Масштабируемая модель для изучения последствий травмы тупой силой у взрослых рыбок данио

James Hentig; Kaylee Cloghessy; Chloe Dunseath; David  R. Hyde

doi:10.3791/62709

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Масштабируемая модель для изучения последствий травмы тупой силой у взрослых рыбок данио

3K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/62709

⸱

31 мая 2021 г.

James Hentig¹^,²^,³ , Kaylee Cloghessy¹^,²^,³ , Chloe Dunseath²^,³ , David R. Hyde¹^,²^,³

¹Department of Biological Sciences, University of Notre Dame, ²Center for Zebrafish Research, University of Notre Dame, ³Center for Stem Cells and Regenerative Medicine, University of Notre Dame

В этой статье

Краткое содержание

Мы модифицировали модель снижения веса Мармару для взрослых рыбок данио, чтобы изучить широту патологий после черепно-мозговой травмы тупой силы (ЧМТ) и механизмы, лежащие в основе последующей регенерации нейронов. Эта модель ЧМТ с тупой силой является масштабируемой, индуцирует легкую, умеренную или тяжелую ЧМТ и повторяет гетерогенность травмы, наблюдаемую при ЧМТ человека.

Аннотация

Черепно-мозговые травмы тупой силы (ЧМТ) являются наиболее распространенной формой травмы головы, которая охватывает диапазон тяжестей и приводит к сложным и гетерогенным вторичным эффектам. Хотя нет механизма для замены или регенерации потерянных нейронов после ЧМТ у людей, рыбки данио обладают способностью регенерировать нейроны по всему телу, включая мозг. Чтобы изучить широту патологий, проявляющихся у рыбок данио после тупой ЧМТ, и изучить механизмы, лежащие в основе последующего регенеративного ответа нейронов, мы модифицировали обычно используемое падение веса грызунов Мармару для использования у взрослых рыбок данио. Наша простая модель тупой ЧМТ является масштабируемой, вызывая легкую, умеренную или тяжелую ЧМТ, и повторяет многие фенотипы, наблюдаемые после ЧМТ человека, такие как контактные и посттравматические судороги, отеки, субдуральные и внутримозговые гематомы и когнитивные нарушения, каждый из которых проявляется в зависимости от тяжести травмы. Последствия ЧМТ, которые начинают появляться в течение нескольких минут после травмы, стихают и возвращаются к почти неповрежденным контрольным уровням в течение 7 дней после травмы. Регенеративный процесс начинается уже через 48 часов после травмы (hpi), с пиком пролиферации клеток, наблюдаемым при 60 hpi. Таким образом, наша модель тупой ЧМТ рыбок данио производит характерные патологии ЧМТ первичного и вторичного повреждения, аналогичные ЧМТ человека, что позволяет исследовать начало и прогрессирование заболевания, а также механизмы регенерации нейронов, которые являются уникальными для рыбок данио.

Введение

Черепно-мозговые травмы (ЧМТ) являются глобальным кризисом в области здравоохранения и основной причиной смерти и инвалидности. В Соединенных Штатах примерно 2,9 миллиона человек испытывают ЧМТ каждый год, а в период с 2006 по 2014 год смертность из-за ЧМТ или последствий ЧМТ увеличилась более чем на 50%¹. Тем не менее, ЧМТ различаются по своей этиологии, патологии и клинической картине в значительной степени из-за механизма травмы (MOI), который также влияет на стратегии лечения и прогнозируемый ^{прогноз2}. Хотя ЧМТ могут быть результатом различных MOI, они преимущественно являются результатом либо проникающей, либо тупой....