Name: 단일 및 반복적 인 경미한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 19 s
Description: 학습하세요 경미한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델을 통해 단일 및 반복적 충격 후 뇌의 생리학적 변화를 연구하는 방법을. 이 기법은 두개골 골절 없이 반복적 머리 충격이 가능하여 뇌진탕 메커니즘 연구에 유용합니다.

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이 연구는 신경 장애 및 뇌졸중 (MPB)을위한 국립 연구소의 R01 NS067417에 의해 뒷받침되었다.

이 연구는 국립 연구소 건강의 실험실 동물의 관리와 사용에 대한 가이드의 권장 사항을 엄격하게 준수하여 수행되었습니다. 이 의정서는 조지 타운 대학교 (Georgetown University)의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 받았습니다. 생쥐를 온도 조절 동물 시설에 넣고 12 시간의 빛 / 12 시간의 암주기에 두었다. 음식과 물은 자유롭게 사용할 수있었습니다. 1. mTBI 장치의 준비 참고 : mTBI 장치에는 충돌 매개 변수를 제어하는 ​​데이터 수집 (DAQ) 상자, 충격을 수행하는 고속 공기압 임팩터 및 충돌 후 헤드를 감속시키기위한 성형 젤 충진베이스가 있습니다. <ol><li> 압축 공기를 켜고 고속 공기압 임팩 터를 861.85 kPa의 압력 설정으로 초기화하십시오. </li><li> DAQ 컨트롤 시스템을 피스톤 속도 2.35 m / s, 표면 드웰 시간e는 31.5ms이다. </li><li> 정중선이 임팩터 팁의 궤적과 수직이되도록 성형 된 겔 충전베이스 (압축률 64 kPa / mm)를 놓습니다. </li></ol> 2. mTBI 충격 <ol><li> 사용할 모든 마우스의 무게를 기록하십시오. </li><li> 유도 챔버에서 120 초 동안 3 % isoflurane 산소로 마우스를 마취. </li><li> 마우스를 mTBI 장치로 옮기고 유연하고 고정되지 않은 코 콘을 통해 마취를 계속합니다. </li><li> 노우즈 콘에서 마우스 헤드를 젤 패드 위에 올려 놓으면 두개골의 평평한 표면이 임팩터 팁에 수직으로 표시됩니다. </li><li> 마우스 헤드 위로 테이프를 올려 평평한 표면을 만들고 귀를 충격 부위에서 멀리 떨어 뜨립니다. </li><li> 폴리 테트라 플루오르 에틸렌 임팩터 팁을 머리 중심의 시상 정중선과 정렬하도록 낮추십시오. 사용 된 임팩터 팁은 직경 10mm이며 눈 바로 뒤부터 귀의 정중선까지 두피 영역을 덮을 것입니다. 임팩터를 조정하여 주무세요.st는 마우스 머리의 표면을 만지고. </li><li> 임팩터 팁을 후퇴시키고 필요한 굴곡 깊이 (7.5 mm)를 수동으로 내려줍니다. </li><li> DAQ 컨트롤 시스템을 가동하고 트리거 버튼을 눌러 마우스 헤드에 영향을줍니다 (단수 또는 반복적 인 영향). 반복되는 영향은 각 충격 사이에 지체없이 연속적으로 전달됩니다. </li><li> 최종 충격 직후 마취와 mTBI 장치에서 마우스를 제거하고 앙와위 자세로 놓습니다. </li><li> 스톱워치를 사용하면 우회전 (잠복기부터 취침까지)의 복귀 대기 시간을 측정하고 의식 시간의 손실뿐 아니라 보행 시간 (방해받지 않는 걷기)을 결정할 수 있습니다. </li><li> 마우스를 모니터하고 정상적인 동작으로 회복되면 홈 케이지로 돌아갑니다. </li><li> 가짜 쥐는 동일한 취급 및 마취를 받지만 아무런 영향을받지 않습니다. </li></ol>

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저자는 공개 할 것이 없습니다.

사람의 경우, mTBI는 구조적 상해가없는 경우 기능 장애를 특징으로합니다. 이것은 의식 상실을 동반하거나 동반하지 않고 발생할 수 있습니다 1 . 반복 뇌진탕에 대한 노출은 현재 CTE 4 와 같은 신경 퇴행성 질환의 발달 및 / 또는 진행의 기초가되는 것으로 생각됩니다. CTE가 사각 팬 및 축구 선수에서 흔히 발견되며 CTE를 개발하는 데 반복적 인 뇌진탕 (의식 상실을 초래하지 않는 뇌진탕 포함)이 필수 요소로 알려져 있지만 잘 모르겠다. 반복 뇌진탕이 뇌에서 발생하는 뚜렷한 변화를 일으키는 메커니즘. 이러한 메커니즘을 이해하는 데있어 주요 장애물은 mTBI 영향을 유지하는 개인에서 관찰되는 주요 증상을 정확하게 반복하는 모델 개발의 어려움입니다. 이는 급성 및 만성 생물학적 팻이 있음을 의미합니다.뇌진탕의 근본 원인은 조사하기가 어렵고 새로운 치료법을 개발할 수 없습니다. 특히 반복...

외상성 뇌 손상 (Traumatic Brain Injury, TBI)은 외부의 물리적 인 힘으로부터 지속되는 두부 손상으로 정의되어 정상적인 뇌 기능을 손상시킵니다. 질병 통제 예방 센터 (CDC)는 매년 20 백만명의 미국인이 매년 TBI를지지한다고 추산하는 의회보고를 통해 심각한 사회 경제적 및 공중 보건 부담을 나타냅니다. 이것은 환자의 삶의 질에 영향을 줄뿐만 아니라, 현재 연간 765 억 달러로 추정되는 지역 사회에 매우 높은 경제적 비용을 부과합니다. 전달되는 실제 뇌 손상의 양과 급성기의 증상은 경증, 중등도 및 중증의 TBI를 정의합니다. 뇌진탕이라고도하는 경미한 외상성 뇌 손상 (mTBI)은 매년보고되는 TBI의 70 % 이상을 차지합니다 1 . 권투 및 축구 2를 포함하여 위험도가 높은 접촉 스포츠에 참여하는 선수들 사이에서 가장 일반적입니다. 온건파와 달리또는 심한 형태의 TBI로 인해 mTBI와 관련된 즉각적인 손상 및 증상이 때로는 분명하지 않습니다 3 . 대조적으로, mTBI의 장기적인 효과는 중등도 및 중증 형태에서 나타나는 것과 마찬가지로 쇠약해질 수 있습니다. 반복되는 mTBI로 고통받는 사람들은 만성 외상성 뇌 질환 (CTE)뿐만 아니라 기타인지 및 퇴행성 질환을 발병하는 것으로 나타났습니다 4 . 따라서 mTBI 이후에 발생하는 단기 증상 및 전반적인 장기 손상에 기여하는 메커니즘에 대한 이해를 높이는 것이 중요합니다. 사람의 경우, 스포츠 제동에 대한 제 4 차 국제 회의 (취리히 2012) 5 에 정의 된 뇌진탕의 정의는 스포츠 뇌진탕의 경미한 수준은 경미하고, 병리학 적으로 큰 변화를 일으키지 않지만 단기간의 신경 학적 결손을 유발한다고 명시합니다 자발적으로 해결됩니다. 실제로, 수신기nt 연구는 머리 충돌 원격 측정 시스템을 사용하는 고등학교 축구 선수의인지 장애에 대한 mTBI의 영향을 조사했습니다. 이 연구는 선수가 한 시즌에 20 그램을 초과하는 헬멧 충격을 견뎌내는 시간이 226 (평균, 세션 당 4.7)에서 1855 (최고, 세션 당 평균 38.6)의 최고치까지 다양하다는 것을 보여주었습니다. 이러한 충격의 대부분은 뇌진탕의 임상 진단을 초래하지는 않았다. 뇌 기능의 기능적 변화에 대한 증거는 fMRI 6을 사용하여 관찰 할 수있다. 이러한 기능적 변화를 일으키는 뇌의 변화는 알려지지 않았기 때문에, 진탕 및 협착 성 mTBI의 효과에 대한 연구를 용이하게하기 위해서는 신뢰할 수 있고 재현 가능한 모델을 필요로합니다. 생쥐와 쥐에서 mTBI를 모델링하려는 이전의 시도에도 불구하고 많은 사람들이 부작용을보고합니다. 특히, 대부분의 설치류 모델은 더 적은 th를 사용하여 반복성이 제한적입니다5 개의 mTBI는 뇌내 출혈, 두개골 골절, 심한 축삭 손상, 신경 세포 사멸, 사망률 증가 등의 이상 병리학 적 증상을 나타냅니다 8 , 9 , 10 , 11 , 12 . 여기서 우리는 인간에서 뇌진탕의 진정한 정의에 더 가까운 mTBI의 마우스 모델을 설명합니다. 이 모델은 명백한 뇌의 병리가없는 의식의 일시적인 손실을 초래하는 기계적 힘과 같은 인간 mTBI에서 관찰되는 많은 증상을 반복합니다. 더욱이 이전에보고 된 것처럼 오랜 기간 동안 단일 충격 및 반복 충격 패러다임 모두에 활용할 수 있다는 점에서 유리하다.

<table><tbody><tr><td>Powerlab 8SP 데이터 수집(DAQ) 컨트롤 박스&nbsp;</td><td>(AD 기기)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>VIP 3000 calibrated vaporizer</td><td>Matrx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Henry Schein Animal Health</td><td>29405</td><td></td></tr><tr><td>산소</td><td></td><td></td><td>시판되는</td></tr><tr><td>압축 공기</td><td></td><td></td><td>시판되는</td></tr><tr><td>마스킹 테이프</td><td></td><td></td><td>시판되는</td></tr><tr><td>정지 Watch</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-261-840</td><td></td></tr><tr><td>C57 Bl/6 Mice</td><td>Jackson Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>디지털 저울 및 무게 컨테이너</td><td>Fisher Scientific</td><td>20031</td><td></td></tr><tr><td>항-Iba1 항체</td><td>Wako</td><td>019-19741</td><td></td></tr><tr><td>HRP 라벨 2차&nbsp;</td><td>잭슨 면역연구</td>센터 <td>111-035-003</td><td></td></tr></tbody></table>

단일 및 반복적 인 경미한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델

A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

경미한 외상성 뇌 손상 (mTBI)은 혼란의시기, 의식 상실 (LOC), 국소 신경 학적 결손 및 기억 상실을 포함하여 뇌 기능의 급격한 상실을 초래할 수 있습니다. 접촉 스포츠에 참여하는 선수는 많은 수의 mTBI에 노출 될 위험이 높습니다. 운동 선수의 부상 정도를 보면 mTBI는 전반적인 병리학 적 변화를 일으키지 않는 경미한 부상으로 정의되지만 자발적으로 해결되는 단기간의 신경 학적 결손을 유발합니다. 마우스 및 쥐에서 mTBI를 모델링하려는 이전의 시도에도 불구하고 많은 사람들이 두개골 골절, 뇌내 출혈, 축삭 손상 및 신경 세포 죽음을 포함하는 심한 부작용을보고했다. 여기서 우리는 임상 적으로 관련된 증상을 재생하는 mTBI의 매우 재현 가능한 동물 모델을 설명합니다. 이 모델은 맞춤형 공압 임팩터 장치를 사용하여 폐두 외상을 제공합니다. 이 충격은 정밀한 속도 및 변형 파라미터 하에서 이루어지며,단일 또는 반복 진탕 mTBI의 효과에 기여하는 메커니즘을 조사 할 수있는 신뢰할 수 있고 재현 가능한 모델을 만듭니다.

이 새로운 mTBI 장치를 사용하면 두개골 골절이나 구조적 뇌 손상의 위험없이 단발적이고 반복적 인 경미한 머리 부상이 가능합니다. 이 모델은 맞춤형 공압식 Teflon 임팩터 장치를 사용하여 닫힌 머리의 기계적 에너지 충격을 전달합니다. 충격은 단일 속도 또는 반복적 인 진탕 mTBI ( 그림 1 )의 효과에 기여하는 메커니즘을 조사 할 수있는 신뢰할 수 있고 재현 가능한 모델을 만드는 정확한 속도 및 변형 매개 변수로 이루어집니다. LOC의 존재 또는 부재는 동물 모델에서 뇌진탕의 중증도를 평가하는 데 유용한 도구입니다. 우측 반사 시간의 복귀는 우리가 단일 및 반복 mTBI (7.5 mm 깊이, 그림 2 ) 후에 LOC를 정량화하는 데 사용한 상해의...

운동 선수는 매년 수백 건의 경증 외상성 뇌 손상 (mTBI) / 뇌진탕을 흡수합니다. 그러나 뇌에 대한 이들의 결과는 제대로 이해되지 못했습니다. 따라서 임상 적으로 적절한 증상을 반복적으로 반복하는 단일 및 반복 mTBI의 동물 모델은 mTBI 및 뇌진탕의 연구를 발전시킬 수있는 수단을 제공합니다.

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

이 외상성 뇌손상(TBI) 마우스 모델의 전반적인 목표는 뇌진탕 및 아뇌진탕성 뇌손상의 기저 메커니즘을 조사하기 위한 신뢰할 수 있고 재현 가능한 방법을 구축하는 것입니다. 이 방법은 단일 또는 반복적인 뇌진탕 후 뇌에서 발생하는 생리학적 변화는 무엇인가와 같이 마우스 TBI 분야의 핵심 질문들을 연구하는 데 도움을 줍니다. 이 기술의 주요 장점은 손상 유발 장치가 두개골 골절이나 구조적 뇌손상의 위험 없이 반복적인 머리 충격이 가능하도록 특수하게 설계되었다는 점입니다.절차를 시작하기 전, 압축 공기를 켜고 고속 공압 임팩터를 861.85 kilo pascals의 압력 설정으로 초기화하십시오. 기기를 원하는 속도와 체류 시간으로 보정하십시오. 젤이 채워진 베이스의 중앙선이 임팩터 팁의 궤적과 수직이 되도록 배치하고, 사용될 모든 마우스의 체중을 기록하십시오.다음으로, 마우스를 MTBI 장치로 옮겨 마취시킨 후, 두개골이 임팩터 팁과 수직이 되도록 겔 패드 위에 머리를 놓습니다. 마우스의 머리를 테이프로 고정하여 표면을 평평하게 만들고 귀가 충격 지점에서 떨어져 있도록 합니다. 폴리테트라플루오로에틸렌 임팩터 팁을 내려 눈 바로 뒤쪽, 머리 중앙의 시상 정중선에 맞춥니다. 임팩터 팁의 직경은 10 millimeters이며 머리 영역의 대부분을 덮게 됩니다.임팩터가 마우스 머리 표면에 살짝 닿을 때까지 조정합니다. 그런 다음 팁을 후퇴시키고 수동 다이얼을 돌려 필요한 변위 깊이를 7.5 millimeters로 설정합니다. 이제 데이터 수집 제어 시스템을 가동하고 트리거 버튼을 눌러 마우스 머리에 충격을 가합니다.마지막 충격 직후, 마우스를 코 콘(nose cone)이 없는 상태로 벤치 위에 앙와위로 옮기고, 스톱워치를 사용하여 정위 반사(righting reflex)가 회복되는 잠복기를 측정함으로써 의식 상실 시간과 자발적 보행 회복 시간을 결정합니다. 정상적인 행동으로 회복되면 동물을 홈 케이지로 돌려보냅니다. 정위 반사 회복 시간은 손상 심각도에 대한 급성 신경학적 평가이며, 이를 통해 MTBI 이후의 의식 상실 정도를 정량화할 수 있습니다.예를 들어, 단일 MTBI를 받은 동물은 sham 동물에 비해 의식 소실 및 보행 시간이 유의하게 증가하는 것을 보여줍니다. 반복 손상 패러다임에서는 모든 테스트 일자에 걸쳐 의식 소실 및 보행 시간이 유의하게 증가합니다. 미세아교세포와 대식세포에 대한 IBA one 염색 결

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Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

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

출처: Yang, Z., et.al. 생쥐의 반복적 뇌진탕 머리 부상 모델. J. Vis. 특급 (2016). 이 비디오는 전자기 충격 장치를 사용하여 마우스에서 반복적인 뇌진탕 머리 부상의 유도를 보여줍니다. 이 절차에는 마취된 마우스의 두개골에 있는 전두엽 봉합사와 양털 봉합사 사이에 임팩트 팁을 배치하고 프로브 팁을 사용하여 충격 깊이를 정확하게 설정하는 것이 포함됩니다. 충격은 경미한 외상성 뇌 손상을 시뮬레이션하기 위해 통제된 속도와 깊이로 전달되며, 그 후 회복 기간이 이어지며 지정된 간격으로 손상이 반복됩니다.

마우스 모델에서 반복성 뇌진탕성 두부 부상 모델링

출처: Macheda, T., et. al. 마우스의 경미한 외상성 뇌 손상의 전자기 제어 폐쇄 머리 모델. J. Vis. Exp. (2022) 이 영상은 입체 프레임을 사용하여 마우스 모델에서 폐쇄 머리 부상을 유도하는 절차를 보여줍니다. 통제된 충격은 경미한 외상성 뇌 손상을 복제하여 연구원들은 부상 후 반사 신경과 행동을 측정하여 신경학적 영향과 회복을 연구할 수 있습니다.

마우스 모델에서 경미한 외상성 뇌 손상 유도

수정된 체중 감량 기법은 어린 쥐에서 가벼운 외상성 뇌 손상을 유도하는 데 사용되는 쉽고 비용 효율적인 절차입니다. 이 새로운 기술은 경미한 외상성 뇌 손상(mTBI) 및 뇌진탕에 대한 연구를 발전시킬 임상적으로 관련된 증상을 생성합니다.

청소년 쥐에 대한 가벼운 외상성 뇌 손상의 소설 모델

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 체계적인 프로토콜은 반복적인 가벼운 외상성 뇌 손상 후에 외상 후 간질의 새로운 동물 모델을 설명합니다. 첫 번째 부분은 수정된 체중 감소 모델을 사용하여 외상성 뇌 손상 유도 단계를 자세히 설명합니다. 두 번째 부분은 단일 및 다중 채널 뇌전도 데이터 수집 시스템에 대한 수술 접근 방식에 대한 지침을 제공합니다.

반복적 확산 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 외상 후 간질 유도

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

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

perioperative 그리고 중요한 치료 관련 급성 신장 손상에 대한 강력한 모델이 제공됩니다. 그것이 거의 임상 아키의 histologic 및 기능 변경 내용을 복제할 수 있습니다 심장 마비에 의해 유도 온 몸이 hypoperfusion을 사용합니다.

Normothermic 심장 마비와 심폐 소생술의 : 국소 빈혈 - Reperfusion 상해의 마우스 모델

학습하세요 경미한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델을 통해 단일 및 반복적 충격 후 뇌의 생리학적 변화를 연구하는 방법을. 이 기법은 두개골 골절 없이 반복적 머리 충격이 가능하여 뇌진탕 메커니즘 연구에 유용합니다.

단일 및 반복적 인 경미한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델

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