Introduction
중등도에서 중증 외상성 뇌 손상 (TBI), 거의 기술이 약한 유도하기 위해 개발되었습니다의 생성을위한 많은 널리 사용되는 방법이 있지만, 설치류에서 머리 부상을 마감했다. 경증 외상성 뇌 손상 (mTBI)가 세 배 더 일반적인 복합 1 중등도 뇌 손상보다 사실에 의해, mTBI의 안정적인 모델 연구에 대한 병태 생리, 신경 생물학 및 행동의 결과, 및 치료 전략을 용이하게하기 위해 필요하다. 예를 들어, 200 가지가 넘는다 지난 10 년간, 현재 동물 모델 2의 한계에 부분적으로는 TBI (3)의 치료를 위해 약물 임상 시험에 실패했습니다. 모델링 시스템이 병진 조사 연구를 위해 생성되는 경우, 결과의 적용 구현 모델의 유효성에 의존한다. mTBI / 뇌진탕의 연구를 위해 신뢰할 수있는 동물 모델은 생체 역학적 인 힘 respon을 모방하지 않을부상의 원인에 대한 sible뿐만 아니라 임상 적으로 인구에 의해보고 된 것과 일치 증상을 유발한다. 아이들이 mTBI에 특히 높은 위험이 있기 때문에 또한, 최적의 모델링 시스템은 성인 등가물뿐만 아니라, 젊은 청소년 설치류에 적용 할 수있다.
선수 mTBIs 또는 진탕 뇌 손상을 입었다 고하는 상황의 생체 역학적 분석은 부상의 가장 중요한 예측 요인 빠른 머리 가속 및 고속 영향 4 있음을 나타냅니다. 현재 TBI의 유도에 이용 설치류 모델의 대부분은 헤드 (5) (검토를 위해 2 참조)를 거의 또는 전혀 이동을 허용한다. 여기에 설명 된 모델은 피사체의 머리와 몸에 가속 / 감속의 힘을 적용 180 ° 회전 및 자유 낙하를 동반 물리적으로 억제되지 않은 청소년 쥐의 머리에 높은 속도에 미치는 영향을 제공합니다. 티여기에 mTBI의 유도에 대해이 수정 된 체중 감소 기술과 관련된 두 가지 주요 장점은. 첫째, 모델 (행동의 결과가 6 참조의 완전한 설명) 뇌에 대한 명백한 손상을 유발하지 않고 symptomology 같은 임상 적으로 진탕을 생산하고 있습니다. 후 진탕 증후군의 임상 보고서와도 일관성이 수정 체중 감소 기술은 이기종 결과를 생성합니다. mTBI의 효과가 중요하지만, 여러 결과 측정에 검사 할 때 mTBI을 경험 설치류 사이에 상당한 차이가 있습니다. 둘째, 본 방법은 반복 mTBI (7)의 조사를 허용한다. 기존 TBI 대부분 모델은 심각한 상해를 입힐 때, 그것은 전체 피질 광범위한 손상없이 반복적 TBI 공부 종종 초 부상을 충분히하는 것이 곤란하고, 거의 불가능하다.
따라서, 산업용 냉장고 변성 중량 드롭 기술을 이용하기위한 기본 원리mTBI의 ction의 더 밀접 청소년 인구의 병태 생리 및 뇌진탕의 symptomology 반복적 TBI를 나타내는 부상을 생산하는 것입니다. 특히 어린 시절 동안 증가 스포츠 관련 mTBI의 발생, 폭포, 자동차 사고로, mTBI의 독특한 설치류 모델은 쉽게 여러 히트에 적용 할 수 진탕 같은 뇌 손상의 연구를위한 유용한 도구와 연구자를 제공합니다 패러다임.
Protocol
참고 : 모든 실험 동물 관리의 캐나다 협의회에 따라 수행하고, 캘거리 대학, 동물 보호 윤리위원회에 의해 승인되었다.
1. 사육 및 동물 준비
- 표준 사육 프로토콜에 따라 사내 표준 실험 동물 공급 업체 또는 품종의 새끼에서 임신 한 쥐를 주문하십시오.
- 어두운주기 : 하우스 온도 조절 쥐 주택 방 (21 ° C)에서 음식과 물에 대한 광고 무제한 액세스, 모든 동물, 즉 12시 12분 시간 빛에 유지됩니다.
- 새끼는 생후 21 일 (P21)에 도달하면, 3 또는 4의 동성 그룹에서 자신의 어머니와 집에서 새끼를 유아.
가벼운 외상성 뇌 손상 (mTBI) 장치의 2. 업
- 절차의 시작 이전에, 원하는 질량 밀 가중치 (예 150g). 안전하게 낚싯줄 Fi 접속 될 수 있도록 가중치의 상단에 금속을 부착 루프무게에 고정 된.
- 날카로운 면도날 주석 호일 점수. 득점 주석 박 쥐의 체중을 지원하지만 무게와 헤드의 임팩트 후에 쥐의 가속을 방해하지 있는지 확인합니다.
- 이 팽팽하게되도록, 컬렉션 스폰지 (38 X 25 X 15cm 3) (그림 1)을 포함 테이프 투명한 플라스틱 (38 X 27 X 27cm 3)로 만든 U 자형 무대에 득점 깡통 호.
- 투명한 플라스틱으로 이루어지는 가이드 튜브 아래 올바른 위치에 U 자형 플라스틱 스테이지를 놓는다.
- 클램프 스탠드 대신에 플라스틱 가이드 튜브 (2.2 cm 직경 X 1.5 m)를 잡고는 득점 주석 호일 위에 3.5 cm가되도록 가이드 튜브를 놓습니다.
- 무게의 바닥이 자유롭게 2.5 cm 득점 주석 호일 위에 달려 보장 무게에 금속 루프를 통해 낚시 줄을 연결합니다.
- 확실하게 클램프 스탠드에 낚시 줄을 연결합니다.
참고 : 조개에 무게를 테 더링쥐 컬렉션 스폰지에 미치는 영향)에서 떨어지는 동안 주석 호일 위에 2.5 cm의 높이에서 P 스탠드 다시 안타를 방지 할 수 있습니다. - 낚시 줄과 플라스틱 가이드 튜브를 통해 무게를 당겨 1.0 m에서 렌 키 핀 제자리에 고정.
mTBI 3. 유도
- 쥐 절차 방에 P30 이동 케이지에 도달하면.
- 이소 플루 란 챔버에서 쥐를 놓고이 발이나 꼬리 핀치에 응답하지 않는 때까지 가볍게 쥐를 마취.
- 빠르게 떨어지는 무게의 경로에서 직접 머리를 득점 주석 호일에 쥐의 가슴 아래로 놓습니다. 그림 2를 참조하십시오. 쥐를 이동하거나 웨이크 업이 득점 주석 호일에 배치되기 전에, 발 또는 꼬리 핀치에 응답하지 않는 때까지 이소 플루 란 챔버로 돌아가서 다시 시작하기 시작합니다.
- 무게가 플라스틱 가이드 튜브를 수직으로 떨어져 머리에 쥐를 공격 할 수 있도록 육각 렌치 핀을 당기십시오. 목전자 쥐 빠르게 앙와위에서 180 ° 회전 및 땅을 받게 될 것이다.
- 즉시 수집 스폰지에서 쥐를 제거하고면 팁 어플리케이터를 쥐의 머리에 국소 리도카인을 적용합니다.
- 시중에서 판매하는 가열 패드에 설정하여 가열 깨끗한 케이지에서 앙와위에서 쥐를 놓습니다.
- 스톱워치를 이용하거나 디지털 타이머 "타임 투 오른쪽"을 취득. 시간에서 오른쪽으로는 마취에서 깨어나 쉬운 위치로 앙와위에서 플립 또는 도보를 시작하기 위해 쥐에 의해 걸리는 시간입니다.
- 이 정상적인 동작 (등, 탐구, 손질 산책을) 복구 후 홈 케이지에 쥐를 돌려줍니다.
- 반복 mTBI을 필요로하는 각 추가 쥐에 대한 3.2-3.8 단계를 반복합니다.
- 반복 mTBI 실험에 대해 여러 시점에서 동일한 쥐의 절차를 반복합니다.
위장 손상 4. 유도
- 가볍게 ANEST이 발이나 꼬리 핀치에 응답하지 않는 때까지 이소 플루 란과 쥐를 hetize.
- 빠르게 떨어지는 무게의 경로에서 직접 머리를 득점 주석 호일에 쥐의 가슴 아래로 놓습니다.
- 플라스틱 가이드 튜브에서 렌 키 핀을 당기는없이 깡통 호에서 쥐를 제거하고면 팁 어플리케이터를 쥐의 머리에 국소 리도카인을 적용합니다.
- 시중에서 판매하는 가열 패드에 설정하여 가열 깨끗한 케이지에서 앙와위에서 쥐를 놓습니다.
- "시간에서 오른쪽으로"를 획득 스톱워치 또는 디지털 타이머를 사용합니다.
- 이 정상적인 동작 (등, 탐구, 손질 산책을) 복구 후 홈 케이지에 쥐를 돌려줍니다.
빔 워킹 테스트 8 mTBI 5. 확인
- 절차 방에 mTBI 또는 가짜 부상 복귀 동물의 유도 후 24 시간.
- 깨끗한 유지 케이지에 쥐를 전송및 홈 케이지의 개방형 부분은 빔의 폭이 좁은 끝을 향하도록 빔을 테이퍼 165cm의 좁은 끝에서 쥐의 홈 케이지를 놓습니다.
참고 : 테이퍼 빔은 165cm 깁니다. 빔의 중앙 플랫폼은 광각 단에서 6cm 좁은 단부에서 1.75 cm의 폭을 가진다. 센터 빔이 때 쥐의 발 전표 안전을 제공 선반 (2cm 폭 중심 빔 아래 2cm)가 있습니다. 시험 중에 빔 추락 할 수 쥐에 부상의 위험을 줄이기 위해 빔 아래에 거품 패딩을 놓습니다. - 테이퍼 빔 위치의 광각 단에서 비디오 카메라를 배치 / 비디오 시청 조사자 명확 테이퍼 빔의 길이 전체 쥐의 움직임을 볼 수 있도록 비디오 카메라 확대.
- 테이퍼 빔의 넓은 끝에서 쥐를 놓고 홈 케이지에 빔을 가로 질러 걸어을 권장합니다. 쥐가 테이퍼 빔을 통과하면, 레이 적어도 60 초 동안 홈 케이지에 쥐를 남겨대상 위치를 엔포스. 이것은 시험 # 1이고, 분석에 포함되지 않음.
- 의 비디오 카메라를 켜고 쥐 빔 도보 작업을 4 번 더 추가 (홈 케이지에서 60 초 보강 기간을 유지)를 완료 할 수 있습니다. 쥐가 모든 시험을 완료하면, 홈 케이지에 쥐를 반환합니다.
- 점수로 발생 시간 / 기간은 각각의 재판, 빔을 건너 뒷다리 발 - 전표의 수를 기록한다. 각 쥐 빔을 건너 뒷다리 발 - 전표 및 시간의 평균 수를 계산하기 위해이 데이터를 사용합니다.
Representative Results
상기 개질 중량 놓기 기법 청소년 래트에서 경증 외상성 뇌 손상 (mTBI)의 안정적인 유도 방법이다. 150g의 중량 충격을 살린,이 기술은 성공적 50~120g의 범위 청소년 래트에 적용되어왔다. 또한, 반복적 인 절차를 쉽게 mTBI의 연구를위한 동물에서 동일한 반복 될 수있다. (도 3) 단일 mTBI 전시에게 타임 투 오른쪽의 증가를 경험하고 나타나는 동물 기절 깨우면 있지만, 그들은 빠르게 정상적인 활동을 재개하고 가성 동물 부상 시각적으로 구별 할 수 없다. 부상이기는 영향과 관련된 통증을 제거, 국소 리도카인이 필요한 유일한 진통이 가벼운입니다 감안할. 진통제는 일반적인 염증 및 복구 프로세스를 방해하는 것으로 알려져있다 이것은 연구에 중요하다. 명백한 symptomology의 부족으로 인해, 빔 보행 태스크에 안정mTBI의 유도를 확인하는 데 사용할 수 있습니다 OL. 그것은 mTBI가 발생하지 모든 동물은 빔 산책 작업에 적자를 나타낼 것으로,주의하는 것이 중요하지만, 가짜 부상으로 청소년 쥐에 비해 그룹으로, mTBI와 청소년 쥐가 훨씬 더 뒷다리 발 - 슬립을 보여 (그림 4).
이 변형 중량 놓기 기술의 또 다른 중요한 특징은 부상 유도시 청소년 래트인가 구속의 부족이다. 빠른 회전 가속과 감속 다음에 머리에 반짝이기는 타격을 제공함으로써,이 모델은 더 밀접하게 mTBI 및 진동에 의한 생체 역학적 힘을 나타냅니다. 이 절차가 청소년 쥐 또는 성인 마우스에 적용하면, 사망률 (2백2분의 7 청소년 동물 ~ 3.4 %의 사망률) 매우 낮은이며, 두개골 골절 및 두개 내 출혈은 6,7 매우 드물다. 또한, 임상 적으로 적절한 모델을 생성 SYmptomology. 단일 mTBI을 경험 청소년 설치류는 우울증 같은 행동 증가 집행 기능 적자, 및 변경 사회적 상호 작용 6,9과 함께 균형과 모터 행동에 적자를 보여 주었다. 마찬가지로, 성인 마우스는 또한 시간 7 복구 온화한 균형과 조정 적자를 표시합니다. 마지막으로, mTBI이 모델을 사용하여 유도는 최소한의 마취가 필요하고 수술 준비 또는 두개골에내는 포함되지 않습니다. 결과는 따라서 수술이나 마취에 의해 트리거 혼란 염증 또는 면역 학적 효과에 의해 바이어스되지 않습니다. 또한, 열려있는 상처의 빠른 회복 시간과 부족은 설치류가 mTBI을 경험 한 직후 발생하는 추가 테스트 패러다임의 시작을 할 수 있습니다.
그림 1 : > 모든 관련 치수 플라스틱 단계 및 수집 스폰지 U 자형. 10cm의 거리가 수집 스폰지와 청소년 쥐를 보장하는 플라스틱 스테이지의 상부 사이에 유지되어야의 C의 artoon 표현 (180)을 완료하기에 충분한 시간을 갖는다 ° 회전.
그림 2 : 부상 유도 플랫폼의 (A) 사진 표현입니다. 머리가 떨어지는 무게 바로 아래에 있도록 청소년 쥐 득점 주석 호일에 가슴이 아래로 배치됩니다. 부상 유도 플랫폼의 (B)의 측면보기. (C) mTBI의 유도에 사용되는 무게의 사진 데모 .
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그림 3 :. mTBI 전시에게 상당한 증가를받은 단일 mTBI와 가짜 부상을 경험 한 청소년 쥐 (* P <0.01) 쥐를 경험 한 시간에서 오른쪽으로 청소년 쥐 사이의 평균 차이의 그래픽 표시 시간의 지속 시간은 앙와위에서 스스로를 잘 할 필요가 있었다.
그림 4 : 단일 mTBI와 가짜 부상을 경험 한 청소년 쥐 (* P <0.05)을 경험 한 청소년 쥐에 의해 빔 산책 작업에 전시 뒷다리 발 - 전표의 평균 개수의 그래픽 표현입니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Brass Weights | Ginsberg Scientific | 7-2500-2 | Need to have metal loop attached to base |
| Alluminum Foil | Alcan | Available at most grocery stores | |
| Masking Tape | Commercially available | ||
| U-Shaped Plastic Stand | Constructed by Laboratory | ||
| Clamp Stand | Sigma-Aldrich | Z190357 | |
| Plastic Guide Tube | Could be constructed or purchased at a hardware store | ||
| Fishing Line | Angler 10lb | Purchased from a sporting goods retailer | |
| Isoflurane | Pharmaceutical Partners of Canada | DIN 02237518 | Inhalation Anesthetic |
| Topical Lidocaine (30ml) | Astra Zeneca | DIN 0001694 | Xylocaine Jelly 2% |
| Cotton Swabs | Commercially available | ||
| Heating Pad - 3 heat setting | Commercially available | ||
| Stop Watch | Sportline | L303 | Purchased from a sporting goods retailer |
| Video Camera | Sony | HDR-CX260V | |
| Sprague Dawley Rats | Charles River Laboratories | SAS SD 40 | Male and females ordered from Charles River Laboratories and pups bred in-house |
| Balance Beam | Constructed by Laboratory |
References
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