Name: Un modello Novel di Mild Traumatic Brain Injury per ratti giovani (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: Scopri la tecnica weight-drop modificata per indurre mTBI in ratti giovani. Questo metodo economico genera sintomi clinicamente rilevanti, consentendo studi ripetuti sullo stesso animale e valutazioni comportamentali post-trauma.

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Gli autori desiderano ringraziare Irene Ma, Rose Tobais e Jong Rho per la loro assistenza tecnica. Il finanziamento è stato fornito a MJE dal Dipartimento di Pediatria dell'Università di Calgary, dall'Alberta Children's Hospital Foundation (ACHF) e dall'Alberta Children's Hospital Research Institute (ACHRI). La borsa di studio post-dottorato per RM è stata fornita da ACHF.

NOTA: Tutti gli esperimenti sono stati eseguiti in conformità con il Consiglio canadese della cura degli animali e sono stati approvati dalla University of Calgary, per animali Comitato Etico. 1. Allevamento e preparazione degli animali <ol><li> Ordinare ratte gravide di fornitori di animali da laboratorio standard o cuccioli di razza in casa secondo protocolli di allevamento standard. </li><li> Casa tutti gli animali con ad libitum accesso a cibo e acqua, in un topo stanza contenitore a temperatura controllata (21 ° C), che è mantenuto su una luce 12:12 hr: ciclo scuro. </li><li> Quando cuccioli raggiungono postnatale giorno 21 (P21), svezzare i cuccioli dalle loro madri e casa in gruppi dello stesso sesso di 3 o 4. </li></ol> 2. Set-up di Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) Apparecchi <ol><li> Prima dell&#39;inizio della procedura, pesi mulino alla massa desiderato (ad esempio 150 g). Saldamente allegare un anello di metallo all&#39;estremità superiore del peso consente al filo da pesca di essere fisso al peso. </li><li> Punteggio stagnola con una lametta affilata. Assicurarsi che la carta stagnola segnato sostiene il peso corporeo del ratto ma non interferirà con l&#39;accelerazione del ratto seguente impatto della testa con il peso. </li><li> Nastro il stagnola ottenuto alla fase U in plastica trasparente (38 x 27 x 27 cm 3) che contiene una spugna di raccolta (38 x 25 x 15 cm 3) (Figura 1), in modo che sia teso. </li><li> Posizionare la fase di plastica a forma di U nella posizione corretta sotto il tubo di guida in plastica trasparente. </li><li> Tenere il tubo di guida di plastica (2,2 cm di diametro x 1,5 m) in posizione con uno stand morsetto e posizionare il tubo di guida in modo che è di 3,5 cm sopra la stagnola segnato. </li><li> Fissare la lenza attraverso l&#39;anello metallico al peso garantire che il fondo del peso pende liberamente 2,5 centimetri sopra la stagnola segnato. </li><li> Collegare saldamente la linea di pesca al supporto pinza. NOTA: Tethering il peso per la vongolabasamento p ad una altezza di 2,5 cm sopra la stagnola impedisce re-colpi mentre il ratto sta cadendo dall&#39;impatto alla spugna di raccolta). </li><li> Tirare il peso attraverso il tubo di guida di plastica con la lenza e tenerlo in posizione con un perno chiave esagonale a 1,0 m. </li></ol> 3. induzione di mTBI <ol><li> Quando i ratti raggiungono P30 spostamento gabbie nella stanza procedurale. </li><li> Inserire ratti in una camera isoflurano e leggermente anestetizzare il ratto finché non è sensibile ad una zampa o la coda pinch. </li><li> Introdurre rapidamente il ratto petto in giù sul stagnola segnato con la testa direttamente nel percorso del peso cadente. Vedere la Figura 2. Se il topo comincia a muoversi o wake-up prima di poter essere immesso sul stagnola segnato, tornare alla camera di isoflurano fino che non risponde a una zampa o la coda pizzico e ricominciare. </li><li> Estrarre il perno chiave a brugola, permettendo il peso cadere verticalmente attraverso il tubo di guida plastica e colpire il topo sulla testa. The ratto rapidamente subire una rotazione di 180 ° e la terra in posizione supina. </li><li> Rimuovere immediatamente il ratto dalla spugna di raccolta e applicare lidocaina topica alla testa del ratto con un applicatore con punta di cotone. </li><li> Posizionare il ratto in posizione supina in una gabbia pulita che viene riscaldata impostando su di una piastra elettrica disponibile in commercio. </li><li> Utilizzando un cronometro o timer digitale acquisire il &quot;time-to-destra&quot;. Time-to-destra è il tempo impiegato per il ratto di svegliarsi dall&#39;anestesia e capovolgere dalla posizione supina alla posizione prona o iniziare a camminare. </li><li> Ritorna il ratto della sua casa-gabbia dopo aver recuperato un comportamento normale (grooming, camminare, esplorare, etc.). </li><li> Ripetere i passaggi 3,2-3,8 per ogni ratto supplementare che richiede un mTBI. </li><li> Ripetere la procedura sulla stessa ratto a diversi intervalli di tempo per gli esperimenti mTBI ripetitive. </li></ol> 4. Induzione della Sham Injury <ol><li> Leggermente Anesthetize il ratto con isoflurano fino a quando è non risponde ad una zampa o la coda pizzico. </li><li> Introdurre rapidamente il ratto petto in giù sul stagnola segnato con la testa direttamente nel percorso del peso cadente. </li><li> Rimuovere il ratto dal stagnola senza tirare il perno brugola dal tubo di guida in plastica e applicare lidocaina topica alla testa del ratto con un applicatore con punta di cotone. </li><li> Posizionare il ratto in posizione supina in una gabbia pulita che viene riscaldata impostando su di una piastra elettrica disponibile in commercio. </li><li> Utilizzare un cronometro o timer digitale per acquisire il &quot;time-to-destra&quot;. </li><li> Ritorna il ratto della sua casa-gabbia dopo aver recuperato un comportamento normale (grooming, camminare, esplorare, etc.). </li></ol> 5. Verifica dei mTBI con il Walking Beam Test 8 <ol><li> 24 ore dopo l&#39;induzione del mTBI o animali sham ritorno pregiudizio alla camera procedurale. </li><li> Trasferire i ratti in una gabbia tenuta pulitae posizionare home-gabbia del ratto a fine stretta dei 165 centimetri rastremate raggio in modo che la porzione aperta della casa gabbia affacciantesi all&#39;estremità più stretta del fascio. NOTA: Il fascio conico è lunga 165 centimetri. La piattaforma centro del fascio ha una larghezza di 6 cm in estremità larga e 1,75 cm in estremità stretta. Il fascio di centro ha sporgenze (2 cm di larghezza e 2 cm sotto la trave centrale) che forniscono la sicurezza quando scivola il piede del ratto. Posizionare imbottitura in schiuma sotto il fascio per ridurre il rischio di lesioni ai ratti che potrebbe cadere il fascio durante la prova. </li><li> Inserire una videocamera alla estremità larga del fascio e la posizione rastremato / immagine videocamera per assicurare che il ricercatore guardando il video può chiaramente vedere i movimenti di ratto per l&#39;intera lunghezza della trave rastremata. </li><li> Posizionare il topo alla larga del fascio conico e incoraggiarla a attraversare il raggio della sua casa-gabbia. Una volta che il topo attraversa il fascio conico, lasciare il ratto nella sua casa-gabbia per almeno 60 sec a reinForce il percorso di destinazione. Questo è Trial # 1 e non inclusi nell&#39;analisi. </li><li> Accendere la videocamera e permette al topo per completare l&#39;operazione fascio-walking 4 volte supplementari (mantenendo i periodi di rinforzo 60 sec nella gabbia di casa). Una volta che il topo ha completato tutte le prove, ritorno il ratto alla sua casa-gabbia. </li><li> A segnare, registrare il numero di posteriori della gamba piede-scivola che si verificano e il tempo / tempo di attraversare il fascio, per ogni singola prova. Utilizzare questi dati per calcolare il numero medio di gambe posteriori piede scivola e tempo di attraversare il fascio per ciascun ratto. </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>

