Name: Laterale Fluid Percussie: Model van traumatisch hersenletsel bij muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-08-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 4 s
Description: Leer het laterale vloeistofpercussiemodel voor traumatisch hersenletsel bij muizen. Deze methode omvat craniotomie, hubbevestiging en waterpulsinductie om focale en diffuse letsels te bestuderen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk wordt gefinancierd door de New Jersey Commissie voor de Brain Injury Research.

<ol><li>Cernak, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+head+trauma%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroRx%22%5BJournal%5D)">Animal models of head trauma.</a> NeuroRx. 2, 410-422 (2005).</li>
<li>Reilly, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+injury%3A+the+pathophysiology+of+the+first+hours.%27Talk+and+Die+revisited%27%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Brain injury: the pathophysiology of the first hours.'Talk and Die revisited'.</a> J Clin Neurosci. 8, 398-403 (2001).</li>
<li>Hovda, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+increase+in+local+cerebral+glucose+utilization+following+fluid+percussion+brain+injury+is+prevented+with+kynurenic+acid+and+is+associated+with+an+increase+in+calcium%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+neurochir%22%5BJournal%5D)">The increase in local cerebral glucose utilization following fluid percussion brain injury is prevented with kynurenic acid and is associated with an increase in calcium.</a> Acta neurochir. 51, 331-333 (1990).</li>
<li>Whiting, M. D., Baranova, A. I., Hamm, R. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWhiting%2C+MD+%22Cognitive+Impairment+following+Traumatic+Brain+Injury%2C+Animal+Models+of+Cognitive+Impairment%22">Cognitive Impairment following Traumatic Brain Injury, Animal Models of Cognitive Impairment</a>. , CRC Press. (2006).</li>
<li>McIntosh, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traumatic+brain+injury+in+the+rat%3A+characterization+of+a+lateral+fluid-percussion+model%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Traumatic brain injury in the rat: characterization of a lateral fluid-percussion model.</a> Neuroscience. 28, 233-244 (1989).</li>
<li>Adams, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffuse+axonal+injury+in+head+injury%3A+definition%2C+diagnosis+and+grading%5BTitle%5D)+AND+%22Histopathology%22%5BJournal%5D)">Diffuse axonal injury in head injury: definition, diagnosis and grading.</a> Histopathology. 15, 49-59 (1989).</li>
<li>Cordobes, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Post-traumatic+diffuse+axonal+brain+injury.+Analysis+of+78+patients+studied+with+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neurochir%22%5BJournal%5D)">Post-traumatic diffuse axonal brain injury. Analysis of 78 patients studied with computed tomography.</a> Acta Neurochir. 81, 27-35 (1986).</li>
<li>Maxwell, W. L., Povlishock, J. T., Graham, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mechanistic+analysis+of+nondisruptive+axonal+injury%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A mechanistic analysis of nondisruptive axonal injury: a review.</a> J Neurotrauma. 14, 419-440 (1997).</li>
<li>Lighthall, J. W., Anderson, T. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLighthall%2C+JW+%22The+neurobiology+of+cenral+nervous+system+trauma%22">The neurobiology of cenral nervous system trauma</a>. , 3-12 (1994).</li>
<li>Marcoux, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+metabolic+crisis+as+measured+by+elevated+cerebral+microdialysis+lactate-pyruvate+ratio+predicts+chronic+frontal+lobe+brain+atrophy+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Persistent metabolic crisis as measured by elevated cerebral microdialysis lactate-pyruvate ratio predicts chronic frontal lobe brain atrophy after traumatic brain injury.</a> Crit Care Med. 36, 2871-2877 (2008).</li>
<li>McIntosh, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuropathological+sequelae+of+traumatic+brain+injury%3A+relationship+to+neurochemical+and+biomechanical+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Invest%22%5BJournal%5D)">Neuropathological sequelae of traumatic brain injury: relationship to neurochemical and biomechanical mechanisms.</a> Lab Invest. 74, 315-342 (1996).</li>
<li>Morganti-Kossmann, M. C., Satgunaseelan, L., Bye, N., Kossmann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+immune+response+by+head+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">Modulation of immune response by head injury.</a> Injury. 38, 1392-1400 (2007).</li>
<li>Capruso, D. X., Levin, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+impairment+following+closed+head+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Neurol+Clin%22%5BJournal%5D)">Cognitive impairment following closed head injury.</a> Neurol Clin. 10, 879-893 (1992).</li>
<li>Levin, H. S., Goldstein, F. C., High, W. M., Eisenberg, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disproportionately+severe+memory+deficit+in+relation+to+normal+intellectual+functioning+after+closed+head+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Neurosurg+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Disproportionately severe memory deficit in relation to normal intellectual functioning after closed head injury.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 51, 1294-1301 (1988).</li>
<li>Kabadi, S. V., Hilton, G. D., Stoica, B. A., Zapple, D. N., Faden, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid-percussion-induced+traumatic+brain+injury+model+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats.</a> Nat Protoc. 5, 1552-1563 (2010).</li>
<li>Cherian, L., Robertson, C. S., Contant, C. F., Bryan, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+cortical+impact+injury+in+rats%3A+cerebrovascular+effects+of+varying+depth+of+cortical+deformation+and+impact+velocity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Lateral cortical impact injury in rats: cerebrovascular effects of varying depth of cortical deformation and impact velocity.</a> J Neurotrauma. 11, 573-585 (1994).</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+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A controlled cortical impact model of traumatic brain injury in the rat.</a> J Neurosci Methods. 39, 253-262 (1991).</li>
<li>Flierl, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+closed+head+injury+model+induced+by+a+weight-drop+device%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Mouse closed head injury model induced by a weight-drop device.</a> Nat Protoc. 4, 1328-1337 (2009).</li>
<li>Lifshitz, J. Chapter 32. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLifshitz%2C+J+%22Animal+Models+of+Acute+Neurological+Injuries%22">Animal Models of Acute Neurological Injuries</a>. Chen, J., Xu, Z. C., Xu, X. -M., Zhang, J. H. , Humana Press. 369-384 (2008).</li>
<li>Thompson, H. J. <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+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Lateral fluid percussion brain injury: a 15-year review and evaluation.</a> J Neurotrauma. 22, 42-75 (2005).</li>
<li>Hamm, R. J., Pike, B. R., O'Dell, D. M., Lyeth, B. G., Jenkins, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rotarod+test%3A+an+evaluation+of+its+effectiveness+in+assessing+motor+deficits+following+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">The rotarod test: an evaluation of its effectiveness in assessing motor deficits following traumatic brain injury.</a> J Neurotrauma. 11, 187-196 (1994).</li>
<li>Scherbel, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+acute+and+chronic+responses+of+tumor+necrosis+factor-deficient+mice+to+experimental+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Differential acute and chronic responses of tumor necrosis factor-deficient mice to experimental brain injury.</a> Proc Natl Acad Sci. 96, 8721-8726 (1999).</li>
<li>Morris, R. G., Garrud, P., Rawlins, J. N., O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Place+navigation+impaired+in+rats+with+hippocampal+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions.</a> Nature. 297, 681-683 (1982).</li>
<li>Stichel, C. C., Muller, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+CNS+lesion+scar%3A+new+vistas+on+an+old+regeneration+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">The CNS lesion scar: new vistas on an old regeneration barrier.</a> Cell Tissue Res. 294, 1-9 (1998).</li>
<li>Brechot, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+macrophage+activation+state+protects+tissue+from+necrosis+during+critical+limb+ischemia+in+thrombospondin-1-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Modulation of macrophage activation state protects tissue from necrosis during critical limb ischemia in thrombospondin-1-deficient mice.</a> PLoS One. 3, e3950-e3950 (2008).</li>
<li>Lifshitz, J., Witgen, B. M., Grady, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+cognitive+impairment+after+lateral+fluid+percussion+brain+injury+recovers+by+1+month%3A+evaluation+by+conditioned+fear+response%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Acute cognitive impairment after lateral fluid percussion brain injury recovers by 1 month: evaluation by conditioned fear response.</a> Behav Brain Res. 177, 347-357 (2007).</li>
<li>Thompson, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+evaluation+of+traumatically+brain-injured+rats+using+serial+testing+in+the+Morris+water+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Restor+Neurol+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cognitive evaluation of traumatically brain-injured rats using serial testing in the Morris water maze.</a> Restor Neurol Neurosci. 24, 109-114 (2006).</li>
<li>Doll, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharyngeal+selective+brain+cooling+improves+neurofunctional+and+neurocognitive+outcome+after+fluid+percussion+brain+injury+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Pharyngeal selective brain cooling improves neurofunctional and neurocognitive outcome after fluid percussion brain injury in rats.</a> Journal of neurotrauma. 26, 235-242 (2009).</li>
<li>Fujimoto, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+and+cognitive+function+evaluation+following+experimental+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+biobehavioral+reviews%22%5BJournal%5D)">Motor and cognitive function evaluation following experimental traumatic brain injury.</a> Neuroscience and biobehavioral reviews. 28, 365-378 (2004).</li>
<li>Carbonell, W. S., Maris, D. O., McCall, T., Grady, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptation+of+the+fluid+percussion+injury+model+to+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Adaptation of the fluid percussion injury model to the mouse.</a> Journal of neurotrauma. 15, 217-229 (1998).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

De LFP methode hier gepresenteerde modellen veel van de neuropathalogical en gedragsmatige uitkomsten van milde tot traumatisch hersenletsel dat is waarom het is uitgegroeid tot een veel gebruikt diermodel van TBI matig. Er zijn verschillende kritische stappen te overwegen om de validiteit en betrouwbaarheid van deze techniek te vergroten. Bijvoorbeeld, is het belangrijk dat alleen dieren waarbij de integriteit van de dura niet is gevaar komen tijdens de craniectomy worden onderworpen aan LFP en gebruikt in de studie. Bovendien, als de craniectomy wordt afgesloten door een lijm of cement zodanig dat een deel van de dura onder de craniectomy niet wordt blootgesteld aan de kracht van de vloeistofdruk, moet het dier worden verwijderd uit de studie. Ten slotte, als de stabiliteitskromme reflex tijd of mortaliteit is niet binnen het gewenste bereik, mag het dier niet worden opgenomen in de studie. De intensiteit van de druk puls kan worden verhoogd tot meer ernstige verwondingen te genereren. Zoals weergegeven in figuur 1, de configuratie van de LFP apparaat is relatief eenvoudig en de reproduceerbaarheid van de mate van letsel wordt onderhouden door het toezicht op de atmosfeer van de druk op de oscilloscoop. De vloeiende vorm van de curve op de oscilloscoop trace geeft aan dat er geen luchtbellen in de vloeistof die kunnen interfereren met de inductie van de LFP letsel. Een test puls moet voor worden geleverd aan het induceren van letsel en of de oscilloscoop trace niet vertonen een vloeiende curve, luchtbellen moeten worden verwijderd. De duur van de puls is ongeveer 20 msec, die de inductie tijd gemeten in crash-test simulaties vertegenwoordigt. Verwondingen van kortere pulsen worden waarschijnlijk meer focale blessures te produceren. Daarom is dit de duur van de puls modellen menselijke TBI. De morfologische en cellulaire veranderingen na LFP onder meer fysieke schade aan het weefsel en toename van het aantal astrocyten en macrofagen, zoals aangetoond in Figuur 2. Het staat vast dat een van de kenmerkende symptomen van gezondheidsschade is de hyperplasie van de astrocyten en de vorming van een gliale litteken. De gliale litteken is aangetoond dat zowel de gunstige en nadelige effecten 24 hebben. Evenzo worden macrofagen bekend dat in verschillende weefsels ophopen in de fase na verwonding bij het ​​genezingsproces begint 25. Dus de toename van het aantal GFAP en MAC1 positieve cellen in de LFP monsters ten opzichte van de sham controles is indicatief voor de inductie van letsel. Het gebrek aan expressie van die cel-specifieke markers in sham controles geeft aan dat de chirurgische manipulaties alleen geen negatieve gevolgen voor de gezondheid van het hersenweefsel en dat de veranderingen in eiwitexpressie zijn specifiek voor het letsel paradigma. De gedragsmatige gevolgen van een mild LFP geïllustreerd in figuur 3 zijn cognitieve en motorische stoornissen. De MWM bevindingen wijzen erop dat de LFP muizen uiteindelijk de taak leren, maar in een langzamer tempo dan de sham muizen en ze de taak niet herinneren maar ook een dag na de training. Dus, zelfs licht gewond muizen zijn minder efficiënt dan de sham muizen met behulp van externe signalen te verwerken, te consolideren en op te slaan ruimtelijke informatie, die moeten worden opgehaald tijdens de volgende test. Andere hippocampus-afhankelijke cognitieve taken, zoals het geconditioneerde angstreactie is aangetoond dat ze worden belemmerd bij muizen blootgesteld aan LFP 26. Ten slotte is de kortere latency door LFP muizen in relatie tot sham muizen vallen in de rotarod paradigma tot 3 weken na lichte blessure is een indicator van de tekorten in geïntegreerde vestibulomotor en sensomotorische functie. Een meer gematigde schade zal onthullen meer opvallende veranderingen in de cognitieve en motorische functie zoals is aangetoond door andere groepen 27-30. Kortom, de LFP is een valide model voor de menselijke TBI omdat het voldoet aan veel van de te verwachten criteria. LFP biedt construct validiteit in dat het herschept de etiologische processen die leiden tot TBI bij de mens. Met name de grootte van de kracht en het sterftecijfer is vergelijkbaar met die die optreedt in een milde of matige sport-en auto-gerelateerde verwondingen met het voorbehoud dat de pre-blessure chirurgische ingrepen zijn uniek voor het diermodel. LFP vertoont ook face validity in dat LFP recapituleert veel van de anatomische, biochemische, neuropathologische en gedragsmatige effecten waargenomen in de menselijke TBI. Er zijn zowel focale en diffuse veranderingen gedetecteerd na LFP en de lateralisatie van de impact maakt het mogelijk om vergelijking van de morfologische schade aan de zijde ipsilaterale om de schade voor die aan de contralaterale zijde. Een waarschuwing is dat de cognitieve en motorische effecten kunnen meer subtiele als gevolg van het verwonden slechts een halfrond. Tot slot, LFP vertoont predictieve validiteit en de betrouwbaarheid van de LFP-techniek maakt de evaluatie van de verschillende farmacologische en genetische manipulaties voor of na de inductie van letsel 20. Fysiologische variabelen zoals bloeddruk, pH van het bloed en bloedgassen moeten worden gemeten in de aanwezigheid en afwezigheid van een test medicijn om het mechanisme van de actie van een therapeutisch middel te bepalen. Echter, vanwege de complexe aard van de primaire en de secundaire gevolgen van TBI, het is een moeilijke taak om een ​​enkele interventie die kan verzachten alle symptomen te identificeren. Een toekomst aandacht voor LFP techniek kan het gebruik van micro-vloeistof percussie, die een microprocessor gestuurde, pneumatisch aangedreven instrument heeft om de noodzaak voor het kalibreren van de kracht geleverd door de slinger op te heffen en operationele variabelen zoals luchtbellen te vermijden in de vloeistof 15 worden . Echter, de standaard LFP aanpak is bewezen door vele onderzoekers om een ​​betrouwbare en eenvoudige techniek om de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen van de schade en herstel na TBI, die zal leiden tot betere interventies en therapeutica te verkennen.

<ul><li> Stereotaxische uitlijning instrument voor muizen (Kopf Instruments) </li><li> Muis gas anesthesie kop houder (Kopf Instruments) </li><li> Anesthesieapparaat met O 2 flush (Parkland Scientific) </li><li> Anesthesieapparaat met O2 flush (Parkland Scientific) </li><li> Buprenorphrine (Webster Animal Supply) </li><li> Refresh Lacri Lube oogzalf (Fisher) </li><li> Bupivacaïne / Marcaine (Webster Animal Supply) </li><li> Povidon-jodium oplossing (Fisher) </li><li> 20 g 1 ½ &quot;naalden (Becton Dickinson) </li><li> Scalpel (# 15) en houder (Becton Dickinson) </li><li> Bulldog klemmen (Fine Science Tools) </li><li> Tandheelkundige gereedschap of been schraper (Fine Science Tools) </li><li> Side grijpen tang Dumont # 6 (Fine Science Tools) </li><li> 3 mm buitendiameter trephine (Research Instrumentatie Shop, Universiteit van Pennsylvania) </li><li> Solid nylon koord (1,7 mm diameter, bijvoorbeeld onkruid trimmer lijn) </li><li> Super lijm gel </li><li> Loctite cyanoacrylaat lijm (Loctite 444 Tak Pak) (Henkel Corporation) </li><li> Jet Acryl Liquid (Butler Schein) </li><li> Permanent Reline / reparatiehars (Butler Schein) </li><li> Opslag Oscilloscoop TDS 1001B, 40 mHz, 500ms / s (Tektronix) </li><li> Trauma Inducer Druk Transducer versterker (Custom Design en Fabrication, Virginia Commonwealth University) </li><li> LFP apparaat (Custom Design en Fabrication, Virginia Commonwealth University) </li><li> Hoge druk slangen, lengte 41cm, volume 2 ml (Baxter) </li><li> 3M Vetbond Tissue Adhesive (Fisher) </li></ul>

laterale fluid percussie: model van traumatisch hersenletsel bij muizen

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Traumatisch hersenletsel (TBI) onderzoek heeft bereikt nieuwe impuls door de toenemende bewustwording van letsels aan het hoofd, die leiden tot morbiditeit en mortaliteit. Op basis van de aard van de primaire letsel na TBI, complexe en heterogene secundaire gevolgen resultaat, gevolgd door regeneratieve processen 1,2. Primaire schade kan worden veroorzaakt door een directe contusie aan de hersenen van schedelbreuk of knippen en uitrekken van weefsel veroorzaakt verplaatsing van de hersenen als gevolg van beweging 3,4. De resulterende hematomen en snijwonden veroorzaken een vasculaire reactie 3,5, en de morfologische en functionele schade aan de witte stof leidt tot een diffuse axonale letsel 6-8. Extra secundaire veranderingen vaak gezien in de hersenen zijn oedeem en verhoogde intracraniale druk 9. Naar aanleiding van TBI zijn er microscopisch kleine veranderingen in de biochemische en fysiologische pathways met de release van excitotoxische neurotransmitters, het immuunsysteem bemiddelaars en zuurstofradicalen 10-12, wat uiteindelijk resulteert in lange termijn neurologische beperkingen 13,14. Dus het kiezen van geschikte diermodellen van TBI dat de huidige soortgelijke cellulaire en moleculaire gebeurtenissen in de menselijke en knaagdieren TBI is van cruciaal belang voor het bestuderen van de mechanismen die ten grondslag liggen letsel en reparatie. Verschillende experimentele modellen van TBI zijn ontwikkeld om aspecten van TBI waargenomen bij de mens te reproduceren, onder wie drie specifieke modellen worden op grote schaal aangepast voor knaagdieren: vloeistof percussie, corticale invloed en het gewicht laten vallen / effect versnelling 1. De vloeistof percussie apparaat produceert een letsel door een craniectomy door het toepassen van een korte puls vloeistofdruk op de intacte dura. De puls wordt gemaakt door een slinger het slaan van de zuiger van een reservoir van vloeistof. De percussie produceert korte verplaatsing en vervorming van zenuwweefsel 1,15. Omgekeerd, corticale invloed letsel levert mechanische energie aan de intacte dura via een stijve botslichaam onder pneumatische druk 16,17. Het gewicht drop / invloed model wordt gekenmerkt door de val van een staaf met een specifieke massa op de gesloten schedel 18. Onder de TBI-modellen, LFP is de meest gevestigde en algemeen gebruikte model te evalueren gemengde focale en diffuse hersenletsel 19. Het is reproduceerbaar en is gestandaardiseerd, zodat voor het manipuleren van letsel parameters. LFP recapituleert verwondingen waargenomen bij mensen, dus waardoor het klinisch relevant, en maakt het mogelijk voor exploratie van nieuwe therapeutica voor de klinische vertaling 20. We beschrijven het gedetailleerd protocol om LFP procedure uit te voeren bij muizen. De verwonding is toegebracht mild tot, matig met de hersenen regio&#39;s, zoals cortex, hippocampus en corpus callosum wordt het meest kwetsbaar. Hippocampus en motorisch leren taken zijn onderzocht na LFP.

Laterale vloeistof percussie (LFP), een uitgewerkt model van traumatisch hersenletsel bij muizen, is aangetoond. LFP vervult drie belangrijke criteria voor dierlijke modellen: validiteit, betrouwbaarheid en klinische relevantie. De procedure, bestaande uit chirurgische craniotomie, fixatie van de hub, gevolgd door inductie van letsels die zouden ontstaan ​​bij focale en diffuse blessures, is beschreven.

Laterale Fluid Percussie: Model van traumatisch hersenletsel bij muizen

Onderzoek naar traumatisch hersenletsel (TBI) heeft een nieuwe impuls gekregen door het toenemende bewustzijn van hoofdletsel, dat leidt tot morbiditeit en ...

Het algemene doel van deze procedure is om een mild tot matig hersenletsel bij muizen op te wekken om menselijk traumatisch hersenletsel te modelleren. Dit wordt bereikt door eerst een C craniectomie uit te voeren. De tweede stap van de procedure is het bevestigen van een hub op de schedel boven de plaats van de craniectomie.Vervolgens wordt er via de hub een waterpuls toegediend om hersenletsel te induceren. De laatste stap van de procedure is het verwijderen van de hub en het sluiten van de wond. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen die morfologische en gedragsmatige veranderingen op verschillende tijdstippen na het letsel laten zien via immunofluorescentie, microscopie en cognitieve en motorische tests.Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben, omdat het lastig is om de craniectomie uit te voeren zonder de dura te beschadigen, en om de hub te bevestigen zonder lijm op de dura te krijgen. Daarom is een visuele demonstratie van deze techniek uiterst waardevol. De procedure wordt gedemonstreerd door een technicus uit mijn laboratorium. Begin met het voorbereiden van het operatiegebied.Rust een stereotactisch instrument uit met een gasmaskerhouder voor continue inhalatie van anesthetica tijdens de operatie. Plaats vervolgens een chirurgische microscoop en lichtbron naar behoefte. Bereid het warmtekussen voor dat onder de muis wordt geplaatst tijdens de operatie en zorg ervoor dat alle instrumenten en materialen die in contact komen met de operatieplaats steriel zijn.Zodra het chirurgische gebied gereed is, maakt u de hub die aan de schedel wordt bevestigd en wordt verbonden met het LFP-apparaat. Gebruik een scheermesje om het metalen uiteinde van een naald van 20 gauge en een halve inch af te snijden, waarbij u schuin snijdt. De hub moet een opening hebben van ongeveer drie millimeters.Snijd vervolgens schijfjes van ongeveer één millimeter dik uit een grassentrimmerlijn. Deze worden gebruikt om de naald te stabiliseren tijdens het boren in de schedel. Plaats de muis, nadat deze is geanestheseerd, op het stereotactische instrument en zet de kop vast in de neuskegel.Houd de ademhalingsfrequentie tijdens de operatie visueel in de gaten. Breng vervolgens zalf aan in de ogen om uitdroging te voorkomen en verwijder het haar van de kop. Reinig en steriliseer de operatieve plek door herhaaldelijk povidonjodiumoplossing aan te brengen, gevolgd door 70% alcohol.Nu de chirurgische plaats is voorbereid, gebruikt u een scalpel om een middenlijnincisie te maken vanaf de ogen tot aan de nek. Trek de huid terug met kleine bulldog-klemmen. Om de schedel bloot te leggen en een helder operatieveld te verkrijgen, brengt u het lokale anestheticum bupivacaïne aan op de schedel met behulp van een tandheelkundig instrument of een botrasper en verwijdert u de fascia van de bovenkant van de schedel.Maak vervolgens een markering halwege tussen Bgma en Lambda en tussen de sagittale naad en de laterale richel over het rechter hemisfeer. Plaats een druppel Loctite-lijm op een plastic webo en gebruik zijwaarts grijpende pincetten om een van de eerder voorbereide schijfjes in de lijm te dopen. Druk het schijfje op de markering die op de schedel is aangebracht.Gebruik een naald en spuit om één tot twee druppels Loctite Accelerator toe te voegen. Om de lijm uit te harden, plaatst u een triffin met een buitendiameter van 3 mm over de schijf en draait u met de klok mee totdat u door de schedel bent gedrongen. Controleer regelmatig de voortgang om te voorkomen dat u te diep boort en de dura doorboort.De schedelflap moet los aanvoelen bij lichte druk. Plaats een tandheelkundig instrument parallel aan het schedelfoppervlak en gebruik dit om de botflap op te wippen. Verwijder het bot voorzichtig van de schedel met een pincet.Oefen druk uit met een wattenstaafje om eventuele bloedingen te stoppen en te voorkomen dat botstof op de dura terechtkomt. Indien er een zichtbare scheur in de dura aanwezig is, dient het dier via humane euthanasie uit het experiment te worden verwijderd. Gebruik een pincet om de hub zodanig boven het gat te plaatsen dat de stand van de hub overeenstemt met de kromming van de schedel.Gebruik een houten stokje met een scherpe punt om met één hand secondelijm langs de randen van de hub aan te brengen, terwijl u deze met de andere hand stabiliseert. Let erop dat er geen lijm op de dura terechtkomt, omdat dit kan leiden tot een vermindering van de kracht van het letsel of een scheur kan veroorzaken wanneer de hub later wordt verwijderd. Meng Sano-acryl en dentale acryl in een klein papieren bekertje.Gebruik een spuit van 1 cc om cement rond de hub aan te brengen. Het cement moet de onderste twee millimeter van de hub en de omliggende blootgestelde schedel bedekken. Vul de hub met steriele zoutoplossing om de dura vochtig te houden tijdens de herstelfase.Een lek is waarschijnlijk als de vloeistof niet op hetzelfde niveau blijft; in dat geval moet een nieuwe hub worden bevestigd om de toediening van vloeistoffen aan het dier te voltooien, waarna het dier moet worden verplaatst naar een verwarmde lege kooi zonder roosterdeksel. Plaats wat hydrogel op de bodem en laat de muizen één tot twee uur herstellen. De componenten van het LFP-apparaat zijn een pendel, een met water gevulde acrylcilinder met bevestigde hogedrukslangen en een male lure lock-fitting, een versterker en een oscilloscoop.Zet eerst de oscilloscoop en de versterker aan. Bevestig dat het LFP-apparaat en de eraan verbonden hogedrukslangen zijn gevuld met water en vrij zijn van luchtbellen met het mannelijke uiteinde van de luer-lockslang gesloten. Laat de pendule los om een testpuls af te geven.Dien enkele pulsen toe en bevestig dat de pendel een vloeiend signaal geeft op de oscilloscoop en versterker. Een ruisig signaal duidt op lucht in het systeem die verwijderd moet worden voordat de letselpuls wordt toegediend. Bewaak de door het apparaat geleverde druk om de consistentie van het letsel te handhaven.Het oscilloscoopspoor hier toont een piek-tot-piekwaarde van 2,16 volt, wat duidt op een druk van 1,47 atmosferen. De hoek van de pendule kan worden vergroot of verkleind om de intensiteit van de puls te wijzigen. Hier is de hoek ongeveer 10 graden.Zorg ervoor dat u na het afstellen van het LFP-apparaat het lure-lock-uiteinde van de slang opent. Zodra het LFP-apparaat gereed is, plaatst u een geanestheseerde muis op het platform en vult u de naaf met steriele zoutoplossing. Bevestig de mannelijke lure-lock van het LFP-apparaat aan de vrouwelijke lure-lock-koppeling van de naaf.Plaats het dier op zijn zij en zodra het normale ademhalingspatroon is hervat, maar voordat het dier het gevoel terugkrijgt, laat de pendule los om een enkele pulse-letsel te veroorzaken. De exacte druk van de pulse moet worden genoteerd. SHA-dieren ondergaan al deze procedures, met uitzondering van de eigenlijke vloeistofpulse om het letsel op te wekken.Plaats het dier op zijn rug om de tijd van de rechtreflex te monitoren. Nadat het dier zich heeft rechtgezet, wordt het opnieuw kort geanestheseerd. Verwijder het cement en de hub van de schedel.Noteer de aanwezigheid van eventuele herniae van de dura mater en sluit de wond vervolgens met vet bond weefsellijm. Inspecteer de hub visueel op occlusies. Plaats het dier in een warme kooi totdat het weer mobiel is en breng het daarna terug naar de thuiskooi.Gedragstesten na LFP kunnen worden gebruikt om zowel cognitieve als motorische uitkomsten te beoordelen. De Morris Water Maze wordt gebruikt om effecten op het leren en het geheugen te bepalen met behulp van visuele aanwijzingen in de testruimte. Sham-muizen worden efficiënter in het lokaliseren van het platform.Met elke opeenvolgende trainingsdag deden de muizen die waren blootgesteld aan LFP er op de eerste twee testdagen langer over om het verborgen platform te lokaliseren in vergelijking met de sham-muizen, maar ze leken de taak op de derde dag wel onder de knie te krijgen. Om het effect van het letsel op het geheugenbehoud te bepalen, wordt één dag na de laatste trainingssessie een probe-trial uitgevoerd.Sham-muizen brengen meer tijd door in het doelkwadrant vergeleken met de muizen die zijn onderworpen aan LFP. De motorische tekorten veroorzaakt door LFP kunnen worden bepaald met de rotarod-test; muizen die zijn onderworpen aan LFP hebben een kortere gemiddelde latentietijd tot het vallen vergeleken met de sham-muizen op één, zeven en 21 dagen na het letsel. Kleuring van gliale fibrillaire zure proteïne onthult verhoogde gliose in de gehele cortex in het gebied van het letsel, terwijl sham-muizen geen verhoogde aantallen astrocyten vertonen op de overeenkomstige plaats.Hetzelfde geldt voor MAC-1-kleuring, die meer macrofagen laat zien rondom de letselplaats in vergelijking met muizen die zijn onderworpen aan een sham-operatie. Daarnaast is er bij muizen die LFP hebben ondergaan vaak fysieke schade aan het corticale weefsel zichtbaar, wat niet het geval is bij sham-muizen. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat de dura niet doorboord mag worden en dat het LFP-apparaat vrij moet zijn van luchtbellen.Deze techniek stelt neurowetenschappers in staat om diverse farmacologische en genetische manipulaties vóór of na letsel te evalueren in muizen. Dit zal helpen onthullen welke moleculen neurale degeneratie verminderen of regeneratie bevorderen bij patiënten die lijden aan traumatisch hersenletsel.Na het bekijken van deze video heeft u een goed inzicht gekregen in het opwekken van mild tot matig traumatisch hersenletsel in een knaagdiermodel door middel van een craniectomie, het bevestigen van een hub aan de schedel en het sturen van een waterdruksignaal via de hub naar de dura mater.

lateral-fluid-percussion-model-of-traumatic-brain-injury-in-mice

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

The video demonstrates a method to generate a mouse model of traumatic brain injury (TBI) using a lateral fluid percussion device (LFPI). Upon anesthetizing the mouse, the brain is exposed by creating a window on the skull. A saline-filled cannula is attached to the window and is then connected to the LFPI. The pendulum of the device is released to create a pressure pulse that inflicts a traumatic brain injury.

Generating a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Lateral Fluid Percussion Device

This video demonstrates the induction of traumatic brain injury (TBI) in a rat using a lateral fluid percussion injury (FPI) device. The procedure involves creating a hole in the skull of an anesthetized rat to expose the dura mater, onto which a cannula is attached. The rat is then connected to the device, which generates a pressure wave that reaches the brain, mimicking TBI by causing neural cell death and vascular...

Induction of Traumatic Brain Injury in a Rat Model Using a Lateral Fluid Percussion Device

Atleten absorberen jaarlijks enkele honderden milde traumatische hersenletsels (mTBI) / hersenschudden; Het gevolg van deze op de hersenen is echter slecht begrepen. Daarom, een diermodel van enkelvoudige en herhalende mTBI die consequent repliceren klinisch relevante symptomen, biedt de middelen om de studie van mTBI en hersenschudding te bevorderen.

Een muismodel van een- en herhalende milde traumatische hersenbeschadiging

Hier gepresenteerd is een protocol voor het opwekken van diffuse traumatisch hersenletsel met behulp van een laterale vloeistof percussie-apparaat gevolgd door de verzameling van het caecum inhoud voor gut microbiome analyse.

Onderzoeken van veranderingen in caecum microbiota na traumatisch hersenletsel bij muizen

Hier beschrijven we een protocol voor de inductie van muriene traumatisch hersenletsel via een open-Head gecontroleerd corticale impact.

Murine model van gecontroleerde corticale impact voor de inductie van traumatisch hersenletsel

We presenteren hier een protocol van een explosiegolfmodel voor knaagdieren om neurobiologische en pathofysiologische effecten van mild tot matig traumatisch hersenletsel te onderzoeken. We hebben een gasgestuurde, bench-top opstelling opgezet die is uitgerust met druksensoren die een betrouwbare en reproduceerbare generatie van door ontploffing geïnduceerd mild tot matig traumatisch hersenletsel mogelijk maken.

Blast Wave-model met lage intensiteit voor preklinische beoordeling van licht traumatisch hersenletsel met gesloten hoofd bij knaagdieren

Dit protocol presenteert methoden om de neuro-inflammatoire en hemodynamische respons op mild traumatisch hersenletsel te karakteriseren en om deze gegevens te integreren als onderdeel van een multivariate systeemanalyse met behulp van partiële kleinste kwadratenregressie.

Systeemanalyse van de neuro-inflammatoire en hemodynamische respons op traumatisch hersenletsel

Het protocol beschrijft licht traumatisch hersenletsel in een muismodel. In het bijzonder wordt een stapsgewijs protocol om een milde middellijn gesloten hoofdletsel en de karakterisering van het diermodel te induceren volledig uitgelegd.

Elektromagnetisch gecontroleerd gesloten-hoofd model van mild traumatisch hersenletsel bij muizen

Goede zorg en onderhoud zijn essentieel om een lateraal vloeistofpercussieletsel (LFPI) apparaat betrouwbaar te laten functioneren. Hier laten we zien hoe u een LFPI-apparaat op de juiste manier reinigt, vult en monteert en ervoor zorgt dat het adequaat wordt onderhouden voor optimale resultaten.

Onderhoud van een lateraal vloeistofpercussieletselapparaat

Dit protocol presenteert een gemodificeerd muismodel van repetitief mild traumatisch hersenletsel (rmTBI) geïnduceerd via een closed-head injury (CHI)-methode. De aanpak omvat een verdund schedelvenster en vloeibare percussie om de ontsteking die vaak wordt veroorzaakt door blootstelling aan hersenvliezen te verminderen, samen met verbeterde reproduceerbaarheid en nauwkeurigheid bij het modelleren van rmTBI bij knaagdieren.

Gemodificeerd muismodel van repetitief mild traumatisch hersenletsel met een verdund schedelvenster en vloeibare percussie

Leer het laterale vloeistofpercussiemodel voor traumatisch hersenletsel bij muizen. Deze methode omvat craniotomie, hubbevestiging en waterpulsinductie om focale en diffuse letsels te bestuderen.

Laterale Fluid Percussie: Model van traumatisch hersenletsel bij muizen

Meer video's verkennen