Индукция диффузной Аксональной травмы мозга у крыс на основе вращения ускорения
May 9th, 2020
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 является одной из основных причин смерти и инвалидности. Диффузная аксональная черепно-мозговая травма является широко распространенным аксональным повреждением, развимым после TBI. В этом исследовании, я хотел бы представить нашу модель о индукции диффузной аксональной черепно-мозговой травмы на основе механизма вращения ускорения результате TBI.
Выберите взрослого самца крыс Спраг-Доули весом от 300 до 350 граммов. Обеспечить крыса чау и воды объявление libitum. Выполните все эксперименты между 6:00 утра и 12:00 вечера. Устройство было помещено на тяжелый, стабильный лабораторный стол.
Устройство состоит из следующих компонентов: цилиндра, железа, вращательного механизма, состоящего из цилиндрической трубки, и штырей фиксации головы. Вес крепится к веревке и поднимается на высоту 120 сантиметров. Свободно падающий вес попадает в болт, активируя механизм вращения.
Устройство вращения боковой головы крысы использовалось для быстрого поворота головы с нуля до 90 градусов. После индукции, диффузной аксональной черепно-мозговой травмы, крысу перевели в реанимацию. F - это сила, применяемая к голове животного в килограммах.
Капитал M является моментом силы, K для кинетической энергии. Маленький м - это масса падающего веса, г для гравитационного ускорения, ч для высоты в сантиметрах, а D - это расстояние между ушными булавками в сантиметрах. Для оценки неврологического дефицита и дефицита модели класса, мы использовали неврологические оценка тяжести у крыс.
Мы оцениваем мобильность, гемиплегию, задачу ходьбы пучка, неудачу в задаче ходьбы луча. Отказ от балансировки пучка задача шириной 1,5 сантиметра. Стабильность и балансировка пучка, усилие на балансе луча 1,5 сантиметра в ширину и рефлексы.
48 часов после травмы, все крысы, травмы и контрольной группы, были глубоко анестезированной и транскардиачески пронизаны 0,9% гепаринизированных солевого раствора следуют 500 миллилитров 4%формальдегида в 0,1 М фосфатный буфер солевой раствор. После перфузии, обезглавливание было произведено и мозги были немедленно удалены, а затем фиксированной в 4%формальдегида раствор в течение 48 часов. Мозг был затем заблокирован в пять миллиметров корональных секций от обонятельной лампы лицо к зрительной коры в то время как мозжечок и стволы мозга были вскрыты.
После встраивания парафина из таламуса были изготовлены корональные и сагиттаальные секции. Производить иммунохимическое окрашивание белка бета-амилоида-прекурсора. Различные группы крыс в разное время показаны на схеме.
Диффузная аксональная черепно-мозговая травма в начале эксперимента. В течение 48 часов был обследован неврологический балл тяжести. В течение 48 часов иммунохимическое окрашивание бета-АПП проводилось во всех двух группах.
Иллюстрированный неврологический дефицит 48 часов после диффузной аксональной черепно-мозговой травмы для двух групп исследования. Тест Манн-Уитни показал, что неврологический дефицит был значительно больше для 15 диффузных аксональных крыс черепно-мозговой травмы по сравнению с 15 наивными крысами в течение 48 часов после вмешательства. Представитель фотомикрографов выявления аксональных и нейрональных иммунореактивности после изолированной диффузной аксональной черепно-мозговой травмы у крыс 48 часов после травмы.
Меньшие клеточные струны обнаруживаются с бета-амилоидным белком-предшественником. В фиктивной группе он не был обнаружен. В своей работе мы разработали простую, воспроизводимую и надежную новую модель диффузной аксональной черепно-мозговой травмы на основе механизма вращения.
Такая модель позволит лучше понять патофизиологию диффузной аксональной черепно-мозговой травмы и разработать более эффективные методы лечения. Большое спасибо за ваше внимание.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Обзор
Это исследование представляет надежную и воспроизводимую модель диффузного аксонального повреждения мозга (ДАП) у грызунов, которая индуцирует широко распространенные повреждения белого вещества через механизм вращательного ускорения. Модель направлена на лучшее понимание патофизиологии ДАП после травматической черепно-мозговой травмы (ТЧМ) и может способствовать разработке эффективных методов лечения.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Травматическая черепно-мозговая травма
- Модели аксональных повреждений
Фон
- Травматическая черепно-мозговая травма является одной из основных причин смерти и инвалидности.
