Протокол описывает легкую черепно-мозговую травму на мышиной модели. В частности, полностью объясняется пошаговый протокол для индукции легкой закрытой травмы головы по средней линии и характеристика животной модели.
Методическая статья
Протокол описывает легкую черепно-мозговую травму на мышиной модели. В частности, полностью объясняется пошаговый протокол для индукции легкой закрытой травмы головы по средней линии и характеристика животной модели.
Высоковоспроизводимые модели черепно-мозговой травмы (ЧМТ) на животных с четко определенными патологиями необходимы для тестирования терапевтических вмешательств и понимания механизмов того, как ЧМТ изменяет функцию мозга. Наличие нескольких моделей ЧМТ на животных необходимо для моделирования различных аспектов и тяжести ЧМТ, наблюдаемых у людей. В этой рукописи описывается использование средней закрытой черепно-мозговой травмы (ОМС) для разработки мышиной модели легкой ЧМТ. Модель считается мягкой, потому что она не вызывает структурных поражений головного мозга, основанных на нейровизуализации или грубой потере нейронов. Тем не менее, один удар создает достаточно патологии, чтобы когнитивные нарушения можно было измерить по крайней мере через 1 месяц после травмы. В статье определен пошаговый протокол индуцирования ОМС у мышей с использованием электромагнитного ударного элемента со стереотаксическим управлением. Преимущества модели ОМС легкой средней линии включают воспроизводимость изменений, вызванных травмой, с низкой смертностью. Модель была временно охарактеризована до 1 года после травмы для нейровизуализации, нейрохимических, невропатологических и поведенческих изменений. Модель дополняет модели открытого черепа с контролируемым кортикальным воздействием с использованием того же ударного устройства. Таким образом, лаборатории могут моделировать как легкую диффузную ЧМТ, так и очаговую ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести с одним и тем же ударом.
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) вызвана внешней силой на мозг, часто связанной с падениями, спортивными травмами, физическим насилием или дорожно-транспортными происшествиями. В 2014 году Центры по контролю и профилактике заболеваний определили, что 2,53 миллиона американцев обратились в отделение неотложной помощи, чтобы обратиться за медицинской помощью в связи с несчастными случаями, связанными с ЧМТ1. Поскольку легкая ЧМТ (мЧМТ) составляет большинство случаев ЧМТ, за последние несколько десятилетий было принято несколько моделей ЧМТ, которые включают снижение веса, закрытую черепно-мозговую травму, управляемую поршнем, и контролируемое воздействие коры, ротационную травму, легкую жидкостную ударную травму и модели взрывной травмы 2,3. Гетерогенность моделей mTBI полезна для устранения различных особенностей, связанных с mTBI, наблюдаемых у людей, и для оценки клеточных и молекулярных механизмов, связанных с повреждением головного мозга.
Из широко используемых моделей закрытой черепно-мозговой травмы одной из первых и наиболее широко используемых моделей является метод сброса веса, при котором на голову животного (обезболиваемый или бодрствующий) падает предмет с определенной высоты)2,4. В методе снижения веса тяжесть травмы зависит от нескольких параметров, в том числе от трепанации черепа, неподвижной или свободной головы, а также расстояния и веса падающего предмета 2,4. Одним из недостатков этой модели является высокая вариабельность тяжести травмы и высокий уровень смертности, связанный с угнетением дыхания 5,6. Распространенной альтернативой является нанесение удара с помощью пневматического или электромагнитного устройства, которое может быть выполнено непосредственно на открытой твердой мозговой оболочке (контролируемое корковое воздействие: CCI) или закрытом черепе (закрытая черепно-мозговая травма: CHI). Одной из сильных сторон поршневой травмы является ее высокая воспроизводимость и низкая смертность. Однако CCI требует трепанации черепа 7,8, а сама трепанациячерепа вызывает воспаление9. Вместо этого в модели ОМС нет необходимости в трепанации черепа. Как уже говорилось, каждая модель имеет ограничения. Одним из ограничений модели ОМС, описанной в данной статье, является то, что операция проводится с использованием стереотаксического каркаса, а голова животного обездвиживается. В то время как полная иммобилизация головы обеспечивает воспроизводимость, она не учитывает движение после удара, которое может способствовать травме, связанной с мЧМТ.
В этом протоколе описывается базовый способ выполнения воздействия ОМС с помощью коммерчески доступного электромагнитного ударного устройства10 в мыши. В этом протоколе подробно описаны точные параметры, необходимые для достижения высоковоспроизводимой травмы. В частности, исследователь имеет точный контроль над параметрами (глубина травмы, время выдержки и скорость удара) для точного определения тяжести травмы. Как описано, эта модель ОМС вызывает травму, которая приводит к двусторонней патологии, как диффузной, так и микроскопической (т.е. хронической активации глии, аксонального и сосудистого повреждения), а также поведенческим фенотипам 11,12,13,14,15. Кроме того, описанная модель считается легкой, так как не вызывает структурных поражений головного мозга на основе МРТ или грубых поражений по патологии даже через 1 год после травмы16,17.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Проведенные эксперименты были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) Университета Кентукки, и во время исследования соблюдались как ARRIVE, так и Руководство по уходу и использованию лабораторных животных.
1. Хирургическая установка
ПРИМЕЧАНИЕ: Мыши содержатся в группах по 4-5 человек в клетке, влажность в помещении поддерживается на уровне 43-47%, а температура поддерживается на уровне 22-23 °C. Мышам предоставляется свободный доступ к пище и воде, и они подвергаются воздействию 12-часового / 12-часового цикла свет/темнота (7 утра / 7 вечера).
2. Предоперационная процедура
3. Хирургическое вмешательство
4. Послеоперационный уход
5. Уборка
6. Критерии исключения
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Это стереотаксическое электромагнитное ударное устройство является универсальным. Он используется как для открытого черепно-контролируемого кортикального воздействия (CCI), так и для закрытой черепно-мозговой травмы (CHI). Кроме того, тяжесть травмы можно модулировать, изменяя параметры травмы, такие как скорость удара, время выдержки, глубина удара, наконечник ударного элемента и цель травмы. Здесь описана операция ОМС с использованием ударного элемента со стальным наконечником толщиной 5,0 мм. Эта травма считается легк...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Несколько этапов включают в себя воссоздание согласованной модели травмы с использованием описанной модели. Во-первых, очень важно правильно закрепить животное в стереотаксической рамке. Голова животного не должна иметь возможности двигаться вбок, а череп должен быть полностью плоским, а брегма и лямбда считывают одни и те же координаты. Правильное размещение амбушюр является самым сложным аспектом этой операции, и этому можно научиться только с практикой. Если череп не выровнен, голова должна быть отрегулирована, прежде...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам раскрывать нечего.
Эта работа была частично поддержана Национальными институтами здравоохранения под номерами наград R01NS120882, RF1NS119165 и R01NS103785 и наградой Министерства обороны AZ190017. Содержание является исключительной ответственностью авторов и не отражает официальную точку зрения Национальных институтов здравоохранения или Министерства обороны.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 9 мм Аппликатор Autoclip | Braintree scientific | ACS- APL | Surgery |
| 9 мм Autoclip Remover | Braintree scientific | ACS- RMV | Surgery |
| 9 мм Autoclip, Кейс из 1,000 зажимов | Braintree scientific | ACS- CS | Surgery (Staples) |
| Aperio ImageScope программное обеспечение | Leica BioSystems | NA | IHC |
| BladeFLASK Средство для удаления лезвий | Fisher Scientific | 22-444-275 | Хирургия |
| Аппликатор ватного наконечника | VWR | 89031-270 | Хирургия |
| Цифровая мышь стереотаксическая рамка | Stoelting | 51730D | Хирургия |
| Dumont #7 Щипцы | Roboz | RS-5047 | Хирургия |
| Амбушюры | Stoelting | 51649 | Хирургия |
| EthoVision XT 11.0 | Noldus Information Technology | NA | RAWM |
| Fiber-Lite | Dolan-Jeffer Industries | UN16103-DG | Хирургия |
| Fisherbrand Bulb для малых пипеток | Fisher Scientific | 03-448-21 | Аппарат поддержки головы |
| Gemini Avoidance System | San Diego Instruments | NA | Активная |
| грелка | Sunbeam | 732500000U | Подготовка к операции HRP |
| конъюгированная коза против кролика IgG | Исследовательские лаборатории Jackson Immuno | 111-065-144 | IHC |
| Индукционная камера | Kent Scientific | VetFlo-0530XS | Подготовка к хирургии |
| Изофлуран, USP | Covetrus | NDC: 11695-6777-2 | Хирургия |
| Мышиная газовая анестезия держатель головки | Stoelting | 51609M | Хирургия |
| Нейропактор Стереотаксический импактор | Инструменты неврологии | н/д | Хирургия: Официально распространяется Lecia как ударная одна |
| мышь NexGen 500 | Аллентаун | н/д | Послеоперационный, держательский каркас |
| Парапленка | Bemis | PM992 | Аппарат поддержки головы |
| Арахис - профессиональная машинка для стрижки волос | Whal | 8655-200 | Подготовка к операции |
| Раствор повидон-йода USP, 10% (w/v), 1% (w/v) доступный йод, для лаборатории | Ricca | 3955-16 | Surgery |
| Puralube Vet Oinment,вазелин офтальмологическая мазь, стерильная глазная смазка | Dechra | 17033-211-38 | Surgery |
| Rabbit anti-GFAP | Dako | Z0334 | IHC |
| Кролик анти-IBA1 | Wako | 019-19741 | IHC |
| 8-рычажный радиальный рукав Водный | лабиринтИнженеры | н/д | RAWM |
| Весы | OHAUS CS series | BAL-101 | Ручка для подготовки |
| к хирургии # 7 Твердая 6.25" | Roboz | RS-9847 | Прокладки для подготовки к операции |
| стерильным спиртом (изопропиловый спирт 70% v/v) | Fisher Brand | 22-363-750 | Подготовка к операции |
| SumnoSuite система низкопоточной анестезии | Kent Scientific | SS-01 | Хирургия |
| 10 мл шприц Luer-Lok Tip | BD Bard-Parker | 302995 | Аппарат поддержки головы |
| Таймеры | Fisher Scientific | 6KED8 | Хирургия |
| Крем для местного обезболивания | L.M.X 4 | NDC 0496-0882-15 | Подготовка к операции |
| Мазь с тройным антибиотиком | Major | NDC 0904-0734-31 | Послеоперационная |
| трубка | MasterFlex | 96410-16 | Аппарат поддержки головы |
| Вапорайзер Одноканальная система анестезии | Kent Scientific | VetFlo-1210S | Подготовка к операции |
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