Name: 外傷性脳損傷の誘導に対する制御された皮質影響のマウスモデル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-16T14:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 1 s
Description: 学ぶ制御された皮質影響法によるマウス外傷性脳損傷モデルの構築法。神経科学における傷害メカニズムと回復過程の研究に有用で、組織学的・画像評価による脳損傷の定量的解析が可能です。

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この研究は、国立衛生助成協会GM117341と外科医C.ジェームズ・カリコ研究フェローシップS.J.S.に支援されました。

すべての手順は、ノースウェスタン大学の機関動物ケアと使用委員会によって承認されました.C57BL/6マウスはジャクソン研究所から購入し、ノースウェスタン大学比較医学センター(イリノイ州シカゴ)のバリア施設に収容された。すべての動物は、食料と水への無料アクセスで12/12時間の光/暗いサイクルに収容されました。
1. 麻酔を誘発する
<ol><li>ケタミン(125mg/kg)とキシラジン(10mg/kg)を経精管内注射でマウスを麻酔する。</li>
</ol>2. バイタルサイン監視 15分
<ol><li>温度、呼吸数、皮膚の色を監視します。マウスは、タッチに暖かく感じる必要があります。皮膚はピンクに見え、よく浸透しているはずです。呼吸数は毎分50~70呼吸の範囲でなければなりません。</li>
</ol>3. 手術前の処置
<ol><li>傷害誘発の前日にすべてのマウスの体重を量る。</li>
	<li>各実験対象のオートクレーブによって手術器具の1セットを殺菌する。使用前に衝撃装置を殺菌してください。</li>
	<li>「低い」設定に設定された電気加熱パッドの上にきれいなケージを置き、マウスが一度歩行した後に熱から離れることができるように配置することにより、回復ケージを準備します。</li>
	<li>殺菌された層流フード内の手術室を設置します。<ol>
<li>ステレオタキスティック操作フレームを配置します。</li>
		<li>影響を受けるデバイスをステレオタキスティック フレームに取り付けます。</li>
		<li>速度および所望時間のための所望の生体力学的パラメータを持つ作動装置を設定する。 注:このプロトコルでは、2.5 m/sに設定された速度と0.1sの留まり時間を持つ5mm径頭蓋切除術を介して3mm径衝撃先端を利用して重度の脳損傷が記載されています。広範囲の生体力学的パラメータは、TBIの全スペクトルを誘導するために使用されてもよい。</li>
	</ol>
</li>
	<li>新しい個人用保護具と滅菌手袋をしないでください。</li>
	<li>電気バリカンを使用して手術部位から毛皮を剃ります。</li>
	<li>角膜損傷や乾燥を防ぐために、マウスの目に保護オプタルの歯を塗布します。</li>
	<li>マウスを手術室に置きます。</li>
	<li>ヨウ素ベースの外科スクラブで皮膚を3回アルコールと交互に準備します。</li>
</ol>4. 制御された皮質影響の適用
<ol><li>頭皮を頭蓋骨を露出させるメスで中間線に1cmを切開します。</li>
	<li>ミニチュアイヤーバー間の両側側骨を固定し、切開部クランプ内の切開部をロックすることにより、マウスヘッドに安定した3点ホールドを作成することにより、立体操作フレーム内にマウスを配置します。</li>
	<li>頭蓋切除術中に頭皮がドリルビットに接触しないように、ヘモスタットまたはロック鉗子で手術部位から頭皮を引き離します。</li>
	<li>露出した頭蓋骨の矢状縫合糸と冠状動脈縫合糸を特定します。 注:このプロトコルは、矢状縫合糸の左2mmの頭蓋切除術と冠状縫合糸への2mmのrostralを中心にします。</li>
	<li>トレフィンドリルビットを使用して頭蓋骨切除術を行います。<ol>
<li>頭蓋切除術を行うには、まずドリルを最高速度でアクティブにしてから、頭蓋骨切除部位で頭蓋骨に垂直なトレフィンドリルビットを適用します。</li>
		<li>頭蓋骨との接触が行われたら、ドリルに穏やかな、でも圧力を適用します。ドリルが頭蓋骨を貫通すると、わずかな「与え」が感じられます。基礎となるデュラを貫通しないでください。 注:このプロトコルは、頭蓋切除術を実行するために5 mmトレフィンドリルビットを利用しています。</li>
	</ol>
</li>
	<li>鉗子と小さなゲージの皮下注射針を使用して骨のフラップを取り除き、基礎となるデュラ母体を完全に露出させます。</li>
	<li>インパクター先端を手術場に回転させ、露出したデュラ母校に接触するまで下ろします。接触が行われたら、器械の接触センサーは接触がなされたことを外科医に警告するために聞こえる調子を作る。これにより、変形深度が設定されるゼロ点がマークされます。 注:このプロトコルは、重度の傷害を生成するために3ミリメートルの衝撃先端を利用しています。1 mm の小さなヒントは、より局所的な傷害を適用するために使用できます。</li>
	<li>衝撃の先端を引き込み、ステレオタキスティック フレーム上のインパクター位置を下げて、必要な衝撃深度を設定します。 注:このプロトコルでは、変形深度を2mmに設定することにより、重大な傷害について説明します。</li>
	<li>作動装置のインパクターを作動させることによって傷害を適用する。</li>
	<li>衝撃装置をフィールドから回転させ、ステレオタキスティックフレームから動物を取り外します。</li>
</ol>5. 手術部位閉鎖
<ol><li>無菌綿先端アプリケーターからの直接圧力で頭蓋骨および傷ついた皮質表面からの出血を制御する。</li>
	<li>無菌綿の先端アプリケーターで頭蓋骨を乾燥させます。</li>
	<li>市販の外科用接着剤またはモノフィラメント縫合糸を使用して頭蓋切除術の上に頭皮を閉じます。 注:このプロトコルでは、獣医の外科接着剤が頭皮を閉じるために使用されます。ボーン フラップは交換されず、破棄されます。</li>
</ol>6. 術後のケアとモニタリング
<ol><li>術後の鎮鎮静症を投与する(例えば、持続放出ブプレノルフィン0.1〜0.5mg/kg投与皮下投与72時間の持続的な鎮鎮創)。</li>
	<li>動物を横のデキュビタス回復位置に清潔な予暖かいケージに置きます。</li>
	<li>目を覚ますと移動するまで動物を観察し、その後、そのホームケージに各マウスを返します。</li>
	<li>食料と水への無料アクセスを確保します。通常の食物および水の摂取量は、通常、傷害後1〜2時間以内に再開する。</li>
	<li>実験を通して3日ごとに体重を測定します。</li>
</ol>

<ol><li>Faul, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFaul%2C+M+%22Traumatic+Brain+Injury+in+the+United+States%3A+Emergency+Department+Visits%2C+Hospitalizations+and+Deaths+2002-2006%22">Traumatic Brain Injury in the United States: Emergency Department Visits, Hospitalizations and Deaths 2002-2006</a>. , Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Injury Prevention and Control. Atlanta (GA). (2010).</li>
<li>Roozenbeek, B., Maas, A. I., Menon, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changing+patterns+in+the+epidemiology+of+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neurology%22%5BJournal%5D)">Changing patterns in the epidemiology of traumatic brain injury.</a> Nature Reviews Neurology. 9 (4), 231-236 (2013).</li>
<li>Corso, P., Finkelstein, E., Miller, T., Fiebelkorn, I., Zaloshnja, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incidence+and+lifetime+costs+of+injuries+in+the+United+States%5BTitle%5D)+AND+%22Injury+Prevention%22%5BJournal%5D)">Incidence and lifetime costs of injuries in the United States.</a> Injury Prevention. 12 (4), 212-218 (2006).</li>
<li>Pearson, W. S., Sugerman, D. E., McGuire, L. C., Coronado, V. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emergency+department+visits+for+traumatic+brain+injury+in+older+adults+in+the+United+States%3A+2006-08%5BTitle%5D)+AND+%22Western+Journal+of+Emergency+Medicine%22%5BJournal%5D)">Emergency department visits for traumatic brain injury in older adults in the United States: 2006-08.</a> Western Journal of Emergency Medicine. 13 (3), 289-293 (2012).</li>
<li>Whitlock, J. A. Jr, Hamilton, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+outcome+after+rehabilitation+for+severe+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Functional outcome after rehabilitation for severe traumatic brain injury.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 76 (12), 1103-1112 (1995).</li>
<li>Schwarzbold, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychiatric+disorders+and+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychiatric+Disease+and+Treatment%22%5BJournal%5D)">Psychiatric disorders and traumatic brain injury.</a> Neuropsychiatric Disease and Treatment. 4 (4), 797-816 (2008).</li>
<li>Whelan-Goodinson, R., Ponsford, J., Johnston, L., Grant, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychiatric+disorders+following+traumatic+brain+injury%3A+their+nature+and+frequency%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Head+Trauma+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Psychiatric disorders following traumatic brain injury: their nature and frequency.</a> Journal of Head Trauma Rehabilitation. 24 (5), 324-332 (2009).</li>
<li>Peskind, E. R., Brody, D., Cernak, I., McKee, A., Ruff, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Military-+and+sports-related+mild+traumatic+brain+injury%3A+clinical+presentation%2C+management%2C+and+long-term+consequences%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Military- and sports-related mild traumatic brain injury: clinical presentation, management, and long-term consequences.</a> Journal of Clinical Psychiatry. 74 (2), 180-188 (2013).</li>
<li>Martin, L. A., Neighbors, H. W., Griffith, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+experience+of+symptoms+of+depression+in+men+vs+women%3A+analysis+of+the+National+Comorbidity+Survey+Replication%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">The experience of symptoms of depression in men vs women: analysis of the National Comorbidity Survey Replication.</a> JAMA Psychiatry. 70 (10), 1100-1106 (2013).</li>
<li>Makinde, H. M., Just, T. B., Cuda, C. M., Perlman, H., Schwulst, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+Microglia+in+the+Etiology+and+Evolution+of+Chronic+Traumatic+Encephalopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">The Role of Microglia in the Etiology and Evolution of Chronic Traumatic Encephalopathy.</a> Shock. 48 (3), 276-283 (2017).</li>
<li>Belanger, H. G., Vanderploeg, R. D., McAllister, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subconcussive+Blows+to+the+Head%3A+A+Formative+Review+of+Short-term+Clinical+Outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Head+Trauma+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Subconcussive Blows to the Head: A Formative Review of Short-term Clinical Outcomes.</a> Journal of Head Trauma Rehabilitation. 31 (3), 159-166 (2016).</li>
<li>Carman, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expert+consensus+document%3A+Mind+the+gaps-advancing+research+into+short-term+and+long-term+neuropsychological+outcomes+of+youth+sports-related+concussions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neurology%22%5BJournal%5D)">Expert consensus document: Mind the gaps-advancing research into short-term and long-term neuropsychological outcomes of youth sports-related concussions.</a> Nature Reviews Neurology. 11 (4), 230-244 (2015).</li>
<li>Kramer, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Contribution+to+the+Theory+of+Cerebral+Concussion%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">A Contribution to the Theory of Cerebral Concussion.</a> Annals of Surgery. 23 (2), 163-173 (1896).</li>
<li>Lighthall, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+cortical+impact%3A+a+new+experimental+brain+injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Controlled cortical impact: a new experimental brain injury model.</a> Journal of Neurotrauma. 5 (1), 1-15 (1988).</li>
<li>Dixon, C. E., Clifton, G. L., Lighthall, J. W., Yaghmai, A. A., Hayes, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+controlled+cortical+impact+model+of+traumatic+brain+injury+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A controlled cortical impact model of traumatic brain injury in the rat.</a> Journal of Neuroscience Methods. 39 (3), 253-262 (1991).</li>
<li>Schwulst, S. J., Trahanas, D. M., Saber, R., Perlman, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traumatic+brain+injury-induced+alterations+in+peripheral+immunity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Trauma+and+Acute+Care+Surgery%22%5BJournal%5D)">Traumatic brain injury-induced alterations in peripheral immunity.</a> Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 75 (5), 780-788 (2013).</li>
<li>Trahanas, D. M., Cuda, C. M., Perlman, H., Schwulst, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+Activation+of+Infiltrating+Monocyte-Derived+Cells+After+Mild+and+Severe+Traumatic+Brain+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">Differential Activation of Infiltrating Monocyte-Derived Cells After Mild and Severe Traumatic Brain Injury.</a> Shock. 43 (3), 255-260 (2015).</li>
<li>Makinde, H. M., Cuda, C. M., Just, T. B., Perlman, H. R., Schwulst, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonclassical+Monocytes+Mediate+Secondary+Injury%2C+Neurocognitive+Outcome%2C+and+Neutrophil+Infiltration+after+Traumatic+Brain+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Immunology%22%5BJournal%5D)">Nonclassical Monocytes Mediate Secondary Injury, Neurocognitive Outcome, and Neutrophil Infiltration after Traumatic Brain Injury.</a> Journal of Immunology. 199 (10), 3583-3591 (2017).</li>
<li>Thompson, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+fluid+percussion+brain+injury%3A+a+15-year+review+and+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Lateral fluid percussion brain injury: a 15-year review and evaluation.</a> Journal of Neurotrauma. 22 (1), 42-75 (2005).</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.+Part+I%3A+Pathophysiology+and+biomechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">A new model of diffuse brain injury in rats. Part I: Pathophysiology and biomechanics.</a> Journal of Neurosurgery. 80 (2), 291-300 (1994).</li>
<li>Reneer, D. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+multi-mode+shock+tube+for+investigation+of+blast-induced+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A multi-mode shock tube for investigation of blast-induced traumatic brain injury.</a> Journal of Neurotrauma. 28 (1), 95-104 (2011).</li>
<li>Ma, X., Aravind, A., Pfister, B. J., Chandra, N., Haorah, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+Models+of+Traumatic+Brain+Injury+and+Assessment+of+Injury+Severity%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Animal Models of Traumatic Brain Injury and Assessment of Injury Severity.</a> Molecular Neurobiology. , (2019).</li>
<li>Makinde, H. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monocyte+depletion+attenuates+the+development+of+posttraumatic+hydrocephalus+and+preserves+white+matter+integrity+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Monocyte depletion attenuates the development of posttraumatic hydrocephalus and preserves white matter integrity after traumatic brain injury.</a> PLoS One. 13 (11), e0202722(2018).</li>
<li>Osier, N. D., Dixon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Controlled+Cortical+Impact+Model%3A+Applications%2C+Considerations+for+Researchers%2C+and+Future+Directions%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neurology%22%5BJournal%5D)">The Controlled Cortical Impact Model: Applications, Considerations for Researchers, and Future Directions.</a> Frontiers in Neurology. 7, 134(2016).</li>
<li>Iaccarino, C., Carretta, A., Nicolosi, F., Morselli, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+severe+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of severe traumatic brain injury.</a> Journal of Neurosurgical Sciences. 62 (5), 535-541 (2018).</li>
</ol>

著者は金銭的な利益相反を持っていない。

信頼性の高い一貫性のある傷害を適用するために重要ないくつかの手順があります。まず、マウスは、頭蓋切除術の実行中に動きを保証しない外科的麻酔の深い平面に達しなければなりません。多くの麻酔薬はげっ歯類の全身麻酔を誘発するために使用されるかもしれませんが、吸入麻酔薬などの呼吸抑制を誘発する麻酔薬は、重度のTBIと組み合わせると呼吸停止を引き起こす可能性があります。このプロトコルは、ケタミン(125 mg/kg)とキシラジン(10 mg/kg)を経食内に注入します。薬物のこの組み合わせは、約30-45分の期間の投与の5分以内に麻酔の外科面を生成します。さらに、薬物のこの組み合わせは、呼吸抑制をもたらさない。次の重要なステップは、頭蓋切除術のパフォーマンスです。頭蓋切除術は、最小限の熱と振動がマウスの脳に伝達されることを確実にするために、常に高速で新鮮なトレフィンドリルビットで行われるべきです。熱と振動は、CCIの領域外の隣接する脳組織に損傷を与える可能性があり、被験者と実験の間の損傷の大きさとメカニズムに一貫性がありません。次に、傷害の深さと位置が傷害の適用間で一貫していることを保障するためにCCIの適用の前に、マウスの頭部は立体フレーム内でし...

疾病管理・傷害予防センターは、毎年約200万人のアメリカ人が外傷性脳損傷(TBI)を持続すると推定しています1,2.実際、TBIは米国における負傷関連死亡者の30%以上に貢献しており、医療費は年間800億ドルに近く、1人当たり年間約400万ドルが重度のTBI3、4、5を生き延びています。TBIの影響は、慢性外傷性脳症(CTE)と呼ばかれた行動、認知、運動障害の陰湿な発症を伴う生存者によって被った重要な長期的な神経認知および神経精神合併症によって強調される。6,7,8,9,10. 臨床症状をもたらさないサブ臨床脳震盪事象であっても、長期的な神経機能障害を引き起こす可能性がある11,12.
TBIの研究のための動物モデルは、1800年代後半の13以来採用されています.●1980年代にはTBIのモデリングを目的とした空気インパクターが開発されました。この方法は、現在、制御された皮質影響(CCI)14と呼ばれています。CCIの制御と再現性は、げっ歯類15で使用するためのモデルを適応させるために研究者を導いた.私たちの研究室は、市販のインパクターと電子作動装置16、17を介してTBIを誘導するために、このモデルを使用しています。このモデルは使用される生力学的変数に応じて臨床的に適用可能なTBI状態の広い範囲を作り出すことができる。当研究室で引き起こされた重度の損傷後のTBI脳の組織学的評価は、横質皮質および海馬の損失、ならびに反対面上皮および歪みを示す。さらに、CCIは、行動アッセイ18によって測定される運動および認知機能において一貫した障害を生み出す。CCIの制限には、開頭術の必要性とインパクターと作動装置の取得費用が含まれます。
TBIのいくつかの追加モデルが存在し、横液パーカッションモデル、重量降下モデル、および爆発傷害モデル19、20、21を含む文献で十分に確立されています。これらのモデルのそれぞれは、独自の明確な利点を持っていますが、主な欠点は、混合傷害、高死亡率と標準化の欠如、それぞれ22.さらに、これらのモデルのいずれもCCIの正確さ、精密および再現性を提供しない。CCIモデルは、作動装置に入力された生体力学的パラメータを調整することにより、研究者が傷害の大きさ、傷害の深さ、および脳に適用される運動エネルギーを正確に制御することを可能にする。これは、研究者が脳の特定の領域にTBIの全スペクトルを適用する能力を与えます.また、実験から実験まで最大の再現性を可能にします。

<table><tbody><tr><td>AnaSed注射キシラジン滅菌溶液</td><td>LLOYD、Inc.</td><td></td><td></td>5939911020</tr><tr><td>Buprenorphine SR Lab 0.5mg/mL</td><td>Zoopharm-Wildlife Pharmaceuticals USA</td><td>BSRLAB0.5-182012</td><td></td></tr><tr><td>高速ロータリーマイクロモーター KiT0</td><td>Foredom Electric Company</td><td>K.1070</td><td></td></tr><tr><td>Imapact one for Stereotaxix CCI</td><td>Leica Biosystems Nussloch GmbH</td><td>39463920</td><td></td></tr><tr><td>Ketathesia Ketamine HCl Injection USP</td><td>Henry Schein, Inc</td><td>56344</td><td></td></tr><tr><td>マウス特異的定位固定装置</td><td>Leica Biosystems Nussloch GmbH</td><td>39462980</td><td></td></tr><tr><td>Trephines for Micro Drill</td><td>Fine Science Tools, Inc</td><td>18004-50</td><td></td></tr></tbody></table>

外傷性脳損傷の誘導に対する制御された皮質影響のマウスモデル

Murine Model of Controlled Cortical Impact for the Induction of Traumatic Brain Injury

米国疾病管理・傷害予防センターは、米国では毎年約200万人が外傷性脳損傷(TBI)を受けていると推定しています。実際、TBIは傷害関連死亡率の3分の1以上に寄与する要因です。それにもかかわらず、TBIの病態生理学の根底にある細胞および分子機構は十分に理解されていない。従って、ヒト患者におけるTBIに関連する傷害機構を複製することができるTBIの前臨床モデルは、重要な研究ニーズである。TBIの制御された皮質衝撃(CCI)モデルは、露出した皮質に直接影響を与える機械装置を利用する。ヒト患者におけるTBIの異種傷害パターンおよび異種性質を完全に要約できるモデルはないが、CCIは臨床的に適用可能なTBIの広い範囲を誘導することができる。さらに、CCIは簡単に標準化され、研究者は実験全体だけでなく、調査グループ間で結果を比較することができます。以下のプロトコルは、TBIのマウスモデルにおいて市販の影響を与える装置を有する重度のCCIを適用する詳細な説明である。

インパクターはステレオタキスティックフレームに直接取り付け、衝撃点、深さ、浸透点を制御するために10 μmの解像度を可能にします。採用された電磁力は1.5-6 m/sの範囲の衝撃速度を与えることができる。これは臨床的に関連するTBIの全範囲の比類のない精密および再現性を可能にする。研究者は、インパクトのある先端のサイズ、衝撃速度、衝撃深さなどの傷害パラメータを変更するパイロット実験を実行して、望ましい程度の傷害を生み出すパラメータを決定できます。このプロトコルは、矢状縫合糸の左5mm頭蓋切除術2mmを行い、冠状縫合糸に2mmのrostralを行うことにより、左頭蓋周領域に重度のTBIを記述する(図1A)。制御された皮質の衝撃は2.5 m/sの3つのmmの衝撃の先端および2つのmmの変形の深さと渡される(図2)。傷害は、硬膜下、閉塞性皮内出血、くも膜下出血(図3)で構成される。この傷害の1ヶ月後の神経認知テストは、ワーキングメモリ、スキル獲得、および運動<sup...

ここでは、オープンヘッド制御皮質衝撃を介したマウス外傷性脳損傷の誘導のためのプロトコルについて説明する。

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the ...

制御された皮質の影響は、被験者および実験間で標準化が容易であり、脳の正確に定義された領域に外傷性脳損傷の全スペクトルの適用を可能にする。この手順を実証するのは、私の研究室の研究技術者であるメッカ・イスラムです。この技術は、げっ歯類の外傷性脳損傷を誘発する最も一貫した再現可能な形態のままである。手順を開始する前に、影響を受けるデバイスをステレオタックス動作フレームに取り付けます。適切な実験速度と十分な時間に対して、所望の生体力学的パラメータを持つ作動装置をSeします。新しい個人用保護具と滅菌手袋を着用し、麻酔実験マウスのつまみつまみに対する応答の欠如を確認します。バリカンを使用して、外科用部位の毛皮を剃り、動物の目に軟膏を塗布します。次に、マウスを手術室に入れ、3つのシーケンシャルヨウ素ベースとアルコール外科スクラブで剃った皮膚を準備します。制御された皮質外傷性脳損傷を誘発するには、まずメスを使用して頭皮の正中線に沿って1センチメートルの切開を行い、頭蓋骨を露出させる。手術部位から頭皮を引き込み、露出した頭蓋骨の矢状および冠状縫合糸を特定する。クラニエクトミーを行うために、5ミリメートルのトレフィンドリルビットをマイクロドリルに装備してドリルを最高速度で活性化し、矢状縫合糸の左側に頭蓋骨に垂直なビットを2ミリメートル、2ミリメートルのロストラルを穏やかな圧力でコロナリング縫合糸に適用します。ドリルが頭蓋骨を貫通すると、わずかなギブが感じられます。鉗子と小さなゲージ皮下注射針を使用して骨フラップを取り除き、下層の硬膜を完全に露出させ、インサーチップを手術場に回転させます。ステレオタックスフレームのミニチュアイヤーバーの間の両側側の側頭骨を固定し、切歯クランプ内の切歯をロックして、マウスヘッドに安定した3点ホールドを作成します。露出した硬膜に接触するまで先端を下げます。機器の接触センサーは、接触が行われたことを警告するために聞こえる音を出します。ゼロ点から影響を受ける先端を引き込み、ステレオタックスフレームのインパクター位置を下げて、希望する衝撃深さを設定します。次に、デバイスをフィールドから戻す前に作動装置のインサーをアクティブにして、動物をフレームから取り外します。怪我の直後に、無菌綿のチップ付きアプリケーターから頭蓋骨および損傷した皮質表面に直接圧力をかけ、出血を制御し、新鮮なアプリケーターを使用して頭蓋骨を乾燥させます。標準的な技術に従って、クラニエクトミーの上に頭皮を閉じて、術後の鎮痛を管理します。その後、完全な債務まで監視とクリーン事前温めケージに横型褥瘡回復位置に動物を配置し、実験の過程を通じて3日ごとに体重を測定します。証明されたように傷害の送達は硬膜下の内包性およびくも膜下出血をもたらす。重度の傷害後の外傷性脳損傷脳組織切片の組織学的評価は、有意なイプシテララル皮質および海馬喪失ならびに対側浮腫および歪みを明らかにする。重度の損傷を受けた脳のMRイメージングはまた、脳脊髄液による進行性組織喪失および置換を示す。制御された皮質の影響は、臨床的に適用可能な脳損傷の広い範囲を生成することができる信頼性の高い、一貫した傷害を誘発する。当社の制御された皮質衝撃法は、行動および画像解析のための重度の外傷性脳損傷のマウスモデルを生成し、分子および細胞分析のための組織を生成する。

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

このビデオは、マウスに頭蓋骨の開放性外傷性脳損傷を誘発する手順を示しています。これは、頭蓋骨の正中線切開を行い、頭蓋骨をドリルで穴を開けて骨皮弁を取り外して脳皮質を露出させ、高圧を加えて外傷を誘発する方法を示しています。次に、創傷を縫合して、その後の実験のためにマウスモデルを準備します。...

インパクタープローブを用いた外傷性脳損傷マウスモデルの生成

このビデオは、マウスモデルで外傷性脳損傷(TBI)を誘発する手順を示しています。頭蓋骨が露出した麻酔マウスを採取して頭蓋骨に開口部を作り、その後、衝撃装置を使用して制御された皮質損傷を誘発します。損傷は脳組織に損傷を与え、認知機能や運動協調性に障害を引き起こします。...

インパクターデバイスを用いた外傷性脳損傷のマウスモデルの生成

出典:Macheda, T., et.al.マウスの軽度外傷性脳損傷の電磁制御クローズドヘッドモデル。J. Vis. Exp.

マウスモデルにおける軽度外傷性脳損傷の誘発

外傷性脳損傷(TBI)は依然として深刻な健康問題です。制御された皮質衝撃手術モデルを使用して、TBIの影響と可能な治療法に関する研究を行うことができます。...

外傷性脳損傷のための制御皮質衝撃モデル

アスリートは毎年数百の軽度の外傷性脳傷害（mTBI）/脳震盪を吸収する。しかし、これらの脳への帰結はあまり理解されていません。したがって、臨床的に関連する症状を一貫して複製する単一および反復mTBIの動物モデルは、mTBIおよび脳震盪の研究を進める手段を提供する。...

片性および反復性軽度外傷性脳損傷のマウスモデル

このプロトコルは、オープン頭蓋骨外傷性脳損傷のマウスモデルの方法論を示し、培養ヒト誘導多能性幹細胞由来細胞を傷害部位に移植する。これらの手順からの結果の行動および組織学的検査も簡単に説明される。...

ヒト誘導多能性幹細胞由来神経細胞の治療移植によるマウス脳損傷の制御された皮質衝撃モデル

脳挫傷を伴う実質内出血や神経炎症は、重度の二次性脳損傷を引き起こす可能性があります。このプロトコルは、マウス制御皮質衝撃(CCI)モデルの詳細を詳述しており、研究者は出血、挫傷、心的外傷後免疫応答を研究し、潜在的な治療法を探求することができます。...

外傷性出血挫傷および神経炎症に対する前臨床制御皮質衝撃モデル

プロトコルは、マウスモデルにおける軽度の外傷性脳損傷について説明しています。特に、軽度の正中線閉鎖頭部外傷を誘発するための段階的なプロトコルおよび動物モデルの特徴付けが完全に説明されている。...

マウスにおける軽度外傷性脳損傷の電磁制御クローズドヘッドモデル

ここでは、急性期および長期脳萎縮の保存された脳構造を持つ合併症のない軽度の外傷性脳損傷の神経像結果を再現する閉鎖性頭部外傷動物モデルを確立するためのプロトコルを提示します。縦断的磁気共鳴画像法は、証拠に使用される主要な方法です。...

ウェイトドロップ法により改変され磁気共鳴画像法により証明された合併症のない軽度外傷性脳損傷モデルの開発

横方向の流体パーカッション（LFP）、マウスの外傷性脳損傷の確立されたモデルは、実証される。妥当性、信頼性と臨床的関連：LFPは、動物モデルの3つの主要な基準を満たしています。外科的開頭で構成される手順は、ハブの固定は、焦点とびまん性傷害の結果、傷害の誘導が続く記述されています。...

横方向の流体のパーカッション：マウスにおける外傷性脳損傷のモデル

学ぶ制御された皮質影響法によるマウス外傷性脳損傷モデルの構築法。神経科学における傷害メカニズムと回復過程の研究に有用で、組織学的・画像評価による脳損傷の定量的解析が可能です。

外傷性脳損傷の誘導に対する制御された皮質影響のマウスモデル

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