gescheitert klinischen Arzneimittelstudien für die Behandlung von TBI 3. Bei der Modellierung von Systemen für translationale Forschung Studien erstellt, die Anwendbarkeit der Ergebnisse sind abhängig von der Gültigkeit des Modells implementiert. Für die Studie der mTBI / Gehirnerschütterung, wäre eine zuverlässige Tiermodell nicht nur imitieren die biomechanischen Kräfte Verantwortlich für Verletzungen Ätiologie, aber auch Symptome, die mit den von der klinisch relevanten Bevölkerung berichtet induzieren. Darüber hinaus, weil Kinder ein besonders hohes Risiko für mTBI würde optimale Modellierungssysteme für junge und jugendliche Nagetiere, zusätzlich zu ihrem Erwachsenenäquivalente. Biomechanische Analysen der Umstände, in denen Athleten mTBIs oder erschütternder Hirnverletzungen erlitten zeigen, dass die wichtigsten Prognosefaktoren für Verletzungen sind schnelle Kopfbeschleunigung und hoher Geschwindigkeit Auswirkungen 4. Die Mehrheit der Nagetiermodellen derzeit für die Induktion von TBI beschäftigt erlauben wenig oder keine Bewegung des Kopfes 5 (für einen Überblick siehe 2). Die hier vorgestellte Modell liefert ein Hochgeschwindigkeits-Aufprall des Kopfes eines physikalisch ungebremst juvenilen Ratten, die durch eine Drehung um 180 ° und im freien Fall, die Beschleunigungs- / Verzögerungskräften gilt für Kopf und Körper der Person begleitet wird. THier sind vor allem zwei Vorteile mit dieser modifizierten Gewicht Drop-Technik für die Induktion von mTBI verbunden. Zuerst das Modell produziert klinisch relevanten concussive wie Symptomatik, ohne dass eine offensichtliche Schädigung des Gehirns (für eine vollständige Beschreibung der Verhaltensergebnisse siehe 6). Auch im Einklang mit klinischen Berichte über post concussive Syndrom, diese modifizierte Gewicht-Drop-Technik produziert heterogene Ergebnisse. Obwohl die Auswirkungen der mTBI signifikant sind, gibt es erhebliche Unterschiede zwischen Nagern, die eine mTBI erlebt, wenn auf mehreren Zielparameter untersucht. Zweitens gestattet das Verfahren die Untersuchung der repetitiven mTBI 7. Da die Mehrheit der bestehenden TBI Modelle wie schwere Verletzungen verursachen, ist es oft schwierig, eine zweite Verletzung zu induzieren, und fast unmöglich, sich wiederholende TBI ohne großen Schaden für die gesamte Cortex studieren. Daher ist die primäre Grund für die Verwendung der modifizierten Gewicht Drop-Technik für die Induction des mTBI ist es, eine Verletzung, die der Pathophysiologie und Symptomatik von Gehirnerschütterung und repetitive TBI in Jugendgruppen stärker repräsentiert zu produzieren. Mit der zunehmenden Häufigkeit von mTBI im Zusammenhang mit Sport, Stürze und Autounfälle, vor allem während der Kindheit, dieses einzigartige Nagetiermodell der mTBI bietet Forschern ein wertvolles Werkzeug für die Untersuchung von erschütternder artigen Hirnverletzung, die leicht mehrere Hit-angewendet werden können Paradigmen.

<table><tbody><tr><td>Messinggewichte</td><td>Ginsberg Scientific</td><td>7-2500-2</td><td>Metallschlaufe muss an der Basis befestigt werden</td></tr><tr><td>Aluminiumfolie</td><td>Alcan</td><td></td><td>Erhältlich in den meisten Lebensmittelgeschäften</td></tr><tr><td>Abdeckband</td><td></td><td></td><td>Kommerziell erhältlich&nbsp;</td></tr><tr><td>U-förmiger Kunststoffständer</td><td></td><td></td>, <td>konstruiert von Laboratory</td></tr><tr><td>Clamp Stand</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z190357</td><td></td></tr><tr><td>Kunststoffführungsrohr</td><td></td><td></td><td>Kann in einem Baumarkt gebaut oder gekauft werden</td></tr><tr><td></td><td>Angelschnurangler 10lb&nbsp;</td><td></td><td>Gekauft bei einem Sportartikelhändler&nbsp;</td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Pharmaceutical Partners of Canada</td><td>DIN 02237518</td><td>Inhalationsanästhetikum</td></tr><tr><td>topisches Lidocain (30ml)</td><td>Astra Zeneca</td><td>DIN 0001694</td><td>Xylocain Jelly 2%&nbsp;</td></tr><tr><td>Wattestäbchen</td><td></td><td></td><td>Im Handel erhältlich&nbsp;</td></tr><tr><td>Heizkissen - 3 Heizstufen</td><td></td><td></td><td>Kommerziell erhältlich&nbsp;</td></tr><tr><td>Stoppuhr</td><td>Sportline</td><td>L303</td><td>Gekauft bei einem Sportartikelhändler&nbsp;</td></tr><tr><td>Videokamera</td><td>Sony</td><td>HDR-CX260V</td><td></td></tr><tr><td>Sprague Dawley Rats</td><td>Charles River Laboratories</td><td>SAS SD 40</td><td>Rüden und Hündinnen bei Charles River Laboratories bestellt und Welpen aus eigener Zucht</td></tr><tr><td>Schwebebalken</td><td></td><td></td><td>Konstruiert im Labor</td></tr></tbody></table>

roman modell mild traumatische hirnverletzung für jungen ratten

A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats

Trotz wachsender Evidenz, dass die Kindheit eine große Risikoperiode für ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma (mTBI) durch sportbedingte Gehirnerschütterungen, Autounfälle und Stürze darstellt, wurde bisher kein zuverlässiges Tiermodell für mSHT für diesen wichtigen Aspekt der Entwicklung entwickelt. Bei der modifizierten Weight-Drop-Technik wird ein flüchtiger Aufprall auf den Kopf eines frei beweglichen Nagetiers verwendet, der Beschleunigungs-, Abbrems- und Rotationskräfte auf das Gehirn überträgt. Bei der Anwendung auf juvenile Ratten induzierte diese modifizierte Gewichtsabnahmetechnik klinisch relevante Verhaltensergebnisse, die repräsentativ für die Symptomatik nach einer Gehirnerschütterung waren. Die Technik ist ein schnell anwendbares Verfahren mit einer extrem niedrigen Mortalitätsrate und eignet sich daher ideal für Hochdurchsatzstudien von Therapeutika. Da es sich bei dem Verfahren um eine leichte Verletzung eines geschlossenen Kopfes handelt, kann es außerdem leicht für Studien über wiederholte Hirnverletzungen verwendet werden. Aufgrund der vereinfachten Natur dieser Technik und der klinisch relevanten Biomechanik der Verletzungspathophysiologie bietet die modifizierte Gewichtsabnahmetechnik den Forschern ein zuverlässiges Modell des mTBI, das in einer Vielzahl von Verhaltens-, Molekül- und genetischen Studien verwendet werden kann.

Das modifizierte Gewichts Drop-Technik oben beschrieben ist eine zuverlässige Methode zur Induktion von milden traumatischer Hirnverletzung (mTBI) bei jungen Ratten. Mit Hilfe einer Schlaggewicht von 150 g, ist diese Technik erfolgreich an jungen Ratten, die von 50 bis 120 g reichen angewendet. Darüber hinaus kann das Verfahren einfach in der gleichen Tiere für die Untersuchung der repetitiven mTBI wiederholt werden. Obwohl Tiere, die eine einzige mTBI Ausstellung zu einem Anstieg in der Zeit nach rechts (Abbildung 3) und erscheinen nach dem Aufwachen überwältigt, sie schnell wieder normalen Tätigkeiten und sind optisch nicht von schein verletzte Tiere. Da die Schadens ist mild, aktuelle Lidocain, die Schmerzen mit dem Glanz Auswirkungen verbunden eliminiert wird das nur schmerzstill erforderlich. Dies ist wichtig für die Forschung als Schmerzmittel sind dafür bekannt, mit typischen entzündlichen und Recovery-Prozesse stören. Aufgrund des Mangels an manifester symptomology ist der Strahl Fuß Aufgabe verlässlicher zuol, das verwendet werden kann, um die Induktion der mTBI validieren. Es ist wichtig zu beachten, dass nicht alle Tiere, die eine mTBI erleben werden Defizite auf dem Balken zu Fuß Aufgabe zeigen, sondern als Gruppe, jungen Ratten mit einem mTBI zeigen deutlich mehr Hinterbein Fuß-Slips im Vergleich zu jungen Ratten mit einem Schein-Verletzungen (Abbildung 4). Ein weiteres wichtiges Merkmal dieses modifizierten Gewicht-Drop-Technik ist das Fehlen von Rückhalte zum juvenilen Ratte während Verletzungen Induktion aufgetragen. Durch die Bereitstellung einer Streif Schlag auf den Kopf, gefolgt von schnellem Dreh Beschleunigung und Verzögerung, dieses Modell stärker repräsentiert die biomechanischen Kräfte mTBI und eine Gehirnerschütterung zugeschrieben. Wenn dieses Verfahren auf juvenile Ratten oder erwachsenen Mäusen angewandt, sind Sterblichkeit extrem niedrig (7/202 Jungtiere ~ 3,4% Sterblichkeit) und Schädelbruch und Hirnblutungen sind außerordentlich selten 6,7. Zusätzlich ist das Modell produziert klinisch relevanten symptomology. Juvenile Nagetiere, die ein einzelnes mTBI erlebt zeigte Defizite im Gleichgewicht und motorische Verhaltensweisen sowie Defizite in exekutiven Funktionen, erhöhte depressive artigen Verhaltensweisen und veränderten sozialen Interaktionen 6,9. Ebenso erwachsenen Mäusen zeigen auch mild Gleichgewicht und Koordination Defizite, die mit der Zeit 7 wiederherstellen. Schließlich Induktion mTBI Verwendung dieses Modells erfordert nur minimale Betäubung und ist nicht mit chirurgischen Vorbereitung oder Wühlen in den Schädel. Die Ergebnisse sind deshalb nicht durch verwirrende entzündlichen oder immunologischen Auswirkungen der Operation oder Narkose ausgelöst vorgespannt ist. Darüber hinaus die schnelle Recovery-Zeit und der Mangel an offenen Wunden ermöglicht die Aufnahme der weiteren Tests Paradigmen zu treten kurz nach Nagetieren erleben Sie die mTBI. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig1highres.jpg" width="500"> Abbildung 1: &gt; C artoon Darstellung des U-förmigen Kunststoffphase und Sammlung Schwamm mit allen dazugehörigen Dimension. Zwischen der Sammlung Schwamm und der Spitze der Kunststoffphase, die juvenile Ratten zu gewährleisten muss ein Abstand von 10 cm eingehalten werden genügend Zeit hat, um die 180 zu vervollständigen ° Rotation. <img alt="Abbildung 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig2highres.jpg" width="500"> Abbildung 2: (A) Foto Darstellung der Verletzung Induktions Plattform. Die juvenile Ratten platziert Brust nach unten auf das erzielte Alufolie, so dass der Kopf ist direkt unter dem Fallgewicht. (B) Seitenansicht der Verletzung Induktionsplattform. (C) Foto Demonstration des Gewichts in der Induktion der mTBI verwendet . Upload / 51.820 / 51820fig3highres.jpg "width =" 500 "/&gt; Abbildung 3: Graphische Darstellung der durchschnittlichen Unterschiede in der Zeit nach rechts von jungen Ratten, die eine einzelne mTBI und jungen Ratten, die eine Schein Verletzungen erlebt (* p &lt;0,01) Ratten, die eine mTBI weisen einen deutlichen Anstieg der das empfangene erlebt habe. Dauer der Zeit benötigt, um sich von der Rückenlage rechts. <img alt="4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig4highres.jpg" width="500"> Abbildung 4: Graphische Darstellung der durchschnittlichen Anzahl der Hinterbein Fuß-Zettel auf dem Balken Gehen Aufgabe von jungen Ratten zeigten, die eine einzelne mTBI und jungen Ratten, die eine Schein Verletzungen erlebt (* p &lt;0,05) erlebt.

Die modifizierte Gewichtsabnahmetechnik ist ein einfaches, kostengünstiges Verfahren zur Induktion eines leichten Schädel-Hirn-Traumas bei juvenilen Ratten. Diese neuartige Technik erzeugt klinisch relevante Symptome, die die Erforschung von leichten traumatischen Hirnverletzungen (mTBI) und Gehirnerschütterungen vorantreiben werden.

Roman Modell Mild traumatische Hirnverletzung für jungen Ratten

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, bei juvenilen Ratten ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma zu erzeugen. Dies wird erreicht, indem zunächst die Verletzungseinleitungsplattform vorbereitet wird. Als nächstes wird eine betäubte Ratte mit dem Gesicht nach unten auf die eingeritzte Alufolie gelegt.Sobald es an Ort und Stelle ist, wird ein Gewicht fallen gelassen, um einen flüchtigen Schlag auf den Kopf zu erzeugen. Das Tier wird dann in Rückenlage gebracht und die Zeit, die es braucht, um selbst zu schreiben, wird aufgezeichnet. Am nächsten Tag wird die Leistung anhand des Hubbalkentests gemessen.Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber anderen besteht also darin, dass die Tiere nur kurz betäubt werden. Es handelt sich um eine geschlossene Kopfverletzung, die es uns ermöglicht, die Verletzung am selben Tier mehrmals zu wiederholen, und es gibt eine Rotationskomponente in der Verletzung, die klinisch relevanter ist. Die Implikationen dieser Technik erstrecken sich auf die Therapie von Gehirnerschütterungen bei Kindern und leichten traumatischen Hirnverletzungen, da das Modell klinisch relevante Symptomologie auf heterogene Weise induziert, was zeigt, dass das Verfahren von Irene Ma, einer Technikerin in unserem Labor, und Harlene Haha durchgeführt wird.Im Grundstudium in unserem Labor. Um das Gerät für ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma einzurichten, konstruieren Sie einen U-förmigen Tisch aus klarem Kunststoff. Lege einen Schwamm an den unteren Rand der Bühne, um das Tier aufzufangen, nachdem es gefallen ist.Als nächstes ritzen Sie ein Stück Alufolie mit einer scharfen Rasierklinge ein. Stellen Sie sicher, dass die gekerbte Alufolie das Körpergewicht der Ratte trägt, aber die Beschleunigung nach dem Aufprall nicht beeinträchtigt. Kleben Sie die eingekerbte Alufolie so auf den Tisch, dass sie tau ist, und platzieren Sie sie in der richtigen Position unter dem Führungsrohr.Positionieren Sie das Führungsrohr so, dass es sich 3,5 Zentimeter über der Alufolie befindet. Befestigen Sie als Nächstes eine Angelschnur an der Oberseite eines Gewichts. Lege das Gewicht in das Führungsrohr und fixiere die Schnur so, dass das Gewicht 2,5 Zentimeter über der Folie hängt.Diese Höhe verhindert, dass die Ratte sicher mehrere Treffer erhält. Befestigen Sie die Angelschnur am Klemmständer. Ziehen Sie das Gewicht mit der Angelschnur durch das Kunststoff-Führungsrohr nach oben und halten Sie es mit einem Inbusschlüsselstift in einer Höhe von 0,5 Metern fest.Bestätigen Sie zunächst die Tiefe der Sedierung bei einer anästhesierten Ratte und legen Sie die Rattenbrust schnell auf die Folie, wobei der Kopf direkt in den Weg des fallenden Gewichts liegt. Wenn Sie bereit sind, zu beginnen, ziehen Sie am Inbusschlüsselstift, damit das Gewicht vertikal durch das Kunststoffführungsrohr fallen kann. Einmal getroffen, dreht sich die Ratte schnell um 180 Grad und landet in Rückenlage.Nehmen Sie die Ratte sofort aus dem Auffangschwamm und tragen Sie topisches Lidocain mit einem Applikator mit Wattespitze auf den Kopf der Ratte auf. Setzen Sie die Ratte dann in Rückenlage in einen sauberen, beheizten Käfig. Beobachten Sie das Tier, bis es aus der Narkose erwacht und von der Rückenlage in die Bauchlage wechselt.Notieren Sie dies als die Zeit, um den Wert für die scheingeschädigte Kontrollgruppe zu schreiben. Betäuben Sie das Tier und legen Sie es auf die Bühne, wie bereits gezeigt. Nehmen Sie als Nächstes die Ratte aus der Alufolie, ohne am Inbusschlüsselstift zu ziehen, und tragen Sie topisches Lidocain auf den Kopf auf.Setzen Sie die Ratte in Rückenlage in einen sauberen, beheizten Käfig und notieren Sie die Zeit bis zum Schreiben des Wertes. Bringen Sie die Ratte schließlich in ihren Heimatkäfig zurück, nachdem sie ihr normales Verhalten wiedererlangt hat, und wiederholen Sie den Vorgang mit dem nächsten Kontrolltier. 24 Stunden nach der Einleitung einer Hirnverletzung bringen Sie die Tiere in den Operationsraum zurück.Bringen Sie die Ratten in einen sauberen Käfig und stellen Sie den Heimkäfig der Ratte ein. Am schmaleren Ende einer sich verjüngenden Balkenfläche befindet sich der offene Teil des Käfigs zum breiten Ende des Trägers. Der konische Balken hat eine Mittelplattform mit kleinen Leisten, die Sicherheit bieten.Platzieren Sie eine Videokamera am breiten Ende des Strahls und stellen Sie den Fokus so ein, dass die gesamte Länge sichtbar ist. Wenn Sie bereit sind, setzen Sie die Ratte an das breite Ende des sich verjüngenden Balkens und ermutigen Sie sie, über den Balken zu ihrem Heimatkäfig zu gehen. Sobald die Ratte den Balken überquert und den Heimkäfig betreten hat, lassen Sie sie mindestens 60 Sekunden ruhen.Um den Zielort zu verstärken, ist dies Versuch Nummer eins und wird nicht in die Analyse einbezogen. Schalten Sie als Nächstes die Videokamera ein und lassen Sie die Ratte die Balkenlaufaufgabe weitere Male ausführen, wobei Sie die 62. Verstärkungsperiode im Heimkäfig beibehalten. Sobald die Ratte alle Versuche abgeschlossen hat, bringen Sie sie in den Heimkäfig zurück und testen Sie das nächste Tier.Wenn das Tier während der Prüfung vom Balken fällt, heben Sie es sofort auf und legen Sie es an der Stelle, von der es gefallen ist, wieder auf den Balken. Um die Daten zu bewerten. Notieren Sie nach dem Test die Anzahl der Ausrutscher des Hinterbeinfußes und die Gesamtzeit zum Überqueren des Balkens für jeden einzelnen Versuch.Verwenden Sie diese Daten, um Durchschnittswerte für jedes Tier und jede Testgruppe zu berechnen. Dieses Diagramm vergleicht die durchschnittlichen Unterschiede in der Zeit bis zum Schreiben von Scores zwischen juvenilen Ratten, die eine einzelne Hirnverletzung erlitten haben, im Vergleich zu Scheinkontrollen. Verletzte Ratten zeigten eine signifikante Verlängerung der Zeit, die benötigt wurde, um sich aus der Rückenlage heraus zu schreiben.Hier wird die durchschnittliche Anzahl der Ausrutscher des Hinterbeinfußes bei der Beam-Walking-Aufgabe für die juvenilen Ratten gezeigt, die eine einzelne Verletzung erlitten haben. Im Vergleich zu scheingeschädigten Ratten wiesen verletzte Tiere signifikant mehr Fußrutschen über den Balken auf als Kontrollen, die diesem Verfahren folgten. Andere nicht-invasive Interventionen, wie z. B. die Spieltherapie, können dann untersucht werden, um festzustellen, ob solche Interventionen tatsächlich in der Lage sind, einige der sozialen Defizite zu verbessern, die Kinder danach erleben. Erschütterung.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma bei jugendlichen Nagetieren sicher auslösen und erkennen können. Das kann zu mehreren Zeitpunkten wiederholt werden.

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Forschung

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Quelle: Logsdon, A. F., et al. Druckwellenmodell mit niedriger Intensität zur präklinischen Beurteilung von leichten traumatischen Hirnverletzungen mit geschlossenem Kopf bei Nagetieren. (2020)Dieses Video zeigt die Induktion eines leichten Schädel-Hirn-Traumas mit geschlossenem Kopf in einem Mausmodell unter Verwendung eines unter Druck stehenden Gasschockrohrs. Die erzeugte Druckwelle reißt die Polyestermembran auf und gibt eine Schockwelle an den Kopf der Maus ab, die zu einer schnellen...

Erzeugung eines leichten Schädel-Hirn-Traumas mit geschlossenem Kopf in einem Mausmodell

Athleten absorbieren mehrere hundert milde traumatische Hirnverletzungen (mTBI) / Gehirnerschütterungen jedes Jahr; Die Konsequenz dieser auf das Gehirn ist jedoch schlecht verstanden. Daher bietet ein Tiermodell von Einzel- und Wiederholungs-MTBI, das konsequent repliziert klinisch relevante Symptome bietet die Mittel, um die Studie von MTBI und Gehirnerschütterung voranzutreiben.

Ein Mausmodell der einzelnen und repetitiven milden traumatischen Gehirnverletzung

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

Neurotransmitter-Änderung ist ein Mechanismus der neuronalen Dysfunktion, die nach einer Gehirnerschütterung auftritt und trägt zu den manchmal katastrophalen langfristigen Folgen. Dieses Rattenmodell kombiniert mikrodialyse, ermöglicht in vivo Neurotransmitter Quantifizierung, mit einer Gewicht-Tropfen-Technik, die schnelle Beschleunigung und Verzögerung von Kopf und Rumpf, ein wichtiger Faktor des menschlichen Schädel-Traumas.

Ein neuartiges und translationales Rattenmodell der Gehirnerschütterung, das Kraft und Rotation mit der zerebralen Mikrodialyse in Vivo kombiniert

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, quantitative mikrostrukturelle Informationen über den Hippocampus bei einer Ratte mit leichter traumatischer Hirnverletzung zu erhalten. Dies geschieht mit einem fortschrittlichen diffusionsgewichteten Magnetresonanztomographieprotokoll und einer regionsbezogenen Analyse parametrischer Diffusionskarten.

Advanced Diffusion Imaging im Hippocampus von Ratten mit leichter traumatischer Hirnverletzung

Das Protokoll beschreibt ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma in einem Mausmodell. Insbesondere wird ein Schritt-für-Schritt-Protokoll zur Induktion einer leichten Mittellinien-geschlossenen Kopfverletzung und die Charakterisierung des Tiermodells vollständig erläutert.

Elektromagnetisch gesteuertes Closed-Head-Modell für leichtes Schädel-Hirn-Trauma bei Mäusen

In dieser Arbeit wird gezeigt, wie ein waches geschlossenes Kopfverletzungsmodell verwendet werden kann, um die Auswirkungen eines wiederholten leichten Schädel-Hirn-Traumas (r-mSHT) auf die synaptische Plastizität im Hippocampus zu untersuchen. Das Modell repliziert wichtige Merkmale des r-mSHT bei Patienten und wird in Verbindung mit der in vitro Elektrophysiologie eingesetzt.

Beurteilung von Veränderungen in der synaptischen Plastizität unter Verwendung eines wachen geschlossenen Kopfverletzungsmodells für ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma

In dieser Arbeit stellen wir ein Rattenmodell mit geschlossenem Schädel-Hirn-Trauma (mTBI) und dessen Validierung vor, das eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit dem menschlichen mSHT in Bezug auf Verhaltensmanifestationen während der akuten und subakuten Stadien aufweist.

Rattenmodell für leichte traumatische Verletzungen mit geschlossenem Kopf und seine Validierung

Hier stellen wir ein Protokoll vor, um ein Tiermodell mit geschlossener Kopfverletzung zu etablieren, das das Neurobildergebnis einer unkomplizierten leichten traumatischen Hirnverletzung mit der erhaltenen Hirnstruktur in der akuten Phase und der langfristigen Hirnatrophie repliziert. Die longitudinale Magnetresonanztomographie ist die primäre Methode zur Beweisführung.

Entwicklung eines unkomplizierten Modells für ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma, modifiziert durch Weight-Drop-Methode und nachgewiesen durch Magnetresonanztomographie

Gehirnerschütterungen bei Kindern können zu Langzeitfolgen mit physiologischen und psychologischen Störungen führen. Dieses Mausmodell für pädiatrische Gehirnerschütterungen führt zu langfristigen Neuroinflammationen, Veränderungen der weißen Substanz und neuronalen Modifikationen mit Verhaltensstörungen. Das Modell kann an unterschiedliche Einschlagsstellen oder wiederholte Gehirnerschütterungen angepasst werden, um Veränderungen der Lebensdauer zu bewerten.

Ein pädiatrisches Gehirnerschütterungsmodell bei Mäusen: Geschlossene Kopfverletzung mit Langzeiterkrankungen (CHILD) 

Erfahren Sie die modifizierte Gewichtsabfalltechnik zur Induktion milder traumatischer Hirnverletzungen bei juvenilen Ratten. Diese kostengünstige Methode ermöglicht wiederholbare Verletzungen und die Untersuchung pädiatrischer Gehirnerschütterungen.

Roman Modell Mild traumatische Hirnverletzung für jungen Ratten

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