Name: Mysi model kontrolowanego wpływu na korę mózgową w celu indukcji urazowego uszkodzenia mózgu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-16T14:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 1 s
Description: Poznaj metodę kontrolowanego uderzenia w korę mózgową do indukcji urazowego uszkodzenia mózgu u myszy. Ta technika umożliwia standaryzację obrażeń i analizę behawioralną oraz molekularną.

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

Ta praca była wspierana przez National Institutes of Health Grant GM117341 oraz The American College of Surgeons C. James Carrico Research Fellowship dla S.J.S.

Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Northwestern. Myszy C57BL/6 zakupiono w Jackson Laboratory i umieszczono w ośrodku barierowym w Centrum Medycyny Porównawczej na Uniwersytecie Northwestern (Chicago, IL). Wszystkie zwierzęta były trzymane w 12/12 godzinnym cyklu światło/ciemność ze swobodnym dostępem do jedzenia i wody.
1. Wywołać znieczulenie
<ol>
	<li>Znieczulić mysz ketaminą (125 mg/kg) i ksylazyną (10 mg/kg) wstrzykiwanymi dootrzewnowo.</li>
</ol>
2. Monitorowanie parametrów życiowych co 15 minut
<ol>
	<li>Monitoruj temperaturę, częstość oddechów i kolor skóry. Mysz powinna być ciepła w dotyku. Skóra powinna wydawać się różowa i dobrze ukrwiona. Częstość oddechów powinna wynosić od 50 do 70 oddechów na minutę.</li>
</ol>
3. Zabiegi przedoperacyjne
<ol>
	<li>Zważ wszystkie myszy w dniu poprzedzającym indukcję urazu.</li>
	<li>Wysterylizuj jeden zestaw narzędzi chirurgicznych przez autoklawowanie dla każdego uczestnika eksperymentu. Wysterylizuj urządzenie udarowe przed użyciem. </li>
	<li>Przygotuj klatkę regeneracyjną, umieszczając czystą klatkę na elektrycznej poduszce grzewczej ustawionej na "niskie" ustawienie i ustawionej w taki sposób, aby myszy mogły odsunąć się od ciepła po poruszaniu się.</li>
	<li>Ustaw salę operacyjną w wysterylizowanym okapie z przepływem laminarnym.
	<ol>
		<li>Ustaw stereotaktyczną ramę operacyjną.</li>
		<li>Przymocuj urządzenie udarowe do ramy stereotaktycznej.</li>
		<li>Ustaw urządzenie uruchamiające z żądanymi parametrami biomechanicznymi dla prędkości i czasu przebywania. 
		UWAGA: W tym protokole opisano ciężkie uszkodzenie mózgu przy użyciu końcówki udarowej o średnicy 3 mm za pomocą kraniektomii o średnicy 5 mm z prędkością ustawioną na 2,5 m/s i czasem przebywania 0,1 s. Szeroki zakres parametrów biomechanicznych może być wykorzystany do indukcji pełnego spektrum TBI.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Załóż nowe środki ochrony osobistej i sterylne rękawice.</li>
	<li>Ogol sierść z miejsca operacji za pomocą elektrycznych maszynek do strzyżenia.</li>
	<li>Nałóż ochronną maść okulistyczną na oczy myszy, aby zapobiec uszkodzeniom i wysuszeniu rogówki.</li>
	<li>Umieść mysz na sali operacyjnej.</li>
	<li>Przygotuj skórę za pomocą peelingu chirurgicznego na bazie jodu na przemian z alkoholem trzy razy.</li>
</ol>
4. Zastosowanie kontrolowanego wpływu kory mózgowej
<ol>
	<li>Naciąć skórę głowy na 1 cm w linii środkowej skalpelem, odsłaniając czaszkę.</li>
	<li>Umieść mysz w stereotaktycznej ramie operacyjnej, zabezpieczając obustronne kości skroniowe między miniaturowymi nausznikami i blokując siekacze w zacisku siekacza, tworząc stabilne trzypunktowe trzymanie na głowie myszy.</li>
	<li>Odsuń skórę głowy od miejsca operacji za pomocą hemostatu lub kleszczy blokujących, aby upewnić się, że skóra głowy nie styka się z wiertłem podczas kraniektomii.</li>
	<li>Zidentyfikuj szwy strzałkowe i koronowe na odsłoniętej czaszce. 
	UWAGA: Protokół ten centruje kraniektomię 2 mm na lewo od szwu strzałkowego i 2 mm rostralnie do szwu koronalnego.</li>
	<li>Wykonaj kraniektomię za pomocą wiertła z wiertłem trepanacyjnym.
	<ol>
		<li>Aby wykonać kraniektomię, należy najpierw uruchomić wiertło z maksymalną prędkością, a następnie przyłożyć wiertło trepanacyjne prostopadle do czaszki w miejscu kraniektomii.</li>
		<li>Wywieraj delikatny, równomierny nacisk na wiertło po nawiązaniu kontaktu z czaszką. Lekkie "ugięcie" będzie odczuwalne, gdy wiertło przebije się przez czaszkę. Nie wnikać w oponę twardą znajdującą się pod spodem. 
		UWAGA: W tym protokole do wykonania kraniektomii wykorzystuje się wiertło trepanacyjne 5 mm.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Użyj kleszczy i igły podskórnej o małej średnicy, aby usunąć płat kostny, całkowicie odsłaniając leżącą pod spodem oponę twardą.</li>
	<li>Obróć końcówkę impaktora w pole operacyjne i opuść ją, aż zetknie się z odsłoniętą oponą twardą. Po nawiązaniu kontaktu czujnik kontaktowy instrumentu wyda sygnał dźwiękowy, aby ostrzec chirurga, że kontakt został nawiązany. Spowoduje to wyznaczenie punktu zerowego, od którego ustawiana jest głębokość odkształcenia. 
	UWAGA: Ten protokół wykorzystuje końcówkę udarową o średnicy 3 mm, aby spowodować poważne obrażenia. Końcówki o wielkości zaledwie 1 mm mogą być używane do stosowania bardziej zlokalizowanych urazów.</li>
	<li>Cofnij końcówkę udarową i ustaw żądaną głębokość uderzenia, obniżając pozycję impaktora na ramie stereotaktycznej. 
	UWAGA: W tym protokole opisujemy ciężkie obrażenia, ustawiając głębokość odkształcenia na 2 mm.</li>
	<li>Zadać obrażenia, aktywując impaktor na urządzeniu uruchamiającym.</li>
	<li>Obróć urządzenie udarowe poza pole i usuń zwierzę z ramy stereotaktycznej.</li>
</ol>
5. Zamknięcie pola operacyjnego
<ol>
	<li>Kontroluj krwawienie z czaszki i uszkodzonej powierzchni kory mózgowej za pomocą bezpośredniego nacisku sterylnego aplikatora z bawełnianą końcówką.</li>
	<li>Osusz czaszkę sterylnym aplikatorem z bawełnianą końcówką.</li>
	<li>Zamknij skórę głowy nad kraniektomią za pomocą dostępnego w handlu kleju chirurgicznego lub szwu monofilamentowego. 
	UWAGA: W tym protokole do zamknięcia skóry głowy stosuje się weterynaryjny klej chirurgiczny. Płat kostny nie jest wymieniany i jest wyrzucany.</li>
</ol>
6. Opieka pooperacyjna i monitorowanie
<ol>
	<li>Stosować analgezję pooperacyjną (np. buprenorfinę o przedłużonym uwalnianiu 0,1–0,5 mg/kg mc. podawaną podskórnie, zapewniającą 72 godziny długotrwałej analgezji).</li>
	<li>Umieść zwierzę w bocznej pozycji wyjściowej do odpoczynku po odleżynie w czystej, wstępnie ogrzanej klatce.</li>
	<li>Obserwuj zwierzęta, dopóki się nie obudzą i nie będą mobilne, a następnie przywróć każdą mysz do jej domowej klatki.</li>
	<li>Zapewnij swobodny dostęp do jedzenia i wody. Normalne przyjmowanie pokarmu i wody zwykle wznawia się w ciągu jednej do dwóch godzin po urazie.</li>
	<li>Mierz masę ciała co trzy dni przez cały czas trwania eksperymentu.</li>
</ol>

<ol><li>Faul, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFaul%2C+M+%22Traumatic+Brain+Injury+in+the+United+States%3A+Emergency+Department+Visits%2C+Hospitalizations+and+Deaths+2002-2006%22">Traumatic Brain Injury in the United States: Emergency Department Visits, Hospitalizations and Deaths 2002-2006</a>. , Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Injury Prevention and Control. Atlanta (GA). (2010).</li>
<li>Roozenbeek, B., Maas, A. I., Menon, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changing+patterns+in+the+epidemiology+of+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neurology%22%5BJournal%5D)">Changing patterns in the epidemiology of traumatic brain injury.</a> Nature Reviews Neurology. 9 (4), 231-236 (2013).</li>
<li>Corso, P., Finkelstein, E., Miller, T., Fiebelkorn, I., Zaloshnja, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incidence+and+lifetime+costs+of+injuries+in+the+United+States%5BTitle%5D)+AND+%22Injury+Prevention%22%5BJournal%5D)">Incidence and lifetime costs of injuries in the United States.</a> Injury Prevention. 12 (4), 212-218 (2006).</li>
<li>Pearson, W. S., Sugerman, D. E., McGuire, L. C., Coronado, V. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emergency+department+visits+for+traumatic+brain+injury+in+older+adults+in+the+United+States%3A+2006-08%5BTitle%5D)+AND+%22Western+Journal+of+Emergency+Medicine%22%5BJournal%5D)">Emergency department visits for traumatic brain injury in older adults in the United States: 2006-08.</a> Western Journal of Emergency Medicine. 13 (3), 289-293 (2012).</li>
<li>Whitlock, J. A. Jr, Hamilton, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+outcome+after+rehabilitation+for+severe+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Functional outcome after rehabilitation for severe traumatic brain injury.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 76 (12), 1103-1112 (1995).</li>
<li>Schwarzbold, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychiatric+disorders+and+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychiatric+Disease+and+Treatment%22%5BJournal%5D)">Psychiatric disorders and traumatic brain injury.</a> Neuropsychiatric Disease and Treatment. 4 (4), 797-816 (2008).</li>
<li>Whelan-Goodinson, R., Ponsford, J., Johnston, L., Grant, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychiatric+disorders+following+traumatic+brain+injury%3A+their+nature+and+frequency%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Head+Trauma+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Psychiatric disorders following traumatic brain injury: their nature and frequency.</a> Journal of Head Trauma Rehabilitation. 24 (5), 324-332 (2009).</li>
<li>Peskind, E. R., Brody, D., Cernak, I., McKee, A., Ruff, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Military-+and+sports-related+mild+traumatic+brain+injury%3A+clinical+presentation%2C+management%2C+and+long-term+consequences%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Military- and sports-related mild traumatic brain injury: clinical presentation, management, and long-term consequences.</a> Journal of Clinical Psychiatry. 74 (2), 180-188 (2013).</li>
<li>Martin, L. A., Neighbors, H. W., Griffith, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+experience+of+symptoms+of+depression+in+men+vs+women%3A+analysis+of+the+National+Comorbidity+Survey+Replication%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">The experience of symptoms of depression in men vs women: analysis of the National Comorbidity Survey Replication.</a> JAMA Psychiatry. 70 (10), 1100-1106 (2013).</li>
<li>Makinde, H. M., Just, T. B., Cuda, C. M., Perlman, H., Schwulst, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+Microglia+in+the+Etiology+and+Evolution+of+Chronic+Traumatic+Encephalopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">The Role of Microglia in the Etiology and Evolution of Chronic Traumatic Encephalopathy.</a> Shock. 48 (3), 276-283 (2017).</li>
<li>Belanger, H. G., Vanderploeg, R. D., McAllister, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subconcussive+Blows+to+the+Head%3A+A+Formative+Review+of+Short-term+Clinical+Outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Head+Trauma+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Subconcussive Blows to the Head: A Formative Review of Short-term Clinical Outcomes.</a> Journal of Head Trauma Rehabilitation. 31 (3), 159-166 (2016).</li>
<li>Carman, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expert+consensus+document%3A+Mind+the+gaps-advancing+research+into+short-term+and+long-term+neuropsychological+outcomes+of+youth+sports-related+concussions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neurology%22%5BJournal%5D)">Expert consensus document: Mind the gaps-advancing research into short-term and long-term neuropsychological outcomes of youth sports-related concussions.</a> Nature Reviews Neurology. 11 (4), 230-244 (2015).</li>
<li>Kramer, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Contribution+to+the+Theory+of+Cerebral+Concussion%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">A Contribution to the Theory of Cerebral Concussion.</a> Annals of Surgery. 23 (2), 163-173 (1896).</li>
<li>Lighthall, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+cortical+impact%3A+a+new+experimental+brain+injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Controlled cortical impact: a new experimental brain injury model.</a> Journal of Neurotrauma. 5 (1), 1-15 (1988).</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+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A controlled cortical impact model of traumatic brain injury in the rat.</a> Journal of Neuroscience Methods. 39 (3), 253-262 (1991).</li>
<li>Schwulst, S. J., Trahanas, D. M., Saber, R., Perlman, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traumatic+brain+injury-induced+alterations+in+peripheral+immunity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Trauma+and+Acute+Care+Surgery%22%5BJournal%5D)">Traumatic brain injury-induced alterations in peripheral immunity.</a> Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 75 (5), 780-788 (2013).</li>
<li>Trahanas, D. M., Cuda, C. M., Perlman, H., Schwulst, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+Activation+of+Infiltrating+Monocyte-Derived+Cells+After+Mild+and+Severe+Traumatic+Brain+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22Shock%22%5BJournal%5D)">Differential Activation of Infiltrating Monocyte-Derived Cells After Mild and Severe Traumatic Brain Injury.</a> Shock. 43 (3), 255-260 (2015).</li>
<li>Makinde, H. M., Cuda, C. M., Just, T. B., Perlman, H. R., Schwulst, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonclassical+Monocytes+Mediate+Secondary+Injury%2C+Neurocognitive+Outcome%2C+and+Neutrophil+Infiltration+after+Traumatic+Brain+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Immunology%22%5BJournal%5D)">Nonclassical Monocytes Mediate Secondary Injury, Neurocognitive Outcome, and Neutrophil Infiltration after Traumatic Brain Injury.</a> Journal of Immunology. 199 (10), 3583-3591 (2017).</li>
<li>Thompson, H. J., et al. <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+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Lateral fluid percussion brain injury: a 15-year review and evaluation.</a> Journal of Neurotrauma. 22 (1), 42-75 (2005).</li>
<li>Marmarou, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+model+of+diffuse+brain+injury+in+rats.+Part+I%3A+Pathophysiology+and+biomechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">A new model of diffuse brain injury in rats. Part I: Pathophysiology and biomechanics.</a> Journal of Neurosurgery. 80 (2), 291-300 (1994).</li>
<li>Reneer, D. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+multi-mode+shock+tube+for+investigation+of+blast-induced+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A multi-mode shock tube for investigation of blast-induced traumatic brain injury.</a> Journal of Neurotrauma. 28 (1), 95-104 (2011).</li>
<li>Ma, X., Aravind, A., Pfister, B. J., Chandra, N., Haorah, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+Models+of+Traumatic+Brain+Injury+and+Assessment+of+Injury+Severity%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Animal Models of Traumatic Brain Injury and Assessment of Injury Severity.</a> Molecular Neurobiology. , (2019).</li>
<li>Makinde, H. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monocyte+depletion+attenuates+the+development+of+posttraumatic+hydrocephalus+and+preserves+white+matter+integrity+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Monocyte depletion attenuates the development of posttraumatic hydrocephalus and preserves white matter integrity after traumatic brain injury.</a> PLoS One. 13 (11), e0202722(2018).</li>
<li>Osier, N. D., Dixon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Controlled+Cortical+Impact+Model%3A+Applications%2C+Considerations+for+Researchers%2C+and+Future+Directions%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neurology%22%5BJournal%5D)">The Controlled Cortical Impact Model: Applications, Considerations for Researchers, and Future Directions.</a> Frontiers in Neurology. 7, 134(2016).</li>
<li>Iaccarino, C., Carretta, A., Nicolosi, F., Morselli, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+severe+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of severe traumatic brain injury.</a> Journal of Neurosurgical Sciences. 62 (5), 535-541 (2018).</li>
</ol>

Autorzy nie pozostają w finansowym konflikcie interesów.

Istnieje kilka kroków, które mają kluczowe znaczenie dla zastosowania niezawodnego i konsekwentnego urazu. Po pierwsze, mysz musi dotrzeć do głębokiej płaszczyzny znieczulenia chirurgicznego, zapewniającej brak ruchu podczas wykonywania kraniektomii. Podczas gdy wiele schematów znieczulania może być stosowanych w celu wywołania znieczulenia ogólnego u gryzoni, środki znieczulające, które wywołują depresję oddechową, takie jak znieczulenie wziewne, mogą powodować zatrzymanie oddechu w połączeniu z ciężkim TBI. Protokół te...

Centra Kontroli Chorób i Zapobiegania Urazom szacują, że około 2 miliony Amerykanów doznaje urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) każdego roku1,2. W rzeczywistości TBI przyczynia się do ponad 30% wszystkich zgonów związanych z urazami w Stanach Zjednoczonych, przy kosztach opieki zdrowotnej zbliżających się do 80 miliardów dolarów rocznie i prawie 4 milionach dolarów na osobę przeżywającą ciężkie TBI3,4,5. Wpływ TBI jest podkreślony przez znaczące, długoterminowe powikłania neurokognitywne i neuropsychiatryczne, na które cierpią osoby, które przeżyły TBI z podstępnym początkiem zaburzeń behawioralnych, poznawczych i motorycznych określanych jako przewlekła encefalopatia pourazowa (CTE)6,7,8,9,10. Nawet subkliniczne wstrząsy mózgu – te skutki, które nie powodują objawów klinicznych – mogą prowadzić do długotrwałej dysfunkcji neurologicznej11,12.
Modele zwierzęce do badania TBI są używane od końca XIX wieku13. W latach osiemdziesiątych XX wieku opracowano impaktor pneumatyczny do modelowania TBI. Ta metoda jest obecnie określana jako kontrolowane uderzenie korowe (CCI)14. Kontrola i odtwarzalność CCI skłoniły naukowców do dostosowania modelu do stosowania u gryzoni15. Nasze laboratorium wykorzystuje ten model do indukcji TBI za pomocą dostępnego na rynku impaktora i elektronicznego urządzenia uruchamiającego16,17. Model ten jest w stanie wytworzyć szeroki zakres klinicznie stosowanych stanów TBI w zależności od zastosowanych parametrów biomechanicznych. Ocena histologiczna mózgów z TBI po ciężkim urazie wywołanym w naszym laboratorium wykazuje znaczny ubytek ipsilateralnej kory mózgowej i hipokampa, a także obrzęk i zniekształcenia przeciwległe. Dodatkowo, CCI powoduje stałe upośledzenie funkcji motorycznych i poznawczych, mierzone za pomocą testów behawioralnych18. Ograniczenia CCI obejmują konieczność kraniotomii oraz koszty zakupu impaktora i urządzenia uruchamiającego.
Istnieje kilka dodatkowych modeli TBI, które są dobrze ugruntowane w literaturze, w tym model bocznego uderzenia płynem, model spadku ciężaru i model obrażeń spowodowanych wybuchem19,20,21. Chociaż każdy z tych modeli ma swoje odrębne zalety, ich głównymi wadami są odpowiednio mieszane obrażenia, wysoka śmiertelność i brak standaryzacji22. Co więcej, żaden z tych modeli nie oferuje dokładności, precyzji i odtwarzalności CCI. Dostosowując parametry biomechaniczne wprowadzane do urządzenia uruchamiającego, model CCI umożliwia badaczowi precyzyjną kontrolę nad rozmiarem urazu, głębokością urazu i energią kinetyczną przyłożoną do mózgu. Daje to badaczom możliwość zastosowania całego spektrum TBI do określonych obszarów mózgu. Pozwala również na największą powtarzalność z eksperymentu na eksperyment.

<table><tbody><tr><td>AnaSed Sterylny roztwór ksylazyny do wstrzykiwań</td><td>LLOYD, Inc.</td><td></td><td></td>5939911020</tr><tr><td>Buprenorfina SR Lab 0,5 mg / ml</td><td>Zoopharm-Wildlife Pharmaceuticals USA</td><td>BSRLAB0.5-182012</td><td></td></tr><tr><td>Szybki mikrosilnik obrotowy KiT0</td><td>Foredom Electric Company</td><td>K.1070</td><td></td></tr><tr><td>Imapact one dla Stereotaxix CCI</td><td>Leica Biosystems Nussloch GmbH</td><td>39463920</td><td></td></tr><tr><td>Ketathesia Ketamine HCl Injection USP</td><td>Henry Schein, Inc</td><td>56344</td><td></td></tr><tr><td>Stereotaktyczna podstawa dla myszy</td><td>Leica Biosystems Nussloch GmbH</td><td>39462980</td><td></td></tr><tr><td>Trephines dla Micro Drill</td><td>Fine Science Tools, Inc</td><td>18004-50</td><td></td></tr></tbody></table>

mysi model kontrolowanego wpływu na korę mózgową w celu indukcji urazowego uszkodzenia mózgu

Murine Model of Controlled Cortical Impact for the Induction of Traumatic Brain Injury

Centra Kontroli Chorób i Zapobiegania Urazom szacują, że prawie 2 miliony ludzi doznaje urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) każdego roku w Stanach Zjednoczonych. W rzeczywistości TBI jest czynnikiem przyczyniającym się do ponad jednej trzeciej wszystkich zgonów związanych z urazami. Niemniej jednak mechanizmy komórkowe i molekularne leżące u podstaw patofizjologii TBI są słabo poznane. W związku z tym przedkliniczne modele TBI zdolne do replikacji mechanizmów uszkodzeń związanych z TBI u ludzi są krytyczną potrzebą badawczą. Model kontrolowanego uderzenia korowego (CCI) TBI wykorzystuje urządzenie mechaniczne do bezpośredniego oddziaływania na odsłoniętą korę. Chociaż żaden model nie jest w stanie w pełni odtworzyć rozbieżnych wzorców urazów i niejednorodnego charakteru TBI u ludzi, CCI jest w stanie wywołać szeroki zakres klinicznie stosowanych TBI. Co więcej, CCI można łatwo ustandaryzować, co pozwala badaczom porównywać wyniki z różnych eksperymentów, a także z różnych grup badawczych. Poniższy protokół jest szczegółowym opisem stosowania ciężkiej CCI za pomocą dostępnego na rynku urządzenia udarowego w mysim modelu TBI.

Impaktor montuje się bezpośrednio na ramie stereotaktycznej, co pozwala na uzyskanie rozdzielczości do 10 µm przy kontrolowaniu punktu uderzenia, głębokości i penetracji. Wykorzystywane siły elektromagnetyczne mogą nadawać prędkości uderzenia w zakresie 1,5–6 m/s. Zapewnia to niezrównaną precyzję i powtarzalność w całym zakresie klinicznie istotnych TBI. Badacze mogą przeprowadzać doświadczenia pilotażowe, zmieniając parametry urazu, takie jak rozmiar końcówki impaktora, prędkość uderzenia i głębokość uderzenia, aby usta...

Tutaj opisujemy protokół indukcji mysiego urazowego uszkodzenia mózgu poprzez kontrolowane uderzenie w korę mózgową z otwartą głową.

Mysi model kontrolowanego wpływu na korę mózgową w celu indukcji urazowego uszkodzenia mózgu

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the ...

Kontrolowane oddziaływanie kory mózgowej jest łatwe do standaryzacji wśród badanych i eksperymentów oraz pozwala na zastosowanie całego spektrum urazowego uszkodzenia mózgu do precyzyjnie zdefiniowanych obszarów mózgu. Tę procedurę demonstruje Mecca Islam, technik badawczy w moim laboratorium. Technika ta pozostaje najbardziej spójną i powtarzalną formą wywoływania urazowego uszkodzenia mózgu u gryzoni.Przed rozpoczęciem procedury należy przymocować urządzenie udarowe do stereotaktycznej ramy operacyjnej. Skompletować urządzenie uruchamiające o pożądanych parametrach biomechanicznych dla odpowiedniej prędkości doświadczalnej i czasu odwiertu. Załóż nowe środki ochrony osobistej i sterylne rękawice i potwierdź brak reakcji na uszczypnięcie palca u znieczulonej myszy eksperymentalnej.Użyj maszynki do strzyżenia, aby ogolić sierść w miejscu operacji i nałóż maść na oczy zwierzęcia. Następnie umieść mysz na sali operacyjnej i przygotuj ogoloną skórę za pomocą trzech sekwencyjnych peelingów chirurgicznych na bazie jodu i alkoholu. Aby wywołać kontrolowane korowe urazowe uszkodzenie mózgu, najpierw użyj skalpela, aby wykonać jednocentymetrowe nacięcie wzdłuż linii środkowej skóry głowy, aby odsłonić czaszkę.Wycofaj skórę głowy z miejsca operacji i zidentyfikuj szwy strzałkowe i czołowe na odsłoniętej czaszce. Aby wykonać kraniektomię, wyposaż mikrowiertło w pięciomilimetrowe wiertło trepanacyjne, aby aktywować wiertło z maksymalną prędkością i przyłóż wiertło prostopadle do czaszki dwa milimetry na lewo od szwu strzałkowego i dwa milimetry rostralnie do szwu koronalnego z delikatnym równomiernym naciskiem. Lekkie ugięcie będzie odczuwalne, gdy wiertło wbije się w czaszkę.Użyj kleszczy i igły podskórnej o małej średnicy, aby usunąć płat kostny, całkowicie odsłaniając leżącą pod spodem oponę twardą i obróć końcówkę udaru w pole operacyjne. Zabezpiecz obustronne kości skroniowe między miniaturowymi nausznikami ramy stereotaktycznej i zablokuj siekacze w zacisku siekacza, aby zapewnić stabilny trzypunktowy uchwyt na głowie myszy. Opuść końcówkę, aż zetknie się z odsłoniętą oponą twardą.Czujnik kontaktowy przyrządu wyda sygnał dźwiękowy, aby zaalarmować, że kontakt został nawiązany. Cofnij końcówkę udarową od punktu zerowego i opuść pozycję udaru na ramie stereotaktycznej, aby ustawić żądaną głębokość uderzenia. Następnie aktywuj udar na urządzeniu uruchamiającym przed obróceniem urządzenia z powrotem poza pole, aby umożliwić usunięcie zwierzęcia z ramy.Natychmiast po urazie należy bezpośrednio wycisnąć sterylny aplikator z bawełnianą końcówką na czaszkę i uszkodzoną powierzchnię kory mózgowej, aby zatamować krwawienie i użyć świeżego aplikatora do wysuszenia czaszki. Zamknij skórę głowy nad kraniektomią zgodnie ze standardowymi technikami i zastosuj znieczulenie pooperacyjne. Następnie umieścić zwierzę w bocznej pozycji wyjściowej do odpoczynku po odleżynie w czystej, wstępnie ogrzanej klatce z monitorowaniem aż do pełnego leżenia i mierzyć masę ciała co trzy dni przez cały czas trwania eksperymentu.Doprowadzenie urazu, jak wykazano, skutkuje krwotokiem podtwardówkowym, śródmiąższowym i podpajęczynówkowym. Ocena histologiczna urazowego uszkodzenia mózgu, skrawków tkanki mózgowej po ciężkim urazie ujawnia znaczny ubytek ipsilateralnej kory mózgowej i hipokampa, a także obrzęk i zniekształcenia przeciwległe. Obrazowanie MR poważnie uszkodzonych mózgów wykazuje również postępującą utratę tkanek i zastępowanie ich przez płyn mózgowo-rdzeniowy.Kontrolowane uderzenie kory mózgowej wywołuje niezawodne i spójne uszkodzenie, które jest w stanie wywołać szeroki zakres klinicznie stosowanych urazów mózgu. Nasza metoda kontrolowanego wpływu na korę mózgową generuje mysi model ciężkiego urazowego uszkodzenia mózgu do analizy behawioralnej i obrazowej oraz wytwarza tkankę do analizy molekularnej i komórkowej.

murine-model-controlled-cortical-impact-for-induction-traumatic-brain

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Ten film demonstruje procedurę wywoływania urazowego uszkodzenia mózgu u myszy w otwartej czaszce poprzez wykonanie nacięcia w linii środkowej czaszki, przewiercenie czaszki i usunięcie płata kostnego w celu odsłonięcia kory mózgowej oraz zastosowanie wysokiego ciśnienia w celu wywołania urazu. Rana jest następnie zszywana w celu przygotowania modelu myszy do kolejnych eksperymentów.

Generowanie mysiego modelu urazowego uszkodzenia mózgu za pomocą sondy impaktorowej

Ten film demonstruje procedurę wywoływania urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) w modelu mysim. Znieczulona mysz z odsłoniętą czaszką jest pobierana w celu stworzenia otworu w czaszce, a następnie wywoływane jest kontrolowane uszkodzenie kory mózgowej za pomocą urządzenia uderzeniowego. Uraz uszkadza tkankę mózgową, powodując upośledzenie funkcji poznawczych i koordynacji ruchowej.

Generowanie mysiego modelu urazowego uszkodzenia mózgu za pomocą urządzenia impaktorowego

Źródło: Macheda, T., et. al. Elektromagnetycznie sterowany model zamkniętej głowy łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu u myszy. J. Vis. Exp. (2022)Ten film demonstruje procedurę wywoływania urazu głowy w modelu myszy przy użyciu klatki stereotaktycznej. Kontrolowane uderzenie replikuje łagodne urazowe uszkodzenie mózgu, umożliwiając naukowcom badanie skutków neurologicznych i powrotu do zdrowia poprzez pomiar odruchów i zachowań po urazie.

Indukcja łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu w modelu mysim

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.

Kontrolowany model uderzenia kory mózgowej w przypadku urazowego uszkodzenia mózgu

Sportowcy każdego roku doświadczają kilkuset łagodnych urazowych urazów mózgu (mTBI)/wstrząśnień mózgu; jednak ich konsekwencje dla mózgu są słabo poznane. W związku z tym zwierzęcy model pojedynczego i powtarzalnego mTBI, który konsekwentnie replikuje klinicznie istotne objawy, zapewnia środki do postępu w badaniach nad mTBI i wstrząsem mózgu.

Mysi model pojedynczego i powtarzalnego łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu

Ten protokół demonstruje metodologie dla mysiego modelu urazowego mózgu z otwartą czaszką i przeszczepu hodowanych ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych do miejsca urazu. W skrócie opisano również testy behawioralne i histologiczne wyników tych procedur.

Kontrolowany model wpływu kory mózgowej uszkodzenia mózgu myszy z terapeutycznym przeszczepem ludzkich pluripotencjalnych komórek nerwowych pochodzących z komórek macierzystych

Krwotok śródmiąższowy i zapalenie nerwów, któremu towarzyszy stłuczenie mózgu, mogą spowodować poważne wtórne uszkodzenie mózgu. Protokół ten szczegółowo opisuje model kontrolowanego wpływu kory mózgowej (CCI) na myszy, umożliwiając naukowcom badanie kontuzji krwotoku i pourazowych odpowiedzi immunologicznych oraz badanie potencjalnych terapii.

Przedkliniczny, kontrolowany model oddziaływania kory mózgowej w przypadku krwotoku pourazowego, stłuczenia i zapalenia nerwów

Protokół opisuje łagodne urazowe uszkodzenie mózgu w modelu mysim. W szczególności w pełni wyjaśniony jest protokół krok po kroku mający na celu wywołanie łagodnego urazu głowy w linii środkowej oraz charakterystyka modelu zwierzęcego.

Elektromagnetycznie sterowany model zamkniętej głowy łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu u myszy

W tym miejscu przedstawiamy protokół mający na celu ustanowienie modelu zwierzęcego z zamkniętym urazem głowy, replikującego wynik neuroobrazu niepowikłanego, łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu z zachowaną strukturą mózgu w ostrej fazie i długotrwałym zanikiem mózgu. Podłużne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego jest podstawową metodą stosowaną do celów dowodowych.

Opracowanie nieskomplikowanego modelu łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu zmodyfikowanego metodą Weight-Drop i potwierdzonego rezonansem magnetycznym

Przedstawiono metodę bocznego uderzenia płynnego (LFP), uznany model urazowego uszkodzenia mózgu u myszy. LFP spełnia trzy główne kryteria dla modeli zwierzęcych: poprawność, niezawodność i istotność kliniczną. Opisano procedurę składającą się z chirurgicznej kraniotomii, zamocowania adaptera oraz następującego po nich wywołania urazu, co prowadzi do powstania uszkodzeń ogniskowych i rozlanych.

Boczna perkusja płynowa: model urazowego uszkodzenia mózgu u myszy

Poznaj metodę kontrolowanego uderzenia w korę mózgową do indukcji urazowego uszkodzenia mózgu u myszy. Ta technika umożliwia standaryzację obrażeń i analizę behawioralną oraz molekularną.

Mysi model kontrolowanego wpływu na korę mózgową w celu indukcji urazowego uszkodzenia mózgu

Przeglądaj więcej filmów