Summary

炎症感作後期低酸素虚血性脳損傷のフェレットモデル

Published: November 19, 2019
doi:

Summary

この方法は、P17フェレットにおける炎症感作性低酸素虚血性および高酸素性脳損傷を記述し、多くの後期乳児で経験した長期炎症と酸化脳損傷との間の複雑な相互作用をモデル化する。

Abstract

周産期感染および低酸素虚血(HI)の臨床的に関連するモデルの継続的な必要性があり、これは、未熟児の神経学的後遺症を有する乳児の治療的介入を試験する。フェレットは、リセンスケファルク生まれで、出生後にギレンセファリック脳を発症するので、早産の人間の脳をモデル化するための理想的な候補です。出生時、フェレット脳の発達は13週のヒト胎児に似ており、出生後の日(P)17キットは32~36週の妊娠で乳児と同等であると考えられる。我々は、リポ多糖投与の後に両側性脳虚血、低酸素症、および高酸素症が続くP17フェレットにおける傷害モデルを記述する。これは、脳損傷を発症する新生児の数で経験した長期炎症、虚血、低酸素症、および酸化ストレスの複雑な相互作用をシミュレートする。負傷した動物は、複数の皮質ジャイリおよび関連するスルシの狭窄を含む脳の形態学的変化を伴う、重症傷害重症度の範囲を示す。負傷した動物はまた、反射の発達が遅く、自動キャットウォークでの移動速度が遅く、より可変的な速度を示し、オープンフィールドでの探査を減少させた。このモデルは、炎症およびHIに関連する新生児脳症を有する乳児の病理療法を試験し、皮質発達に影響を与える傷害のメカニズムを研究し、回復力を提供する経路を調査するプラットフォームを提供するプラットフォームを提供する。影響を受けない動物。

Introduction

乳児の治療介入をテストできる未熟児および周産期低酸素虚血の病態生理学を反映する大型動物モデルの必要性が続いている。2017年には、米国で生まれた382,726人の乳児の9.93%が早産で、そのうち84%が妊娠1の32~36週の間に生まれました。早期産児では、感染や炎症への周産期暴露が一般的であり、ウイルスまたは細菌病原体による母親の免疫活性化が早産を開始できる。出生後、早産児は早期または遅発性敗血症リスクが高い。早産児はまた、未熟な心呼吸器系、子宮内で経験した人に比べて大気中の酸素張力の上昇、およびイアトロゲン暴露のために、低酸素症、低血圧、および高酸素症の期間を頻繁に経験する。さらに、早産児では、抗酸化防御は未熟な3であり、プロアポトーシス因子は自然にアップレギュレートされる4.酸化ストレスと細胞死は、免疫系と神経炎症の活性化につながります.これらの複合因子は、脳の発達および生理学的脆弱性に寄与すると考され、早産児5、6、7における発達不良に関連する脳症を生じるまたは悪化させる。

フェレット脳が人間の脳と共有する物理的および発達的な類似点のために、フェレットは脳損傷をモデル化する魅力的な種である8,9,10,11,12.フェレットはまた、早産下脳症が生まれ、出生後にギレンセファリック脳を発達させるため、早産の人間の脳をモデル化するのに理想的な候補であり、早産で生まれた乳児を模倣する侮辱に発達中の脳を露出させる窓を提供する。出生時、フェレット脳の発達は13週のヒト胎児に似ており、出生後の日(P)17キットは妊娠13週の32〜36週で乳児と同等であると考えられる。

私たちのグループは最近、低酸素症および高酸素症12へのその後の暴露と腸菌リポ多糖(LPS)と炎症性感作(LPS)を組み合わせることにより、P10フェレットにおける非常に早産(<28週)脳損傷のモデルを発表した。次のプロトコルでは、LPS感作が二国間脳虚血、低酸素症、および高酸素症が続くP17フェレットの後期早期モデルについて説明します。これは、動物のサブセットでより重度の傷害をもたらし、より密接に長引く炎症、虚血、低酸素症、および脳損傷を発症する多くの早産児で経験した酸化ストレスの複雑な相互作用をモデル化する。

