Name: Controlado Modelo de Impacto cortical de la lesión cerebral traumática (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-05T16:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 30 s
Description: Aprende el modelo de impacto cortical controlado para estudiar lesiones cerebrales traumáticas en ratones. Este método permite generar lesiones reproducibles y analizar la cavidad cortical mediante técnicas de imagen e inmunohistoquímica.

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Este trabajo fue apoyado por fondos de la Cord Indiana espinal y lesiones cerebrales Ayudas a la Investigación (SCBI 200-12), el Ralph W. y Grace Premio de Investigación Showalter M., Universidad de Indiana Investigaciones Biológicas Grant, NIH subvenciones RR025761 y 1R21NS072631-01A.

Cuidado de los Animales Masculino C57 BL / 6 ratones fueron alojados en grupos y se mantuvieron en un 12/12 horas de luz / oscuridad ciclo con el libre acceso al alimento y agua ad libitum. Los animales utilizados en este protocolo fueron 10-12 semanas de edad. Todos los procedimientos se realizaron bajo los protocolos aprobados por el Comité de Cuidado de Animales y el empleo de la Universidad de Indiana. 1. Preparación quirúrgica <ol><li> Se anestesia el ratón utilizando una mezcla de ketamina / xilazina (87,7 mg / ml de ketamina y 12,3 mg / ml de xilazina) y administrar (1 ml / kg) a través de inyección IP. </li><li> Afeitarse la cabeza del ratón entre las orejas. </li><li> Aplicar una gelatina a base de petróleo a los ojos del ratón para evitar que se sequen durante la cirugía. </li><li> Limpie la zona afeitada con un 10% de yodo. A continuación, utilice etanol al 70% para limpiar el yodo. </li><li> Fijar la cabeza del ratón en el marco estereotáctico utilizando las barras de oído y placa de mordida. Asegúrese de que el cerebro es estable. </li></ol> 2. Craniectomía </p&gt; <ol><li> Hacer una incisión longitudinal en el centro de la cabeza con unas tijeras. Use una pinza hemostática para mantener la piel en el lateral izquierdo. </li><li> Utilice un aplicador con punta de algodón para quitar la sangre y el tejido del hueso para exponer el cráneo. Permitir cráneo expuesto se seque durante 1 min. </li><li> El uso de fórceps para ejercer presión y asegurarse de que el cráneo permanece inmóvil. Identificar puntos de referencia anatómicos Lambda (aspecto caudal) y Bregma (aspecto frontal). Dibuje un círculo en el centro de Lambda y Bregma con un diámetro de 4 mm y 0,5 mm de la línea media. </li><li> Use un taladro para cortar a lo largo del círculo marcado. Sople suavemente el polvo de huesos de distancia. No perfore completamente a través del hueso para evitar que se dañe la duramadre. </li><li> El uso de fórceps para quitar el hueso y exponer la duramadre. </li></ol> 3. Impactación El sistema de impacto incluye una caja de control para establecer los parámetros de impacto, un dispositivo de accionamiento para realizar la impactación, y un marco estereotáctico para garantizar el actouator y la cabeza de ratón para el impacto. <ol><li> Pre-establecer la velocidad del actuador a 3 m / seg antes de la cirugía. </li><li> Pre-set diferente profundidad de deformación para inducir diferentes niveles de gravedad de lesiones. Profundidades de deformación de 0,0 a 0,2 mm, 0,5 a 1,0 mm, y 1,2 a 2,0 mm resultaría en lesiones cerebrales traumáticas leves, moderados y graves, respectivamente. Este protocolo explica cómo lograr una lesión cerebral moderadamente grave con una profundidad de deformación de 1 mm mediante el uso de una velocidad de 3 m / seg. </li><li> Fije el actuador a la titular en el marco estereotáctico y utilizar los micromanipuladores moviéndolo para asegurar la punta redonda y plana del actuador (3 mm de diámetro) en el centro de la zona cráneo abierto. A continuación, ajuste la punta en un ángulo paralelo a la superficie del lugar del impacto. </li><li> Establecer el punto cero moviendo hacia abajo el actuador en el modelo que se extiende hasta la punta toque la superficie del lugar del impacto. A continuación, establezca el canal Z en el panel de control estereotáctica a cero. </li><li> Retirar la punta impactadormientras se mueve simultáneamente el actuador hacia abajo 1 mm. </li><li> Pulse el botón de impacto para golpear el sitio de la lesión y lograr una profundidad de deformación de 1 mm. </li></ol> 4. Lesión del sitio de cierre <ol><li> Utilice bastoncillos de algodón para eliminar cualquier impacto sangre después, pero no toque la zona de la lesión. </li><li> Coloque el ratón sobre una almohadilla caliente para mantener la temperatura corporal. </li><li> Una vez que el sangrado se haya detenido, suturar la herida cerrada. Ponga el animal dentro de la jaula limpia y deje que se recupere de la cirugía durante la noche en la almohadilla caliente. </li><li> Administrar Buprenorfina 0,05-0,10 mg / kg vía subcutánea cada 8 a 12 horas durante 2 días después de la cirugía. </li></ol>

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<li>Colicos, M. A., Dixon, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed%2C+selective+neuronal+death+following+experimental+cortical+impact+injury+in+rats%3A+possible+role+in+memory+deficits%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Delayed, selective neuronal death following experimental cortical impact injury in rats: possible role in memory deficits.</a> Brain Res. 739 (1-2), 111-119 (1996).</li>
<li>Raghavendra Rao, V. L., Dogan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traumatic+brain+injury+leads+to+increased+expression+of+peripheral-type+benzodiazepine+receptors%2C+neuronal+death%2C+and+activation+of+astrocytes+and+microglia+in+rat+thalamus%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Traumatic brain injury leads to increased expression of peripheral-type benzodiazepine receptors, neuronal death, and activation of astrocytes and microglia in rat thalamus.</a> Exp Neurol. 161 (1), 102-114 (2000).</li>
<li>Gao, X., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moderate+traumatic+brain+injury+promotes+neural+precursor+proliferation+without+increasing+neurogenesis+in+the+adult+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Moderate traumatic brain injury promotes neural precursor proliferation without increasing neurogenesis in the adult hippocampus.</a> Exp Neurol. 239, 38-48 (2013).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Los pasos más importantes para la generación de éxito LCT consistentes utilizando un sistema de impacto imán electrónico para causar una CCI son: 1) la fijación estable de la cabeza del ratón en el marco estereotáctico; 2) generar el mismo tamaño de ventana de hueso entre los ratones y eliminar el hueso sin dañar la duramadre debajo de ella durante la craniectomía; 3) colocar correctamente la punta del impacto en el centro de la zona abierta y establecer el punto cero antes de impactar. A la...

La lesión cerebral traumática (TBI) se define como una alteración de la función cerebral, u otra evidencia de patología cerebral, causada por una fuerza externa 1. LCT siguen siendo un grave problema de salud en todo el mundo, particularmente en los Estados Unidos. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, por lo menos 1.7 millones de lesiones cerebrales traumáticas se producen anualmente en los Estados Unidos lo que resulta en un 30,5% de todas las muertes relacionadas con lesiones. En 2000, los costos médicos directos y los costos indirectos de la LCT totalizaron un estimado de 76,5 mil millones dólares en los Estados Unidos solamente. Aunque los avances tecnológicos y terapéuticos en décadas anteriores se ha mejorado la calidad y la duración de vida de aquellos que sufren de lesiones cerebrales traumáticas, actualmente no existen farmacéutica eficaz o tratamientos preventivos. Debido a la complejidad y efectos de gran alcance de la LCT, incluyendo lesiones de los tejidos, la muerte celular y la degeneración axonal, no hay dos lesiones son idénticos; por lo tanto, no hay un modelo de TBI de corriente para animales reproduce con precisióntodos los aspectos de TBI como se ve en los seres humanos. Sin embargo, los modelos animales proporcionan la capacidad de producir lesiones casi idénticos necesarias para investigar diversos efectos de TBI con la esperanza de una mayor comprensión de las manifestaciones clínicas de la LCT. El modelo controlado impacto cortical (CCI) utiliza un sistema de impacto para entregar impacto físico a la duramadre expuesta de un animal. Induce LCT que van de leves a graves similares a los experimentados por los seres humanos. Esta lesión se caracteriza por primera vez en el hurón 2 y fue adaptado más adelante para su uso en la rata 3,4, ratón 5-7, y ovejas 8. Desde la primera caracterización, el sitio de la lesión se ha colocado tanto sobre la línea media de 2,9 y la corteza lateral 10. CCI ofrece un método fácil y preciso de la investigación de los efectos y posibles tratamientos para lesiones cerebrales traumáticas. Además del modelo de CCI, la percusión de fluido y caída de peso modelos son commonly utilizado para producir lesiones cerebrales traumáticas. Sin embargo, estos modelos ofrecen limitaciones, entre ellas un menor control sobre los parámetros de lesión, produciendo cambios histopathalogical no vistos en LCT humano y mayor incidencia de muerte accidental en ratones 3,5,10. El modelo de onda expansiva también se utiliza para producir lesiones cerebrales traumáticas. Aunque el modelo de onda expansiva no reproduce los cambios histopathalogical visto después de un impacto mecánico, este modelo no producir con precisión lesiones cerebrales traumáticas experimentadas en particular por el personal militar 11. El modelo de impacto cortical controlado es fácil de controlar debido al control preciso sobre los parámetros de deformación, tales como el tiempo, la velocidad y la profundidad de impacto 5. Tal precisión hace que la replicación de lesiones casi idénticos a través de todo un grupo de animales más factibles. Lo más importante, CCI reproduce LCT con características que se observan en la LCT humana 12. Sin embargo, no hay ningún modelo animal único que es del todo satisfactoria en la reproducción del espectro completo de patológica Chanbios observados después de TBI. Se necesita más investigación para revelar plenamente los cambios agudos y crónicos que se producen después de TBI. Hay dos tipos de lesiones se producen después de una lesión cerebral traumática: lesiones primarias y secundarias. La lesión primaria se produce en el momento del impacto y no es sensible a tratamientos terapéuticos; Sin embargo, las lesiones secundarias que persisten después de la lesión inicial están sujetos a los tratamientos 13. El modelo de impacto cortical controlado produce la lesión primaria, lo que permite a los investigadores estudiar los efectos de la lesión cerebral traumática y tratamientos terapéuticos potenciales para los efectos potencialmente de larga duración de las lesiones secundarias. Áreas de potencial de investigación utilizando el modelo CCI incluyen la muerte neuronal, edema cerebral, la neurogénesis, efectos vasculares, cambios histopathalogical y déficits de memoria y más 3,13-16.

