Name: Ein Mausmodell der einzelnen und repetitiven milden traumatischen Gehirnverletzung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 19 s
Description: Lernen Sie ein reproduzierbares Mausmodell für milde traumatische Hirnverletzungen mit kontrollierten repetitiven Schlagimpakten. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung physiologischer Veränderungen nach Gehirnerschütterungen ohne strukturelle Schäden.

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Diese Arbeit wurde von R01 NS067417 vom National Institute for Neurological Disorders and Stroke (MPB) unterstützt.

Diese Studien wurden in strikter Übereinstimmung mit den Empfehlungen in der Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labor-Tiere der National Institutes Gesundheit durchgeführt. Das Protokoll wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee an der Georgetown University genehmigt. Mäuse wurden in einer temperaturgesteuerten Tieranlage untergebracht und wurden auf einem 12 h Licht / 12 h dunklen Zyklus gehalten. Nahrung und Wasser waren ad libitum vorhanden . 1. Vorbereitung des mTBI-Gerätes HINWEIS: Das mTBI-Gerät enthält eine Datenerfassungs-Box (DAQ) zur Steuerung der Aufprallparameter, eines pneumatischen Impaktors mit hoher Geschwindigkeit, um die Impaktion durchzuführen, und eine geformte Gel-gefüllte Basis, um den Kopf nach dem Aufprall abzubremsen. <ol><li> Druckluft einschalten und den Hochdruck-Pneumatik-Impaktor auf eine Druckeinstellung von 861,85 kPa initialisieren. </li><li> Kalibrieren Sie das DAQ-Kontrollsystem auf folgende Parameter - Kolbengeschwindigkeit von 2,35 m / s, OberflächenverweilzeitE von 31,5 ms. </li><li> Legen Sie die geformte Gel-gefüllte Basis (Kompressibilität 64 kPa / mm) so, dass die Mittellinie senkrecht mit der Trajektorie der Impaktor Spitze ist. </li></ol> 2. mTBI Impaction <ol><li> Notieren Sie die Gewichte aller Mäuse, die verwendet werden sollen. </li><li> Anästhesieren von Mäusen mit 3% Isofluran in Sauerstoff für 120 s in einer Induktionskammer. </li><li> Mäuse auf MTBI-Apparatur übertragen, Anästhesie über einen biegsamen, nicht fixierten Nasenkonus fortsetzen. </li><li> Während im Nasenkonus den Mauskopf auf die Gelauflage stellen, so dass die flache Oberfläche des Schädels senkrecht zur Impaktorspitze dargestellt wird. </li><li> Legen Sie das Band über den Mauskopf, um eine flache Oberfläche zu schaffen und die Ohren von der Aufprallstelle abzuhalten. </li><li> Senken Sie die Polytetrafluorethylen-Impaktor-Spitze, um mit der sagittalen Mittellinie in der Mitte des Kopfes auszurichten. Die verwendete Impaktor Spitze ist 10 mm im Durchmesser und deckt den Bereich der Kopfhaut von gerade hinter den Augen bis zur Mittellinie der Ohren. Den Impaktor so einstellen, dass es ju istEr berührt die Oberfläche des Mauskopfes. </li><li> Ziehen Sie die Impaktorspitze zurück und wählen Sie die gewünschte Umlenkungstiefe (7,5 mm) manuell ein. </li><li> Arm das DAQ-Kontrollsystem und drücken Sie die Trigger-Taste, um den Mauskopf zu beeinflussen, entweder eine singuläre oder sich wiederholende Auswirkungen. Repetitive Auswirkungen werden nacheinander ohne Verzögerung zwischen jedem Aufprall geliefert. </li><li> Unmittelbar nach dem letzten Aufprall entfernen Sie die Maus aus der Anästhesie und dem mTBI-Apparat und legen Sie sie in die Rückenlage. </li><li> Mit einer Stoppuhr messen Sie die Latenz der Rückkehr des rechten Reflexes (Rückenlage anfällig), um den Verlust der Bewusstseinszeit zu bestimmen, sowie Zeit zum Ambulieren (ungehindertes Gehen). </li><li> Maus überwachen und bei Erholung auf normales Verhalten zurückkehren, kehren Sie zu seinem Hauskäfig zurück. </li><li> Sham Mäuse erhalten identische Handhabung und Anästhesie, aber erhalten keine Auswirkungen. </li></ol>

