Mysi model rany kłutej do badania krwotoku i stanu zapalnego w urazowym uszkodzeniu mózgu
21 lutego 2025
Uproszczone modele urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) ułatwiły rozwój podejść terapeutycznych. Protokół ten nakreśla tworzenie kory myszy z raną kłutą za pomocą igieł, umożliwiając analizę krwotoku i stanu zapalnego. Model myszy TBI z raną kłutą ma tę zaletę, że można go wykonać bez konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu.
Jesteśmy zainteresowani opracowaniem metody tamowania krwotoku i tłumienia stanu zapalnego w TVI, dlatego opracowaliśmy protokół umożliwiający łatwe wykonanie modelu masy TVI przy użyciu samej igły. Nasz model TVI do ran kłutych jest korzystny, ponieważ smaruje krwotok i aktywację szarości. Nasz protokół ma trzy główne zalety w porównaniu z innymi technikami.
Nie jest wymagany żaden specjalistyczny sprzęt ani narzędzia. Można to zrobić łatwo i szybko, a rana jest tak mała, że nie wpływa na zachowanie myszy, więc każdy może to zrobić z wysoką powtarzalnością. Nasze laboratorium skupi się na komunikacji neuronów, komórek szarych i komórek glejowych oraz pasożytów podczas naprawy urazowego uszkodzenia mózgu.
Komunikacja odgrywa kluczową rolę w naprawie. Jednak do tej pory nie jest to w pełni zrozumiałe. Nasz protokół jest bardzo przydatny do analizy komunikacji.
Na początek połóż znieczuloną mysz na brzusznej stronie na ręczniku papierowym. Upewnij się, że mysz jest głęboko znieczulona za pomocą testu szczypania palców u stóp. Zdezynfekuj miejsce operowane, naprzemiennie stosując po trzy razy baterie betadyny i peelingu z 70% etanolu.
Teraz chwyć skórę potyliczną kleszczami i wykonaj nacięcie o szerokości od jednego do 1,5 milimetra, aby odsłonić kość potyliczną bez uszkadzania czaszki lub jakiegokolwiek narządu. Następnie delikatnie i powoli otwórz nacięcie, aby obserwować granicę między korą mózgową a móżdżkiem przez czaszkę. Aby wykonać kraniotomię myszy, utwórz mały otwór w prawej półkuli kości potylicznej za pomocą igły.
Delikatnie obrócić igłę, aby utworzyć punkt wkłucia do igłowania ran kłutych, uważając, aby nie uszkodzić miąższu mózgu. W przypadku rany kłutej należy wprowadzić odpowiednią igłę od miejsca wprowadzenia i wbić korę mózgową wzdłuż osi rostralnej ogona. Na koniec zszyj nacięcie skóry za pomocą nylonowego szwu 3-0 z półokrągłą igłą.
Rana po zabiegu została potwierdzona pod kątem mikroskopowym. Wynaczynienie IGG osiągnęło szczyt dzień po urazie, po którym nastąpiła postępująca rekonwalescencja i zmniejszenie intensywności barwienia po trzech, pięciu i siedmiu dniach. Wyciek niebieskiego barwnika Evana do miąższu mózgu nastąpił natychmiast po urazie, a jego stężenie osiągnęło szczyt o jedną godzinę.
Stężenie barwnika stopniowo zmniejszało się po jednym i trzech dniach. Szczytowa akumulacja mikrogleju IBA1 dodatniego i astrocytów GFAP dodatnich wystąpiła odpowiednio po pięciu i trzech dniach od urazu, przy czym ich obecność zmniejszyła się o siedem dni. Cytokiny zapalne, w tym czynnik martwicy nowotworu alfa, interleukina szósta i interleukina jedna beta, wykazywały szczytową ekspresję mRNA w ciągu jednego dnia po urazie, podczas gdy transformujący czynnik wzrostu beta jeden osiągał szczyt w trzech dniach po urazie.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia protokół tworzenia mysiego modelu urazu czaszkowo-mózgowego (TBI) wywołanego raną kłutą w celu ułatwienia badań nad krwotokiem i stanem zapalnym. Dzięki zastosowaniu prostej techniki z użyciem igły, model ten umożliwia skuteczną analizę kory mózgowej myszy przy jednoczesnym zminimalizowaniu wpływu na zachowanie zwierzęcia. Podejście to zostało zaprojektowane z myślą o łatwości zastosowania i zapewnia wysoką powtarzalność, co czyni je dostępnym dla badaczy.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Urazowe uszkodzenie mózgu
- Badania nad stanami zapalnymi
Wprowadzenie
- Urazowe uszkodzenie mózgu (TBI) prowadzi do poważnych wyzwań klinicznych związanych z krwotokiem i stanem zapalnym.
- Zrozumienie komunikacji między neuronami, komórkami glejowymi i innymi komórkami mózgu ma kluczowe znaczenie dla mechanizmów naprawczych.
- Obecne modele często wymagają specjalistycznych narzędzi, co ogranicza ich dostępność w szerszych zastosowaniach badawczych.
Cel badania
- Opracowanie prostego i skutecznego modelu urazu penetrującego w celu badania TBI.
- Analiza ostrej odpowiedzi zapalnej oraz mechanizmów krwotoku.
- Ułatwienie lepszego zrozumienia komunikacji neuronalnej podczas rekonwalescencji po TBI.
Zastosowane metody
- Protokół zakłada wykorzystanie znieczulonej myszy ułożonej w pozycji brzusznej.
- W skórze głowy wykonuje się niewielkie nacięcie w celu odsłonięcia kości potylicznej, a następnie za pomocą igły wykonuje się ranę kłutą w korze mózgu.
- Technika ta została opracowana tak, aby zminimalizować uszkodzenia tkanek oraz wpływ na zachowanie myszy.
- Analiza po urazie obejmuje badanie mikroskopowe w celu potwierdzenia urazu i obserwacji zmian molekularnych.
- Kluczowe ramy czasowe dla maksymalnych odpowiedzi obejmują pierwszy dzień dla wysięku IgG i ekspresji cytokin zapalnych oraz kilka dni dla odpowiedzi mikrogleju i astrocytów.
Główne wyniki
- Ekstrawazacja IgG osiągnęła szczyt w jeden dzień po urazie, podczas gdy wyciek barwnika błękitu Evansa wystąpił natychmiast, osiągając maksimum po jednej godzinie.
- Aktywacja mikrogleju i astrocytów osiągnęła szczyt odpowiednio w piątym i trzecim dniu, co wskazuje na silną odpowiedź zapalną.
- Cytokiny zapalne wykazały szczytową ekspresję mRNA od jednego do trzech dni po urazie, co wyznacza krytyczne ramy czasowe odpowiedzi na uraz.
Wnioski
- Niniejsze badanie prezentuje praktyczną i przystępną metodę indukowania oraz badania TBI oraz towarzyszącej jej odpowiedzi zapalnej.
- Dostarcza ono wiedzy na temat mechanizmów komunikacji neuronalnej i glejowej podczas procesu naprawczego.
- Model ten ma obiecujące znaczenie dla dalszych badań nad TBI oraz potencjalnych interwencji terapeutycznych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Model mysi z raną kłutą w urazach czaszkowo-mózgowych (TBI) stanowi powtarzalną i skalowalną platformę do badania mechanizmów krwawienia i stanu zapalnego istotnych dla opracowywania leków w neurotraumatologii. Dzięki umożliwieniu precyzyjnego, zlokalizowanego urazu bez wprowadzania zakłócających efektów behawioralnych, model ten wspiera wczesną walidację celów terapeutycznych oraz ograniczanie ryzyka mechanistycznego w przypadku potencjalnych leków przeciwzapalnych i przeciwkrwotocznych. Prostota operacyjna oraz mierzalne wyniki sprawiają, że jest on cennym narzędziem w procesie selekcji projektów w portfelu badań oraz rozwoju etapu przedklinicznego.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia badanie ostrych krwotoków i szlaków zapalnych po kontrolowanym urazie mózgu.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów zaangażowanych w aktywację gleju i sygnalizację cytokin.
- Ułatwia mechanistyczną ocenę ryzyka poprzez izolację pierwotnych i wtórnych odpowiedzi urazowych.
- Zapewnia pewność prognostyczną w celu dalszego rozwoju kandydatów na leki przeciwzapalne i przeciwzakrzepowe.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Zapewnia standaryzowany, powtarzalny model uszkodzenia do przesiewu związków.
- Umożliwia uzyskanie ilościowych odczytów, takich jak przenikanie IgG, wyciek barwnika oraz ekspresja cytokin.
- Umożliwia ocenę skuteczności związków w modulowaniu odpowiedzi glejowej i zapalnej.
- Wspiera skalowalność analizy oraz porównywalność między badaniami.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodny z mechanizmami TBI istotnymi dla przebiegu choroby, w tym z krwotokiem i neurozapaleniem.
- Zapewnia ciągłość procesu od etapu odkryć po przedkliniczną walidację hipotez terapeutycznych.
- Umożliwia podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju projektu w oparciu o analizę ryzyka i ilościowe wyniki biomarkerów.
- Wspiera ocenę biomarkerów translacyjnych, takich jak aktywacja mikrogleju i astrocytów.
Integracja potoków i przepływów pracy
Model ten integruje się z kontinuum od odkrycia do fazy przedklinicznej, umożliwiając testowanie hipotez, walidację celów oraz screening związków w kontekście istotnym dla danej choroby.
- Biologia odkrywcza: Wspiera badanie mechanizmów krwawienia i stanu zapalnego w oparciu o postawione hipotezy.
- Przesiewanie: Zapewnia powtarzalne, ilościowe wyniki służące do oceny związków chemicznych.
- Analityka: Umożliwia pomiar mRNA cytokin, aktywacji gleju oraz przecieku naczyniowego do analizy porównawczej.
- Badania translacyjne: Łączy wczesną fazę odkryć z przedkliniczną walidacją biomarkerów w modelach TBI.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje skalowalną, dostępną platformę do wielokrotnego zastosowania w programach badawczych nad neurozapaleniem i neurotraumą.
Wpływ operacyjny i organizacyjny
- Wartość naukowa: zwiększa pewność predykcyjną i zmniejsza niejednoznaczność w wyjaśnianiu mechanizmów w badaniach nad TBI.
- Wartość operacyjna: zapewnia wysoką powtarzalność, standaryzację oraz minimalne wymagania sprzętowe.
- Wartość strategiczna: usprawnia podejmowanie decyzji typu go/no-go oraz efektywność kapitałową w procesach rozwoju neuroterapii.
- Wpływ na portfolio: umożliwia priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój kandydatów na leki przeciwzapalne i hemostatyczne.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza specjalistyczna w zakresie technik chirurgicznych u gryzoni oraz neuroanatomii.
- Wymagane jest minimalne instrumentarium; wystarczające są standardowe narzędzia laboratoryjne.
- Standaryzacja między zespołami jest ułatwiona dzięki prostocie i powtarzalności protokołu.
- Metoda jest dostosowywalna do różnych klas związków ukierunkowanych na krwawienie lub stan zapalny.
- Model miejscowego urazu może ograniczać ekstrapolację wyników na rozproszone formy TBI.
