Wywoływanie padaczki pourazowej w mysim modelu powtarzalnego rozlanego urazowego uszkodzenia mózgu

Summary

Ten systematyczny protokół opisuje nowy zwierzęcy model padaczki pourazowej po powtarzającym się łagodnym urazowym uszkodzeniu mózgu. Pierwsza część szczegółowo opisuje etapy indukcji urazowego uszkodzenia mózgu przy użyciu zmodyfikowanego modelu spadku masy ciała. Druga część zawiera instrukcje dotyczące podejścia chirurgicznego dla jedno- i wielokanałowych systemów akwizycji danych elektroencefalograficznych.

Abstract

Urazowe uszkodzenie mózgu (TBI) jest główną przyczyną padaczki nabytej. TBI może spowodować ogniskowe lub rozlane uszkodzenie mózgu. Uraz ogniskowy jest wynikiem działania bezpośrednich sił mechanicznych, czasami przenikających przez czaszkę, tworząc bezpośrednie uszkodzenie w tkance mózgowej. Są one widoczne podczas obrazowania mózgu jako obszary z stłuczeniami, ranami szarpanymi i krwotokami. Zmiany ogniskowe indukują śmierć neuronów i tworzenie się blizn glejowych i są obecne u 20%-25% wszystkich osób, u których występuje TBI. Jednak w większości przypadków TBI uraz jest spowodowany siłami przyspieszania i zwalniania, a następnie ścinaniem tkanek, co skutkuje nieogniskowym, rozproszonym uszkodzeniem. Subpopulacja pacjentów z TBI nadal rozwija padaczkę pourazową (PTE) po okresie utajenia trwającym miesiące lub lata. Obecnie nie można przewidzieć, u których pacjentów rozwinie się PTE, a napady padaczkowe u pacjentów z PTE są trudne do opanowania, co wymaga dalszych badań. Do niedawna dziedzina ta ograniczała się tylko do dwóch modeli zwierzęcych/gryzoni z potwierdzonymi spontanicznymi napadami pourazowymi, z których oba charakteryzowały się dużymi zmianami ogniskowymi z masywną utratą tkanki w korze mózgowej, a czasem w strukturach podkorowych. W przeciwieństwie do tych podejść ustalono, że rozlane TBI wywołane przy użyciu zmodyfikowanego modelu spadku masy ciała jest wystarczające do zainicjowania rozwoju spontanicznych napadów konwulsyjnych i niedrgawkowych, nawet przy braku zmian ogniskowych lub utraty tkanki. Podobnie jak u pacjentów z nabytą padaczką pourazową, model ten charakteryzuje się okresem utajenia po urazie przed wystąpieniem napadu. W tym protokole społeczność otrzyma nowy model padaczki pourazowej, szczegółowo opisujący, jak wywołać rozlane TBI bez zmian chorobowych, a następnie ciągłe, długoterminowe monitorowanie zwierząt metodą wideo-elektroencefalograficzną przez kilka miesięcy. Protokół ten szczegółowo omówi obchodzenie się ze zwierzętami, procedurę spadku masy ciała, rozmieszczenie elektrod w dwóch systemach akwizycji oraz częste wyzwania napotykane podczas każdego z etapów operacji, monitorowania pooperacyjnego i pozyskiwania danych.

Introduction

Każdego roku TBI dotyka około 60 milionów ludzi na całym świecie. Osoby dotknięte chorobą są bardziej narażone na rozwój padaczki, która może objawiać się wiele lat po początkowym urazie. Chociaż ciężkie TBI wiążą się z wyższym ryzykiem wystąpienia padaczki, nawet łagodne TBI zwiększa ryzyko rozwoju padaczki^1,2,3,4. Wszystkie TBI można sklasyfikować jako ogniskowe, rozproszone lub kombinację obu. Rozlane uszkodzenie mózgu, obecne w wielu, jeśli nie we wszystkich TBI, jest wynikiem ścinania tkanek mózgowych o różnej gęstości z powodu sił przy....

Protocol

Wszystkie procedury na zwierzętach opisane w tym protokole zostały przeprowadzone zgodnie z Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) z Virginia Tech oraz zgodnie z 'Przewodnikiem National Institutes of Health 'Guide for the Care and Use of Laboratory Animals'.

1. Protokół postępowania ze zwierzętami

UWAGA: Ten protokół ma na celu przyzwyczajenie zwierząt zamówionych od sprzedawcy do placówki po przybyciu i przyzwyczajenie ich do zajmowania się nimi przez eksperymentatora. Poprawia to dobrostan zwierząt poprzez zmniejszenie stresu i niepokoju oraz upraszcza niektóre procedury, które wymagają obchodzenia s....

Results

Protokół opisany tutaj opisuje metodę indukcji rozproszonego uszkodzenia w izolacji (np. przy braku zmiany ogniskowej) przy użyciu mysiego modelu powtarzającego się rozproszonego TBI (Rysunek 1). Rysunek 1A przedstawia urządzenie do obniżania wagi i jego komponenty (Rysunek 1A, a1−a5) używane do indukcji TBI w tym modelu i kluczowych etapach procedury (Rysunek 1B, b1−b5).

Discussion

W przeciwieństwie do modeli CCI i FPI indukujących ogniskowe lub kombinację uszkodzenia ogniskowego i rozlanego, model powtarzalnego rozproszonego TBI opisany w tym protokole pozwala na indukcję rozproszonego uszkodzenia przy braku ogniskowego uszkodzenia mózgu i nie wymaga otworów skóry głowy lub czaszki i związanego z tym stanu zapalnego. Dodatkową korzyścią wynikającą z braku kraniektomii w tym modelu jest to, że pozwala ona nie tylko na wszczepienie elektrod do przewlekłego ciągłego zapisu EEG, ale także na stworzeni.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Śruba 0,10 cala	Pinnacle Technology Inc., KS, USA	8209	Śruba 0,10 cala ze stali nierdzewnej o długości
0,10 cala	Pinnacle Technology Inc., KS, USA	8403	0,10 cala długości z wstępnie przylutowanym przewodem
Śruba 0,12	Pinnacle Technology Inc., KS, USA	8212	0,12 cala stal nierdzewna
1EEG headmount	Invitro1 (spółka zależna Plastics One), VA, USA	MS333/8-A/SPC	3 indywidualnie izolowane teflonem druty platynowo-irydowe (skręcone lub nieskręcone, średnica 0,005 cala) wystające poniżej gwintowanego plastikowego cokołu
2EEG/1EMG do montażu na głowie	Pinnacle Technology Inc., KS, USA	8201	Kanały 2EEG/1EMG
3% nadtlenek wodoru			Apteka
3EEG headmount	Pinnacle Technology Inc., KS, USA	8235-SM-C	niestandardowe 6-pinowe złącze dla kanałów 3EEG
Buprenorphine	Par Pharmaceuticals, Cos. Inc., Spring Valley, NY, USA	060969
Buprenorphine	Par Pharmaceuticals, Cos. Inc., Spring Valley, NY, USA	060969
myszy C57BL/6	Harlan/Envigo Laboratories Inc		samiec, 12-16 tygodni
Myszy C57BL/6	Samiec Jackson Laboratory		, 12-16 tygodni stary
Carprofen	Zoetis Services LLC, Parsippany, NJ, USA	026357	UWAGA: ten lek dodaje się podczas spadku masy ciała tylko wtedy, gdy implantacja elektrody stereotaktycznej zostanie wykonana tego samego dnia
Antyseptyczna chlorheksydyna			Apteka
Zestaw cementu dentystycznego i rozpuszczalnika	Stoelting Co., USA	51459
Wiertarka	Foredom	HP4-917
Wiertło	Meisinger USA, LLC, USA	HM1-005-HP	0,5 mm, okrągłe, 1/4, stalowe
Suchy sterylizator	Cellpoint Scientific, USA		Germinator 500
EEG System 1	Biopac Systems, CA, USA
EEG System 2	Pinnacle Technology Inc., KS, USA
Etanol ≥ 70%	VWR, USA	71001-652	KOPTEC USP, klasa biotechnologiczna (140 Proof)
Maść do oczu	Pro Labs Ltd, USA		Puralube Vet Maść Sterylny lubrykant do oczu dostępny w ogólnych sklepach internetowych i aptekach
Fluriso płyn do znieczulenia wziewnego	MWI Veterinary Supply Co., USA	502017
Produkt do depilacji	Kościół & Dwight Co., Inc., Stany Zjednoczone		Krem Nair
Isoflurane	MWI Veterinary Supply Co., Stany Zjednoczone	502017
Roztwór chirurgiczny z powidonem i jodem	Purdue Products, USA	004677	Betadine
Rimadyl/Carprofen	Zoetis Services LLC, Parsippany, NJ, USA	026357
Sklep z harawiami	lutowniczymi
Lutownica	Weller, Stany Zjednoczone	Końcówka WP35	ST7, 0,8 mm
Tarcza			Wykonane na zamówienie
Sterylne waciki
Sterylne gaziki	Fisher Scientific, USA	22362178
Sterylne chłonne ręczniki z wyściółką poliestrową	Cardinal Health, USA	3520
Klej do tkanek	3M Animal Care Products, USA	1469SB powiedział: