Kontrolowany model uderzenia kory mózgowej w przypadku urazowego uszkodzenia mózgu
5 sierpnia 2014
Urazowe uszkodzenia mózgu (TBI) pozostają poważnym problemem zdrowotnym. Wykorzystując model chirurgii kontrolowanego wpływu kory mózgowej, można przeprowadzić badania nad skutkami TBI i możliwymi metodami leczenia.
Ogólnym celem tej procedury jest wywołanie urazowych uszkodzeń mózgu przy użyciu modelu kontrolowanego uderzenia korowego. Osiąga się to poprzez uprzednie znieczulenie i przygotowanie myszy do operacji. Drugim etapem zabiegu jest wykonanie kraniektomii typu C.
Trzecim krokiem jest ustawienie systemu uderzeniowego o żądanych parametrach. Ostatnim krokiem jest oddziaływanie na odsłonięty mózg. Ostatecznie wyniki mogą pokazać uszkodzoną jamę korową poprzez obrazowanie wypreparowanego mózgu i immunohistochemię.
Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które dopiero zaczynają korzystać z tej metody, będą miały trudności, ponieważ mają trudności z generowaniem spójnych urazów mózgu. Procedurę zademonstruje dr Shang Gao, pracownik naukowy w naszym laboratorium. Po znieczuleniu mysz goli głowę między uszami, oczyszcza odsłoniętą skórę naprzemiennymi peelingami z 10% jodu i 70% etanolu.
Następnie należy nasmarować oczy, aby nie wyschły. Następnie zamocuj mysz w ramce stereotaktycznej, korzystając z listew nausznych i płytki zgryzowej. Głowa powinna być bardzo stabilna.
Kraniektomię należy rozpocząć od podłużnego nacięcia na środku głowy za pomocą nożyczek. Następnie użyj hemostatu, aby przytrzymać skórę z boku za pomocą aplikatora z bawełnianą końcówką Wytrzyj, oczyść i odsłoń kość czaszki. Pozostaw na minutę do wyschnięcia, zanim przejdziesz dalej.
Po wyschnięciu użyj kleszczy, aby wywrzeć nacisk na czaszkę. Upewnij się, że preparat pozostaje nieruchomy. Zidentyfikuj punkty orientacyjne lambda i breg ma.
Następnie w ich środku narysuj okrąg o średnicy czterech milimetrów, czyli pół milimetra od linii środkowej. Następnie wywierć wzdłuż zaznaczonego okręgu, aby kość była łatwa do złamania, ale nie przenikaj do opony twardej. W razie potrzeby usuń kurz.
Następnie użyj kleszczy, aby odłamać krąg kości, odsłaniając oponę twardą. Kraniektomia C jest najbardziej krytycznym krokiem. Uzyskanie spójnych parametrów okna kostnego pozwoli na stałą ciężkość urazu.
Upewnij się, że odpowiedni rozmiar, prędkość i siła wiertła są dobrze używane. Wiercenie System udarowy wykorzystuje siłownik do wykonania uderzenia w czaszkę i ma pewne parametry, które należy ustawić. Ustaw prędkość siłownika na trzy metry na sekundę.
Następnie przymocuj siłownik do ramy stereotaktycznej. Za pomocą mikromanipulatorów ustaw siłownik o szerokości trzech milimetrów w otwartym obszarze czaszki. Następnie wyreguluj końcówkę siłownika tak, aby była równoległa do powierzchni uderzenia.
Aby ustawić punkt zerowy, wysuń siłownik i opuść go, aż końcówka dotknie miejsca uderzenia. Ustawia odpowiedni kanał Z w ramce na zero. Teraz cofnij końcówkę, w tym przypadku o jeden milimetr.
Następnie ustaw głębokość deformacji dla odpowiedniego urazowego uszkodzenia mózgu, które przesunie siłownik. Następnie naciśnij przycisk uderzenia, aby spowodować obrażenia po uderzeniu. Oczyść krew aplikatorem z bawełnianą końcówką, ale nie dotykaj rany.
Przenieś mysz do ciepłej podkładki i monitoruj uraz Gdy krwawienie ustanie, zszyj ranę, a następnie umieść mysz z powrotem w czystej klatce na ciepłej podkładce i pozwól jej tam dojść do siebie przez noc. Po uderzeniu obrzęk, krwawienie i zniekształcenie czaszki ujawnia prawdziwą powagę urazu. Ograniczone do całkowitego naruszenie opony twardej będzie miało duży wpływ na ilość krwawienia i spowoduje łagodne lub umiarkowane TBI.
Utrwalenie tkanki i obejrzenie jej pod mikroskopem z łatwością odróżnia umiarkowane i ciężkie TBI. Tutaj jest. Barwienie L służy do porównania grupy kontrolnej z myszą, która otrzymała umiarkowaną jamę TBIA, która rozciąga się głęboko w korę.
Model ten może być wykorzystany do badania takich zniesławień, jak również śmierci neuronów i innych zmian histopatologicznych spowodowanych urazami mózgu Po opanowaniu tej techniki można wykonać w ciągu 15 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł omawia model chirurgiczny kontrolowanego urazu kory mózgowej (CCI) wykorzystywany do badania urazowych uszkodzeń mózgu (TBI). Przedstawiono w nim procedurę indukowania TBI u myszy oraz późniejszą analizę uszkodzeń mózgu.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Badania nad urazowymi uszkodzeniami mózgu
- Modele zwierzęce
Wstęp
- Urazy czaszkowo-mózgowe stanowią poważny problem zdrowotny.
- Zrozumienie mechanizmów TBI może prowadzić do opracowania lepszych opcji leczenia.
- Model kontrolowanego uderzenia korowego jest powszechnie stosowaną metodą badania TBI.
- Model ten umożliwia wywołanie kontrolowanych i powtarzalnych urazów mózgu.
Cel badania
- W celu wywołania urazów czaszkowo-mózgowych w kontrolowanym środowisku.
- W celu analizy wpływu TBI na strukturę i funkcję mózgu.
- W celu zbadania potencjalnych metod leczenia TBI.
Zastosowane metody
- Znieczulenie i przygotowanie myszy do operacji.
- Wykonanie kraniektomii w celu odsłonięcia mózgu.
- Konfiguracja systemu uderzeniowego z określonymi parametrami.
- Wywołanie urazu poprzez uderzenie w odsłonięty mózg.
Główne wyniki
- Obrazowanie wypreparowanego mózgu ujawnia jamę urazową w korze mózgu.
- Immunohistochemia służy do analizy skutków urazu.
- Wyniki przyczyniają się do zrozumienia patologii TBI.
- Wnioski mogą posłużyć do opracowania przyszłych strategii terapeutycznych.
Wnioski
- Model kontrolowanego urazu kory mózgu jest skuteczny w badaniach nad TBI.
- Wyniki podkreślają znaczenie badania TBI w kontrolowanych warunkach.
- Dalsze badania są niezbędne w celu zgłębienia dostępnych opcji terapeutycznych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Model kontrolowanego urazu kory mózgu (CCI) umożliwia precyzyjną i powtarzalną indukcję urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) w systemach przedklinicznych, wspierając mechanistyczną redukcję ryzyka oraz ciągłość translacyjną w rozwoju terapii neurochirurgicznych. Dzięki dostarczeniu mierzalnych i skalowalnych parametrów urazu, CCI ułatwia rzetelną walidację celów terapeutycznych oraz porównawczą ocenę potencjalnych interwencji. Model ten jest strategicznie ukierunkowany na wsparcie wczesnego etapu odkryć, identyfikację wiodących kandydatów oraz podejmowanie decyzji o rozwoju przedklinicznym w ramach portfeli badawczych nad neurotraumą.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju bifarmaceutyków
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia weryfikację hipotez dotyczących neurotraumy w kontrolowanych i powtarzalnych warunkach.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów molekularnych i komórkowych zaangażowanych w patologię TBI.
- Ułatwia ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez modelowanie stopnia nasilenia i progresji urazu odpowiadających ludzkiemu TBI.
- Zapewnia platformę do ewaluacji porównawczej strategii neuroprotekcyjnych.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Zapewnia zestandaryzowane parametry urazu dla późniejszych analiz histologicznych i behawioralnych.
- Umożliwia powtarzalną kwantyfikację stopnia ciężkości urazu oraz odpowiedzi terapeutycznej.
- Wspiera skalowalność analiz i porównywalność między badaniami dzięki precyzyjnej kontroli zmiennych uderzenia.
- Przygotowuje zwalidowane systemy przedkliniczne do przesiewowych badań związków chemicznych i poszukiwania biomarkerów.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Dopasowuje fenotypy urazów do klinicznie istotnych cech TBI w celu opracowania translacyjnych biomarkerów.
- Umożliwia podłużną ocenę neurodegeneracji, obrzęku i deficytów funkcjonalnych po urazie.
- Wspiera dostosowany do ryzyka postęp badań nad kandydatami na leki neuroterapeutyczne w oparciu o predykcyjne dane przedkliniczne.
- Ułatwia zachowanie ciągłości od etapu odkrycia do walidacji przedklinicznej w procesach badawczych nad neurotraumą.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model CCI wpisuje się w kontinuum od etapu odkryć do badań przedklinicznych, stanowiąc powtarzalną platformę do weryfikacji hipotez, walidacji celów terapeutycznych oraz oceny metod leczenia w badaniach nad TBI.
- Biologia odkrywcza: Wspiera badania nad mechanizmami śmierci neuronów, obrzękiem i deficytami pamięci po kontrolowanym urazie.
- Przesiewanie: Umożliwia standaryzowane, ilościowe odczyty służące do oceny potencjalnych interwencji oraz biomarkerów urazu.
- Analityka: Zapewnia wyniki obrazowania i immunohistochemii do analizy porównawczej stopnia ciężkości urazu oraz skuteczności terapeutycznej.
- Badania translacyjne: Modeluje klinicznie istotne cechy TBI w celu wspierania dopasowania biomarkerów i podejmowania decyzji przedklinicznych.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje zwalidowaną, skalowalną platformę, którą można dostosować do różnych programów badawczych nad neurourazami.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celów terapeutycznych w urazach neurologicznych.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzowane, powtarzalne i skalowalne indukowanie urazów, umożliwiając porównywalność między badaniami.
- Wartość strategiczna: Poprawia proces podejmowania decyzji go/no-go oraz efektywność kapitałową dzięki umożliwieniu rzetelnej oceny przedklinicznej.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój zasobów neuroterapeutycznych.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy technicznej w zakresie chirurgii stereotaktycznej i procedur kraniektomii.
- Wymaga precyzyjnego oprzyrządowania w celu kontroli parametrów uderzenia i zapewnienia powtarzalności.
- Niezbędna jest standaryzacja indukcji urazu oraz punktów końcowych analizy pomiędzy zespołami.
- Adaptacja modelu dla różnych gatunków lub stopni nasilenia urazu może wymagać optymalizacji protokołu.
- Ograniczenia modelu obejmują niepełne odtworzenie wszystkich patologii TBI występujących u ludzi.