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</ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Bei Menschen ist mTBI durch eine funktionelle Beeinträchtigung bei fehlender struktureller Verletzung gekennzeichnet. Dies kann mit oder ohne ein Verlust des Bewusstseins auftreten 1 . Die Exposition zur Wiederholung von Gehirnerschütterungen wird derzeit als die Entwicklung und / oder Progression von neurodegenerativen Erkrankungen wie CTE 4 zugrunde liegen . Es ist gut dokumentiert, dass CTE häufig in Boxern und Fußballspielern gefunden wird und obwohl die Exposition geg...

Traumatische Hirnverletzung (TBI) ist definiert als eine Kopfverletzung, die von einer äußeren physischen Kraft, die zu einer Störung der normalen Gehirnfunktion führt. Es stellt eine bedeutende sozio-ökonomische und öffentliche Gesundheit Belastung dar, mit dem Zentrum für Krankheit-Steuerung und Verhinderung 2015 Bericht zum Kongress schätzt, daß 2.5 Million Amerikaner ein TBI jedes Jahr erhalten. Dies wirkt sich nicht nur auf die Lebensqualität des Patienten aus, sondern stellt auch eine äußerst hohe ökonomische Kosten für die Gemeinschaft dar, die derzeit auf 76,5 Milliarden Dollar jährlich geschätzt wird. Die Menge der tatsächlichen Hirnschäden vermittelt und die akute Phase Symptomologien ist, was definiert leichte, mäßige und schwere TBI. Mildtraumatische Hirnverletzung (mTBI), die auch als Gehirnerschütterung bezeichnet wird, macht über 70% der TBIs aus, die jedes Jahr gemeldet werden 1 . Es ist am häufigsten bei Athleten, die in High-Risk-Kontakt Sport einschließlich Boxen und Fußball teilnehmen 2 . Im Gegensatz zu moderatenOder schwere Formen von TBI, die unmittelbaren Schäden und Symptome im Zusammenhang mit mTBI sind manchmal nicht so ausgeprägt 3 . Im Gegensatz dazu können die Langzeitwirkungen von mTBI genauso schwächen sein wie die, die in den gemäßigten und schweren Formen gesehen werden. Diejenigen, die unter repetitiven mTBI leiden, haben gezeigt, dass sie eine chronische traumatische Enzephalopathie (CTE) entwickeln, sowie andere kognitive und degenerative Erkrankungen 4 . Daher ist es wichtig, ein besseres Verständnis der Mechanismen zu gewinnen, die zu den kurzfristigen Symptomen beitragen und insgesamt langfristige Schäden, die nach mTBI entstehen. Bei den Menschen heißt es in der Definition der Gehirnerschütterung, wie sie in der vierten Internationalen Konferenz zur Erschütterung im Sport (Zürich 2012) definiert ist, dass die Verletzungsgefahr für die Sportvergänglichkeit mild ist, keine groben pathologischen Veränderungen verursacht, sondern kurzfristige neurologische Defizite verursacht Die spontan gelöst sind. In der Tat, ein receDie Studie untersuchte die Wirkung von mTBI auf die kognitive Beeinträchtigung bei den High School-Fußballspielern mit Hilfe von Kopfschlag-Telemetriesystemen. Diese Studie zeigte, wie lange Spieler Sturzhelme beeinflusst haben&gt; 20 g in einer einzigen Saison reichen von einem Tiefstand von 226 (durchschnittlich 4,7 pro Sitzung) bis zu einem Höchststand von 1855 (durchschnittlich 38,6 pro Sitzung) 6 . Die meisten dieser Auswirkungen führten nicht zur klinischen Diagnose einer Gehirnerschütterung. Aber der Hinweis auf funktionelle Veränderungen der Hirnfunktion konnte mit fMRI 6 beobachtet werden. Die Hirnveränderungen, die diese funktionalen Veränderungen verursachen, sind unbekannt, und daher besteht ein dringender Bedarf, ein zuverlässiges und reproduzierbares Modell zu haben, um die Erforschung der Auswirkungen von konkurrenzfähigem und subkonkurrierendem mTBI zu erleichtern. Trotz früherer Versuche, mTBI bei Mäusen und Ratten 7 zu modellieren, berichten viele nachteilige Effekte. Insbesondere sind die meisten Nagetiermodelle in ihrer sich wiederholenden Natur mit weniger th begrenztEin Fünf-MTBI-Einfluss, sowie mit nachteiligen pathologischen Ereignissen, einschließlich intrazerebraler Blutungen, Schädelfrakturen, schwerer axonaler Verletzung, neuronaler Zelltod und erhöhter Mortalität 8 , 9 , 10 , 11 , 12 . Hier beschreiben wir ein Mausmodell von mTBI, das näher an der wahren Definition der Gehirnerschütterung beim Menschen liegt. Dieses Modell rekapituliert viele der Symptome, die im menschlichen mTBI beobachtet werden, wie die mechanische Kraft, die zu dem vorübergehenden Verlust des Bewusstseins führt, ohne eine offene grobe Hirnpathologie. Weiterhin ist es vorteilhaft in der Tatsache, dass es sowohl für Einzelaufprall- als auch für wiederholte Aufprallparadigmen über lange Zeiträume genutzt werden kann.

<table><tbody><tr><td>Powerlab 8SP Datenerfassungs-Steuerbox</td><td>(AD-Instrumente)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>VIP 3000 kalibrierter Verdampfer</td><td>Matrx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Henry Schein Animal Health</td><td>29405</td><td></td></tr><tr><td>Sauerstoff</td><td></td><td></td><td>Handelsübliche</td></tr><tr><td>Druckluft</td><td></td><td></td><td>Handelsübliches</td></tr><tr><td>Abdeckband</td><td></td><td></td><td>Handelsüblich</td></tr><tr><td>Stopp Uhr</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-261-840</td><td></td></tr><tr><td>C57 Bl/6 Mäuse</td><td>Jackson Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digitale Waage und Wiegebehälter</td><td>Fisher Scientific</td><td>20031</td><td></td></tr><tr><td>Anti-Iba1-Antikörper</td><td>Wako</td><td>019-19741</td><td></td></tr><tr><td>HRP markiert sekundär&nbsp;</td><td>Jackson Immunforschung</td><td>111-035-003</td><td></td></tr></tbody></table>

ein mausmodell der einzelnen und repetitiven milden traumatischen gehirnverletzung

A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

Mildtraumatische Hirnverletzung (mTBI) kann zu einem akuten Verlust der Hirnfunktion führen, einschließlich einer Periode der Verwirrung, eines Verlustes des Bewusstseins (LOC), der fokalen neurologischen Defizite und sogar der Amnesie. Athleten, die an Kontaktsportarten teilnehmen, haben ein hohes Risiko der Exposition gegenüber einer großen Anzahl von MTBIs. In Bezug auf die Verletzungsstufe in einem sportlichen Athleten ist ein mTBI definiert als eine leichte Verletzung, die keine groben pathologischen Veränderungen verursacht, aber kurzfristige neurologische Defizite verursacht, die spontan gelöst werden. Trotz früherer Versuche, mTBI bei Mäusen und Ratten zu modellieren, haben viele grobe Nebenwirkungen wie Schädelfrakturen, intrazerebrale Blutungen, axonale Verletzungen und neuronalen Zelltod gemeldet. Hier beschreiben wir unser hoch reproduzierbares Tiermodell von mTBI, das klinisch relevante Symptome wiedergibt. Dieses Modell verwendet eine maßgeschneiderte pneumatische Impaktor-Vorrichtung, um ein geschlossenes Kopftrauma zu liefern. Dieser Aufprall erfolgt unter präzisen Geschwindigkeits- und Verformungsparametern,Die Schaffung eines zuverlässigen und reproduzierbaren Modells, um die Mechanismen zu untersuchen, die zu Wirkungen einzelner oder repetitiver concussiver mTBI beitragen.

Die Verwendung dieses neuartigen MTBI-Gerätes ermöglicht einheitliche und wiederholte milde Kopfverletzungen ohne Gefahr von Schädelfrakturen oder strukturellen Hirnschäden. Das Modell verwendet eine maßgeschneiderte pneumatische Teflon-Impaktor-Vorrichtung, um einen geschlossenen Kopf mechanischen Energieaufprall zu liefern. Die Auswirkungen werden unter präzisen Geschwindigkeits- und Verformungsparametern durchgeführt, wodurch ein zuverlässiges und reproduzierbares Modell geschaffen wi...

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

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal ...

Das übergeordnete Ziel dieses Mausmodells einer traumatischen Hirnverletzung oder TBI besteht darin, eine zuverlässige und reproduzierbare Methode zur Untersuchung der Mechanismen zu schaffen, die einer Gehirnerschütterung und subklinischen Hirnverletzungen zugrunde liegen. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung zentraler Fragen im Bereich der traumatischen Hirnverletzung bei Mäusen, beispielsweise welche physiologischen Veränderungen im Gehirn nach einer einzelnen oder wiederholten Gehirnerschütterung auftreten. Der Hauptvorteil dieser Technik liegt darin, dass das Verletzungsgerät speziell dafür konzipiert ist, wiederholte Kopfimpakte zuzulassen, ohne das Risiko eines Schädelbruchs oder struktureller Hirnschäden einzugehen.Bevor Sie mit dem Verfahren beginnen, schalten Sie die Druckluft ein und initialisieren Sie den Hochgeschwindigkeits-Pneumatik-Impaktor auf eine Druckeinstellung von 861,85 kilo Pascal. Kalibrieren Sie das Gerät auf die gewünschte Geschwindigkeit und Verweilzeit. Platzieren Sie die mit Gel gefüllte Basis so, dass die Mittellinie senkrecht zur Flugbahn der Impaktorspitze steht, und notieren Sie die Gewichte aller zu verwendenden Mäuse.Übertragen Sie die Maus anschließend auf die MTBI-Vorrichtung und setzen Sie sie unter Narkose, wobei der Kopf auf dem Gel-Pad so platziert wird, dass der Schädel senkrecht zur Stoßstange steht; fixieren Sie den Kopf der Maus mit Klebeband, um eine ebene Fläche zu schaffen und sicherzustellen, dass die Ohren außerhalb des Aufprallbereichs liegen. Senken Sie die Stoßstange aus Polytetrafluoroethylen ab, sodass sie mittig entlang der sagittalen Medianlinie des Kopfes ausgerichtet ist, direkt hinter den Augen. Die Stoßstange hat einen Durchmesser von 10 Millimetern und deckt damit den größten Teil des Kopfbereichs ab.Stellen Sie den Impaktor so ein, dass er gerade die Oberfläche des Mauskopfs berührt. Ziehen Sie dann die Spitze zurück und stellen manuell die erforderliche Eindringtiefe auf 7,5 Millimeter ein. Arretieren Sie nun das Datenakquisitionssystem und drücken Sie die Auslösertaste, um den Mauskopf zu beeinflussen.Unmittelbar nach dem letzten Aufprall das Tier in Rückenlage auf die Arbeitsfläche bringen, ohne die Nasenmaske, und mit einer Stoppuhr die Latenzzeit für die Wiederkehr des Aufstellreflexes messen, um die Dauer des Bewusstseinsverlusts und die Zeit bis zur Wiederherstellung der spontanen Fortbewegung zu bestimmen. Nach der Erholung zum normalen Verhalten wird das Tier in seinen Heimkäfig zurückgebracht. Die Zeit bis zur Wiederkehr des Aufstellreflexes ist eine akute neurologische Beurteilung der Verletzungsschwere, die zur Quantifizierung des Bewusstseinsverlusts nach einer leichten traumatischen Hirnverletzung (MTBI) verwendet werden kann.Beispielsweise zeigen Tiere, die eine einzige leichte traumatische Hirnverletzung (MTBI) erhalten, im Vergleich zu Schein-behandelten Tieren eine signifikant verlängerte Bewusstlosigkeits- und Bewegungszeit. Bei Paradigmen mit wiederholter Verletzung sind die Zeiten der Bewusstlosigkeit und der Bewegungsunfähigkeit an allen Testtagen signifikant verlängert. Die Färbung mit IBA1 für Mikroglia und Makrophagen zeigt Veränderungen in den entzündlichen Profilen experimenteller Mäuse nach wiederholter MTBI im Vergleich zu einzelner MTBI oder Schein-behandelten Tieren.Tiere mit wiederholtem MTBI zeigen eine starke IBA1-Immunreaktivität, die auf den Sehnerv begrenzt ist, ohne Anzeichen einer Entzündung im grauen Hirnsubstanz der Großhirnrinde, der Hippocampusregion oder anderer Hirnareale. Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie bei korrekter Durchführung innerhalb von fünf Minuten durchgeführt werden.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Dieses Video zeigt das Verfahren zur Induktion eines Schädel-Hirn-Traumas (TBI) in einem Mausmodell. Eine anästhesierte Maus mit freiliegendem Schädel wird entnommen, um eine Öffnung im Schädel zu schaffen, und dann wird mit einem Aufprallgerät eine kontrollierte kortikale Verletzung induziert. Die Verletzung schädigt das Hirngewebe, was zu einer Beeinträchtigung der kognitiven Funktion und der motorischen Koordination führt.

Generierung eines Mausmodells für ein Schädel-Hirn-Trauma mit einem Impaktorgerät

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...

Modellierung von repetitiven Kopfverletzungen im Mausmodell

Quelle: Macheda, T., et. al. Elektromagnetisch gesteuertes Modell mit geschlossenem Kopf für leichte traumatische Hirnverletzungen bei Mäusen. J. Vis. Exp. (2022)Dieses Video zeigt das Verfahren zur Induktion einer geschlossenen Kopfverletzung in einem Mausmodell unter Verwendung eines stereotaktischen Rahmens. Der kontrollierte Aufprall repliziert eine leichte traumatische Hirnverletzung und ermöglicht es den Forschern, neurologische Auswirkungen und die Genesung zu untersuchen, indem sie die...

Induktion eines leichten Schädel-Hirn-Traumas in einem Mausmodell

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

Eine Gehirnerschütterung stellt die häufigste Art von traumatischen Hirnverletzungen dar. Daher kann ein repetitives Tiermodell mit Gehirnerschütterung, das die wichtigen Merkmale einer Verletzung bei Patienten repliziert, ein Mittel zur Untersuchung einer Gehirnerschütterung auf strenge, kontrollierte und effiziente Weise bieten.

Ein Repetitive erschütternder Head Injury-Modell in Mäusen

Dieses systematische Protokoll beschreibt ein neues Tiermodell der posttraumatischen Epilepsie nach wiederholten leichten Schädel-Hirn-Verletzungen. Der erste Teil beschreibt die Schritte zur traumatischen Hirnverletzungsinduktion mit einem modifizierten Gewichtsabnahmemodell. Der zweite Teil enthält Anweisungen zum chirurgischen Ansatz für ein- und mehrkanalige elektroenzephalographische Datenerfassungssysteme.

Induzieren posttraumatische Epilepsie in einem Mausmodell von sich wiederholenden diffusen traumatischen Hirnverletzungen

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

Dieses Protokoll stellt ein modifiziertes Mausmodell für repetitive milde traumatische Hirnverletzungen (rmTBI) vor, die über eine geschlossene Kopfverletzungsmethode (CHI) induziert werden. Der Ansatz zeichnet sich durch ein verdünntes Schädelfenster und eine Flüssigkeitsperkussion aus, um die Entzündung zu reduzieren, die häufig durch die Exposition von Hirnhäuten verursacht wird, sowie eine verbesserte Reproduzierbarkeit und Genauigkeit bei der Modellierung von rmTBI bei Nagetieren.

Modifiziertes Mausmodell für repetitives leichtes Schädel-Hirn-Trauma mit verdünntem Schädelfenster und flüssiger Perkussion

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

Ein leistungsfähiges Modell für perioperative und Intensivmedizin akute Nierenversagen wird vorgestellt. Mit ganzen Körper Hypoperfusion durch Herzstillstand ist es möglich, fast replizieren die histologische und funktionelle Veränderungen der klinischen AKI induziert.

Normothermen Herzstillstand und Herz-Lungen: Ein Maus-Modell der Ischämie-Reperfusionsschaden

Lernen Sie ein reproduzierbares Mausmodell für milde traumatische Hirnverletzungen mit kontrollierten repetitiven Schlagimpakten. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung physiologischer Veränderungen nach Gehirnerschütterungen ohne strukturelle Schäden.

Ein Mausmodell der einzelnen und repetitiven milden traumatischen Gehirnverletzung

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