A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
هذا البروتوكول بالتحقق من صحة موثوق بها وسهلة الأداء واستنساخ نموذج القوارض من الدماغ منتشر إصابة المحور (DAI) الذي يسبب تلف المادة البيضاء على نطاق واسع دون كسور الجمجمة أو كدمات.
إصابة الدماغ الرضية (TBI) هي السبب الرئيسي للوفاة والعجز. الإصابة المحورة المنتشرة (DAI) هي الآلية الغالبة للإصابة في نسبة كبيرة من مرضى TBI الذين يحتاجون إلى دخول المستشفى. DAI ينطوي على ضرر عصبي واسع النطاق من اهتزاز, دوران أو إصابة الانفجار, مما يؤدي إلى إصابة التمدد المحوري السريع والتغيرات المحورية الثانوية التي ترتبط مع تأثير طويل الأمد على الانتعاش الوظيفي. تاريخيا، النماذج التجريبية من DAI دون إصابة البؤري كان من الصعب تصميم. هنا نحن التحقق من صحة نموذج القوارض بسيطة وموثوق بها واستنساخ من DAI الذي يسبب تلف المادة البيضاء على نطاق واسع دون كسور الجمجمة أو كدمات.
إصابة الدماغ الرضية (TBI) هي سبب رئيسي للوفاة والعجز في الولايات المتحدة. TBIs تساهم في حوالي 30٪ من جميع الوفيات المرتبطة بالإصابات1,2. تختلف الأسباب الرئيسية لـ TBI بين الفئات العمرية وتشمل السقوط والاصطدامات عالية السرعة أثناء الرياضة وإيذاء الذات المتعمد وحوادث السيارات والاعتداءات1و2و3.
إصابة محورية منتشر في الدماغ (DAI) هي نوع معين من TBI الناجمة عن تسارع الدوران أو الهز أو إصابة الانفجار في الدماغ الناتجة عن حركة الرأس غير المقيدة في لحظة بعد الإصابة4،5،6،7،8. DAI ينطوي على أضرار عصبية واسعة النطاق مما يؤدي إلى ضعف عصبي طويل الأمد يرتبط بالنتيجة السيئة ، وتكاليف الرعاية الصحية المرهقة ، ومعدل الوفيات 33-64٪1،2،4،,5،9،10،11. على الرغم من البحوث الهامة الأخيرة في الإمراض من DAI, لم يكن هناك توافق في الآراء حول أفضل خيارات العلاج11,,12,,13,,14.
على مدى العقود الماضية، حاولت العديد من النماذج التجريبية لتكرار بدقة جوانب مختلفة من DAI11،12،15،16. ومع ذلك، هذه النماذج لديها قيود نظرا للعرض الفريد من DAI بالمقارنة مع الإصابات البؤرية الأخرى. هذه النماذج السابقة ليس فقط تسبب إصابة محورية في مناطق المادة البيضاء ولكن أيضا يؤدي إلى إصابات الدماغ البؤري. سريريا، ويرافق DAI نزيف صغير، والتي قد تشكل سببا رئيسيا للضرر الذي يلحق بالمادة البيضاء.
وقد ثبت نموذجين فقط على الحيوانات لتكرار السمات السريرية الرئيسية لDAI. أنتجت Gennarelli وزملاؤه أول جهاز دوران الرأس الجانبي في عام 1982 ، وذلك باستخدام تسارع دوران الرأس غير الارتقان للحث على الغيبوبة مع DAI في نموذج الرئيسيات غير البشرية15. هذا النموذج الرئيسي اتّهم بالتناوب المتحكم به للتسارع والتباطؤ لإزاحة الرأس من خلال 60 درجة في غضون 10-20 مللي ثانية، وكانت هذه التقنية قادرة على محاكاة ضعف الوعي والضرر المحوري على نطاق واسع الذي يشبه آثار TBI الشديدة التي لوحظت في أدمغة الإنسان. ومع ذلك، نماذج4الرئيسيات مكلفة جدا4،11،,16. استنادا إلى نموذج سابق, نموذج خنزير من تسارع دوران إصابات الدماغ تم تصميمه في 1994 (روس وآخرون.) مع نتائج مماثلة14.
وقد أضاف هذان النموذجان الحيوانيان ، على الرغم من أنهما أنتجا عروضًا مختلفة من علم الأمراض النموذجي ، إلى حد كبير إلى مفاهيم التهاب الإمراض DAI. يتم قبول دوران الرأس السريع بشكل عام كأفضل طريقة لتحفيز DAI ، وتوفر القوارض نموذجًا أقل تكلفة لدراسات دوران الرأس السريع11،16. هنا، نحن التحقق من صحة نموذج القوارض بسيطة وموثوق بها واستنساخ من DAI الذي يسبب تلف المادة البيضاء على نطاق واسع دون كسور الجمجمة أو كدمات. هذا النموذج الحالي سوف تمكن من فهم أفضل للفيزيولوجيا المرضية من DAI وتطوير علاجات أكثر فعالية.
وأجريت التجارب بناء على توصيات إعلاني هلسنكي وطوكيو وللمبادئ التوجيهية لاستخدام الحيوانات التجريبية للجماعة الأوروبية. وقد وافقت لجنة رعاية الحيوانات التابعة لجامعة بن غوريون في النقب على هذه التجارب.
1. إعداد الفئران للإجراء التجريبي
ملاحظة: حدد الفئران الذكور الكبار سبراغ-داولي وزنها 300-350 غرام.
2. تحريض من إصابة عصبيّة منتشر
ملاحظة: يتكون الجهاز من المكونات التالية: 1) اسطوانة بلاستيكية شفافة، 2) وزن الحديد (1308 ز)، 3) آلية دوران تتكون من أنبوب أسطواني، ومحامل اثنين يدور عليها المحور ومثبت الرأس (لدبابيس الأذن)؛ 4) منصة أفقية التي هي ثابتة اثنين محامل.
3. قياس المعالم الحركية الدورانية / البيوميكانيكية.
4. تقييم درجة شدة عصبية بعد 48 ساعة
ملاحظة: تم تقييم العجز العصبي وتصنيفه باستخدام درجة شدة عصبية، كما سبق وصفه17،18،19. يتم تقييم التعديلات في الوظيفة الحركية والسلوك من قبل نظام نقطة بحيث درجة الحد الأقصى من 24 يمثل خلل عصبي حاد. تشير درجة 0 إلى حالة عصبية سليمة. يتم تقييم الوظائف السلوكية التالية.
5. جمع الدماغ للفحص النسيجي بعد 48 ساعة
6. تلطيخ المناعة الكيميائية والفحص
ويوضح الجدول 1 الجدول الزمني للبروتوكول. وكان معدل الوفيات في هذا النموذج من DAI 0٪. وأشار اختبار مان ويتني إلى أن العجز العصبي كان أكبر بكثير بالنسبة للفئران 15 DAI مقارنة بالفئران الصورية الـ 15 في 48 ساعة بعد التدخل (Mdn = 1 مقابل 0)، U = 22.5، p & 0.001، r = 0.78 (انظر الجدول 2). يتم قياس البيا...
يصف هذا البروتوكول نموذج القوارض من DAI. في DAI، يؤدي التسارع الدوراني على الدماغ إلى تأثير القص الذي يؤدي إلى تغييرات عصبية وكيميائية حيوية تؤدي إلى فقدان الوظيفة المحورية في عملية تدريجية. يتم إنتاج التغيرات المحورية الثانوية من قبل إصابة التمدد المحوري السريع وهي متغيرة في مداها وشدتها
وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
ويعرب المؤلفان عن امتنانهما للدكتور ناثان كليورين (قسم الهندسة الميكانيكية، جامعة بن غوريون في النقب) على مساعدته في القياسات الميكانيكية الحيوية. كما نشكر البروفيسورة أولينا سيفيلنوفسكا، ومارينا كوشينيفا، وماكسيم كريفونوسوف، وداريا ياكومينيكو، وإيفجينيا غونتشاريك من قسم علم وظائف الأعضاء، كلية البيولوجيا، والبيئة، والطب، جامعة أوليس هونشار دنيبرو، دنيبرو، أوكرانيا على دعمها ومساهماتها المفيدة في مناقشاتنا.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.01 M sodium citrate | SIGMA - ALDRICH | ||
2.5% normal horse serum | SIGMA - ALDRICH | H0146 | Liquid |
4 % buffered formaldehyde solution | |||
Anti-Amyloid Precursor Protein, C - terminal antibodyproduced in rabbit | SIGMA - ALDRICH | Lot 056M4867V | |
biotinylated secondary antibody | Vector | BA-1000-1.5 | 10 mM sodium phosphate, pH 7.8, 0.15 M NaCl, 0.08% sodium azide, 3 mg/ml bovine serum albumin |
bone-cutting forceps | |||
DAB Peroxidase (HRP) Substrate Kit (with Nickel), 3,3’-diaminobenzidine | vector laboratory | ||
embedding cassettes | |||
ethanol 99.9 % | ROMICAL | Flammable Liquid | |
guillotine | |||
Hematoxylin | SIGMA - ALDRICH | H3136-25G | |
Hydrogen peroxide solution | Millipore | 88597-100ML-F | |
Isofluran, USP 100% | Piramamal Critical Care, Inc | ||
Olympus BX 40 microscope | Olympus | ||
paraffine | paraplast plus leica biosystem | Tissue embedding medium | |
phosphate-buffered saline (PBS) | SIGMA - ALDRICH | P5368-10PAK | Contents of one pouch, when dissolved in one liter of distilled or deionized water, will yield 0.01 M phosphate buffered saline (NaCl 0.138 M; KCl - 0.0027 M); pH 7.4, at 25 °C. |
Streptavidin HRP | ABCAM | ab64269 | Streptavidin-HRP for use with biotinylated secondary antibodies during IHC / immunohistochemistry. |
xylene |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved