Abstract
Encephalopati hos præmature (EoP) er et begreb, der omfatter det centrale nervesystem (CNS) abnormiteter i forbindelse med for tidlig fødsel. Til bedste forhånd translationelle mål, og afdække nye terapeutiske strategier for hjerneskade er forbundet med for tidlig fødsel, skal prækliniske modeller af EoP omfatter lignende mekanismer af prænatal global skade observeret hos mennesker og involverer flere komponenter af den maternelle-placenta-føtal system. Ideelt set bør modeller producere en lignende spektrum af funktionelle mangler i det modne dyr og rekapitulere flere aspekter af patofysiologien. At efterligne human placenta systemiske perfusionsdefekter, placenta underperfusion og / eller chorioamnionitis forbundet med patogen-induceret inflammation i begyndelsen tidlig fødsel, udviklede vi en model af prænatal forbigående systemisk hypoxia-iskæmi (TSHI) kombineret med intra-fostervand lipopolysaccharid (LPS). Hos gravide Sprague Dawley-rotter, TSHI via livmoderarterie okklusion on embryonisk dag 18 (E18) inducerer en gradueret placenta underperfusion defekt forbundet med stigende CNS-skade hos fosteret. Når det kombineres med intra-fostervand LPS injektioner, er placenta betændelse øget, og CNS-skader forværres med tilhørende hvide substans, gangart og billedbehandling abnormiteter. Prænatal TSHI og TSHI + LPS prænatal fornærmelser opfylder flere af kriterierne for en EoP model herunder den gentog den intrauterin fornærmelse, der forårsager tab af neuroner, oligodendrocytter og axoner, tab af bundplade og funktionelle underskud i voksne dyr, der efterligner dem observeret hos børn født ekstremt præterm. Desuden er denne model giver mulighed for dissektion af inflammation induceret af forskellige typer skade.
Introduction
Med over 12% af spædbørn født i USA før 37 uger anslået gestationsalder 1, perinatal hjerneskade (PBI) fra præmaturitet er en væsentlig årsag til permanent invaliditet. PBI fra præmaturitet, også betegnet encephalopati hos præmature (EoP), påvirker hele centralnervesystemet (CNS). CNS skade ofte begynder i livmoderen, og forværres af fødselsforberedelse processer, herunder chorioamnionitis og postnatale komplikationer såsom hypoxi og sepsis. PBI fra systemiske fornærmelser ændrer nervesystemets udvikling og fører til cerebral parese, epilepsi, kognitiv forsinkelse og talrige neuropsykiatriske lidelser påvirker emotionel regulering, hukommelse og udøvende funktion 1,2. Selv om der er gjort store fremskridt, er fortsat en begrænset forståelse af, hvordan de cellulære og molekylære konsekvenser af CNS-skader fra præterm fødsel oversætte til de mange neurologiske sequelae hos børn, der er født for tidligt fødte. Denne mangel på viden hindERS realtid diagnose af CNS skade sværhedsgrad og informeret dosering af nye interventioner. Derudover alderssvarende terapeutiske strategier for denne sårbare patientpopulation forblive undvigende.
Intrauterin inflammation er meget almindeligt i ekstrem præmaturitet og indebærer en kompliceret føtomaternelle-placental inflammatoriske 3 kaskade. Intrauterin infektion er ofte subklinisk. Specifikke placentale fund er i overensstemmelse med akut inflammation, eller histologisk chorioamnionitis, er vigtige determinanter for fosterets inflammatorisk respons og er sammenfaldende med hjerneskade er forbundet med for tidlig fødsel 3-5. Faktisk den føtale inflammatoriske respons har tydelige kliniske konsekvenser for langsigtede resultater fra præterm fødsel. Spædbørn, der er små for gestationsalder (SGA), eller som oplever infektion er usædvanligt sårbare over for neurologiske underskud 3,4. Chorioamnionitis er en typisk patologisk diagnose efter præterm fødsel
At efterligne human placenta systemiske perfusionsdefekter og chorioamnionitis forbundet med patogen-induceret inflammation, udviklede vi en model af prænatal forbigående systemisk hypoxia-iskæmi (TSHI) kombineret med intra-fostervand lipopolysaccharid (LPS) i rotter. Vores mål var at tilpasse vores model af TSHI alene i rotter 12-16 at omfatte intrauterin inflammation,at lette prækliniske modellering af CNS skade i forbindelse med for tidlig fødsel. TSHI alene har afsløret vedvarende tab af oligodendrogliale afstamningsceller, corticalneuroner, øget celledød, og forhøjede pro-inflammatoriske cytokin niveauer med progressive iskæmiske intervaller, der fører til en gradueret mønster af skader i overensstemmelse med prænatal hjerneskade 16. Ændringer i de iskæmiske komponenter i denne model har også vist underskud i hukommelsen kodning, kort- og langtidshukommelse og milde muskuloskeletale ændringer i rotter som de bliver ældre 17-19. Faktisk har vi tidligere vist, at kombinationen af TSHI + LPS rekapitulerer de patofysiologiske kendetegnende for EoP, herunder oligodendrocyt og neurontab, axonal skade, cellulære inflammation og funktionelle abnormiteter 20.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Institutionel Pleje og brug udvalg på både Boston Børnehospital og University of New Mexico Health Sciences center godkendt alle eksperimentelle procedurer.
BEMÆRK: Inden påbegyndelse af proceduren, sæl, sterilisere og autoklaver alle kirurgiske instrumenter og kirurgiske gardiner. Derudover forberede postoperative medicin i sterile hætteglas, herunder 0,125% bipivucaine og 0,1 mg / kg buprenorphin. Også forberede lipopolysaccharid (LPS) opløsning sterilt: 0,04 mg / ml LPS (0111: B4) i sterilt saltvand indeholdende fortyndet Evans blåt farvestof.
1. Anæstesi
- Narkosen hos en embryonisk dag 18 (E18) Sprague Dawley gravide rotter med en blanding af 3% isofluran balanceret 70% nitrogen og 30% oxygen.
- Fjern rotte fra induktion kammeret og placere rotten liggende på draperet kirurgiske cirkulerende vand tæppe indstillet til 37 ° C. Overfør anæstesi til næsekeglen og reducere isoflurane niveau til 2%.
- Forsigtigt anvende oftalmologiske salve til hvert øje for at forhindre udtørring af hornhinden. Under proceduren løbende overvåge temperatur, respirationsfrekvens og puls af dyret. Maternal fysiologi bør forblive stabile under hele proceduren.
2. Kirurgisk Prep og Scrub
- Brug af små dyr neglesaks fjerne alle hår i nedre del af bughulen. Barbere i et rektangulært mønster med forsigtighed for at undgå nicking brystvorterne eller generere barbermaskine udslæt, der kan være irriterende for fremtidig sygepleje af levende fødte hvalpe.
- Forbered abdominal hud ved vekslende anvendelse af povidon-iod og 70% ethanol krat med sterile vatpinde. Gentag scrub således at povidon-iod og 70% ethanol hver anvendt 3x i skiftende mode. Lad tørre.
- Bekræft anæstesidybden via fravær af tå-pinch refleks. I mangel af refleks og stimuli for smerte, reducere isofluran plan til 1%.
- Brug sterile kirurgiske håndklæder,drapere dyret. Sørge for at placere gardiner i en passende vinkel, således at de maksimere mængden af skyllefluid de absorberer samtidig ikke blokerer blodstrømmen til livmoderhornene.
3. Abdominal Laparotomi
- Ved hjælp af en skalpel lave en 3 cm midtlinjeincision i forberedt abdominale hud. Ligeud dissekere huden lag fra den abdominale fascia med en saks. Ved hjælp af pincet og kirurgiske sakse, løfte den abdominale fascial lag og lave et snit i den avaskulære linea alba at få adgang til bughulen.
- Placer kirurgisk gaze på ydersiden af snittet og fugtes med sterilt saltvand. Ved stump pincet og ydre tryk på maven, forsigtigt fjerne livmoderhornene fra bughulen og arrangere på gaze.
- Undgå omhyggeligt sammenfiltring og kontakt med tarmene. Arranger fostre med pincet ved henvendelse kun muskelvæv i mellem de enkelte fostervand sække.Afsløre og isolere de 4 livmoderarterierne ved stump dissektion.
BEMÆRK: Der skal udvises forsigtighed for at dissekere de uterine arterier. Omgivende væv og fartøjer selv er yderst delikat. Skader på maternelle skibe kan forårsage blødninger, og i alvorlige tilfælde, føtal og maternel død.
4. Placering af aneurismeklemmer
- Placer en rotte 30 G aneurisme clips på hver uterin arterie. Sikre ophør af blodgennemstrømning, herunder proximale og distale impulser, og mørkfarvning af uterine fartøjer herunder individuelle moderkager. Dæk de udsatte horn og hele kirurgiske område med gaze og overrisle med sterilt saltvand. Sørge for at holde feltet fugtig med kunstvanding ca hver 10 min.
- Efter 60 minutter, fjerne gaze og overrisle marken. Sørg for, at uterine horn og fartøjer tilstrækkeligt fugtet for en vellykket klip fjernelse. Fjern forsigtigt hver aneurisme klippet via pincet. Pas på ikke at forårsage traumer til fartøjet, og maintain væv integritet under fjernelsen.
- Grundigt overrisle de uterine horn og felt, idet man fjerne eventuelle omstrejfende tråde af gaze fra fosterhinde sække.
5. Injektion af lipopolysaccharid på Fostervand Sacs
- Ved foden af hvert enkelt fosterhinden, lige foran placenta plade, injiceres 100 pi LPS (4 ug / SAC) med fortyndet Evans blå farvestof på fostervandet. Brug stumpe pincet til at stabilisere og rotere hver fosterhinden i en optimal position til injektion. Fortynd Evans blå farvestof er et kontraststof, der er nyttige i bekræfter ordentlig sprøjte placering og injektion.
BEMÆRK: Brug kun en ultra-fine 0,3 ml insulinsprøjte med påsat 8 mm 31 G nål til transport inden for fostervand injektioner. Anvendelse af større gauge nåle vil resultere i fostervand tab kronisk, fosterdød og reabsorption af graviditeten. Små mængder af væske lækage fostervand efter udtagning af sprøjten kan være mitigated ved direkte tryk på fosterhinden. Nogle rottefostre kan tåle en vis grad af oligohydramnion. Men akut væsketab fostervand fra punktering med store gauge nåle eller utilsigtet punktering resulterer i lækage kronisk, resultater i fostertab og i alvorlige tilfælde, tab af tilstødende graviditeter. - Skyl livmoderhornene 3 gange med sterilt saltvand.
6. Lukning af Laparotomi
- Ved hjælp af pincet, forsigtigt tilbage livmoderhornene til bughulen. Sikre tilstrækkelig plads mellem fosterhinde sække og midtlinjeincision, re-tilnærme musculofascial lag kanter ved hjælp af en kørende 3-0 silke sutur. Vær opmærksom på placeringen af fosterhinde sække under lukning musklen snit. Vær omhyggelig med ikke at suturere ind i eller gennem en sæk.
- Re-tilnærme hudlag ved hjælp af en køre 3-0 silkesutur, lukning af hudlag.
BEMÆRK: laparotomi bør lukkes i to lag af kontinuerte suturer at tilladetil hud og muskuløs ekspansion med stigende drægtighed. Kontinuerlige suturer muliggøre jævnt fordelt såret spænding. Afbrudte suturer er mindre ønsket som flere knuder er irriterende og kan let tygges af rotten på at komme sig efter anæstesi. Kirurgiske hæfteklammer ikke ønskes. Haler af de kirurgiske knuder skal skæres meget kort (<3 mm). - Injicer 1 ml 0,125% bupivacain subkutant omkring sårkanterne ved hjælp af en 26 G nål. Indgiv en dosis på 0,1 mg / kg buprenorphin subkutant på nakken af halsen.
- Sluk isofluran og håndklæde tør rotte som nødvendigt. Placer i rent hjem bur og overvåge opsving fra anæstesi. Sørg rotte bliver ikke hypotermisk.
7. Postoperativ Recovery og pleje
- Overvåg rotten hver 8-12 time i 72 timer og derefter dagligt, indtil ungerne er født (ca. E22 eller E23). Indgiv yderligere doser af buprenorphin q8-12 hr / 72 timer eller prn som dikteret af IACUC.
- Overvåg rotter for tegn på smerte, ubehag, vaginal blødning eller blødning fra operationsstedet. Undersøg suturer og indsnit og sørge for at sikre rotte ikke tygge eller fjerne deres suturer tidligt. Selvom usædvanligt sjældent, rotter, der kompromitterer deres suturer er i risiko for sår opspringning.
BEMÆRK: lejlighedsvis rotter kan indtage store mængder strøelse eller ikke-fødevarer, betegnes pica, som en bivirkning af buprenorphin administration. Selvom meget ualmindeligt, skal rotter monitoreres for pica og potentiel efterfølgende tarm obstruktion.
8. Tissue Forarbejdning og Cryosectioning
- For at forberede Hematoxylin & Eosin (H & E) farvning af den postnatale hjerne, fjerne hvalpe fra deres hjem bur på postnatal dag 2 (P2). Brug kirurgiske sakse halshugge rotteunger og fjern forsigtigt hjernen fra kraniet.
- Drop fix hjernen i en 15 ml konisk rør indeholdende 7 ml 4% paraformaldehyd i phosphatpufret saltopløsning(PBS). Placer hjernen ved 4 ° C og løse for 72 timer.
- Efter 72 timer overføres hjerner til en steril PBS-opløsning indeholdende 30% saccharose (vægt / volumen) og tilbage til 4 ° C.
BEMÆRK: Når hjerner falde i saccharoseopløsningen de er klar til at blive opdelt på en kryostat. - Hurtigt fryse hjerner og montere på kryostat støder til erhvervelse af frosne koronale sektioner. Skær 20 um frosne kranssektioner og montere på dias. Sikrer sektioner opsamles serielt.
- Tillad objektglassene tørre ved stuetemperatur natten over. Opbevar glider ved -20 ° C.
9. Hematoxylin & eosinfarvning
- Tag slide monteret frosne sektioner og varm op til stuetemperatur.
BEMÆRK: Forbered alle løsninger frisk. - Glassene anbringes på en objektglasvarmer indstillet til 50 ° C i 2 timer.
- Overførsel glider til en farvning rack. Dip glider 10x i dobbelt-destilleret deioniseret vand (Hedeselskabet 2 O).
- Inkuber slides i 100% hæmatoxylin i 5 min. Timig i hæmatoxylin kan optimeres afhængigt af graden af lilla farvning.
- Dip dias 4x i hanen H2O, og lad stå i rent tap H2O i 1 min.
- Dip glider 15x i sur alkohol (250 ml 70% ethanol + 1 ml koncentreret saltsyre).
- Dip dias 4x i hanen H2O, og lad stå i rent tap H2O i 1 min.
- Inkuber i 1% lithiumcarbonat i 2 min.
- Dip dias 4x i hanen H2O, og lad stå i rent tap H2O i 1 min.
- Inkuber i 95% ethanol i 1 min.
- Dip dias 7x i 100% eosin. Antal dips i eosin kan ændres afhængigt af graden af pink farvning.
- Dip dias 5x i 95% ethanol.
- Dip slide 5x i en frisk ændring på 95% ethanol.
- Inkuber slides i 100% ethanol i 1 min.
- Inkuber slides i en frisk ændring på 100% ethanol i 1 minut.
- Inkuber slides i 100% xylen i 15 min.
BEMÆRK: Xylen trin ogdækglas skal ske i et stinkskab. - Inkuber dias i friske ændringer xylen for 15 min.
- Dækglasset med Permount og lad tørre i stinkskab.
- Billede glider med et lysmikroskop.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Efter TSHI + LPS på E18, hæmatoxylin og eosin farvning afslører betydelige histopatologiske abnormiteter i både moderkagen (Figur 1), og i hjernen (figur 2). Moderkager undersøgt på E19 og E21 er groft ødematøs med mikro-blødning, og nekrose i hele decidua og labyrint. Betydelig inflammatorisk infiltrat og øget vaskularisering er også observeret. Brains undersøgt på P2 afslører ventriculomegaly, samt hvid substans og underplade neuron tab i forhold til Shams. Tidligere har vi rapporteret, at TSHI + LPS inducerer inflammation og giver vedvarende hvid substans og axonale abnormiteter samtidig med betydelig motorisk svækkelse i unge voksne 20. TSHI + LPS også signifikant nedsætter kaliumchlorid co-transporter 2 (KCC2) proteinekspression, et chlorid co-transporter centralt for udviklingen af γ-aminosmørsyre (GABA) erg inhibering, i cortex ved P15 (figur 3 13.
Figur 1:. TSHI + LPS inducerer signifikante histologiske abnormiteter i moderkagen Efter forbigående i livmoderen hypoxi-iskæmi og intra-fosterhinde LPS administration på embryonale dag 18 (E18), placentaer fra E19 TSHI + LPS fostre (B) er groft ødematøs med blødning (pile), nekrose og øget inflammatorisk infiltrat i forhold til sham (A, skala bar = 100 um). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2:. TSHI + LPS inducerer signifikante histologiske abnormiteter i hjernen Efter forbigående i livmoderen hypoxi-iskæmi og intra-fosterhinde LPS administration på embryonale dag 18 (E18), postnatal ventriculomegaly, underplade neuron og hvid substans tab er observeret i unger udsat for dual TSHI + LPS (B) sammenlignet med sham (A) akut på P2. (Skala bar = 100 um, Sp = subplate, WM = hvide substans, LV = lateral ventrikel) Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: TSHI + LPS reducerer KCC2 udtryk Western blots udføres fra mem.brane præparater af mikro-dissekeret cortexvæv, show i livmoderen forbigående systemisk hypoxi-iskæmi og intra-fosterhinde LPS administration på embryonale dag 18 (E18) reducerer udtryk for KCC2, en neuron-specifik kaliumchlorid co-transporter central for udviklingen af integrerede cerebrale kredsløb og inhibering, på postnatal dag 15. (n = 6-10, middelværdi ± SEM, t-test, * P <0,05).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Encefalopati af præmaturitet er vanskelig at modellere i dyr på grund af den komplekse samspil af etiologier, neurologisk tidsforløb, forviklinger af human cerebral netværksdannelse, overlappende mekanismer skade, og de forskellige fænotyper på CNS fornærmer åbenbart i humane præmature børn. EoP er associeret med specifikke celle-type sårbarheder (dvs. umodne oligodendrocytter) 21, samt diverse udviklingsmæssigt regulerede veje (dvs. underpladebeslag, membrantransportører og receptorunderenheder) 12,13,22. Dog kan betydelige fremskridt gøres, når dyremodeller replikere den menneskelige tilstand så tæt som muligt. Her udviklede vi en model en prænatal fornærmelse, der inkorporerer heterogenitet mekanismer CNS skade observeret i for tidligt fødte børn, der giver mulighed for efterfølgende evaluering af både grå og hvid skader stof og genopretning. Hos mennesker, stigende orden bakterieinfektioner svække amnion'en og nedbørte præmatur ruptur af membraner. Derudover placentale perfusionsdefekter understrege placenta interface og moderkagen river homeostase. Således placenta underperfusion forbindelser CNS skade fra en intrauterin infektion. Unægtelig, er det udfordrende at modellere fælles kliniske scenario opstigende bakterielle infektioner, der går forud chorioamnionitis hos gnavere, da de har en duplex livmoder. Hver livmoderhorn har sin egen livmoderhalsen, og flere graviditeter transporteres på en gang. På trods af disse udfordringer har prækliniske modeller blevet tilpasset for at inddrage flere komponenter af den maternelle-placenta-føtal enhed og indarbejde i livmoderen betændelse i forskellig grad. Mens ingen individuel præklinisk model er ideel til at teste hver specifik hypotese, modellen er beskrevet heri inkorporerer de cellulære og molekylære abnormiteter, adfærdsmæssige og funktionsnedsættelse, maternal-placenta-føtal-system, og intrauterin infektion og placenta betændelse komponent fælles for så many præterm fødsler 20,23.
Valget af arter bruges til at modellere EOP påvirkninger fortolkningen af eksperimentelle data i forbindelse med de iboende begrænsninger forbundet med arten. I den simpleste form, er fødsel ikke ensbetydende med tilsvarende punkter i CNS udvikling på tværs af alle dyr 24. Den her beskrevne model kan udføres i både drægtige mus og rotter, selv pup overlevelse i mus er faldet betydeligt i uerfarne eller stressede dæmninger. I overensstemmelse med vores tidligere rapporter, fostertab hos rotter ved fødslen (P0) øges i TSHI + LPS dyr (ca. 40%) sammenlignet med sham, LPS og TSHI alene, men overlevende unger udviser ikke signifikante vægtforskelle gennem P28 20. Svarende til forskelle mellem arter, timingen af skade under svangerskabet har en afgørende rolle i neurologisk bane af afkom. Den Spatiotemporal regulering af neurale celle udviklingsstadier af spredning, migration og differentiation adskiller blandt forskellige pattedyr 24-26. Disse celle-specifikke udviklingsmæssige programmer påvirker sårbarheden over for skaden. For eksempel overlapningen af timingen af oligodendrocyt afstamning og GABAergic neuronal udvikling med timingen af tidlig fødsel gør disse celler særlig modtagelige for perinatale fornærmelser 27-29. Således blev denne model udviklet i E18 rotter (og med held oversat til E17 mus på en C57BL / 6 baggrunden), da dette tidspunkt svarer til intrauterin globale prænatal fornærmelse, der opstår i menneskelige spædbørn før ekstremt præmature fødsel ved 23-25 ugers svangerskab 20 . Vi har tidligere vist, O4-immunreaktive umodne oligodendrocytter er hårdest ramt i denne fase af udviklingen 16. Deres tab korrelerer med nedsat overlevelse og modning 14, med de mest bemærkelsesværdige reduktioner i O4 + og O1 + stadier af afstamning 16, i overensstemmelse med tidligere beretninger fra andre efterforskere 30. DesudenHar vi vist tidligt tab af subplate, reduceret KCC2 ekspression, lavere anfaldstærskel og gangforstyrrelser 12,13,15 overensstemmelse med fejlreguleret GABAerge signalering hos præmature børn 31.
Den her beskrevne model byder på mange fordele i forhold til de tidligere modeller i gnavere anvendt til at studere perinatal hjerneskade fra præterm fødsel 23. Den indeholder hele maternel-føtal placenta-systemet og forårsager både hjerne og placenta skade. Vi har tidligere udgivet sammenligninger mellem humbug, TSHI alene, LPS alene og TSHI + LPS og forskelle i funktionelle resultater og biokemi 20, og forskelle med gradueret TSHI 16. Mens tidligere undersøgelser af ensidige carotis ligeringerne og systemisk iltsvind i neonatale rotter har udgydt mekanistisk indsigt i en lang række patofysiologiske processer (dvs. modtagelighed af umodne oligodendrocytter til iskæmi), direkte translationel og klinisk relevance for sådanne modeller er mindre robust. Ud over de beskrevne anvendelser, kan modellen beskrevet her være en informativ værktøj til undersøgelse af andre organsystemer påvirket af præmaturitet, herunder nekrotiserende enterocolitis (NEC), hjerte, lunge, nyre og hypothalamus-hypofyse-aksen dysfunktion. På grund af kompleksiteten af LPS farmakologi og forskelle i maternel og føtal farmakodynamik, intraperitoneale injektioner LPS i dæmninger er mindre tilbøjelige til at producere den samme føtal inflammatoriske respons er vist her. Endvidere betyder LPS ikke krydse placenta pålideligt 20,32. Tidligere forsøgte vi direkte cervikal anvendelse af LPS og intrauterin injektion svarende til hvad er blevet beskrevet i andre musemodeller 33. Vi fandt imidlertid, at dødelighed og manglende sammenhæng i CNS-skade var signifikant forøget blandt unger i samme kuld. Her blev dosis på 4 ug / sac optimeret ved hjælp af dosis-respons eksperimenter. Stigende doser af LPS administreres til amniotic rum resulterer i øget føtal dødelighed. LPS har den fordel frem for direkte infektion med typiske intrauterine gramnegative bakterier, idet den aktiverer inflammatorisk signalering gennem toll-like receptor 4 uden at forårsage aktive bakterieinfektion og dermed risikoen for patogen spredning. Imidlertid kunne denne model modificeres til at omfatte almindelige patogener og organismer isoleret fra human placenta, herunder gruppe B streptokokker, som forårsager placenta og neuropatologiske abnormiteter, og autistisk-lignende adfærd i rotter 34. Ligeledes kan Ureaplasma lipoprotein multiple-banded antigen simulere Ureaplasma arter infektion. Da Ureaplasma er den mest almindelige årsag til human chorioamnionitis 35, kan dette også være en vej til fremtidige undersøgelser. Efterhånden som flere inaktiverede-infektiøse agenter bliver tilgængelige, vil det være oplysende at bestemme, hvordan de varierende påvirke nervesystemets udvikling og effekten af neuro-reparerende interventioner.
Begrænsninger af denne model omfatter væsketab fra intra-fostervand injektioner fostervand. Selv om ingen virkning noteres med intra-fostervand injektioner af sterilt saltvand, måleren af nålen bruges til at udføre indsprøjtninger er et afgørende element teknisk. Der skal udvises forsigtighed for ikke at bruge nåle større end 31 G. Kirurgiske komplikationer i moderens rotte relateret til laparotomi er ekstremt sjældne, herunder sårruptur, tarmobstruktion, bughindebetændelse og fuldstændigt tab af graviditeten, med mødredødelighed mindre end 5%.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne er taknemmelige for Dan Firl, Chris Corbett og Jesse Denson, PhD. Finansieringen blev leveret af NIH NINDS R01 NS060765 til SR, P30 Cobre Pilot Program til at LJ og børns sundhed Signatur Program til at LJ ved University of New Mexico.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Saline Solution, 0.9% | Sigma | S8776 | |
| LPS 011B4 | Sigma | L2630 | |
| Evan's Blue Dye | Sigma | E2129 | |
| Surgical gloves | Biogel | 40870 | |
| OR Towels | Cardinal Health | 287000-008 | Sterile |
| PDI Alcohol Prep Pads | Fisherbrand | 06-669-62 | |
| Mini Arco Rechargeable Clippers | Kent Scientific Corp. | CL8787 | |
| Betadine surgical scrub | Purdue Products L.P. | 67618-151-17 | |
| Eye Lubricant | Refresh Lacri Lube | 00023-0312 | |
| Blunt Forceps | Roboz | RS-8100 | |
| Scissors | Roboz | RS-6808 | |
| Surgical Scissors | Roboz | RS-5880 | |
| Surgical Scissors | F.S.T. | 14002-16 | |
| Syringe | BD | 309628 | 1 ml |
| Needle | BD | 305122 | 25G 5/8 |
| Needle | BD | 305128 | 30G 1 |
| Cotton-tipped Applicators | Fisherbrand | 23-400-114 | Small, 6 inch sterile |
| Cotton Gauze Sponge | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| Needle Holders | Kent Scientific Corp. | INS600109 | 12.5 CM STR |
| Vessel Clips | Kent Scientific Corp. | INS600120 | 30G Pressure |
| 3-0 Perma Hand Silk Sutures | Ethicon | 1684G | Black braided, 3-0 (2 metric), 18", non-absorbable, PS-1 24 mm needle, 3/8 circle |
| Insulin Syringes | BD | 328438 | 0.3 cc 3 mm 31G |
| Pentobarbital | |||
| Buprenorphine | |||
| Bupivacaine | |||
| Isoflurane | |||
| Lithium Carbonate | Acros Chemicals | 554-13-2 | |
| Superfrost Plus Microscope Slides | VWR | 48311-703 | |
| Hematoxylin | Leica | 3801521 | Surgipath Gill II Hematoxylin |
| Eosin | Leica | 3801601 | Surgipath Eosin |
| Xylenes | Fisherbrand | X3S-4 | Histological Grade |
| Permount | Fisherbrand | SP15-100 | |
| Coverglass | Fisherbrand | 12-548-5P | Fisher Finest Premium Coverglass |
References
- Blencowe, H., et al. Preterm birth associated neurodevelopmental impairment estimates at regional and global levels for 2010. Pediatr Res. 74, Suppl 1. 17-34 (2013).
- Mwaniki, M. K., Atieno, M., Lawn, J. E., Newton, C. R. Long term neurodevelopmental outcomes after intrauterine and neonatal insults a systematic review. Lancet. 379, 445-452 (2012).
- Dammann, O., Leviton, A. Intermittent or sustained systemic inflammation and the preterm brain. Pediatr Res. 75, 376-380 (2014).
- Leviton, A., et al. Microbiologic and histologic characteristics of the extremely preterm infant's placenta predict white matter damage and later cerebral palsy. the ELGAN study Pediatr Res. 67, 95-101 (2010).
- Redline, R. W. Inflammatory responses in the placenta and umbilical cord. Semin Fetal Neonatal Med. 11, 296-301 (2006).
- Lee, J., et al. Chronic chorioamnionitis is the most common placental lesion in late preterm birth. Placenta. 34, 681-689 (2013).
- Lee, S. M., et al. Acute histologic chorioamnionitis is a risk factor for adverse neonatal outcome in late preterm birth after preterm premature rupture of membranes. PloS one. 8, e79941 (2013).
- Pappas, A., et al. Chorioamnionitis and early childhood outcomes among extremely low gestational age neonates. JAMA Peds. 168, 137-147 (2014).
- Gaillard, R., Arends, L. R., Steegers, E. A., Hofman, A., Jaddoe, V. W. Second and third trimester placental hemodynamics and the risks of pregnancy complications the Generation R Study. Am J Epidemiol. 177, 743-754 (2013).
- Trivedi, S., et al. Fetal placental inflammation but not adrenal activation is associated with extreme preterm delivery. Am J Obstet Gynecol. 206, 236 (2012).
- Yanowitz, T. D., et al. Hemodynamic disturbances in premature infants born after chorioamnionitis association with cord blood cytokine concentrations. Pediatr Res. 51, 310-316 (2002).
- Jantzie, L. L., Corbett, C. J., Firl, D. J., Robinson, S. Postnatal Erythropoietin Mitigates Impaired Cerebral Cortical Development Following Subplate Loss from Prenatal Hypoxia Ischemia. Cereb Cortex. , (2014).
- Jantzie, L. L., et al. Erythropoietin attenuates loss of potassium chloride co transporters following prenatal brain injury. Mol Cell Neurosci. 61, 152-162 (2014).
- Jantzie, L. L., Miller, R. H., Robinson, S. Erythropoietin signaling promotes oligodendrocyte development following prenatal systemic hypoxic ischemic brain injury. Pediatric Res. 74, 658-667 (2013).
- Mazur, M., Miller, R. H., Robinson, S. Postnatal erythropoietin treatment mitigates neural cell loss after systemic prenatal hypoxic ischemic injury. J Neurosurg Peds. 6, 206-221 (2010).
- Robinson, S., et al. Developmental changes induced by graded prenatal systemic hypoxic ischemic insults in rats. Neurobiol Dis. 18, 568-581 (2005).
- Delcour, M., et al. Neuroanatomical sensorimotor and cognitive deficits in adult rats with white matter injury following prenatal ischemia. Brain Pathol. 22, 1-16 (2012).
- Delcour, M., et al. Impact of prenatal ischemia on behavior cognitive abilities and neuroanatomy in adult rats with white matter damage. Behav Brain Res. 232, 233-244 (2012).
- Delcour, M., et al. Mild musculoskeletal and locomotor alterations in adult rats with white matter injury following prenatal ischemia. Intl J Devel Neurosci. 29, 593-607 (2011).
- Jantzie, L. L., et al. Complex pattern of interaction between in utero hypoxia ischemia and intra amniotic inflammation disrupts brain development and motor function. J Neuroinflam. 11, 131 (2014).
- Back, S., et al. Selective vulnerability of late oligodendrocyte progenitors to hypoxia ischemia. J Neurosci. 22, 455-463 (2002).
- Jantzie, L. L., et al. Developmental Expression of N Methyl d Aspartate (NMDA) Receptor Subunits in Human White and Gray Matter Potential Mechanism of Increased Vulnerability in the Immature Brain. Cereb Cortex. 25, 482-495 (2015).
- Jantzie, L. L., Robinson, S. Preclinical Models of Encephalopathy of Prematurity. Devel Neurosci. , (2015).
- Workman, A. D., Charvet, C. J., Clancy, B., Darlington, R. B., Finlay, B. L. Modeling transformations of neurodevelopmental sequences across mammalian species. J Neurosci. 33, 7368-7383 (2013).
- Herlenius, E., Lagercrantz, H. Development of neurotransmitter systems during critical periods. Exper Neurol. 190, S8-S21 (2004).
- Kelsom, C., Lu, W. Development and specification of GABAergic cortical interneurons. Cell Biosci. 3, 19 (2013).
- Kinney, H., Back, S. Human oligodendroglial development Relationship to periventricualr leukomalacia. Semin Pediatr Neuro. 5, 180-189 (1998).
- Robinson, S., Li, Q., DeChant, A., Cohen, M. Neonatal loss of gamma amino butyric acid pathway expression after human perinatal brain injury. J Neurosurg Peds. 104, 396-408 (2006).
- Xu, G., et al. Late development of the GABAergic system in the human cerebral cortex and white matter. J Neuropathol Exp Neurol. 70, 841-858 (2011).
- Segovia, K. N., et al. Arrested oligodendrocyte lineage maturation in chronic perinatal white matter injury. Ann Neurol. 63, 520-530 (2008).
- Robinson, S., Li, Q., Dechant, A., Cohen, M. L. Neonatal loss of gamma aminobutyric acid pathway expression after human perinatal brain injury. J Neurosurg. 104, 396-408 (2006).
- Boksa, P. Effects of prenatal infection on brain development and behavior a review of findings from animal models. Brain Behav Immun. 24, 881-897 (2010).
- Burd, I., Brown, A., Gonzalez, J. M., Chai, J., Elovitz, M. A. A mouse model of term chorioamnionitis unraveling causes of adverse neurological outcomes. Repro Sci. 18, 900-907 (2011).
- Bergeron, J. D., et al. White matter injury and autistic like behavior predominantly affecting male rat offspring exposed to group B streptococcal maternal inflammation. Devel Neurosci. 35, 504-515 (2013).
- Uchida, K., et al. Effects of Ureaplasma parvum lipoprotein multiple banded antigen on pregnancy outcome in mice. J Reprod Immunol. 100, 118-127 Forthcoming.
