Name: 외상성 뇌 손상에 대한 제어 피질 충격 모델 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-05T16:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 30 s
Description: 학습하세요 제어 피질 충격 모델을 이용한 외상성 뇌 손상 유도 및 분석 방법을. 마우스를 이용한 이 기법은 뇌 구조와 기능 변화를 연구하고 잠재적 치료법을 탐색하는 데 활용됩니다.

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이 작품은 인디애나 척수 및 뇌 손상 연구 보조금 (SCBI 200-12)에서 자금에 의해 지원되었다, 랄프 W. 그레이스 M. 쇼월터 연구 상, 인디애나 대학 생물학 연구 그랜트, NIH 보조금 RR025761 및 1R21NS072631-01A.

동물 관리 남성 C57 BL / 6 마우스는 그룹 보관되어 있었고, 음식과 물을 임의로 액세스 할 수있는 방법을 무료로 12분의 12 시간 빛 / 어둠주기를 유지하고 있습니다. 이 프로토콜에 사용되는 동물 10-12 주 이전이었다. 모든 절차는 인디애나 대학의 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인 된 프로토콜에 따라 수행되었다. 1. 수술 준비 <ol><li> 케타민 / 자일 라진 혼합물 (87.7 ㎎ / ㎖ 케타민 및 12.3 ㎎ / ㎖의 자일 라진)을 사용하여 마우스를 마취하고 IP 주입을 통해 (1 ㎖ / kg)을 투여. </li><li> 귀 사이 마우스의 머리를 면도. </li><li> 수술하는 동안 건조 방지하기 위해 마우스의 눈에 석유 기반의 젤리를 적용합니다. </li><li> 10 %의 요오드 면도 영역을 청소합니다. 그런 다음 요오드를 정리하는 70 % 에탄올을 사용합니다. </li><li> 귀 바, 물린 플레이트를 사용하여 정위 프레임에 마우스 머리를 고정합니다. 뇌가 안정되어 있는지 확인합니다. </li></ol> 2. Craniectomy </P&gt; <ol><li> 가위 헤드의 중앙에 길이 방향을 절개한다. 왼쪽에 떨어져 피부를 잡아 지혈을 사용합니다. </li><li> 두개골을 노출하는 뼈의 혈액과 조직을 제거하기 위해 면봉을 사용합니다. 노출 된 두개골은 1 분 동안 건조 할 수 있습니다. </li><li> 압력을 적용하고 두개골은 움직이지 유지되도록하기 위해 집게를 사용합니다. 해부학 적에게 람다 (꼬리 측면)과 브레 그마 (정면 측면을) 확인합니다. 4 mm 직경 멀리 정중선에서 0.5 mm로 람다와 브레 그마의 중앙에 원을 그립니다. </li><li> 표시된 원을 따라 잘라 드릴을 사용합니다. 부드럽게 떨어져 뼈 먼지를 날려. 경막의 손상을 방지하기 위해 뼈를 완전히 드릴하지 마십시오. </li><li> 뼈를 제거하고 경막을 노출 집게를 사용합니다. </li></ol> 3. 끼워 넣기 충격 장치는 충격 파라미터를 설정하는 제어 박스, 끼워 넣기를 수행하는 액츄에이터 및 행동을 확보하기 정위 프레임을 포함영향에 대한 uator와 마우스 머리. <ol><li> 수술 전 3m / 초에 액추에이터의 속도를 미리 설정합니다. </li><li> 다른 부상의 심각도를 유도하기 위해 서로 다른 변형의 깊이를 미리 설정합니다. 0.0-0.2 mm, 0.5 ~ 1.0 ㎜, 1.2-2.0 mm의 변형 깊이는 각각, 중등도, 중증 TBIs에 될 것입니다. 이 프로토콜은 3m / 초의 속도를 사용하여 1mm의 변형 깊이와 적당히 심각한 뇌 손상을 달성하는 방법을 설명했다. </li><li> 정위 프레임 홀더에 액츄에이터를 부착하고 오픈 두개골 영역의 중심에있는 액추에이터 (3 mm 직경)의 둥근 플랫 팁 보호를위한 이동 미세 조작기를 사용합니다. 그런 영향 사이트의 표면에 평행 한 각도로 끝을 조정한다. </li><li> 선단이 충격 사이트의 표면에 닿을 때까지 연장되는 모델 액추에이터를 이동하여 영점을 설정. 그런 제로 정위 제어판의 Z 채널을 설정합니다. </li><li> 임팩터 팁 후퇴동시에 1mm 아래 액추에이터를 이동시키면서. </li><li> 부상 사이트를 공격, 1 mm의 변형 깊이를 달성하기 위해 충격 버튼을 누르십시오. </li></ol> 4. 상해 사이트 폐쇄 <ol><li> 모든 혈액 다음과 같은 영향을 제거하기 위해 면봉을 사용하지만, 부상 영역을 만지지 마십시오. </li><li> 체온을 유지하기 위해 따뜻한 패드에서 마우스를 놓습니다. </li><li> 출혈이 중지되면, 폐쇄 상처를 봉합. 깨끗한 케이지에 다시 동물을 넣어 따뜻한 패드 밤새 수술에서 회복 할 수 있습니다. </li><li> 관리 프레 놀핀 0.05-0.10 ㎎ / kg SQ 수술 후 2 일간 매일 8 ~ 12 시간. </li></ol>