Non esistono interessi finanziari concorrenti.

Sono necessari sistemi di modellizzazione affidabili per coltivare efficacemente la ricerca scientifica di base che abbia una significativa validità traslazionale. In risposta all'aumento degli eventi e dei media popolari, l'indagine sull'mTBI e sulla commozione cerebrale è diventata una priorità in molte discipline. Tuttavia, nonostante l'aumento della ricerca, ci sono stati solo miglioramenti incrementali nelle strategie terapeutiche e nelle opzioni di trattamento 3. Questa mancanza di progressi può essere in parte dovuta a una discrepanza tra i sistemi di modellazione impiegati e l'eziologia effettiva della lesione. La maggior parte degli studi ha utilizzato modelli di roditori che non sono riusciti a riprodurre le importanti forze biomeccaniche e l'appropriata sintomatologia post-infortunio. L'attuale definizione umana di mTBI specifica che la lesione deriva dalle forze di accelerazione e decelerazione associate a un trauma contusivo 10. La tecnica di caduta del peso modificata qui descritta è quindi un modello ideale per lo studio dell'mTBI e della commozione cerebrale perché utilizza un impatto di striscio per causare una rapida accelerazione e decelerazione rotazionale alla testa di un animale non trattenuto, imitando le forze biomeccaniche identificate negli infortuni legati allo sport e negli incidenti automobilistici. Inoltre, questo modello è facilmente adattabile per esaminare l'mTBI ripetitivo, un fenomeno che sta emergendo come un serio problema medico e socioeconomico. Gli studi indicano che i roditori possono essere esposti a una serie di 10 mTBI distinti con mortalità minima 7. Infine, il metodo è economico e può essere eseguito rapidamente, consentendo l'esame ad alto rendimento di molti composti terapeutici e regimi di trattamento. 
Proprio come con qualsiasi tecnica procedurale, alcuni aspetti del protocollo sono particolarmente importanti per la generazione di risultati affidabili. Innanzitutto, la carta stagnola deve essere segnata in modo efficace. Se la carta stagnola non è segnata correttamente, la forza impartita dal peso durante l'impatto di striscio non sarà sufficiente per spingere il ratto giovane attraverso la carta stagnola sulla spugna di raccolta. In queste situazioni, il ratto rimarrà nella posizione di partenza (petto in giù sulla carta stagnola) e l'mTBI deriverà dal trauma contusivo del peso che colpisce la testa ferma, non dall'accelerazione e decelerazione rotazionale desiderate. In secondo luogo, durante l'induzione dell'mTBI e della lesione fittizia, il livello di anestetico applicato a ciascun ratto dovrebbe essere coerente. A causa del fatto che il tempo di destra viene utilizzato come marcatore di mTBI, il ricercatore dovrebbe cercare di garantire che gli animali che ricevono un mTBI e gli animali che ricevono una lesione fittizia siano esposti a livelli simili di anestetico. Uno dei principali vantaggi di questa tecnica rispetto a molte altre procedure di trauma cranico è il basso livello e la durata dell'anestesiologia. Tuttavia, il ratto giovane deve non rispondere a un pizzicamento del dito del piede o della coda per assicurarsi che non si svegli sul palco prima che la lesione sia indotta. Infine, al fine di mantenere un'eziologia della lesione coerente, il posizionamento della testa del ratto è particolarmente importante. Idealmente, il peso dovrebbe avere un impatto sul centro della superficie dorsale della testa. Si deve prestare attenzione per evitare di posizionare il percorso del peso troppo vicino alla parte caudale/posteriore della testa, poiché l'impatto sul tronco encefalico e sul cervelletto è associato a un aumento della mortalità e dell'attività convulsiva. 
Sulla base della fisiopatologia biomeccanica dell'induzione della lesione e degli esiti comportamentali esaminati, la tecnica modificata della perdita di peso sembra essere un modello affidabile per l'indagine dell'mTBI pediatrico e della commozione cerebrale. Sebbene gli studi preliminari di questo nuovo modello abbiano valutato alcuni cambiamenti molecolari e strutturali di base, saranno necessari 7 studi futuri per accertare come il cervello risponde a un mTBI con questa eziologia della lesione. Un'analisi approfondita dei cambiamenti neuroanatomici e biologici che si verificano a livello cellulare ed epigenetico aumenterebbe la validità del modello e l'applicabilità traduzionale. Oltre a stimolare la generazione di terapie farmacologiche mirate, la comprensione dei cambiamenti fisiopatologici che si verificano nel cervello in risposta all'mTBI e alla commozione cerebrale indirizzerebbe anche la ricerca relativa ai biomarcatori clinici che hanno la capacità di prevedere gli esiti a seguito di lesioni.

Anche se ci sono molti metodi ampiamente utilizzati per la generazione di moderata-grave trauma cranico (TBI), sono state sviluppate poche tecniche per indurre lievi, chiuso ferite alla testa nei roditori. A causa del fatto che il trauma cranico lieve (mTBI) è tre volte più comune di lesione cerebrale moderata e grave combinata 1, è necessario un modello affidabile di mTBI per facilitare la ricerca in materia di fisiopatologia, risultati neurobiologici e comportamentali, e strategie terapeutiche. Ad esempio, gli studi clinici di droga in parte a causa dei limiti di modelli animali attuali 2, negli ultimi dieci anni ci sono stati più di 200 non riusciti per il trattamento di TBI 3. Quando i sistemi di modellazione sono generati per studi di ricerca traslazionale, l&#39;applicabilità dei risultati dipendono dalla validità del modello implementato. Per lo studio della mTBI / sbattimento, un modello animale affidabile non solo imitare il forze biomeccanico responbile per lesioni eziologia, ma potrebbe anche indurre sintomi compatibili con quelli riportati dalla popolazione clinicamente rilevante. Inoltre, perché i bambini sono a rischio particolarmente elevato per mTBI, sistemi di modellazione ottimale sarebbe applicabile ai roditori giovani e giovanili, oltre ai loro equivalenti adulti. Analisi biomeccaniche di circostanze in cui gli atleti hanno sostenuto mTBIs o lesioni cerebrali concussive indicano che i fattori predittivi più critici per infortunio sono accelerazioni testa rapidi e impatti ad alta velocità 4. La maggior parte dei modelli di roditori attualmente utilizzati per l&#39;induzione di TBI permette poco o nessun movimento della testa 5 (per una rassegna vedi 2). Il modello qui delineato, fornisce un impatto ad alta velocità alla testa di un ratto giovanile fisicamente incontrollato che è accompagnata da una rotazione di 180 ° e caduta libera che applica forze di accelerazione / decelerazione di testa e corpo del soggetto. Tqui sono due vantaggi principali di questa tecnica di peso goccia modificato per l&#39;induzione di mTBI. In primo luogo, il modello produce concussive clinicamente rilevante come sintomatologia senza causare alcun danno evidente al cervello (per la descrizione completa dei risultati comportamentali vedi 6). Coerente anche con i rapporti clinici di sindrome post-concussive, questa tecnica di peso-drop modificato produce risultati eterogenei. Anche se gli effetti della mTBI sono significativi, vi è una sostanziale differenza tra i roditori che hanno subito un mTBI se esaminato su più misure di outcome. In secondo luogo, il metodo consente lo studio di mTBI ripetitivo 7. Poiché la maggior parte dei modelli TBI esistenti infliggere tali lesioni gravi, è spesso difficile indurre una seconda ferita, e quasi impossibile studiare TBI ripetitivo senza danni estesi a tutta la corteccia. Pertanto, la logica principale per utilizzare la tecnica del peso goccia modificato per l&#39;induction di mTBI è quello di produrre una ferita che rappresenta più da vicino la fisiopatologia e la sintomatologia di concussione e ripetitivo TBI nelle popolazioni giovanili. Con la crescente incidenza di mTBI legati allo sport, cadute, e incidenti automobilistici, soprattutto durante l&#39;infanzia, questo modello roditore unico di mTBI fornisce ai ricercatori uno strumento prezioso per lo studio delle lesioni cerebrali concussive-like che può essere facilmente applicato a multiple-hit paradigmi.

<table><tbody><tr><td>Pesi in ottone</td><td>Ginsberg Scientific</td><td>7-2500-2</td><td>È necessario avere un anello di metallo attaccato alla base</td></tr><tr><td>Foglio di alluminio</td><td>Alcan</td><td></td><td>Disponibile nella maggior parte dei negozi di alimentari</td></tr><tr><td>Nastro</td><td></td><td></td> adesivo <td>disponibile in commercio&nbsp;</td></tr><tr><td>Supporto in plastica</td><td></td><td></td> a forma <td>di U Costruito da laboratorio</td></tr><tr><td>Morsetto Stand</td><td></td><td></td> Sigma-Aldrich Z190357 <td></td></tr><tr><td>tubo guida in plastica</td><td>Potrebbe essere costruito o acquistato in un negozio di ferramenta</td>Pescatore con lenza 10lb&nbsp;<td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>Acquistato da un rivenditore di articoli sportivi&nbsp;</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Pharmaceutical Partners of Canada</td><td>DIN 02237518</td><td>Anestetico per inalazione</td></tr><tr><td>Lidocaina topica (30 ml)</td> <td>Astra Zeneca</td><td>DIN 0001694</td><td>Gelatina di xilocaina 2%</td></tr><tr><td>Cotton Flas</td><td></td><td></td><td>disponibili in commercio&nbsp;</td></tr><tr><td>Termoforo - 3 impostazioni</td><td></td><td></td> di calore <td>Disponibile in commercio&nbsp;</td></tr><tr><td>Cronometro</td><td>Sportline</td><td>L303</td><td>Acquistato da un rivenditore di articoli sportivi&nbsp;</td></tr><tr><td>Videocamera</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>Maschio e femmine ordinati da Charles River Laboratories e cuccioli allevati internamente</td></tr><tr><td>Balance Beam</td><td></td><td></td><td>Costruito da Laboratorio</td></tr></tbody></table>

un modello novel di mild traumatic brain injury per ratti giovani

A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats

Nonostante la crescente evidenza che l'infanzia rappresenti un periodo di rischio maggiore per lesioni cerebrali traumatiche lievi (mTBI) da commozioni cerebrali legate allo sport, incidenti automobilistici e cadute, un modello animale affidabile di mTBI non era stato precedentemente sviluppato per questo importante aspetto dello sviluppo. La tecnica modificata della caduta del peso impiega un impatto di striscio sulla testa di un roditore che si muove liberamente trasmettendo accelerazione, decelerazione e forze di rotazione sul cervello. Quando applicata a ratti giovani, questa tecnica modificata di perdita di peso ha indotto esiti comportamentali clinicamente rilevanti che erano rappresentativi della sintomatologia post-commozione cerebrale. La tecnica è una procedura di rapida applicazione con un tasso di mortalità estremamente basso, che la rende ideale per studi terapeutici ad alto rendimento. Inoltre, poiché la procedura comporta una lieve lesione a una testa chiusa, può essere facilmente utilizzata per studi di lesioni cerebrali ripetitive. A causa della natura semplicistica di questa tecnica e della biomeccanica clinicamente rilevante della fisiopatologia della lesione, la tecnica di perdita di peso modificata fornisce ai ricercatori un modello affidabile di mTBI che può essere utilizzato in un'ampia varietà di studi comportamentali, molecolari e genetici.

La tecnica di peso-drop modificato sopra descritto è un metodo affidabile per l'induzione di lieve trauma cranico (mTBI) in ratti giovani. Utilizzando un peso di 150 g impatto, questa tecnica è stata applicata con successo per ratti giovani che vanno 50-120 g. Inoltre, la procedura può essere facilmente ripetuta negli stessi animali per lo studio di mTBI ripetitivo. Anche se gli animali che l'esperienza di una singola esposizione mTBI un aumento del time-to-destra (figura 3) e sembrano storditi al risveglio, hanno rapidamente riprendere le attività normali e sono visivamente indistinguibili da animali sham-feriti. Dato che la lesione è lieve, lidocaina topica che elimina qualsiasi dolore associato con l'impatto un'occhiata, è l'unico analgesico desiderato. Questo è importante per la ricerca come analgesici sono noti per interferire con i processi tipici infiammatori e di recupero. A causa della mancanza di sintomatologia conclamata, il compito trave mobile è un affidabileolo che può essere utilizzato per convalidare l'induzione della mTBI. E 'importante notare che non tutti gli animali che l'esperienza di un mTBI esporranno deficit sul compito fascio piedi, ma come gruppo, ratti giovani con mTBI dimostrano molto più posteriori della gamba piede-scivola rispetto ai ratti giovani con un infortunio alla farsa (Figura 4). Un'altra caratteristica fondamentale di questa tecnica peso goccia modificata è la mancanza di ritenuta applicata al ratti giovani durante l'induzione lesioni. Fornendo un colpo di striscio alla testa, seguito da una rapida accelerazione rotazionale e decelerazioni, questo modello rappresenta più da vicino le forze biomeccaniche attribuite a mTBI e commozione cerebrale. Quando questa procedura viene applicata a ratti giovani o topi adulti, i tassi di mortalità sono estremamente bassi (7/202 animali giovani ~ tasso di mortalità 3,4%), e la frattura del cranio e l'emorragia intracranica sono eccezionalmente rare 6,7. Inoltre, il modello produce SY clinicamente rilevantimptomology. Roditori Minorenni che hanno subito un solo mTBI dimostrato deficit nei bilanci e motori comportamenti, insieme con deficit nella funzione esecutiva, un aumento dei comportamenti depressivi-like, e alterate interazioni sociali 6,9. Allo stesso modo, topi adulti mostrano anche equilibrio e coordinazione deficit lievi che recuperano con il tempo 7. Infine, induzione di mTBI utilizzando questo modello richiede anestetico minimo e non comporta la preparazione chirurgica o scavare nel cranio. I risultati non sono quindi influenzati da effetti infiammatori o immunologici confondenti innescati dalla chirurgia o anestesia. Inoltre, il tempo di recupero rapida e mancanza di ferite aperte permette l'inizio di paradigmi di test aggiuntivi per attivarsi poco dopo roditori sperimentano l'mTBI. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig1highres.jpg" width="500"> Figura 1: &gt; C rappresentazione artoon della U fase plastica e raccolta spugna con tutte le dimensioni pertinenti. Una distanza di 10 cm deve essere mantenuta tra la spugna raccolta e all'inizio della fase plastica per assicurare la ratti giovani ha abbastanza tempo per completare la 180 Rotazione °. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig2highres.jpg" width="500"> Figura 2: (A) rappresentazione fotografica della piattaforma di induzione pregiudizio. Il ratto viene posto giovanile petto in giù sul stagnola segnato modo che la testa è direttamente sotto il peso cadente. (B) Vista laterale della piattaforma di induzione pregiudizio. (C) dimostrazione fotografica del peso utilizzato nell'induzione della mTBI . caricare / 51820 51820fig3highres.jpg "width =" / 500 "/&gt; Figura 3: Rappresentazione grafica delle differenze medie di time-to-destra tra ratti giovani che hanno sperimentato un singolo mTBI e ratti giovani che hanno subito un infortunio alla farsa (* p &lt;0,01) ratti che hanno ricevuto una mostra mTBI un significativo aumento del. durata del tempo necessario per alzarsi dalla posizione supina. <img alt="Figura 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig4highres.jpg" width="500"> Figura 4: Rappresentazione grafica del numero medio di posteriori della gamba piede-scivola esposti sul compito Bilanciere da ratti giovani che ha sperimentato un singolo mTBI e ratti giovani che hanno subito un infortunio alla farsa (* p &lt;0.05).

La tecnica modificata di caduta del peso è una procedura semplice ed economica utilizzata per l'induzione di lesioni cerebrali traumatiche lievi nei ratti giovani. Questa nuova tecnica produce una sintomatologia clinicamente rilevante che farà progredire lo studio della lesione cerebrale traumatica lieve (mTBI) e della commozione cerebrale.

Un modello Novel di Mild Traumatic Brain Injury per ratti giovani

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

L'obiettivo generale di questa procedura è generare una lieve lesione cerebrale traumatica nei ratti giovani. Ciò si ottiene preparando prima la piattaforma di induzione delle lesioni. Successivamente, un ratto anestetizzato viene posizionato a faccia in giù sulla carta stagnola segnata.Una volta in posizione, viene lasciato cadere un peso per generare un colpo di striscio alla testa. L'animale viene quindi posto in posizione supina e viene registrato il tempo necessario per scrivere se stesso. Il giorno seguente le prestazioni vengono misurate nel walking beam test.Quindi il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ad altre è che gli animali vengono anestetizzati solo brevemente. Si tratta di un trauma cranico chiuso, che ci consente di ripetere più volte la lesione nello stesso animale, e c'è una componente rotazionale nella lesione che è più rilevante dal punto di vista clinico. Le implicazioni di questa tecnica si estendono verso la terapia della commozione cerebrale pediatrica e della lesione cerebrale traumatica lieve perché il modello induce una sintomatologia clinicamente rilevante in modo eterogeneo, dimostrando la procedura saranno Irene Ma, un tecnico del nostro laboratorio e harlene haha.In studente universitario nel nostro laboratorio. Per allestire l'apparato per lesioni cerebrali traumatiche lievi, costruisci un palco a forma di U in plastica trasparente. Posiziona una spugna nella parte inferiore del palco per raccogliere l'animale dopo che è caduto.Quindi, incidi un pezzo di carta stagnola con una lama di rasoio affilata. Assicurarsi che la carta stagnola incisa sostenga il peso corporeo del ratto, ma non interferisca con l'accelerazione dopo l'impatto. Fissare la carta stagnola incisa sulla parte superiore del tavolino in modo che sia tau e posizionarla nella posizione corretta sotto il tubo guida.Posizionare il tubo guida in modo che si trovi a 3,5 centimetri sopra la carta stagnola. Quindi, attacca la lenza alla parte superiore di un peso. Posiziona il peso all'interno del tubo guida e fissa la linea in modo che il peso penda a 2,5 centimetri sopra la lamina.Questa altezza impedisce al ratto di ricevere più colpi in modo sicuro. Fissare la lenza al clamp supporto. Tirare il peso verso l'alto attraverso il tubo guida in plastica con la lenza e tenerlo in posizione con un perno a brugola posizionato ad un'altezza di 0,5 metri.Per iniziare, confermare la profondità della sedazione in un ratto anestetizzato e posizionare rapidamente il torace del ratto sulla pellicola con la testa direttamente nel percorso del peso in caduta. Quando sei pronto per iniziare, tira il perno della chiave a brugola per consentire al peso di cadere verticalmente attraverso il tubo guida in plastica. Una volta colpito, il ratto subirà rapidamente una rotazione di 180 gradi e atterrerà in posizione supina.Rimuovere immediatamente il ratto dalla spugna di raccolta e applicare la lidocaina topica sulla testa del ratto con un applicatore con punta di cotone. Quindi, metti il ratto in posizione supina in una gabbia pulita e riscaldata. Osserva l'animale fino a quando non si sveglia dall'anestetico e passa dalla posizione supina a quella prona.Registra questo come il momento di scrivere il valore per il finto gruppo di controllo infortunato. Anestetizzare l'animale e posizionarlo sul palco come dimostrato in precedenza. Quindi, rimuovi il ratto dalla carta stagnola senza tirare il perno della chiave a brugola e applica la lidocaina topica sulla testa.Metti il ratto in posizione supina in una gabbia pulita e riscaldata e registra il tempo per scrivere il valore. Infine, riporta il ratto nella sua gabbia di casa dopo che ha recuperato il comportamento normale e ripeti con il prossimo animale di controllo. 24 ore dopo l'induzione della lesione cerebrale, riportare gli animali nella sala operatoria.Trasferisci i ratti in una gabbia di contenimento pulita e posiziona la gabbia domestica del topo. All'estremità più stretta di una faccia della trave rastremata, la parte aperta della gabbia verso l'estremità larga della trave. La trave affusolata ha una piattaforma centrale con piccole sporgenze che garantiscono la sicurezza.Posiziona una videocamera all'estremità larga del fascio e regola la messa a fuoco fino a quando l'intera lunghezza è visibile. Quando è pronto, posiziona il ratto all'estremità larga della trave affusolata e incoraggialo a camminare attraverso la trave verso la sua gabbia di casa. Una volta che il ratto attraversa la trave ed entra nella gabbia di casa, lascialo riposare per almeno 60 secondi.Per rafforzare la posizione target, questa è la prova numero uno e non è inclusa nell'analisi. Quindi, accendi la videocamera e consenti al topo di completare l'attività di camminata del raggio per ulteriori volte, mantenendo i 62 ° periodi di rinforzo nella gabbia domestica. Una volta che il topo ha completato tutte le prove, rimettilo nella gabbia di casa e testa l'animale successivo.Se l'animale cade dalla trave durante il test, raccoglierlo immediatamente e riposizionarlo sulla trave nel punto da cui è caduto. Per assegnare un punteggio ai dati. Dopo il test, registrare il numero di scivolamenti del piede della zampa posteriore e il tempo totale per attraversare la trave per ogni singola prova.Utilizzare questi dati per calcolare i valori medi per ogni animale e gruppo di test. Questo grafico confronta le differenze medie nel tempo di scrittura dei punteggi tra i ratti giovani che hanno subito una singola lesione cerebrale rispetto ai controlli fittizi. I ratti feriti hanno mostrato un aumento significativo della durata del tempo necessario per scrivere se stessi dalla posizione supina.Qui, viene mostrato il numero medio di scivolamenti del piede della zampa posteriore durante l'attività di camminata su trave per i ratti giovani che hanno subito una singola lesione. Rispetto ai ratti finti feriti, gli animali feriti hanno mostrato significativamente più scivolamenti delle zampe attraverso la trave rispetto ai controlli che seguivano questa procedura. Altri interventi non invasivi, come la terapia del gioco, possono quindi essere esplorati per determinare se tali interventi sono effettivamente in grado di migliorare alcuni dei deficit sociali che i bambini sperimentano in seguito. Commozione cerebrale.Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come indurre e rilevare in sicurezza una lieve lesione cerebrale traumatica nei giovani roditori. Questo può essere ripetuto in più punti temporali.

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Fonte: Logsdon, A. F.,  et al. Modello di onda di esplosione a bassa intensità per la valutazione preclinica della lesione cerebrale traumatica lieve a testa chiusa nei roditori. (2020)Questo video dimostra l'induzione di una lieve lesione cerebrale traumatica a testa chiusa in un modello murino utilizzando una configurazione di tubo di shock a gas pressurizzato. L'onda di pressione generata rompe la membrana di poliestere, erogando un'onda d'urto alla testa del topo che provoca un rapido...

Generazione di una lesione cerebrale traumatica lieve a testa chiusa in un modello murino

Gli atleti assorbono ogni anno centinaia di lievi infezioni traumatiche cerebrali (mTBI) / concussioni; Tuttavia, la conseguenza di queste nel cervello è poco capita. Pertanto, un modello animale di mTBI singolo e ripetitivo che replica costantemente sintomi clinicamente rilevanti fornisce i mezzi per avanzare lo studio di mTBI e concussione.

Un modello di mouse del singolo e ripetitivo dolore cerebrale traumatico lieve

L'obiettivo dei test comportamentali qui presentato è quello di rilevare i deficit funzionali in ratti dopo la ferita di cervello traumatica. Quattro test specifici sono presentati che rilevare i deficit nei comportamenti di riflettere i danni ad aree specifiche del cervello a volte che si estende per un anno dopo la ferita.

Rilevare i deficit comportamentistici in ratti dopo la ferita di cervello traumatica

L'alterazione del neurotrasmettitore è un meccanismo di disfunzione neurale che si verifica dopo la commozione cerebrale e contribuisce alle conseguenze a lungo termine a volte catastrofiche. Questo modello di ratto combina la microdialisi, permettendo la quantificazione della neurotrasmettitore in vivo, con una tecnica di caduta di peso che esercita una rapida accelerazione e decelerazione della testa e del torso, un fattore importante del trauma craniocerebrale umano.

Un nuovo e traslazionale modello di commozione cerebrale che combina forza e rotazione con la microdialisi cerebrale in vivo

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di ottenere informazioni microstrutturali quantitative dell'ippocampo in un ratto con lieve lesione cerebrale traumatica. Questo viene fatto utilizzando un protocollo avanzato di imaging a risonanza magnetica ponderata per la diffusione e un'analisi basata sulla regione di interesse delle mappe di diffusione parametrica.

Advanced Diffusion Imaging nell'ippocampo di ratti con lievi lesioni cerebrali traumatiche

Il protocollo descrive una lieve lesione cerebrale traumatica in un modello murino. In particolare, viene spiegato un protocollo passo-passo per indurre un lieve trauma cranico chiuso della linea mediana e la caratterizzazione del modello animale.

Modello elettromagnetico controllato a testa chiusa di lieve lesione cerebrale traumatica nei topi

Qui, è dimostrato come un modello di lesione a testa chiusa sveglia può essere utilizzato per esaminare gli effetti della lesione cerebrale traumatica lieve ripetuta (r-mTBI) sulla plasticità sinaptica nell'ippocampo. Il modello replica importanti caratteristiche di r-mTBI nei pazienti e viene utilizzato in combinazione con l'elettrofisiologia in vitro .

Valutazione dei cambiamenti nella plasticità sinaptica utilizzando un modello di trauma cranico chiuso sveglio di lieve lesione cerebrale traumatica

Qui, presentiamo un modello di ratto con lesione cerebrale traumatica lieve (mTBI) a testa chiusa e la sua convalida che mostra una notevole somiglianza con l'mTBI umano per quanto riguarda le manifestazioni comportamentali durante le fasi acute e subacute.

Modello di ratto di lesione traumatica lieve a testa chiusa e sua convalida

Qui, presentiamo un protocollo per stabilire un modello animale di trauma cranico chiuso che replica l'esito della neuroimmagine di una lesione cerebrale traumatica lieve non complicata con la struttura cerebrale preservata nella fase acuta e l'atrofia cerebrale a lungo termine. La risonanza magnetica longitudinale è il metodo principale utilizzato per l'evidenza.

Sviluppo di un modello non complicato di lesione cerebrale traumatica lieve modificato con il metodo della caduta di peso ed evidenziato dalla risonanza magnetica

Le commozioni cerebrali pediatriche possono provocare sequele a lungo termine con perturbazioni fisiologiche e psicologiche. Questo modello murino pediatrico di commozione cerebrale provoca neuroinfiammazione a lungo termine, alterazioni della sostanza bianca e modifiche neuronali con disfunzione comportamentale. Il modello può essere adattato a punti di impatto differenziali o commozioni cerebrali ripetute per valutare i cambiamenti della durata.

Un modello di commozione cerebrale pediatrica nei topi: trauma cranico chiuso con disturbi a lungo termine (CHILD) 

Scopri la tecnica weight-drop modificata per indurre mTBI in ratti giovani. Questo metodo economico genera sintomi clinicamente rilevanti, consentendo studi ripetuti sullo stesso animale e valutazioni comportamentali post-trauma.

Un modello Novel di Mild Traumatic Brain Injury per ratti giovani

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