<table><tbody><tr><td>Povidona yodada 7.5%</td><td>Producto Purdue L.P.</td><td></td><td>Exfoliante quirúrgico</td></tr><tr><td>Aplicadores con punta de algodón</td><td>Henry Schein</td><td>100-6015</td><td>Eliminar la sangre y los residuos</td></tr><tr><td>Tijera</td><td>Fine Science Tools</td><td>14084-08</td><td>Cirugía</td></tr><tr><td>Forcept</td><td>Fine Science Tools</td><td>11293-00</td><td></td></tr><tr><td>Hemostat</td><td>de cirugía Fine Science Tools</td><td>13021-12</td><td>Cirugía</td></tr><tr><td>Recargable Micro Drill</td><td>Stoelting</td><td>58610</td><td>Combinar con fresas para generar la ventana ósea</td></tr><tr><td>Fresas para Micro Drill</td><td>Fine Science Tools</td><td>19007-05</td><td></td></tr><tr><td>Monofilamento de sutura</td><td>Ethicon</td><td>G697</td><td>Sutura</td></tr><tr><td>terc-Amyl alcohol</td><td>Sigma</td><td>152463-250ML</td><td>Haciendo 2.5% Avertin</td>2,2,2-Tribromoethanol</tr><tr><td></td><td>Sigma</td><td>T48402-25G</td><td>Haciendo 2.5% Avertin</td></tr></tbody></table>

controlado modelo de impacto cortical de la lesión cerebral traumática

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

Cada año, más de un millón de estadounidenses sufren una lesión cerebral traumática (TBI). Combinado con la incidencia de lesiones cerebrales traumáticas en todo el mundo, los efectos físicos, emocionales, sociales y económicos son asombrosos. Por lo tanto, es necesario realizar más investigaciones sobre los efectos de las lesiones cerebrales traumáticas y los tratamientos efectivos. El modelo de impacto cortical controlado (CCI) induce lesiones cerebrales traumáticas que van de leves a graves. Este método utiliza un impactador rígido para administrar energía mecánica a una duramadre intacta expuesta después de una craniectomía. El impacto se realiza bajo parámetros precisos a una velocidad establecida para lograr una profundidad de deformación predeterminada. Aunque existen otros modelos de LCT, como la caída de peso y la percusión de fluidos, el CCI es más preciso, más fácil de controlar y, lo que es más importante, produce lesiones cerebrales traumáticas similares a las que se observan en los humanos. Sin embargo, en la actualidad ningún modelo de TCE es capaz de reproducir cambios patológicos idénticos a los observados en pacientes humanos. El modelo CCI permite investigar los efectos a corto y largo plazo del TCE, como la muerte neuronal, los déficits de memoria y el edema cerebral, así como los posibles tratamientos terapéuticos para el TCE.

El modelo de impacto cortical controlado produce lesiones cerebrales traumáticas que varían en gravedad de leve a grave. Post-impacto la cantidad de inflamación craneal, hemorragia, y la distorsión del cráneo en el sitio de impacto revelan la gravedad de las lesiones resultantes de los parámetros de velocidad y profundidad de la deformación. LCT leve como resultado hinchazón craneal en el lugar del impacto y sangrado leve como consecuencia del incumplimiento duración limitada. A TCE moderado presenta hinchazón craneal y...

Las lesiones cerebrales traumáticas (TBI) siguen siendo un grave problema de salud. Con el modelo de cirugía de impacto cortical controlado, se pueden realizar investigaciones sobre los efectos del TCE y los posibles métodos de tratamiento.

Controlado Modelo de Impacto cortical de la lesión cerebral traumática

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

El objetivo general de este procedimiento es producir lesiones cerebrales traumáticas utilizando el modelo de impacto cortical controlado. Esto se logra primero anestesiando y preparando a un ratón para la cirugía. El segundo paso del procedimiento es realizar una craniectomía C.El tercer paso es configurar el sistema de impacto con los parámetros deseados. El paso final es impactar el cerebro expuesto. En última instancia, los resultados pueden mostrar la cavidad de la lesión cortical a través de imágenes del cerebro disecado e inmunohistoquímica.Por lo general, las personas nuevas en este método tendrán dificultades porque les resulta difícil generar lesiones cerebrales consistentes. El Dr. Shang Gao, investigador asociado de nuestro laboratorio, demostrará el procedimiento. Después de la anestesia, un ratón se afeita la cabeza entre las orejas, limpia la piel expuesta con exfoliantes alternos de 10% de yodo y 70% de etanol.A continuación, asegúrese de lubricar los ojos para que no se sequen. Luego fije el mouse en el marco estereotáctico, haciendo uso de las barras de los oídos y la placa de mordida. La cabeza debe ser muy estable.Comience la craneectomía con una incisión longitudinal en el centro de la cabeza con unas tijeras. A continuación, utilice un hemostático para sujetar la piel hacia un lado con un aplicador con punta de algodón Limpie, limpie y exponga el hueso del cráneo. Deje que se seque un minuto antes de continuar.Una vez seco, use fórceps para aplicar presión en el cráneo. Asegúrese de que la preparación permanezca inmóvil. Identifique los puntos de referencia lambda y breg ma.Luego, en su centro, dibuja un círculo con un diámetro de cuatro milímetros que esté a medio milímetro de la línea media. A continuación, taladre a lo largo del círculo marcado para que el hueso sea fácil de romper, pero no penetre hasta la duramadre. Retire el polvo según sea necesario.Luego, use fórceps para romper el círculo de hueso, exponiendo la duramadre. La craniectomía C es el paso más crítico. La producción de parámetros consistentes de la ventana ósea permitirá una gravedad constante de la lesión.Asegúrese de que se utilicen bien el tamaño, la velocidad y la fuerza de perforación adecuados. El sistema de impacto utiliza un actuador para realizar el impacto en el cráneo y tiene algunos parámetros que deben configurarse. Ajuste la velocidad del actuador a tres metros por segundo.A continuación, fije el actuador al marco estereotáctico. Usando los micro manipuladores, coloque el actuador de tres milímetros de ancho en el área abierta del cráneo. A continuación, ajuste la punta del actuador para que quede paralela a la superficie de impacto.Para establecer el punto cero, extienda el actuador y bájelo hasta que la punta toque el lugar del impacto. Establezca el canal Z correspondiente en el fotograma a cero. Ahora retrae la punta, en este caso un milímetro.A continuación, establezca la profundidad de deformación para la lesión cerebral traumática adecuada, que moverá el actuador. Luego presione el botón de impacto para causar la lesión después del impacto. Limpie la sangre con un aplicador con punta de algodón, pero no toque la lesión.Mueva el ratón a una almohadilla tibia y controle la lesión Cuando el sangrado se haya detenido, suture la herida, luego devuelva el ratón a una jaula limpia en una almohadilla tibia y deje que se recupere allí durante la noche. Después del impacto, la cantidad de hinchazón, sangrado y distorsión craneal revela la verdadera gravedad de la lesión. Una ruptura limitada o completa de la duramadre marcará una gran diferencia en la cantidad de sangrado y provocará una lesión cerebral traumática de leve a moderada.La fijación del tejido y la observación con microscopía distingue fácilmente un TCE moderado de uno grave. Aquí nis. La tinción L se utiliza para comparar un control con un ratón que recibió un TBIA moderado, es visible una cavidad que se extiende profundamente en la corteza.Este modelo se puede utilizar para investigar este tipo de difamaciones, así como la muerte neuronal y otros cambios histopatológicos causados por lesiones cerebrales. Una vez dominada, esta técnica puede completarse en 15 minutos si se realiza correctamente.

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Este video muestra el procedimiento para inducir una lesión cerebral traumática (TBI) en un modelo de ratón. Se toma un ratón anestesiado con un cráneo expuesto para crear una abertura en el cráneo, y luego se induce una lesión cortical controlada utilizando un dispositivo de impacto. La lesión daña el tejido cerebral, lo que provoca un deterioro de la función cognitiva y la coordinación motora.

Generación de un modelo de ratón de lesión cerebral traumática utilizando un dispositivo impactador

La conmoción cerebral presenta el tipo más común de lesión cerebral traumática. Por lo tanto, un modelo animal de conmoción cerebral repetitivo, que replica las características importantes de una lesión en los pacientes, puede proporcionar un medio para estudiar la conmoción cerebral de una manera rigurosa, controlada y eficiente.

Un modelo de lesión en la cabeza repetidos de conmoción en ratones

Este protocolo demuestra metodologías para un modelo de ratón de lesión cerebral traumática de cráneo abierto y trasplante de células pluripotentes derivadas de células madre inducidas por el ser humano cultivadas en el sitio de la lesión. Las pruebas conductuales y histológicas de los resultados de estos procedimientos también se describen brevemente.

Modelo de impacto cortical controlado de lesión cerebral de ratón con trasplante terapéutico de células neuronales derivadas de células madre pluripotentes inducidas por el hombre

Aquí describimos un protocolo para la inducción de una lesión cerebral traumática murina a través de un impacto cortical controlado a cabeza abierta.

Modelo Murino de Impacto Cortical Controlado para la Inducción de Lesiones Cerebrales Traumáticas

La hemorragia intraparenquimatosa y la neuroinflamación acompañada de contusión cerebral pueden desencadenar una lesión cerebral secundaria grave. Este protocolo detalla un modelo de impacto cortical controlado (CCI) en ratones, que permite a los investigadores estudiar la hemorragia, la contusión y las respuestas inmunitarias postraumáticas y explorar posibles terapias.

Un modelo preclínico de impacto cortical controlado para hemorragia traumática, contusión y neuroinflamación

El protocolo describe una lesión cerebral traumática leve en un modelo de ratón. En particular, se explica completamente un protocolo paso a paso para inducir una lesión leve en la cabeza cerrada en la línea media y la caracterización del modelo animal.

Modelo electromagnético controlado de cabeza cerrada de lesión cerebral traumática leve en ratones

Aquí, se demuestra cómo se puede usar un modelo de lesión de cabeza cerrada despierta para examinar los efectos de la lesión cerebral traumática leve repetida (r-mTBI) en la plasticidad sináptica en el hipocampo. El modelo replica características importantes de r-mTBI en pacientes y se utiliza junto con la electrofisiología in vitro .

Evaluación de los cambios en la plasticidad sináptica utilizando un modelo de lesión cerebral traumática leve con vigilia

Este protocolo presenta un modelo murino modificado de lesión cerebral traumática leve repetitiva (rmTBI) inducida a través de un método de lesión craneal cerrada (CHI). El enfoque presenta una ventana de cráneo adelgazada y percusión de fluidos para reducir la inflamación comúnmente causada por la exposición a las meninges, junto con una mejor reproducibilidad y precisión en el modelado de rmTBI en roedores.

Modelo de ratón modificado de lesión cerebral traumática leve repetitiva que incorpora ventana de cráneo adelgazada y percusión de fluidos

Aquí, presentamos un protocolo para establecer un modelo animal de lesión craneal cerrada que replica el resultado de la neuroimagen de una lesión cerebral traumática leve sin complicaciones con la estructura cerebral preservada en la fase aguda y la atrofia cerebral a largo plazo. La resonancia magnética longitudinal es el método principal utilizado para la obtención de pruebas.

Desarrollo de un modelo de traumatismo craneoencefálico leve sin complicaciones, modificado por el método de pérdida de peso y evidenciado por resonancia magnética

Un modelo murino de lesión pulmonar inducida por ventilador es una herramienta importante para el estudio de una lesión pulmonar...

La presión de la ventilación controlada para inducir la lesión pulmonar aguda en ratones

Aprende el modelo de impacto cortical controlado para estudiar lesiones cerebrales traumáticas en ratones. Este método permite generar lesiones reproducibles y analizar la cavidad cortical mediante técnicas de imagen e inmunohistoquímica.

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