Эксперименты были воспроизведены на 2 площадках: в Университете Бордо (Франция) и Калифорнийском университете в Риверсайде (Калифорния, США).
В Бордо все эксперименты проводились на самцах и самках мышей P17 C57Bl6J, выведенных в Университетском здании для животных. Первоначальные заводчики были получены из коммерческого источника и выращены в стандартных условиях с 12/12-часовым циклом темноты/света, температурой 21 °C ± 1 °C и влажностью 55% ± 10%, а также с предоставлением пищи и воды в неограниченном количестве. Экспериментальные процедуры проводятся в соответствии с правилами Комитета по уходу за животными Университета Бордо, французскими законами, регулирующими использование лабораторных животных (разрешение #29324-2021012118549817 v3), директивами Европейского совета (86/609/EEC) и рекомендациями ARRIVE. Этот протокол, являясь легкой моделью черепно-мозговой травмы, не вызывает боли или дистресса. Таким образом, он не требует какого-либо специфического обезболивания, выходящего за рамки обычного обезболивания. Отлучение от груди (TBI, Shams) было эффективным при P25.
В Риверсайде были получены коммерчески беременные самки мышей E13 C57Bl6J, и все эксперименты проводились на полученных пометах как у самцов, так и у самок в возрасте P17. Животные выращивались с автоматическим 12/12-часовым циклом темноты/света и температурой 21 °C. Самки и детеныши имели свободный доступ к пище и воде. Все экспериментальные процедуры были одобрены Калифорнийским университетом, Комитетом по уходу за животными и их использованию в учреждении Риверсайд и соответствовали Закону о благополучии животных и политике Службы общественного здравоохранения. Все щенки (TBI, Sham) в этом учреждении были отлучены от груди на P21.
Подробная информация о животных, реагентах и оборудовании, использованных в этом исследовании, приведена в Таблице материалов.
1. Предварительные шаги
- Чтобы предотвратить переохлаждение, заранее прогрейте камеру для индукции анестезии и восстановительные кейджи с помощью согревающих салфеток.
- Установите стереотаксический аппарат с установленным ударным устройством под углом 90°.
- Убедитесь, что все детали правильно затянуты и закреплены, а поршень надежно привинчен к ударному элементу.
- Вырежьте алюминиевый лист, который будет подходить к стереотаксическому аппарату (в данном случае 18 см х 30 см). Используемый здесь алюминий имеет стандартное качество алюминия. Оберните стереотаксическую рамку фольгой, чтобы получилась подушка, на которую будет лежать животное. Закрепите положение и натяжение фольги с помощью обычной лабораторной ленты, чтобы выдержать вес животного.
- Включите контроллер ударного элемента и, в зависимости от тяжести травмы, установите скорость удара равной 2 м.с-1 для степени 1 (G1) или 3 м.с-1 для степени 2 (G2) для более серьезного удара (изменение этого параметра повлияет на тяжесть сотрясения мозга).
- Взвесьте животных. При P17 вес животных должен быть более 5,9 г для мышей C57Bl6. Животные, которые не достигают этого веса, исключаются.
Примечание: В некоторых исследованиях использовались мыши с CD1, а для P17 порог был установлен на уровне более 6,5 г (персональные данные).
2. Процедура лечения ювенильной легкой черепно-мозговой травмы
- Обезболите мышь с помощью 5-минутного воздействия изофлурана. Установите газовый состав на смесь 2,5% (в данном случае носителем служит синтетическая воздушная смесь с 21% кислорода) с расходом 1,5 л/мин.
ПРИМЕЧАНИЕ: На этом этапе все действия должны быть выполнены быстро, так как неповрежденные животные проснутся в течение 5 минут.
- Расположите головку мыши под импактором. Щенок должен быть разложен по всей длине. Наконечник имеет диаметр 3 мм и покрыт резиной, чтобы свести к минимуму воздействие металла на череп.
- Опустите импактор, переключив ручку в положение Extend .
- Примерно опустите импактор и расположите мышь так, чтобы импактор находился прямо между ушами. Затем проведите мышью так, чтобы кончик поршня был перемещен вперед на сумму, эквивалентную одному кончику поршня, и одному кончику поршня слева от животного (см. рисунок 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: Фиктивные животные располагаются немного в стороне от поршня (ни одна часть животного не должна подвергаться воздействию).
- Опустите ударный элемент так, чтобы он соприкасался с головой животного (рисунок 1E2).
- Установите ударный элемент в положение «Втягивание » (Рисунок 1E3).
- Для того чтобы определить тяжесть травмы, переместите поршень на 1 мм вниз для степени 1 (G1). Для более сильного удара класса 2 (G2) переместите поршень на 3 мм вниз (Рисунок 1E4).
- Установите время задержки на 0,1 с независимо от степени тяжести (изменение этого параметра не повлияет на тяжесть сотрясения мозга).
- Нажмите кнопку Удар на правой ручке (Рисунок 1E5).
- Быстро переведите левую ручку в выключенное положение, чтобы система не перегревалась. Для получения дополнительной информации см. блок-схему (рисунок 2).

Рисунок 1: Расположение наконечника ударного элемента. (A) Наконечник ударного элемента сначала располагается на средней линии между ушами. (B) Затем наконечник перемещается на 3 мм вперед (эквивалент диаметра наконечника). (C) Наконец, кончик поршня перемещается на 3 мм с левой стороны мыши. (Д,Э) Возможные положения наконечника ударного элемента по отношению к магнитному барабану. (D) Ударный элемент имеет 3 положения по отношению к корпусу поршня (нейтральное, втянутое или выдвинутое/ударное) с расстоянием 5 мм между ними. (E) Положение наконечника ударного элемента по отношению к поверхности черепа на различных этапах процедуры. (1) Положение ударного элемента в нейтральном положении; (2) поршень перемещается так, чтобы мягко коснуться черепа животного (шаг 2.5); (3) после этого ударный элемент устанавливается в положение втягивания (шаг 3.6); (4) Весь корпус ударного элемента перемещается на x мм вниз (шаг 2.7). Для класса G1 скорость удара (y) составляет 2 м.с-1 при глубине 1 мм (x) для G1 или скорость удара (y) 3 м.с-1 при глубине 3 мм (x) для G2. (5) После нажатия на удар рычага наконечник ударного элемента перемещается на x мм ниже поверхности черепа со скоростью y в течение времени задержки при возвращении в нейтральное положение. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 2: Блок-схема CHILD. Блок-схема с подробным описанием этапов индуцирования CHILD у мышей PND17 с цветовой кодировкой для обозначения различных фаз индукции сотрясения мозга. Фотографии установки включают в себя: (А) всю индукционную установку CHILD (устройство для анестезии не видно), включая контроллер Impact, стереотаксическое устройство с импактором и наконечником, расположенным над тугой оловянной фольгой, и блок восстановления, расположенный на верхней части грелки. (B) Резиновый ударный наконечник (3 мм) со шкалой. (C) Стереотаксическое устройство с оловянной фольгой, натянутой на стереотаксическую раму, и соленоидом ударного элемента с ударным наконечником, расположенным над фольгой. (D) Камера восстановления, расположенная на грелке. (E) Контроллер удара с двумя переключателями управления, выделенными, как на схеме (красное поле = выдвижение/втягивание/выключение; фиолетовое поле = ударный переключатель). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
3. Посттравматическое наблюдение
ПРИМЕЧАНИЕ: Следующие шаги могут быть записаны на видео для анализа в автономном режиме, что позволит экспериментатору выполнить CHILD на нескольких животных подряд. Тем не менее, следует проводить регулярную и повторную оценку благополучия животных.
- Обратите внимание на продолжительность апноэ, если оно присутствует (сразу после удара), и было ли вращение головы во время удара.
- Расположите мышь на правом боку в клетке для восстановления.
- Обратите внимание на время выпрямления мыши (вставание на дыбы на 4 лапах) и время возобновления исследовательского поведения. Как правило, фиктивные мыши просыпаются в течение 3-4 минут и возвращаются к исследовательскому поведению через 3-4 минуты (рис. 3). Мыши-дети просыпаются в течение 7-12 минут после удара (рисунок 3A) и возобновляют исследование в течение 12-18 минут после удара (рисунок 3B), в зависимости от пола и тяжести удара (рисунок 3A, B).
ПРИМЕЧАНИЕ: Если пострадавшее животное не возобновляет свое исследовательское поведение в течение 30 минут, животное исключается.
- После полного выздоровления верните животных в их домашнюю клетку. На этом этапе поведение фиктивных мышей и мышей-детей (степень тяжести G1 или G2) должно быть абсолютно одинаковым, и группы животных не должны быть различимы в помете.
ПРИМЕЧАНИЕ: Животные могут содержаться до 18 месяцев после травмы14 в условиях, указанных в начале методов. Оценка поведенческих исходов может быть выполнена с использованием батареи тестов в сочетании с измерениями МРТ, визуализацией с помощью минископа, гистологией и иммуногистохимией. Иммуногистохимический анализ GFAP и NeuN может быть использован на ранних временных этапах для валидации модели и наличия изменений в тканях.
4. Иммуногистохимия
Примечание: Через сутки после травмы животные из групп G2 и Slike (n = 4 мыши для G2 и n = 4 для Sham) были обезболены и транскардиально перфузированы 4% параформальдегидом (PFA), приготовленным в фосфатно-солевом буфере (PBS) 0,1 M, pH 7,4 при 4 °C. Мозги извлекали10 из черепа и погружали в тот же раствор PFA на ночь, а затем переносили в PBS с азидом натрия (0,1%) перед разделкой. Затем корональные срезы были подготовлены при толщине 50 мкм с помощью вибратома. Для длительного хранения секции помещали в криозащитную среду (30% этиленгликоля и 20% глицерина в PBS) при температуре -20 °С до использования. Чтобы охарактеризовать влияние сотрясения мозга на глиоз мозга и потерю нейронов, была проведена иммуногистохимическая терапия, нацеленная на GFAP и NeuN, как описано ниже.
- Промыть участки мозга 4 раза в течение 10 мин в PBS.
- Переведите секции в блокирующий раствор (1% BSA, 0,3% Triton X-100 в PBS) на 10 минут при комнатной температуре (RT).
- Инкубируйте срезы в течение ночи при 4 °C со следующими первичными антителами, разведенными в блокирующем растворе: куриные анти-GFAP (1:3000) и кроличьи анти-NeuN (1:500).
- Промойте ломтики 4 раза в течение 10 минут в PBS при перемешивании.
- Затем перенесите участки в блокирующий раствор, содержащий вторичные флуоресцентные антитела, разведенные в соотношении 1:1000, в течение 1 ч в режиме RT, Alexa-Fluor-488-nm для коз против кроликов и Alexa-Fluor-568-nm для коз против курицы.
- Затем промойте срезы 4 раза в течение 10 минут в PBS при перемешивании.
- Закрепите секции на предметных стеклах с помощью монтажного носителя и добавьте защитный накладку. Держите предметные стекла при температуре 4 °C до получения изображения.
- Получение иммунофлюоресценции с помощью эпифлуоресцентного микроскопа и программного обеспечения микроменеджера. Используйте плагин для сшивания с 10-кратной линзой для получения мозаичных изображений ипсилатерального и контралатерального полушарий.
ПРИМЕЧАНИЕ: Окрашивание в негативном контроле, при котором первичное антитело или вторичное антитело было опущено, не показало обнаруживаемой маркировки. Для более детального анализа изображений можно использовать программное обеспечениеFiji 15 для количественной оценки параметров иммуноокрашивания в различных областях, представляющих интерес16.