- Диффузное аксональное повреждение мозга приводит к обширным аксональным повреждениям после ТЧМ.
- Существует необходимость в надежных животных моделях для исследования ДАП.
Цель исследования
- Валидация новой модели грызунов для исследования ДАП.
- Индукция повреждений мозга без переломов черепа или контузий.
- Понимание возникновения неврологических дефицитов.
Используемые методы
- Основной платформой является устройство для вращательного травмирования головы.
- Биологической моделью служили взрослые мужские крысы Sprague-Dawley, с фокусом на индукции ДАП.
- Неврологические дефициты оценивались с помощью Шкалы тяжести неврологических нарушений через 48 часов после травмы.
- Иммунохимическое окрашивание бета-амилоидного предшественника белка проводилось на секциях мозга.
Основные результаты
- У крысы с ДАП были замечены значительно большие неврологические дефициты по сравнению с контрольной группой.
- Иммунохимические анализы выявили аксональные повреждения, что указывалось на окрашивание бета-амилоидного предшественника белка.
- Модель демонстрирует четкие и измеримые воздействия на неврологические функции в течение 48 часов.
Выводы
- Это исследование устанавливает простую и эффективную модель для исследования механизмов диффузного аксонального повреждения.
- Полученные знания могут привести к лучшему пониманию и лечению ТЧМ.
- Результаты могут оказать влияние на будущие исследования процессов нейрональных повреждений и восстановления.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Reliable preclinical models of diffuse axonal injury (DAI) are essential for de-risking neurotrauma target validation and enabling translational continuity in traumatic brain injury (TBI) research. This rotational acceleration-based rat model provides a reproducible platform for quantifying neurological deficits and axonal pathology, supporting predictive confidence in early discovery and mechanistic studies. Its ability to induce widespread white matter damage without confounding focal injuries positions it as a strategic asset for neurotherapeutic pipeline advancement.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of neurotrauma hypotheses by isolating diffuse axonal injury mechanisms.
- Supports functional target validation through quantifiable neurological and histological endpoints.
- Facilitates biological de-risking by excluding focal injury confounders.
- Provides a platform for mechanistic studies of axonal pathology relevant to TBI.
Screening & Assay Development
- Delivers standardized injury induction for reproducible preclinical screening.
- Generates quantitative outputs via Neurological Severity Score and beta-amyloid precursor protein staining.
- Enables assay readiness for evaluating neuroprotective or regenerative compounds.
- Supports scalability and cross-study comparability in neurotrauma research.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant mechanisms observed in human TBI patients.
- Provides continuity from discovery through preclinical validation of neurotherapeutics.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on robust, quantifiable endpoints.
- Supports biomarker development through immunochemical detection of axonal injury.
Pipeline & Workflow Integration
This model integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis-driven studies, quantitative screening, and translational validation of neurotrauma interventions.
- Discovery Biology: Supports null hypothesis testing and mechanistic de-risking of axonal injury pathways.
- Screening: Provides reproducible, quantitative neurological and histological readouts for compound evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of injury severity and treatment effects using standardized scores and immunostaining.
- Translational Research: Bridges preclinical findings to clinical TBI by modeling diffuse axonal pathology without focal confounds.
- Enterprise Reuse: Offers a validated, scalable platform for ongoing neurotrauma research and therapeutic development.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in neurotrauma target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of preclinical TBI studies.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making and capital efficiency by providing robust, quantifiable endpoints.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of neurotherapeutic candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent neurotrauma modeling and neurological assessment.
- Needs specialized rotational injury apparatus and histological analysis infrastructure.
- Demands cross-team standardization of injury induction and scoring protocols.
- Adaptation may be needed for different rodent strains or injury severities.
- Model focuses on acute injury; chronic outcome studies may require protocol extension.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:45
Preparing Rats for the Experimental Procedure
1:11
Procedure of Induction Diffuse Axonal Brain Injury
1:54
Measurement of Rotational Kinematics, Biomechanical Parameters
2:32
Evaluation of Neurological Severity Score after 48 hours
3:08
Brain Collection for Histological Examination after 48 hours
4:02
Immunohistochemical Staining
4:16
Results
5:22
Conclusion