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성공적으로 CCI를 일으키는 전자 자석 영향 시스템을 사용 TBIs에 일관성을 생성하기위한 가장 중요한 단계는 다음과 같다 : 1)를 안정적으로 정위 프레임에서 마우스의 머리를 고정; 2) 생쥐 사이 뼈 창의 동일한 크기를 생성하고 craniectomy 중에 하에서 경막 손상없이 뼈를 제거하는 단계; 3) 올바로 개방 영역의 중심에 영향 팁을 위치 및 영향 전에 영점을 설정. 마우스의 머리는 매우 밀접하게 영향을 미치기 전에 정위 프레임에 고정해야합니다. 느슨한 고정 부상 수준에서 큰 변화가 발생합니다. 고정이 안정 보장하기 위해, 마우스 머리가 정위 프레임에 고정 두개골은 움직이지 남아 있는지 확인되면 두개골에 압력을 적용하는 집게를 사용합니다. 노출 된 두개골의 감염을 방지하기 위해 필요한 조치를 취할 것. 두개골을 노출 한 후, 제어 대뇌 피질의 영향 수술의 가장 어려운 부분으로 이동 : 순환 드릴링아래 경막 손상을주지 않고 두개골로 절단. <p class="jo...

외상성 뇌 손상 (TBI)은 뇌 기능의 변경, 또는 외력에 기인 한 뇌 병리의 기타 증거로서 정의된다. TBIs에, 특히 미국에서, 전 세계적으로 심각한 건강 문제가 남아있다. 질병 통제 및 예방 센터에 따르면, 적어도 170 만 TBIs에 모든 부상 관련 사망의 30.5 %의 결과로 미국에서 매년 발생합니다. 2000 년, 직접 의료 비용과 TBIs에의 간접 비용이 미국에서만 예상 7백65억달러 억원. 이전 수십 년간의 기술 및 치료의 발전은 TBIs에 고통받는 사람들을 위해 삶의 질과 길이를 개선했지만, 효과적인 약제 또는 예방 치료는 현재 존재하지 않습니다. 때문에 복잡하고 조직의 병변, 세포 죽음, 그리고 축삭 변성 등의 TBIs에, 넓은 광범위한 효과, 두 개의 상해는 동일하지 않습니다; 따라서, 동물에 대한 현재 TBI 모델은 정확하게 재생하지TBI의 모든 측면은 인간의 본. 그러나, 동물 모델은 또한 TBIs에의 임상 양상 승낙의 희망과 TBI의 여러가지 효과를 조사 할 필요가 거의 동일한 부상을 생산하는 능력을 제공 하나. 제어 피질 충격 (CCI) 모델 동물의 노출 된 경질에 물리적 충격을 전달하는 충격 시스템을 사용한다. 마일드에서 인간에 의해 경험 된 것과 유사한 심각한에 이르기까지 TBIs에를 유도한다. 이 부상은 먼저 흰 족제비 2 특징으로하고 나중에 쥐 3,4, 마우스, 5-7, 그리고 양 8에 사용하기 위해 적응했다. 첫 번째 특성 때문에, 부상의 사이트는 중간 선 2.9과 외측 피질골 (10)에 모두 배치되었습니다. CCI는 TBIs에 대한 효과와 치료 가능성을 조사하기 쉽고 정확한 방법을 제공합니다. CCI 모델, 유체 타악기 및 체​​중 저하뿐만 아니라 모델 공동 있습니다mmonly TBIs에를 생산하는 데 사용. 그러나 이러한 모델 적은 부상 매개 변수를 제어, 인간 TBIs에 볼 수없는 histopathalogical 변화를 생산하고, 마우스 3,5,10 우발적 죽음의 더 큰 발병률을 포함하여 현재 제한. 폭풍 파 모델은 TBIs에를 생산하는 데 사용됩니다. 폭풍 파 모델은 기계적 충격에 다음과 같은 본 histopathalogical 변경을 재현하지 않지만,이 모델은 정확하게 특히 군인 (11)에 의해 경험 TBIs에 생산 않습니다. 제어 피질 충격 모델에 따라 같은 시간, 속도 및 충격 5의 깊이로 변형 매개 변수를 통해 정확한 컨트롤을 제어하기 쉽다. 이러한 정확도는 더 가능한 동물의 그룹 전체에 걸쳐 거의 동일한 상해를 복제 할 수 있습니다. 가장 중요한 것은, CCI는 인간 TBIs에 12에서 본 기능을 TBIs에 재현. 그러나 병적 인 찬의 전체 스펙트럼을 재생에 완전히 성공적으로 단일 동물 모델이 없다TBI 후 관찰 GES. 더 자세한 연구가 완전히 TBI 후 발생하는 급성 및 만성 변화를 공개 할 필요가있다. 기본 및 보조 부상 : 부상의 두 가지 유형의 TBI 다음 발생합니다. 기본 부상은 충격의 순간에 발생하고 치료 치료에 대한 구분하지 않습니다; 그러나, 초기 부상 후 유지 보조 부상은 치료 13 될 수 있습니다. 제어 피질 충격 모델은 따라서 연구진은 보조 부상의 가능성이 오래 지속되는 효과를 TBI의 효과와 잠재적 인 치료 치료를 조사 할 수 있도록, 차 상해를 생산하고 있습니다. CCI 모델을 사용하여 잠재적 인 연구 분야는 신경 세포의 죽음, 대뇌 부종, 신경, 혈관 효과, histopathalogical 변경 및 메모리 적자 3,13-16이 포함됩니다.

<table><tbody><tr><td>포비돈 요오드 7.5%</td><td>퍼듀 제품 L.P.</td><td></td><td>외과 용 스크럽</td></tr><tr><td>코튼 팁 애플리케이터</td><td>Henry Schein</td><td>100-6015</td><td>혈액 및 파편</td></tr><tr><td>제거 가위</td><td>정밀 과학 도구</td><td>14084-08</td><td>수술</td></tr><tr><td>포셉</td>트 <td>정밀 과학 도구</td><td>11293-00</td><td>수술</td></tr><tr><td>지혈</td><td>정밀 과학 도구</td><td>13021-12</td><td>수술</td></tr><tr><td>충전식 무선 마이크로 드릴</td><td>스톨 팅</td><td>58610</td><td>뼈 창 생성을 위한 버와 결합</td></tr><tr><td>Micro Drill</td><td>Fine Science Tools</td><td>19007-05</td><td></td></tr><tr><td>봉합사 모노필라멘트</td><td>Ethicon</td><td>G697</td><td>봉합사</td></tr><tr><td>tert-아밀 알코올</td><td>시그마</td><td>152463-250ML</td><td>2.5% Avertin</td>2,2,2-Tribromoethanol</tr><tr><td></td><td>Sigma</td><td>T48402-25G</td><td>2.5% Avertin 만들기</td></tr></tbody></table>

외상성 뇌 손상에 대한 제어 피질 충격 모델

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

매년 100만 명 이상의 미국인이 외상성 뇌손상(TBI)으로 고통받고 있습니다. 전 세계적으로 TBI의 발병률과 함께 신체적, 정서적, 사회적, 경제적 영향은 엄청납니다. 따라서 TBI의 효과와 효과적인 치료법에 대한 추가 연구가 필요하다. 통제된 피질 충격(CCI) 모델은 경미한 것부터 심각한 것까지 다양한 외상성 뇌 손상을 유발합니다. 이 방법은 단단한 충격기를 사용하여 두개골 절제술 후 노출된 손상되지 않은 경막에 기계적 에너지를 전달합니다. 충격은 미리 결정된 변형 깊이를 달성하기 위해 설정된 속도에서 정확한 매개변수로 이루어집니다. 체중 감량 및 유체 타악기와 같은 다른 TBI 모델도 존재하지만, CCI는 더 정확하고 제어하기 쉬우며 가장 중요한 것은 인간에서 볼 수 있는 것과 유사한 외상성 뇌 손상을 일으킵니다. 그러나 현재 인간 환자에서 볼 수 있는 것과 동일한 병리학적 변화를 재현할 수 있는 TBI 모델은 없습니다. CCI 모델을 통해 신경 세포 사멸, 기억력 결핍, 뇌부종과 같은 TBI의 단기 및 장기 영향과 TBI에 대한 잠재적 치료 방법을 조사할 수 있습니다.

제어 피질 충격 모델은 온화한에서 심한 정도에 이르기까지 TBIs에 발생합니다. 포스트 영향 뇌 부종의 양, 출혈, 및 영향 사이트에서 두개골 변형 속도와 변형 깊이 매개 변수로 인한 부상의 심각도를 발표 할 예정이다. 온화한 TBIs에 의한 제한 경질 위반에 미치는 영향 사이트와 약간의 출혈로 뇌 부종의 원인. 적당한 TBI는 뇌 부종을 전시 인해 끼워 따라 경질 위반 (그림 1)에 출혈이 증가했다. 중등도 TBI 차이점은 현미경 (도 2)를 이용하여 고정 된 조직에서 가시화 될 때까지 구별하는 것이 어려울 수있다; 그러나, 심한 TBI 가끔 증폭 왜곡과 뇌 부종 포스트에 미치는 영향을 표시 할 수 있습니다. CCI 모델은 조직 변형 (도 2), 신경 세포 죽음과 histopathalogical TBIs에 변화 등의 여러 측면의 효과를 결정하기 위하여 사용될 수있다. = "jove_content"FO : 유지 ...

외상성 뇌 손상(TBI)은 여전히 심각한 건강 문제로 남아 있습니다. 통제된 피질 충격 수술 모델을 사용하여 TBI의 영향과 가능한 치료 방법에 대한 연구를 수행할 수 있습니다.

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

이 절차의 전반적인 목표는 제어된 피질 충격 모델을 사용하여 외상성 뇌 손상을 일으키는 것입니다. 이것은 먼저 마우스를 마취하고 수술을 준비함으로써 달성됩니다. 절차의 두 번째 단계는 C 두개골 절제술을 수행하는 것입니다.세 번째 단계는 원하는 매개변수로 임팩트 시스템을 설정하는 것입니다. 마지막 단계는 노출된 뇌에 충격을 가하는 것입니다. 궁극적으로, 그 결과는 절개된 뇌의 영상과 면역조직화학을 통해 피질 손상 구멍을 보여줄 수 있습니다.일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 지속적인 뇌 손상을 일으키기 어렵기 때문에 어려움을 겪을 것입니다. 절차를 시연하는 것은 우리 연구실의 연구원인 Shang Gao 박사가 맡을 것입니다. 마취 후 마우스는 귀 사이의 머리를 면도하고 10 % 요오드와 70 % 에탄올을 번갈아 가며 스크럽하여 노출 된 피부를 청소합니다.다음으로, 눈이 건조해지지 않도록 윤활제를 발라주세요. 그런 다음 귀마개와 바이트 플레이트를 사용하여 정위 프레임에 마우스를 고정합니다. 머리는 매우 안정적이어야 합니다.가위를 사용하여 머리 중앙을 세로로 절개하여 두개골 절제술을 시작합니다. 그런 다음 지혈제를 사용하여 면봉 어플리케이터로 피부를 옆으로 잡고 두개골 뼈를 닦고 청소하고 노출시킵니다. 계속하기 전에 잠시 건조시키십시오.건조되면 집게를 사용하여 두개골에 압력을 가합니다. 준비물이 움직이지 않는지 확인하십시오. lambda 및 breg ma 랜드마크를 식별합니다.그런 다음 중심에 정중선에서 50mm 떨어진 직경 4mm의 원을 그립니다. 다음으로 표시된 원을 따라 드릴을 뚫어 뼈가 쉽게 부러지도록 하되 경막까지 침투하지 마십시오. 필요에 따라 먼지를 제거하십시오.그런 다음 집게를 사용하여 뼈의 원을 끊어 경막을 노출시킵니다. C 두개골 절제술은 가장 중요한 단계입니다. 일관된 뼈 창 매개변수를 생성하면 일관된 부상 심각도를 허용할 수 있습니다.적절한 드릴 크기, 속도 및 힘이 잘 사용되는지 확인하십시오. 드릴링 충격 시스템은 액추에이터를 사용하여 두개골에 충격을 가하며 설정해야 하는 몇 가지 매개변수가 있습니다. 액추에이터의 속도를 초당 3미터로 설정합니다.다음으로, 액추에이터를 정위 프레임에 고정합니다. 마이크로 매니퓰레이터를 사용하여 3mm 너비의 액추에이터를 열린 두개골 영역에 배치합니다. 그런 다음 액추에이터의 팁을 충격 표면과 평행이 되도록 조정합니다.영점을 설정하려면 액추에이터를 확장하고 팁이 충격 위치에 닿을 때까지 내립니다. 프레임의 해당 Z 채널을 0으로 설정합니다. 이제 이 경우 팁을 1mm 뒤로 빼십시오.그런 다음 액추에이터를 움직일 적절한 외상성 뇌 손상에 대한 변형 깊이를 설정합니다. 그런 다음 임팩트 버튼을 눌러 임팩트 후 부상을 입습니다. 끝이 솜 달린 애플리케이터로 피를 닦아내되 부상 부위를 만지지 마십시오.마우스를 따뜻한 패드로 옮기고 부상을 모니터링합니다 출혈이 멈추면 상처를 봉합한 다음 마우스를 따뜻한 패드의 깨끗한 케이지로 다시 넣고 밤새 회복하도록 합니다. 충돌 후 부기, 출혈 및 두개골 뒤틀림의 정도는 부상의 실제 심각성을 나타냅니다. 경막이 완전히 파열되는 것으로 제한되면 출혈의 양에 큰 차이가 생기고 경증에서 중등도의 TBI가 발생합니다.조직을 고정하고 현미경으로 관찰하면 중등도 TBI와 중증 TBI를 쉽게 구별할 수 있습니다. 여기 nis. L 염색은 대조군을 중등도의 TBIA 구멍이 피질 깊숙이 확장되는 것을 볼 수 있는 마우스와 비교하는 데 사용됩니다.이 모델은 뇌 손상으로 인한 뉴런 사멸 및 기타 조직병리학적 변화뿐만 아니라 이러한 명예 훼손을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술을 마스터하면 제대로 수행하면 15분 안에 완료할 수 있습니다.

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연구

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이 비디오는 마우스 모델에서 외상성 뇌 손상(TBI)을 유도하는 절차를 보여줍니다. 두개골이 노출된 마취된 쥐를 취하여 두개골에 구멍을 만든 다음 충격 장치를 사용하여 제어된 피질 손상을 유도합니다. 부상은 뇌 조직을 손상시켜 인지 기능과 운동 협응력 장애를 유발합니다.

임팩터 장치를 사용하여 외상성 뇌 손상의 마우스 모델 생성

뇌진탕은 가장 흔한 유형의 외상성 뇌 손상을 나타냅니다. 그러므로, 환자에서 부상의 중요한 특징을 복제하는 반복적인 뇌진탕 동물 모델은 엄격하고, 통제되고, 효율적인 방식으로 뇌진탕을 연구하는 수단을 제공할 수 있습니다.

마우스에 반복적 인 충격 포 헤드 손상 모델

이 프로토콜은 두개골 외상성 뇌 손상의 마우스 모델과 배양된 인간 유도 만능 줄기 세포 유래 세포의 이식에 대한 방법론을 상해 부위내로 시연한다. 이 절차에서 결과의 행동 그리고 조직학 시험은 또한 간략하게 기술됩니다.

인간 유도 만능 줄기 세포 유래 신경 세포의 치료 이식으로 마우스 뇌 손상의 제어 피질 영향 모델

여기에서 우리는 열린 머리 통제된 피질 충격을 통해 뮤린 외상성 뇌 손상의 유도를 위한 프로토콜을 기술합니다.

외상성 뇌 손상의 유도에 대한 제어 피질 영향의 뮤린 모델

뇌타박상을 동반한 뇌골 출혈 및 신경 염증은 심각한 2차 뇌 손상을 유발할 수 있습니다. 이 프로토콜은 쥐 제어 피질 영향(CCI) 모델을 자세히 설명하여 연구원들이 출혈, 타박상 및 외상 후 면역 반응을 연구하고 잠재적인 치료법을 탐색할 수 있도록 합니다.

외상성 출혈 타박상 및 신경염증에 대한 전임상 제어 피질 영향 모델

이 프로토콜은 마우스 모델에서 경미한 외상성 뇌 손상을 설명합니다. 특히, 경미한 정중선 폐쇄 두부 손상을 유도하기 위한 단계별 프로토콜 및 동물 모델의 특성화가 충분히 설명된다.

생쥐의 경미한 외상성 뇌 손상에 대한 전자기 제어 폐쇄 머리 모델

여기에서는 해마의 시냅스 가소성에 대한 반복적인 경미한 외상성 뇌 손상(r-mTBI)의 영향을 조사하기 위해 깨어 있는 폐쇄두부 손상 모델을 사용할 수 있는 방법을 보여줍니다. 이 모델은 환자에서 r-mTBI의 중요한 특징을 복제하고 시험관 내 전기생리학과 함께 사용됩니다.

경미한 외상성 뇌 손상의 깨어 있는 폐쇄 두부 손상 모델을 사용하여 시냅스 가소성의 변화 평가

이 프로토콜은 폐쇄성 두부 손상(CHI) 방법을 통해 유도된 반복적인 경미한 외상성 뇌 손상(rmTBI)의 수정된 마우스 모델을 제시합니다. 이 접근법은 두개골 창과 유체 타악기를 사용하여 수막 노출로 인해 일반적으로 발생하는 염증을 줄이고 설치류의 rmTBI 모델링에서 재현성 및 정확도를 향상시킵니다.

얇아진 두개골 창과 유체 타악기를 통합한 반복적인 경미한 외상성 뇌 손상의 수정된 마우스 모델

본 연구에서는 단순하고 가벼운 외상성 뇌 손상의 신경영상 결과를 급성기 및 장기 뇌 위축에서 보존된 뇌 구조와 함께 복제하는 폐쇄두부 손상 동물 모델을 확립하기 위한 프로토콜을 제시한다. 종방향 자기 공명 영상(Longitudinal magnetic resonance imaging)은 증거에 사용되는 기본 방법입니다.

Weight-Drop Method로 수정되고 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging)으로 입증된 복잡하지 않은 경미한 외상성 뇌 손상 모델의 개발

환풍기 유도 폐 손상에 대한 murine 모델은 급성 폐 손상을 연구하는 중요한...

마우스의 급성 폐 상해를 유발하는 압력 제어 환기

학습하세요 제어 피질 충격 모델을 이용한 외상성 뇌 손상 유도 및 분석 방법을. 마우스를 이용한 이 기법은 뇌 구조와 기능 변화를 연구하고 잠재적 치료법을 탐색하는 데 활용됩니다.

외상성 뇌 손상에 대한 제어 피질 충격 모델

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