Protocol

手順は、実験動物のケアと使用のためのNIHガイドに従って行われ、ワシントン大学機関動物ケアと使用委員会によって承認されたプロトコルの一部として行われました。 1. 準備とLPS管理 注:手順のタイムラインについては、図 1を参照してください。 処置を最初に、シール、殺菌およびオートクレーブすべ?…

Representative Results

34匹(n=18オス、n=16雌)のうち6匹のゴミから、負傷した群の8匹の動物(24%n=4オス、n=4雌)が第2低酸素期(n=5)、温度管理中(n=2)、または侮辱後の一晩(n=1)の間に死亡した。負傷したグループでは、生存者26人中9人(35%)目に見える重傷を負った。5匹の動物(n=5オス)は中等度の傷害を有し、4匹の動物(n=2オス、n=2雌)がそれぞれ2〜5および6-9の重病理スコアとして定義される重傷を有した(図2A)…

Discussion

フェレット脳と人間の脳の間で共有される物理的および発達的な類似点のために、フェレットは、成人と発達脳損傷の両方をモデル化するためにますます使用されています。8、910、11、12しかしながら、これまでの研究は、フェレット脳が初期傷害に対して耐性を有…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

モデルの開発は、ビルとメリンダゲイツ財団だけでなく、NIH助成金5R21NS093154-02(NICHD)によって資金提供されました。

Materials

80% Oxygen Praxair
9% Oxygen Praxair
Absorbent benchtop protector Kimtech 7546
Automated catwalk Noldus
Betadine surgical scrub
Bupivacaine Patterson Veterinary 07-888-9382
Buprenorphine
Calipers SRA Measurement Products ME-CAL-FP-200 200mm range, .01 mm resolution
Cotton Gauze Sponge Fisher Scientific 22028556
Curved fine hemostat Roboz RS-7101
Curved forceps World Precision Instruments 501215
Curved suture-tying hemostat Roboz RS-7111
Ethovision tracking software Noldus
Eye Lubricant Rugby NDC 0536-1970-72
Ferrets (Mustela putorius furo) Marshall Biosciences Outbred (no specific strain)
Formalin Fisher Scientific SF100-4 10% (Phosphate Buffer/Certified)
Hair Clippers Conair GMT175N
Insulin Syringes BD 329461 0.3 cc 3 mm 31G
Isoflurane Piramal 66794-017-25
Lidocaine Patterson Veterinary 07-808-8202
LPS List Biological LPS Ultrapure #423
Oxygen sensor BW Gas Alert GAXT-X-DL-2
Pentobarbital
Plastic chamber Tellfresh 1960 10L; 373x270x135mm
Saline Solution, 0.9% Hospira RL-4492
Scalpel blade Integra Miltex 297
Scalpel handle World Precision Instruments 500236 #3, 13cm
Sterile suture Fine Science Tools 18020-50 Braided Silk, 5/0
Surgical clip applicator Fine Science Tools 12020-09
Surgical clip remover Fine Science Tools 12023-00
Surgical drapes Medline Unidrape VET3000
Surgical gloves Ansell Perry Inc 5785004
Surigical clips Fine Science Tools 12022-09
Thermometer (rectal) YSI Precision 4000A
Thermometer (water) Fisher Scientific 14-648-26
Umbilical tape Grafco 3031 Sterile
Water bath Thermo Scientific TSCOL19 19L

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Cite This Article
Wood, T., Moralejo, D., Corry, K., Fisher, C., Snyder, J. M., Acuna, V., Holden-Hunt, A., Virk, S., White, O., Law, J., Parikh, P., Juul, S. E. A Ferret Model of Inflammation-sensitized Late Preterm Hypoxic-ischemic Brain Injury. J. Vis. Exp. (153), e60131, doi:10.3791/60131 (2019).

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