Этот протокол подтверждает надежную, легкую в исполнении и воспроизводимую модель грызунов, диффузную аксональную травму мозга (DAI), которая вызывает широкое повреждение белого вещества без переломов черепа или ушибов.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Этот протокол подтверждает надежную, легкую в исполнении и воспроизводимую модель грызунов, диффузную аксональную травму мозга (DAI), которая вызывает широкое повреждение белого вещества без переломов черепа или ушибов.
Травматическая черепно-мозговая травма (ТБИ) является основной причиной смерти и инвалидности. Диффузная аксональная травма (DAI) является преобладающим механизмом травмы в большом проценте пациентов ТБИ, нуждающихся в госпитализации. DAI включает в себя широкое повреждение аксонального от встряхивания, вращения или взрыва травмы, что приводит к быстрой травмы аксонального растяжения и вторичные аксональные изменения, которые связаны с длительным воздействием на функциональное восстановление. Исторически экспериментальные модели DAI без координационных травм было трудно разработать. Здесь мы проверяем простую, воспроизводимую и надежную модель грызунов DAI, которая вызывает широкое повреждение белого вещества без переломов черепа или ушибов.
Травматическая черепно-мозговая травма (TBI) является одной из основных причин смерти и инвалидности в Соединенных Штатах. TBIs способствовать около 30% всех травм, связанных смертей1,2. Основные причины TBI различаются между возрастными группами и включают падения, скоростные столкновения во время занятий спортом, умышленное причинение себе вреда, дорожно-транспортных происшествий и нападений1,2,3.
Мозг диффузной аксональной травмы (DAI) является специфическим типом TBI индуцированных вращательного ускорения, встряхивания или взрыва травмы головного мозга в результате неограниченного8движения головы в момент после травмы4,5,6,7. DAI включает в себя широкое повреждение аксонального приводит к длительным неврологическим нарушениям, что связано с плохим результатом, обременительные расходы на здравоохранение, и 33-64% смертности1,2,4,99,,10,11. Несмотря на значительные недавние исследования патогенеза DAI, не было консенсуса по лучшим вариантам лечения11,12,13,14.
За последние десятилетия, многочисленные экспериментальные модели пытались точно воспроизвести различные аспекты DAI11,12,15,16. Тем не менее, эти модели имеют ограничения, учитывая уникальную презентацию DAI по сравнению с другими фокусными травмами. Эти предыдущие модели не только вызывают аксональные повреждения в областях белого вещества, но и приводят к очаговым травмам головного мозга. Клинически, DAI сопровождается микро кровоизлияния, которые могут представлять собой основную причину повреждения белого вещества.
Только две модели животных были показаны, чтобы повторить ключевые клинические особенности DAI. Дженнарелли и его коллеги произвели первое боковое устройство вращения головы в 1982 году, используя неэффективное ускорение вращения головы, чтобы вызвать кому с DAI в нечеловеческой модели приматов15. Эта модель приматов использовала контролируемое однократное вращение для ускорения и замедления, чтобы вытеснить голову через 60 градусов в течение 10-20 мс. Эта техника была в состоянии подражать нарушенного сознания и широко ежексональных повреждений, которые напоминали последствия тяжелых TBI наблюдается в человеческом мозге. Тем не менее, примат модели очень дорогие4,11,16. Основываясь частично на предыдущей модели, свинья модель вращения ускорения черепно-мозговой травмы была разработана в 1994 году (Росс и др.) с аналогичными результатами14.
Эти две модели животных, хотя они произвели различные презентации типичной патологии, значительно добавили к понятиям ПАтогенеза DAI. Быстрая вращение головы, как правило, принято как лучший метод для индуцирования DAI, и грызуны обеспечивают менее дорогую модель для быстрого исследования вращения головы11,16. Здесь мы проверяем простую, воспроизводимую и надежную модель грызунов DAI, которая вызывает широкое повреждение белого вещества без переломов черепа или ушибов. Эта нынешняя модель позволит лучше понять патофизиологию ДАИ и развитие более эффективных методов лечения.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эксперименты проводились в соответствии с рекомендациями Хельсинкских и Токиоских деклараций и Руководящими принципами по использованию экспериментальных животных Европейского сообщества. Эксперименты были одобрены Комитетом по уходу за животными Университета Бен-Гуриона в Негеве.
1. Подготовка крыс к экспериментальной процедуре
ПРИМЕЧАНИЕ: Выберите взрослых самцов крыс Sprague-Dawley весом 300-350 г.
2. Индукция диффузной аксональной травмы
ПРИМЕЧАНИЕ: Устройство состоит из следующих компонентов: 1) прозрачный пластиковый цилиндр, 2) железный вес (1308 г), 3) механизм вращения, состоящий из цилиндрической трубки, двух подшипников, на которых вращается ось и фиксация головы (для ушных булавок); 4) горизонтальная платформа, на которой закреплены два подшипника.
3. Измерение вращательных параметров кинематики/биомеханических.



4. Оценка неврологической тяжести Оценка после 48 часов
ПРИМЕЧАНИЕ: Неврологические дефициты были оценены и градуированы с помощью неврологической тяжести Оценка, как ранее описано17,18,19. Изменения в двигательной функции и поведении оцениваются точечной системой таким образом, что максимальный балл 24 представляет собой тяжелую неврологическую дисфункцию. Оценка 0 указывает на нетронутый неврологический статус. Оцениваются следующие поведенческие функции.
5. Сбор мозга для гистологического обследования после 48 часов
6. Иммунохимическое окрашивание и обследование
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Таблица 1 иллюстрирует временную шкалу протокола. Коэффициент смертности в этой модели ДАИ составил 0%. Тест Манн-Уитни показал, что неврологический дефицит был значительно больше для 15 ДАИ крыс по сравнению с 15 фиктивных крыс в 48 часов после вмешательства (Mdn No 1 против 0), U 22,5, р юlt; 0,001, r 0,78 (см. Таблица 2). Данные измеряются в подсчетах и представлены как средний и 25-75 процентильный диапазон.
Репрезентативные фотомикробые фотомикробы талами...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол описывает модель грызунов DAI. В DAI, вращательное ускорение на мозге вызывает эффект сдвига, который вызывает аксональные и биохимические изменения, которые приводят к потере аксональной функции в прогрессивном процессе. Вторичные аксональные изменения производятся быстрой аксональной травмы растяжения и являются переменными по степени и тяжести4,,5,,10. В течение нескольких часов до нескольких дней после первично...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы с благодарностью признают д-ра Натана Клейорина (департамент машиностроения, Университет Бен-Гуриона в Негеве) за его помощь в биомеханических измерениях. Также благодарим профессора Елену Севериновскую, Марину Кущеву, Максима Кривоносова, Дарину Якуменко и Евгению Гончарик на кафедре физиологии, факультета биологии, экологии и медицины, Днепровского университета Олеся Гончара, Днепр, Украину за поддержку и полезный вклад в наши обсуждения.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,01 М цитрат натрия | SIGMA - ALDRICH | ||
| 2,5% нормальная лошадиная сыворотка | SIGMA - ALDRICH | H0146 | Жидкий |
| 4% буферизованный раствор | |||
| Антиамилоидный предшественник белка, С - концевое антитело, производимое у кролика | SIGMA - ALDRICH | Lot 056M4867V | |
| биотинилированное вторичное антитело | Вектор | BA-1000-1,5 | 10 мМ фосфат натрия, pH 7,8, 0,15 М NaCl, 0,08% азид натрия, 3 мг/мл бычья сыворотка альбумин |
| щипцы | |||
| DAB пероксидаза (HRP) Substrate Kit (с никелем), 3,3'-диаминобензидин | вектор лабораторные | ||
| встраиваемые кассеты | |||
| этанол 99,9 % | ROMICAL | легковоспламеняющаяся жидкость | |
| гильотина | |||
| Гематоксилин | SIGMA - ALDRICH | H3136-25G | |
| Раствор перекиси водорода | Millipore | 88597-100ML-F | |
| Isofluran, USP 100% | Piramamal Critical Care, Inc | ||
| Olympus BX 40 микроскоп | Olympus | ||
| paraffine | paraplast plus leica biosystem | Встраивание в ткань среднего | |
| фосфатно-солевого буфера (PBS) | SIGMA - ALDRICH | P5368-10PAK | Содержимое одного пакета, при растворении в одном литре дистиллированной или деионизированной воды, дает 0,01 М фосфатно-солевого буфера (NaCl 0,138 M; KCl - 0,0027 М); pH 7,4, при 25 °C. |
| Стрептавидин HRP | ABCAM | ab64269 | Стрептавидин-HRP для применения с биотинилированными вторичными антителами во время ИГХ/иммуногистохимии. |
| ксилол |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение