Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

نموذج مغلق الرأس يتم التحكم فيه كهرومغناطيسيا لإصابات الدماغ الرضحية الخفيفة في الفئران

Published: September 28, 2022 doi: 10.3791/64556

Summary

يصف البروتوكول إصابات الدماغ الرضحية الخفيفة في نموذج الفأر. على وجه الخصوص ، يتم شرح بروتوكول خطوة بخطوة للحث على إصابة خفيفة في الرأس المغلق في خط الوسط وتوصيف النموذج الحيواني بشكل كامل.

Abstract

هناك حاجة إلى نماذج حيوانية قابلة للتكرار للغاية لإصابات الدماغ الرضحية (TBI) ، مع أمراض محددة جيدا ، لاختبار التدخلات العلاجية وفهم آليات كيفية تغيير TBI لوظائف الدماغ. يعد توفر نماذج حيوانية متعددة من إصابات الدماغ الرضية ضروريا لنمذجة الجوانب والشدة المختلفة لإصابات الدماغ الرضية التي تظهر في البشر. تصف هذه المخطوطة استخدام إصابة الرأس المغلقة في خط الوسط (CHI) لتطوير نموذج فأر من إصابات الدماغ الرضية الخفيفة. يعتبر النموذج خفيفا لأنه لا ينتج آفات دماغية هيكلية تعتمد على التصوير العصبي أو فقدان الخلايا العصبية الإجمالي. ومع ذلك ، فإن تأثير واحد يخلق ما يكفي من الأمراض بحيث يكون الضعف الإدراكي قابلا للقياس على الأقل 1 شهر بعد الإصابة. تم تعريف بروتوكول خطوة بخطوة للحث على CHI في الفئران باستخدام تأثير كهرومغناطيسي موجه بشكل مجسم في الورقة. تشمل فوائد نموذج CHI المعتدل لخط الوسط إمكانية تكرار التغييرات الناجمة عن الإصابة مع انخفاض معدل الوفيات. تم تمييز النموذج مؤقتا حتى 1 سنة بعد الإصابة بالتصوير العصبي والكيمياء العصبية والعصبية المرضية والتغيرات السلوكية. النموذج مكمل لنماذج الجمجمة المفتوحة ذات التأثير القشري المتحكم فيه باستخدام نفس جهاز التصادم. وبالتالي ، يمكن للمختبرات نمذجة كل من إصابات الدماغ الرضية المنتشرة الخفيفة وإصابات الدماغ الرضية البؤرية المتوسطة إلى الشديدة بنفس التأثير.

Introduction

تحدث إصابات الدماغ الرضحية (TBI) بسبب قوة خارجية على الدماغ ، وغالبا ما ترتبط بالسقوط أو الإصابات الرياضية أو العنف الجسدي أو حوادث الطرق. في عام 2014 ، قررت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها أن 2.53 مليون أمريكي زاروا قسم الطوارئ لطلب المساعدة الطبية للحوادث المرتبطة بإصابات الدماغالرضية 1. نظرا لأن إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBI) تمثل غالبية حالات إصابات الدماغ الرضية ، على مدى العقود العديدة الماضية ، تم اعتماد نماذج متعددة من إصابات الدماغ الرضية ، والتي تشمل انخفاض الوزن ، وإصابة الرأس المغلقة التي يحركها المكبس والتأثير القشري المتحكم فيه ، وإصابة الدوران ، وإصابة قرع السوائل الخفيفة ، ونماذج إصابةالانفجار 2,3. يعد عدم تجانس نماذج mTBI مفيدا لمعالجة الميزات المختلفة المرتبطة ب mTBI التي تظهر في الأشخاص وللمساعدة في تقييم الآليات الخلوية والجزيئية المرتبطة بإصابة الدماغ.

من بين النماذج الشائعة الاستخدام لإصابة الرأس المغلقة ، فإن أحد النماذج الأولى والأكثر استخداما هو طريقة إنقاص الوزن ، حيث يتم إسقاط جسم من ارتفاع معين على رأس الحيوان (مخدر أو مستيقظ)2,4. في طريقة إنقاص الوزن ، تعتمد شدة الإصابة على عدة معايير ، بما في ذلك حج القحف الذي يتم إجراؤه أم لا ، والرأس ثابت أو حر ، ومسافة ووزن الجسم الساقط 2,4. أحد عيوب هذا النموذج هو التباين الكبير في شدة الإصابة وارتفاع معدل الوفيات المرتبط بالاكتئاب التنفسي 5,6. البديل الشائع هو توصيل التأثير باستخدام جهاز هوائي أو كهرومغناطيسي ، والذي يمكن إجراؤه مباشرة على الجافية المكشوفة (التأثير القشري المتحكم فيه: CCI) أو الجمجمة المغلقة (إصابة الرأس المغلقة: CHI). واحدة من نقاط القوة في الإصابة التي يحركها المكبس هي قابلية التكاثر العالية وانخفاض معدل الوفيات. ومع ذلك ، يتطلب CCI حج القحف 7,8 ، وحج القحف نفسه يحفز الالتهاب9. بدلا من ذلك ، في نموذج CHI ، ليست هناك حاجة لحج القحف. كما ذكرنا سابقا ، كل نموذج له قيود. أحد قيود نموذج CHI الموصوف في هذه الورقة هو أن الجراحة تتم باستخدام إطار تجسيمي ، ويتم تجميد رأس الحيوان. في حين أن التثبيت الكامل للرأس يضمن قابلية التكاثر ، إلا أنه لا يفسر الحركة بعد التأثير الذي يمكن أن يساهم في الإصابة المرتبطة ب mTBI.

يصف هذا البروتوكول طريقة أساسية لأداء تأثير CHI باستخدام جهاز تأثير كهرومغناطيسي متاح تجاريا10 في الماوس. يفصل هذا البروتوكول المعلمات الدقيقة المعنية لتحقيق إصابة قابلة للتكرار بدرجة كبيرة. على وجه الخصوص ، يتمتع المحقق بتحكم دقيق في المعلمات (عمق الإصابة ، ووقت السكون ، وسرعة التأثير) لتحديد شدة الإصابة بدقة. كما هو موضح ، ينتج نموذج CHI هذا إصابة تؤدي إلى أمراض ثنائية ، منتشرة ومجهرية (أي التنشيط المزمن للتلف الدبقي والمحوري والأوعية الدموية) ، والأنماط الظاهرية السلوكية11،12،13،14،15. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر النموذج الموصوف خفيفا لأنه لا يحفز آفات الدماغ الهيكلية على أساس التصوير بالرنين المغناطيسي أو الآفات الإجمالية على علم الأمراض حتى بعد عام واحد من الإصابة16,17.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تمت الموافقة على التجارب التي أجريت من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوانات (IACUC) بجامعة كنتاكي ، وتم اتباع كل من إرشادات REACH ودليل رعاية واستخدام المختبر أثناء الدراسة.

1. الإعداد الجراحي

ملاحظة: يتم إيواء الفئران في مجموعات من 4-5 / قفص ، ويتم الحفاظ على الرطوبة في غرفة السكن عند 43٪ -47٪ ، ويتم الحفاظ على درجة الحرارة عند 22-23 درجة مئوية. يتم منح الفئران إمكانية الوصول إلى الطعام والماء وتعريضها لدورة ضوء / مظلمة لمدة 12 ساعة / 12 ساعة (7 صباحا / 7 مساء).

  1. استخدم منطقة جراحية مخصصة ، مثل غطاء محرك السيارة أو غرفة العمليات الجراحية المخصصة ، لإجراء جراحة الحيوانات.
  2. تأكد من أن المنطقة الجراحية تشتمل على وسادة تدفئة ، وإطار تجسيمي مجهز بصدم كهرومغناطيسي ، وقناع تخدير مصمم لإدارة غاز الأيزوفلوران (انظر الشكل 1 أ).
  3. تأكد من أن الجراح أو الموظفين المشاركين في الجراحة يرتدون معطف مختبر نظيف وقناع وجه وقفازات وقبعة جراحية.
  4. استخدم أدوات جراحية معقمة ، وأدوات تطبيق معقمة ذات رؤوس قطنية ، ووسادات شاش. استخدم معقم حبة ساخنة لتعقيم الأدوات بين الفئران خلال يوم الجراحة.
  5. استخدم غرفة تحريض التخدير لإعداد الماوس للجراحة في منطقة ما قبل العملية.
  6. استخدم وسادات التدفئة للحفاظ على درجة حرارة الحيوان ، وأقفاص الإمساك بالماوس النظيفة بعد العملية ، وأجهزة ضبط الوقت لتسجيل رد الفعل الصحيح للفأر بعد الجراحة.

2. إجراء ما قبل الجراحة

  1. قم بإعداد جهاز دعم الرأس (انظر الشكل 1 ب).
    1. قم بإزالة حافة النهاية المدرفلة من لمبة ماصة لاتكس سعة 1 مل (نهاية قابلة للنفخ) (انظر الشكل 1C).
    2. قم بتوصيل المصباح بالأنبوب باستخدام parafilm (انظر الشكل 1C).
    3. قم بتوصيل الأنبوب بمحقنة سعة 10 مل باستخدام محبس. املأ المحقنة بالماء (انظر الشكل 1 ج).
      ملاحظة: سيتم وضع لمبة ماصة اللاتكس سعة 1 مل تحت رأس الماوس لإزاحة قوة التأثير بعيدا عن الأذنين. حاول إزالة أكبر قدر ممكن من الهواء من المصباح قبل الاستخدام بحيث تمتلئ اللمبة بالماء في الغالب وليس الهواء.
  2. إعداد الصدم.
    1. حدد طرف المسبار مقاس 5 مم ، وقم بتثبيته على المكبس الموجود في منتصف المشغل السفلي (داخل الأسطوانة الأكبر) ، وشد المسبار برفق دون استخدام القوة المفرطة. أعد شد الطرف بين التأثيرات (انظر الشكل 1 ب).
    2. قبل تشغيل جهاز الصدم، تأكد من وضع مفتاح التمديد/السحب في وضع إيقاف التشغيل المركزي. بعد ذلك ، قم بتوصيل الكبل الموجود على المشغل بالمقبس الموجود على اللوحة الأمامية لصندوق التحكم في الصدمات وكابل المستشعر بالمقبس الموجود على اللوحة الأمامية. ثم قم بتشغيل مفتاح الطاقة على اللوحة الخلفية (انظر الشكل 1D).
      ملاحظة: يجب أن يظل مفتاح التبديل Extend / Retracting في وضع إيقاف التشغيل المركزي عندما لا يكون قيد الاستخدام.
    3. قم بإعداد سرعة التأثير عن طريق تدوير المقبض الكبير على الجانب الأيسر من صندوق التحكم حتى تظهر سرعة تأثير تبلغ 5.0 ± 0.2 م / ث على الشاشة (انظر الشكل 1 د).
    4. اضبط عداد المسكن على 100 مللي ثانية عن طريق تدوير الأقراص حتى يقرأ المسكن 0.01 (انظر الشكل 1D).
      ملاحظة: المسكن هو وقت التلامس قبل حدوث التراجع التلقائي.
    5. ضع مشغل الصدمة على كيس ثلج لمنع الأسطوانة البلاستيكية من التمدد ، مما يثبت الأسطوانة في مكانها ، مما يمنع حركة الأسطوانة وتوصيل التأثيرات المستقبلية (انظر الشكل 1E).
  3. تحضير الماوس للجراحة.
    1. افحص الماوس بصريا قبل الجراحة وتخلص من الفأر من الدراسة إذا لوحظ أحد الشروط التالية: حالة معطف سيئة أو خمول أو ضعف الوزن (<20 جم) لفأر عمره 4 أشهر.
    2. تخدير الماوس بنسبة 4٪ -5٪ إيزوفلوران في أكسجين 100٪ باستخدام غرفة تحريض موضوعة على وسادة تدفئة لمدة 1-2 دقيقة.
    3. احلق الفراء من موقع العملية باستخدام ماكينة قص الشعر الكهربائية.
    4. نظف الرأس باستخدام ضمادات تحضير كحولية معقمة وضع مخدرا موضعيا على فروة الرأس المحلوقة قبل 15 دقيقة على الأقل من بدء الجراحة.
    5. أعد الماوس إلى قفص نظيف قبل الجراحة. ابدأ الجراحة بعد 15 دقيقة على الأقل من تطبيق التخدير الموضعي (وقت الحث).
      ملاحظة: قد يختلف وقت التخدير اعتمادا على المخدر المستخدم في الإجراء.
  4. تحقق مرة أخرى من أن الإطار التجسيمي والمصدم وشاشة العرض المجسمة الرقمية (انظر الشكل 1F) جاهزة للاستخدام.
  5. أعد الماوس إلى غرفة تحريض الأيزوفلوران مع 4٪ -5٪ إيزوفلوران في أكسجين 100٪ لمدة 3 دقائق تقريبا.
  6. إصلاح الماوس في مرحلة الرأس.

3. الإجراء الجراحي

  1. ثبت الماوس في الإطار التجسيمي باستخدام قضبان أذن مدببة من راتنج الأسيتال خفيف الوزن ، وقضيب عضة ، وقناع تخدير للفأر (انظر الشكل 1G ، H). يتم تسليم غاز الأيزوفلوران بنسبة 2٪ -3٪ في هواء الغرفة عند 100-200 مل / دقيقة. راقب تنفس الماوس بعناية لضمان عمق التخدير وضبط مستوى الغاز حسب الحاجة.
  2. ضع مزلق العين المعقم على العينين لمنع جفاف القرنية.
  3. تعقيم فروة الرأس مع مسحات اليود البوفيدون ومنصات الكحول معقمة ثلاث مرات.
  4. تأكد من تخدير الماوس بعمق عن طريق التحقق من عدم وجود استجابة قرصة إصبع القدم.
  5. قم بعمل شق في خط الوسط بطول 1 سم تقريبا بين العينين والرقبة باستخدام مشرط ، مما يعرض الجمجمة (انظر الشكل 1I).
  6. اترك الجمجمة تجف لمدة 1-2 دقيقة.
  7. حدد bregma (نقطة تقاطع الغرز الإكليلية والسهمية) و lambda (تقاطع الغرز السهمية و lambdoid ) (انظر الشكل 1J).
    ملاحظة: يمكن استخدام أطلس دماغ الفأر كمرجع.
  8. ضع جهاز دعم الرأس تحت الرأس وقم بنفخ المصباح بالماء حتى يضغط على الجزء السفلي من رأس الماوس ولكن لا يرفع الرأس بعيدا عن قضيب اللدغة.
    ملاحظة: هذه الخطوة ضرورية لتقليل مشاكل الأذن المحتملة من CHI. يجب التخلص من أي يعاني من تلف في الأذن من قضبان الأذن ، مما يؤدي إلى التدحرج أو النزيف ، من الدراسة والقتل الرحيم.
  9. حرك الصدمة في مكانها فوق رأس الحيوان.
  10. قم بتمديد جهاز الصدمة عن طريق وضع مفتاح تبديل التمديد/السحب (في صندوق التحكم في جهاز الصدمات) على Extend.
    ملاحظة: تأكد من التحقق من أن الطرف ممتد بالكامل عن طريق سحب الطرف لأسفل.
  11. اصطف الصدمة حتى يتم توسيطها فوق البريجما (انظر الشكل 1K).
  12. إعادة تعيين إحداثيات x و y المجسمة الرقمية في قارئ التجسيم إلى 0 (على عنصر تحكم الشاشة باللمس)
  13. قم بمحاذاة المسبار فوق موقع التأثير عن طريق تحريك المسبار من bregma إلى الإحداثيات المستهدفة: الإنسي الجانبي = 0.0 مم ، الأمامي الخلفي = −1.6 مم.
  14. قم بقص مستشعر التلامس بأذن الحيوان.
    1. اخفض طرف المسبار ببطء باستخدام المسبار الممتد حتى يتم إجراء أول اتصال مع السطح. توقف عند الصافرة.
    2. إعادة تعيين إحداثيات z المجسمة الرقمية في قارئ التجسيم إلى 0.
  15. افحص بعناية ما إذا كان الطرف متدفقا مع الجمجمة (الطائرات الإنسية الجانبية والأمامية الخلفية).
    ملاحظة: يعد وضع طرف المسبار الخطوة الأكثر أهمية في هذه العملية لمنع كسور الجمجمة وتلف الأذن.
  16. اسحب جهاز الصدمة عن طريق وضع مفتاح التبديل في صندوق التحكم في وضع السحب. ينسحب الطرف ولا مزيد من الاتصال برأس الحيوان حتى وقت الاصطدام.
  17. اضبط عمق التأثير عن طريق ضبط العمق الظهري البطني على −1.2 مم.
    ملاحظة: يؤثر عمق التأثير على شدة الإصابة. يجب معايرة العمق لمختلف الأعمار والأوزان وسلالات الفئران إلى شدة الإصابة المطلوبة. قد يحتاج العمق إلى تعديل / إعادة معايرة بمرور الوقت للحفاظ على شدة إصابة ثابتة. يمكن تقييم الشدة من الناحية العصبية: الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية (IHC) ، وسلوكيا: متاهة ماء الذراع الكعبرية واختبار التجنب النشط.
  18. راقب تنفس الماوس بعناية لضمان عمق التخدير وضبط مستوى الغاز حسب الحاجة.
    ملاحظة: في كثير من الأحيان ، يجب خفض النسبة المئوية لغاز الأيزوفلوران أو إيقافها لمدة 10-20 ثانية قبل الاصطدام. راقب عن كثب تسارع التنفس قليلا. إذا كان التنفس بطيئا جدا في وقت الاصطدام ، فقد يموت الحيوان خلال أول 60 ثانية بعد الاصطدام بانقطاع النفس. يمكن منع ذلك عن طريق ضبط عمق التخدير في الثواني التي تسبق التأثير.
  19. حفز التأثير بالضغط على مفتاح التبديل الأيمن للتأثير. ينخفض طرف المسبار بالسرعة المعروضة ، ثم يبقى لأسفل لوقت السكون المحدد ويتراجع.
    ملاحظة: تتلقى فئران الشام معالجة مماثلة لفئران CHI ، ولكن لا يتم تسليم التأثير.
  20. ابدأ تشغيل المؤقت فورا بعد تسليم تأثير CHI لتسجيل أوقات التصحيح (وقت العودة من الوضع الجانبي إلى وضع الانبطاح) أو ابدأ المؤقت عند إزالة الماوس من الإطار التجسيمي للفئران الوهمية. متوسط وقت رد الفعل الصحيح هو 5-15 دقيقة.
    ملاحظة: قد تختلف أوقات رد الفعل الصحيح بناء على إجهاد الماوس وعمره.
  21. تقييم الفئران لكسور الجمجمة المرئية والنزيف وانقطاع النفس. استبعاد الفئران مع كسر الجمجمة الاكتئاب أو نزيف مرئي من الدراسة.
    ملاحظة: هناك مستويات متدرجة من كسور الجمجمة. الحيوانات المصابة بكسور الجمجمة المضغوطة ، حيث يضغط العظم بشكل ملحوظ على أنسجة المخ ، يتم القتل الرحيم (CO2 أولا ، وقطع الرأس يستخدم كطريقة ثانوية). إذا تم ضبط طرف الصدمة بشكل صحيح ، فإن هذه الأنواع من كسور الجمجمة نادرة للغاية. في حالة حدوث كسر في الجمجمة ، فإن العرض الأكثر شيوعا هو قطرة دم صغيرة على الجمجمة وخشونة طفيفة عن طريق اللمس في الجمجمة ، غالبا على طول الخيط الذي يربط الطرف الخلفي لعظم الأنف. ويلاحظ أن هذه الفئران قد تكون كسرا في الجمجمة في السجلات ولكن لا يتم استبعادها عادة من الدراسة.
  22. إزالة الحيوان من الإطار المجسم.
  23. أغلق فروة الرأس عن طريق تدبيس الجلد معا.
    ملاحظة: يمكن استخدام الغرز القابلة للامتصاص أو غير القابلة للامتصاص لإغلاق فروة الرأس كبديل للمواد الغذائية الأساسية.
  24. ضع مرهما مضادا حيويا ثلاثيا مع قضيب معقم برأس قطني على الشق المغلق.
  25. أعد الماوس إلى قفص احتجاز نظيف للتعافي. يوجد نصف قفص الاسترداد على وسادة تدفئة (إعداد منخفض) ، مما يوفر القدرة على الابتعاد عن الحرارة عند الاستيقاظ والحفاظ على درجة حرارة الحيوان أثناء فقدان الوعي (انظر الشكل 1L).
    ملاحظة: يتم وضع الماوس على جانبه في قفص الاسترداد. لمنع الاختناق ، ضع الحيوان في قفص التعافي بدون فراش أو على منديل إذا كان الفراش في القفص.
  26. أعد مفتاح التبديل Extend / Repull إلى وضع الوسط / إيقاف التشغيل.
    ملاحظة: سيستمر التيار في العمل إذا ترك المفتاح في وضع التمديد أو التراجع ، مما يتسبب في انتفاخ المكبس. لن يعمل جهاز الصدمة بعد ذلك حتى يبرد المكبس.
  27. أخرج جهاز الصدمة من حامله وضعه برفق على كيس الثلج.
    ملاحظة: يساعد إبقاء جهاز الصدمة على كيس ثلج على تقليل التورم المحتمل للصدم.
  28. راقب الحيوان حتى يحدث رد الفعل الصحيح ووثق الوقت حتى التصحيح (انظر الشكل 1M).
    ملاحظة: يتم تعريف منعكس التصحيح على أنه اللحظة التي يعود فيها الماوس إلى وضعية الانبطاح. يجب ترك القفص دون إزعاج ؛ يمكن للماوس أن يصحح إذا تم لمس القفص أو تحريكه أو تعرضه لبعض الضوضاء.
  29. أعد الفئران إلى قفصها المنزلي عندما تكون مستيقظة ومنتبهة. عادة ، في غضون 1 ساعة بعد الإصابة ، تكون الحيوانات واعية تماما ومتنقلة. أضف أيضا بعض الطعام الرطب في قاع القفص.

4. رعاية ما بعد الجراحة

  1. مراقبة الحيوانات لمدة 5 أيام بعد الجراحة.
  2. سجل وزنهم وأي تغييرات جسدية / سلوكية مثل معدل التنفس (وظيفة الجهاز التنفسي النوعية) ، والمشي ، وحالة معطف الجسم والشعر ، والأكل ، والشرب ، والتغوط ، والتبول.
  3. راقب الماوس بحثا عن أي علامة على عدم الراحة والجرح الجراحي للتورم أو الإفرازات أو الحواف الحمراء أو التفكك. اتصل بالطبيب البيطري إذا أظهر الحيوان علامات الألم وعدم الراحة (النطق ، لا يتحرك ، انخفاض حرارة الجسم ، لا يشرب أو يأكل).
  4. قم بإزالة الدبابيس بعد 7-10 أيام من الجراحة تحت التخدير وعلى وسادة التدفئة.
    ملاحظة: إذا تم استخدام خيوط غير قابلة للامتصاص ، فيجب إزالتها بعد 7-10 أيام من الجراحة تحت التخدير.

5. التنظيف

  1. تنظيف وتعقيم المنطقة والأدوات الجراحية.
  2. نظف طرف المسبار بعد كل استخدام وفي نهاية اليوم باستخدام ضمادات تحضير الكحول.
    ملاحظة: تتم معايرة جهاز التصادم في المصنع ويقال إنه مستقر بمرور الوقت والاستخدام. ليست هناك حاجة إلى معايرة روتينية. ومع ذلك ، يجب فحص الارتطام والإطار التجسيمي بشكل روتيني. أيضا ، يجب مراقبة محيط نقطة نهاية النموذج مثل تصحيح وقت الانعكاس والوفيات وعلم الأمراض العصبية لتقييم الانجراف التجريبي المحتمل.

6. معايير الاستبعاد

  1. استبعد الحيوانات قبل الجراحة ذات الحالة الصحية السيئة ، مثل ضعف الوزن <20 جم للفأر البالغ من العمر 4 أشهر والخمول وحالة المعطف السيئة.
  2. استبعد الحيوانات التي تعاني من مضاعفات أثناء الجراحة مثل كسر الجمجمة المكتئب أو النزيف المرئي المرتبط بالجراحة أو نزيف الأذن.
  3. استبعاد الحيوانات من الدراسة مع أعراض ما بعد الجراحة التالية: عدم تناول الطعام و / أو التحرك بشكل طبيعي ، أو النطق غير المعتاد ، أو فقدان الوزن ، أو فشل الجرح في الشفاء بشكل طبيعي بعد الجراحة.
    ملاحظة: يمكن استخدام هذا النموذج كنموذج متكرر لإصابات الدماغ الرضية الخفيفة. إذا تلقت الفئران الجراحة الثانية على بعد 24 ساعة من الجراحة الأولى ، فيمكن إزالة الدبابيس أو الخيط ، ويمكن استخدام نفس الشق لكشف الجمجمة. يجب إجراء شق جديد إذا انقضى وقت أطول بين العمليات الجراحية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

جهاز التصادم الكهرومغناطيسي التجسيمي هذا متعدد الاستخدامات. يتم استخدامه لكل من التأثير القشري المفتوح الذي يتم التحكم فيه في الجمجمة (CCI) أو جراحة إصابة الرأس المغلقة (CHI). علاوة على ذلك ، يمكن تعديل شدة الإصابة عن طريق تغيير معلمات الإصابة مثل سرعة التأثير ، ووقت السكون ، وعمق التأثير ، وطرف الصدمة ، وهدف الإصابة. هنا يوصف جراحة CHI باستخدام صدم طرف فولاذي 5.0 مم. تعتبر هذه الإصابة خفيفة لأنه لا توجد آفات دماغية هيكلية. معدل الوفيات في الفئران البالغة أقل من 0.9٪ 11,14 ويزيد قليلا ليصل إلى ~ 2.5٪ في الفئران الأكبر سنا (>8 أشهر من العمر)11. تحدث الوفيات خلال أول 2 دقيقة بسبب انقطاع النفس ، والذي يمكن منعه إلى حد كبير عن طريق مراقبة عمق التخدير بعناية في الثواني التي تسبق التأثير.

ميزة نموذج CHI هذا هي أن التأثير ينتج أمراضا ثنائية منتشرة دون الحاجة إلى كشف سطح الجافية القشري (حج القحف). ميزة أخرى تجعل هذا النموذج فعالا لإصابات الدماغ الرضية هي أن أقل من 1٪ من الفئران مستبعدة من الدراسة بسبب كسور الجمجمة أو مشاكل الأذن بعد العملية الجراحية. الأهم من ذلك أن النموذج ينتج إعاقات عصبية مرضية وسلوكية ذات تأثير واحد ، مما يقلل من التعقيد التجريبي المرتبط بنماذج CHI الخفيفة المتكررة15. على سبيل المثال ، يتم تحديد نمط زمني قابل للتكرار من الخلايا الدبقية الصغيرة والتغيرات المورفولوجية للخلايا النجمية11 (الشكل 2 أ ، ب). عند التحقق من صحة النموذج ، يوصى باستخدام نطاقات البداية للإحداثيات الأمامية الخلفية على أنها -1.5 مم ± 0.2 مم وعمق التأثير 1.0 ± 0.2 مم. قد تحتاج الإحداثيات إلى تعديل عمر وسلالة الفئران ، بالإضافة إلى العلامة التجارية وطراز المعدات المستخدمة. بمجرد التحقق من صحة الإعدادات ، يجب أن تظل ثابتة للتجربة. للتحقق من الصحة ، يوصى بالتوصيف العصبي المرضي للخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية في 3 أيام بعد الإصابة. تم الانتهاء من تلطيخ الكيمياء المناعية (IHC) باتباع الطرق في Bachstetter et al.18. على وجه التحديد ، تم تلطيخ أقسام إكليلية حرة عائمة 30 ميكرومتر للتنشيط الدبقي مع أرنب مضاد GFAP (1: 10,000) وللخلايا النجمية باستخدام أرنب مضاد IBA1 (1: 10,000). تم استخدام HRP المترافق الماعز المضاد للأرانب IgG (1: 200) للكشف عن كل من GFAP و IBA-1. تم استخدام برنامج القياس الكمي لتحديد كمية التلوين في كل منطقة تم النظر فيها. بالإضافة إلى ذلك ، في 1-day بعد الإصابة ، تم العثور على علامات الإصابة المحورية في القشرة المخية الحديثة ، وتم العثور على تغييرات في استقلاب الميتوكوندريا بحلول 28 يوما بعد CHI16 (البيانات غير معروضة).

ستكون نقاط النهاية الثانوية للتحقق من صحة النموذج هي المقايسات السلوكية. تم العثور على عجز مستحث ب CHI قابل للتكرار في متاهة مياه الذراع الشعاعية (RAWM) 12 والتجنب النشط13 سلوكا (الشكل 3). تم اختبار الفئران في اختبار RAWM المكون من 8 أذرع ، وهو اختبار تعليمي خاص ، كما هو موضح في Macheda et al.12. باختصار ، تم اختبار الفئران في ما مجموعه 28 تجربة على بروتوكول 4 أيام وكان لديها 60 ثانية لتحديد موقع المنصة الموضوعة في الذراع المستهدفة. وبلغ العدد الإجمالي للمحاكمات في اليوم الواحد سبع محاكمات. تم اعتبار اليوم 1 واليوم 2 أيام تدريب واليوم 3 و 4 أيام اختبار. خلال أيام التدريب ، تم تدريب الفئران على تحديد موقع المنصة ، بالتناوب بين التجارب المرئية والمخفية. خلال أيام الاختبار ، تم إخفاء النظام الأساسي خلال جميع التجارب. تم تسجيل التجارب باستخدام كاميرا ، وتم استخدام نظام تتبع لتحليل السلوك (عدد الأخطاء والمسافة الإجمالية والكمون). تم اختبار الفئران 2 أسابيع بعد الإصابة. على الرغم من عدم وجود أي تأثير للجنس ، فقد ارتكبت فئران CHI المزيد من الأخطاء لأداء المهمة بنجاح والوصول إلى المنصة (الشكل 3 أ). علاوة على ذلك ، تم الكشف عن ضعف الذاكرة في اختبار RAWM المكون من 6 أذرع11،14،15،16 أيضا. تم استخدام التجنب النشط ، وهو اختبار قائم على التعلم الترابطي ، لقياس العجز المعرفي المرتبط بهذا النموذج المعتدل من CHI. تم اختبار الفئران باستخدام بروتوكول 5 أيام وتعرضت ل 50 تجربة / يوم13. تم تدريب الفئران على تجنب صدمة القدم الخفيفة (التحفيز غير المشروط ، الولايات المتحدة) عن طريق ربط حافز مشروط (CS ، خفيف) به. بمرور الوقت ، تعلمت الفئران تجنب الولايات المتحدة عندما تم تقديم CS. كان لدى فئران CHI ضعف في الوظيفة الإدراكية في التجنب النشط مقارنة بالفئران الوهمية (الشكل 3B). تعلمت إناث الفئران الوهمية بشكل أسرع بكثير مقارنة بالذكور ، لكن الجنس لم يلعب دورا في فئران CHI13. تم تسجيل السلوك باستخدام برنامج التجنب النشط / السلبي. لم يتم اكتشاف عجز قابل للتكرار في الوظيفة الحركية بعد الأسبوع الأول بعد الإصابة11.

في نموذج إصابات الدماغ الرضية الخفيف هذا ، لم يتم العثور على آفات هيكلية جسيمة للدماغ ، وحدث تأثير واحد أدى إلى تنشيط دبقي ثنائي وتغيرات في مورفولوجيا الخلايا الدبقية الصغيرة. أيضا ، يرتبط العجز المعرفي بنموذج TBI هذا.

Figure 1
الشكل 1: الخطوة 1: إعداد المنطقة الجراحية. (أ) يتم عرض مثال على المنطقة الجراحية والأدوات اللازمة لإجراء جراحة CHI (كيس ثلج للصدم ، وإطار تجسيمي مجهز بجهاز الصدمة ، وصندوق التحكم في الصدمة ، والأدوات الجراحية). (ب) منظر عن قرب لطرف المسبار الفولاذي مقاس 5 مم وقضيب العضة وجهاز دعم الرأس ، مما يوضح الموضع المطلوب لتأثير خط الوسط. (ج) جهاز دعم الرأس مصنوع من لمبة ماصة لاتكس سعة 1 مل متصلة بالأنبوب بواسطة بارافيلم. تمتلئ حقنة سعة 10 مل بالماء لنفخ المصباح ، مع محبس للحفاظ على انتفاخ المصباح بمجرد وضعه في موضعه. (د) صندوق التحكم في الصدمات: (1) مقبض كبير لضبط سرعة التأثير ، (2) عداد مسكن ، (3) مفتاح تبديل تمديد / سحب ، (4) مفتاح تبديل ، عند دفعه لأسفل ، سوف يؤدي إلى التأثير. (ه) عندما لا يكون قيد الاستخدام ، يتم الاحتفاظ بالصدمة على كيس ثلج لمنع ارتفاع درجة الحرارة والخلل المحتمل. (F) يتم استخدام شاشة تجسيمية رقمية لتحديد إحداثيات x (الأمامي الخلفي) و y (الإنسي الجانبي) و z (الظهرية البطنية). الخطوة 2: العملية الجراحية. (ز ، ح) يتم تثبيت الفأر المخدر والمحلوق في الإطار التجسيمي ، (I) يتم إجراء شق في خط الوسط لكشف (J) bregma ، (K) الذي يستخدم أثناء الجراحة لمحاذاة الصدمة. الخطوة 3: الانتعاش. (L) تتم إزالة الماوس من الإطار المجسم. بعد إغلاق فروة الرأس عن طريق تدبيس الجلد أو خياطته معا ، يتم وضعه في قفص استرداد نظيف على جانبه. (M) تتم مراقبة الماوس حتى يتدحرج الماوس ويحدث رد الفعل الصحيح. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: الأنماط الزمنية للتغيرات المورفولوجية للخلايا النجمية (GFAP) والخلايا الدبقية الصغيرة (IBA1) بعد CHI. (أ) يظهر تلطيخ GFAP عند التكبير المنخفض الزيادة الإقليمية في التلوين الذي يظهر في قشرة مجموعة CHI. يظهر المظهر المورفولوجي للخلايا النجمية في الإدخالات ذات التكبير العالي ، والتي تم أخذها من أقسام الدماغ الوسطى ومن نفس مناطق القشرة. (ب) يظهر التلوين الإيجابي IBA1 في القشرة في يوم واحد و 7 أيام وشهرين بعد الإصابة تغيرات في مورفولوجيا الخلايا الدبقية الصغيرة في القشرة المخية الحديثة بعد CHI (ن = 7-14 ، 50/50 ذكر / أنثى). كانت الفئران (خلفية CD-1 / 129) تبلغ من العمر 8 أشهر وقت الجراحة. تم تكييف هذا الرقم من 11 واستنسخه بإذن. شريط المقياس = 1 مم و 50 ميكرومتر و 100 ميكرومتر كما هو موضح في الشكل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: عجز الذاكرة الناجم عن CHI في RAWM والتجنب النشط. (أ) في 2 أسابيع بعد الإصابة ، تمكنت كل من الفئران التي تديرها CHI و sham من تعلم مهمة RAWM ، لكن الفئران CHI ارتكبت أخطاء أكثر مقارنة بالفئران الوهمية (*** p < 0.0005) ؛ وهمية (ن = 20/20 ذكر / أنثى) ؛ CHI (ن = 20/20 ذكر / أنثى). كان عمر الفئران (C57BL / 6J) 3-4 أشهر وقت الجراحة. (ب) في 4 أسابيع بعد الإصابة ، تمكنت الفئران التي تعمل ب CHI والفئران التي تديرها الوهمية من تعلم مهمة التجنب النشط ، لكن الفئران CHI تجنبت صدمات قدم أقل مقارنة بالفئران الوهمية (*** p = 0.0005 ؛ **** p < 0.0001) ؛ الشام (ن = 10/10 ذكر / أنثى) ؛ CHI (ن = 9/10 ذكر / أنثى). كان عمر الفئران (C57BL / 6J) 3-5 أشهر وقت الجراحة. يتم عرض البيانات كمتوسط ± SEM. (أ) تم تعديل هذا الرقم من 12 واستنساخه بإذن. (ب) تم تعديل هذا الرقم من 13 واستنساخه بإذن. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

يتم تضمين عدة خطوات في إعادة إنشاء نموذج إصابة متسق باستخدام النموذج الموصوف. أولا ، من الأهمية بمكان تأمين الحيوان بشكل صحيح في الإطار المجسم. يجب ألا يكون رأس الحيوان قادرا على التحرك بشكل جانبي ، ويجب أن تكون الجمجمة مسطحة تماما مع قراءة bregma و lambda نفس الإحداثيات. يعد وضع قضبان الأذن بشكل صحيح هو أصعب جانب في هذه الجراحة ، ولا يمكن تعلم ذلك إلا من خلال الممارسة. إذا لم تكن الجمجمة مستوية ، فيجب تعديل الرأس قبل تحفيز CHI. سيؤدي عدم ضبط وضع الرأس إلى كسر في الجمجمة. لتقييم أن الجمجمة مسطحة ، ينبغي للمرء أن ينظر إلى الفجوة بين الجمجمة وطرف التأثير من جميع الزوايا حول الحافة. يجب استبعاد الفئران المصابة بكسور الجمجمة المكتئبة من التجارب ، حيث أن لديها استجابة التهابية أقوى بكثير وإصابة أكثر حدة مقارنة بالفئران التي لم تعاني من كسور الجمجمة19. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر الفئران المصابة بكسور في الجمجمة نتائج إصابات الدماغ الرضية الأكثر حدة ، مثل اكتئاب الجهاز التنفسي اللاحق للصدمة ، وإصابة الارتداد الثانوية ، وفي النهايةالوفاة 20.

في هذه الدراسة ، تم تأمين رأس الحيوان بقضبان الأذن. على وجه الخصوص ، يوصى فقط باستخدام قضبان الأذن المصنوعة من راتنج الأسيتال الخاصة بالماوس مع نقطة مدببة ، وليس قضبان أذن الفئران الكبيرة. من الممكن استخدام قضبان أذن غير مثقوبة ذات رؤوس مطاطية ، لكن قضبان الأذن هذه ستضغط على الجمجمة ، وتغير الميكانيكا الحيوية ل CHI ، وتكون أقل قابلية للتكرار. بالإضافة إلى ذلك ، هناك قيود على استخدام قضبان الأذن ، لأنها لا تسمح بأي قوى دورانية. ومع ذلك ، فإن قابلية التكاثر الأكبر لقضبان الأذن تفوق العدد المحدود من قوى الدوران التي يمكن توليدها إذا كان الرأس غير ثابت.

ومع ذلك ، فإن تثبيت الرأس بقضبان الأذن يمكن أن يتسبب أيضا في إصابة الأذن عند الاصطدام إذا تم وضع جميع قوى التأثير في الأذنين. تم تطوير جهاز دعم الرأس يوضع تحت الرأس لإزاحة القوى بعيدا عن الأذنين. بعد اختبار العديد من الأشياء الشبيهة بالوسادة ، كان الشيء الذي يعمل بشكل أفضل هو لمبة ماصة اللاتكس سعة 1 مل المملوءة بالماء. يمكن توسيع لمبة الماصة الموجودة أسفل رأس الحيوان بعد أن يكون الحيوان في الإطار التجسيمي ، مما يسمح له بالحصول على نوبة ضيقة وتوفير الدعم الكامل تحت الرأس. عند وضعها بشكل صحيح ، يجب ألا يكون هناك نزيف من الأذنين أو مؤشرات سلوكية لتلف الأذن (التدحرج / إمالة الرأس) بعد الإصابة.

تستخدم بعض إصدارات طراز CHI مسبار طرف مطاطي 21,22 أو خوذة معدنية 23,24 لتقليل حدوث كسور الجمجمة. طالما أن طرف الصدمة 5 مم متدفق مع الجمجمة ، فلا داعي لاستخدام أي منها. قد يكون من المغري للمستخدمين الجدد الذين ليس لديهم خبرة واسعة في الجراحة التجسيمية إحداث الإصابة مع عدم تدفق الطرف مع الجمجمة في المستوى الإنسي الجانبي. إذا لم تكن الجمجمة مستوية في المستوى الإنسي الجانبي ، فذلك لأن قضبان الأذن لا يتم وضعها بشكل صحيح. الحل الوحيد لهذه المشكلة هو إزالة الحيوان من الصدمة وتعيين الماوس لإصابة زائفة. إذا لم يكن الطرف متدفقا على المستوى الأمامي الخلفي ، فيجب تعديل ارتفاع شريط العضة وإعادة محاذاة الطرف مع bregma. أيضا ، فإن استخدام جهاز صدم 5 مم بطرف مسطح يقلل من فرصة التسبب في كسور الجمجمة19 مقارنة بأطراف الصدمات ذات الأقطار الأصغر. العوامل المهمة الأخرى التي يجب مراعاتها هي عمر ووزن الموضوع ، وكذلك سمك الجمجمة25 وسلالات الفئران26.

في الناس ، لا يرتبط TBI الخفيف بالوفاة خلال الدقائق الأولى بعد الإصابة. في الحيوانات ، حتى الإصابة الخفيفة يمكن أن تسبب الموت. ومع ذلك ، في هذا النموذج ، ترتبط الوفيات دائما بالمضاعفات الجراحية ، وليس الإصابة وحدها. السبب الأكثر شيوعا لموت الفأر بعد الاصطدام هو عمق التخدير. يمكن أن يحدث هذا إذا استغرقت الجراحة وقتا أطول من المتوقع أو إذا كان غاز الأيزوفلوران بتركيز أعلى من اللازم لهذا الحيوان. إذا كان تنفس الحيوان بطيئا أو مرهقا ، فقد يكون هذا علامة على أنه يجب تقليل عمق التخدير قبل إحداث التأثير. إذا كان تنفس الحيوان بطيئا أو مرهقا في وقت الاصطدام ، فمن المحتمل أن يعاني الحيوان من انقطاع النفس وقد يموت.

هناك العديد من نماذج إصابات الدماغ الرضية الخفيفة. لكل منها نقاط قوة وضعف ، وهذا النموذج لا يختلف. كما ورد ، هنا يوصف نموذج ضربة واحدة من TBI ، ومع ذلك تم استخدام النموذج للتسبب في تكرار TBI15. يمكن تكرار الخطوات الموضحة في هذا البروتوكول للحث على إصابة إصابات الدماغ الرضية المتكررة. عند تقييم نماذج TBI المختلفة ، من المهم التفكير فيما إذا كان النموذج يحتوي على علم الأمراض المطلوب الذي يحاول المرء نمذجته. ينبغي للمرء أيضا أن ينظر في مدى قابلية النموذج للتكرار. يوصى بشدة أن تكون نقطة البداية لاستخدام هذا النموذج أو أي نموذج TBI هي التحقق بشكل مستقل من صحة وتوصيف أن النموذج يعمل كما تم الإبلاغ عنه سابقا.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل المعاهد الوطنية للصحة تحت أرقام الجوائز R01NS120882 و RF1NS119165 و R01NS103785 ورقم جائزة وزارة الدفاع AZ190017. المحتوى هو مسؤولية المؤلفين وحدهم ولا يمثل الآراء الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة أو وزارة الدفاع.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
9 mm Autoclip Applier Braintree scientific ACS- APL Surgery
9 mm Autoclip Remover Braintree scientific ACS- RMV Surgery
9 mm Autoclip, Case of 1,000 clips Braintree scientific ACS- CS Surgery (Staples)
Aperio ImageScope software  Leica BioSystems NA  IHC
BladeFLASK Blade Remover Fisher Scientific 22-444-275 Surgery
Cotton tip applicator VWR 89031-270 Surgery
Digitial mouse stereotaxic frame Stoelting 51730D Surgery
Dumont #7 Forceps Roboz RS-5047 Surgery
Ear bars Stoelting 51649 Surgery
EthoVision XT 11.0  Noldus Information Technology NA RAWM 
Fiber-Lite Dolan-Jeffer Industries UN16103-DG Surgery
Fisherbrand Bulb for Small Pipets Fisher Scientific 03-448-21 Head support apparatus
Gemini Avoidance System San Diego Instruments NA Active avoidance
Heating Pad Sunbeam  732500000U Surgery prep
HRP conjugated goat anti-rabbit IgG  Jackson Immuno Research laboratories 111-065-144  IHC
Induction chamber Kent Scientific VetFlo-0530XS Surgery prep
Isoflurane, USP Covetrus NDC: 11695-6777-2 Surgery
Mouse gas anesthesia head holder Stoelting 51609M Surgery
Neuropactor Stereotaxic Impactor Neuroscience Tools n/a Surgery: Formally distributed by Lecia as impact one
NexGen Mouse 500 Allentown  n/a Post-surgery, holding cage
Parafilm Bemis PM992 Head support apparatus
Peanut - Professional Hair Clipper Whal 8655-200  Surgery prep
Povidone-Iodine Solution USP, 10% (w/v), 1% (w/v) available Iodine, for laboratory Ricca 3955-16 Surgery
Puralube Vet Oinment,petrolatum ophthalmic ointment, Sterile ocular lubricant Dechra 17033-211-38 Surgery
Rabbit anti-GFAP  Dako Z0334 IHC
Rabbit anti-IBA1  Wako 019-19741 IHC
8-arm Radial Arm Water Maze MazeEngineers n/a RAWM 
Scale OHAUS CS series BAL-101 Surgery prep
Scalpel Handle #7 Solid 6.25"  Roboz RS-9847 Surgery
Sterile Alcohol Prep Pads (isopropyl alcohol 70% v/v) Fisher Brand 22-363-750 Surgery prep
SumnoSuite low-flow anesthesia system Kent Scientific SS-01 Surgery
10 mL syringe Luer-Lok Tip BD Bard-Parker 302995 Head support apparatus
Timers Fisher Scientific 6KED8 Surgery
Topical anesthetic cream L.M.X 4 NDC 0496-0882-15 Surgery prep
Triple antibiotic ointment Major NDC 0904-0734-31 Post-surgery
Tubing MasterFlex 96410-16 Head support apparatus
Vaporizer Single Channel Anesthesia System Kent Scientific VetFlo-1210S Surgery prep

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Capizzi, A., Woo, J., Verduzco-Gutierrez, M. Traumatic brain injury: An overview of epidemiology, pathophysiology, and medical management. The Medical Clinics of North America. 104 (2), 213-238 (2020).
  2. Bodnar, C. N., Roberts, K. N., Higgins, E. K., Bachstetter, A. D. A systematic review of closed head injury models of mild traumatic brain injury in mice and rats. Journal of Neurotrauma. 36 (11), 1683-1706 (2019).
  3. Shultz, S. R., et al. The potential for animal models to provide insight into mild traumatic brain injury: Translational challenges and strategies. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 76, 396-414 (2017).
  4. Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. Animal models of traumatic brain injury). Nature Reviews Neuroscience. 14 (2), 128-142 (2013).
  5. Albert-Weissenberger, C., Varrallyay, C., Raslan, F., Kleinschnitz, C., Siren, A. L. An experimental protocol for mimicking pathomechanisms of traumatic brain injury in mice. Experimental and Translational Stroke Medicine. 4, 1 (2012).
  6. Chen, Y., Constantini, S., Trembovler, V., Weinstock, M., Shohami, E. An experimental model of closed head injury in mice: pathophysiology, histopathology, and cognitive deficits. Journal of Neurotrauma. 13 (10), 557-568 (1996).
  7. Dixon, C. E., Clifton, G. L., Lighthall, J. W., Yaghmai, A. A., Hayes, R. L. A controlled cortical impact model of traumatic brain injury in the rat. Journal of Neuroscience Methods. 39 (3), 253-262 (1991).
  8. Schwulst, S. J., Islam, M. Murine model of controlled cortical impact for the induction of traumatic brain injury. Journal of Visualized Experiments. (150), e60027 (2019).
  9. Cole, J. T., et al. Craniotomy: True sham for traumatic brain injury, or a sham of a sham. Journal of Neurotrauma. 28 (3), 359-369 (2011).
  10. Brody, D. L., et al. Electromagnetic controlled cortical impact device for precise, graded experimental traumatic brain injury. Journal of Neurotrauma. 24 (4), 657-673 (2007).
  11. Webster, S. J., Van Eldik, L. J., Watterson, D. M., Bachstetter, A. D. Closed head injury in an age-related Alzheimer mouse model leads to an altered neuroinflammatory response and persistent cognitive impairment. The Journal of Neuroscience. 35 (16), 6554-6569 (2015).
  12. Macheda, T., Roberts, K. N., Morganti, J. M., Braun, D. J., Bachstetter, A. D. Optimization and validation of a modified radial-arm water maze protocol using a murine model of mild closed head traumatic brain injury. PLoS One. 15 (8), 0232862 (2020).
  13. Macheda, T., Snider, H. C., Watson, J. B., Roberts, K. N., Bachstetter, A. D. An active avoidance behavioral paradigm for use in a mild closed head model of traumatic brain injury in mice. Journal of Neuroscience Methods. 343, 108831 (2020).
  14. Bachstetter, A. D., et al. Attenuation of traumatic brain injury-induced cognitive impairment in mice by targeting increased cytokine levels with a small molecule experimental therapeutic. Journal of Neuroinflammation. 12, 69 (2015).
  15. Bachstetter, A. D., et al. The effects of mild closed head injuries on tauopathy and cognitive deficits in rodents: Primary results in wild type and rTg4510 mice, and a systematic review. Experimental Neurology. 326, 113180 (2020).
  16. Lyons, D. N., et al. A mild traumatic brain injury in mice produces lasting deficits in brain metabolism. Journal of Neurotrauma. 35 (20), 2435-2447 (2018).
  17. Yanckello, L. M., et al. Inulin supplementation mitigates gut dysbiosis and brain impairment induced by mild traumatic brain injury during chronic phase. Journal of Cellular Immunology. 4 (2), 50-64 (2022).
  18. Bachstetter, A. D., et al. Early stage drug treatment that normalizes proinflammatory cytokine production attenuates synaptic dysfunction in a mouse model that exhibits age-dependent progression of Alzheimer's disease-related pathology. The Journal of Neuroscience. 32 (30), 10201-10210 (2012).
  19. Zvejniece, L., et al. Skull fractures induce neuroinflammation and worsen outcomes after closed head injury in mice. Journal of Neurotrauma. 37 (2), 295-304 (2020).
  20. Flierl, M. A., et al. Mouse closed head injury model induced by a weight-drop device. Nature Protocols. 4 (9), 1328-1337 (2009).
  21. Yang, Z., et al. Temporal MRI characterization, neurobiochemical and neurobehavioral changes in a mouse repetitive concussive head injury model. Scientific Reports. 5, 11178 (2015).
  22. Petraglia, A. L., et al. The spectrum of neurobehavioral sequelae after repetitive mild traumatic brain injury: a novel mouse model of chronic traumatic encephalopathy. Journal of Neurotrauma. 31 (13), 1211-1224 (2014).
  23. Laskowitz, D. T., et al. COG1410, a novel apolipoprotein E-based peptide, improves functional recovery in a murine model of traumatic brain injury. Journal of Neurotrauma. 24 (7), 1093-1107 (2007).
  24. Lloyd, E., Somera-Molina, K., Van Eldik, L. J., Watterson, D. M., Wainwright, M. S. Suppression of acute proinflammatory cytokine and chemokine upregulation by post-injury administration of a novel small molecule improves long-term neurologic outcome in a mouse model of traumatic brain injury. Journal of Neuroinflammation. 5, 28 (2008).
  25. Lillie, E. M., Urban, J. E., Lynch, S. K., Weaver, A. A., Stitzel, J. D. Evaluation of skull cortical thickness changes with age and sex from computed tomography scans. Journal of Bone and Mineral Research. 31 (2), 299-307 (2016).
  26. Kawakami, M., Yamamura, K. Cranial bone morphometric study among mouse strains. BMC Evolutionary Biology. 8, 73 (2008).

Tags

علم الأعصاب، العدد 187،
نموذج مغلق الرأس يتم التحكم فيه كهرومغناطيسيا لإصابات الدماغ الرضحية الخفيفة في الفئران
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Macheda, T., Roberts, K.,More

Macheda, T., Roberts, K., Bachstetter, A. D. Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice. J. Vis. Exp. (187), e64556, doi:10.3791/64556 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter