A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يمكن أن يؤدي النزيف الوحمي الداخلي والالتهاب العصبي المصحوب بكدمة دماغية إلى إصابة ثانوية شديدة في الدماغ. يوضح هذا البروتوكول بالتفصيل نموذج التأثير القشري الذي يتم التحكم فيه بالفأر (CCI) ، مما يسمح للباحثين بدراسة النزيف والكدمة والاستجابات المناعية اللاحقة للصدمة واستكشاف العلاجات المحتملة.
الكدمة الدماغية هي مشكلة طبية خطيرة تؤثر على ملايين الأشخاص في جميع أنحاء العالم كل عام. هناك حاجة ملحة لفهم آلية الفيزيولوجيا المرضية وتطوير استراتيجية علاجية فعالة لهذا الاضطراب العصبي المدمر. يمكن أن يؤدي النزيف داخل اللحمة والاستجابة الالتهابية اللاحقة للصدمة الناجمة عن التأثير الجسدي الأولي إلى تفاقم تنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة / البلاعم والالتهاب العصبي مما يؤدي لاحقا إلى تفاقم أمراض الدماغ. نحن نقدم هنا بروتوكول تأثير قشري متحكم فيه (CCI) يمكنه إعادة إنتاج كدمة قشرية تجريبية في الفئران باستخدام نظام تصادم هوائي لإيصال قوة ميكانيكية بحجم وسرعة يمكن التحكم فيهما على سطح الجافية. يسمح هذا النموذج قبل السريري للباحثين بإحداث كدمة دماغية بؤرية معتدلة الودة في الفئران والتحقيق في مجموعة واسعة من التطورات المرضية بعد الصدمة بما في ذلك كدمة النزيف ، وتنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة / البلاعم ، وسمية الحديد ، والإصابة المحورية ، بالإضافة إلى العجز السلوكي العصبي على المدى القصير والطويل. يمكن أن يكون البروتوكول الحالي مفيدا لاستكشاف الآثار طويلة المدى والتدخلات المحتملة للكدمة الدماغية.
الكدمة الدماغية هي شكل من أشكال إصابات الدماغ الرضحية التي تحتل مرتبة عالية بين أكثر المشكلات الصحية فتكا في المجتمعالحديث 1. يحدث في المقام الأول بسبب الأحداث العرضية مثل حوادث المرور التي تؤدي إلى قوى خارجية تطبق الطاقة الميكانيكية على الرأس. تؤثر إصابات الدماغ الرضحية على ما يقرب من 3.5 مليون شخص وتمثل 30٪ من جميع الوفيات المرتبطة بالإصابات الحادة في الولايات المتحدة كل عام2. يعاني المرضى الذين ينجون من كدمة دماغية في كثير من الأحيان من عواقب طويلة المدى بما في ذلك الضعف الحركي البؤري والخلل الحسي والأمراض العقلية1.
تحدث الإصابة الأولية للكدمة الدماغية بسبب عوامل ميكانيكية بما في ذلك قوى التمدد والتمزق ، مما يؤدي إلى تشوه فوري في البنية المتني وموت الخلايا البؤرية في الجهاز العصبيالمركزي 3. كدمة النزيف هو مصطلح عام لنزيف الدماغ بسبب تمزق الأوعية الدموية في موقع صدمة الرأس4. على وجه التحديد ، يحدث النزيف داخل المتني مباشرة بعد كدمة دماغية تؤدي إلى تأخر تكوين ورم دموي. داخل الورم الدموي ، يمكن أن يؤدي الهيموجلوبين والحديد الحر المنبعث من خلايا الدم الحمراء المحللة إلى زيادة السمية المرتبطة بالدم5،6 والتي تسبب الفتق ووذمة الدماغ وارتفاع الضغط داخل الجمجمة5،6. كما تتأثر الوظائف التعاونية للخلايا العصبية (المحاور) والخلايا الدبقية والأوعية الدموية والأنسجة الداعمة بسبب التأثير الشامل للورم الدموي7. بالإضافة إلى ذلك ، يستمر الالتهاب العصبي المستمر والمنتشر مع التنكس العصبي التدريجي لعدة أشهر ويسبب أضرارا ثانوية في الدماغ8.
يعد تنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة أحد السمات المرضية الهامة للكدمة الدماغية9،10. بعد استشعار الأنماط الجزيئية المرتبطة بالضرر (DAMPs) والدم المتسرب في الأنسجة المصابة ، تؤدي الخلايا الدبقية الصغيرة المنشطة إلى التهاب عصبي مما يزيد من تلف الدماغالثانوي 11. بالإضافة إلى ذلك ، يعزز الجاذب الكيميائي المنبعث من الخلايا الدبقية الصغيرة تسلل الخلايا المناعية المحيطية إلى المنطقة المؤلمة مما يؤدي إلى إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية والسيتوكينات المؤيدة للالتهابات. هذا يخلق بيئة مؤيدة للالتهابات ذاتية الاستدامة تؤدي إلى إصابة الدماغالتدريجية 9،12. وفي الوقت نفسه ، يمكن أن تساهم الخلايا الدبقية الصغيرة ذات النمط الظاهري المنشط بدلا من ذلك في استعادة الأنسجة المتجانسة وإصلاح الدماغ من خلال إزالة الحطام من الأنسجةالمصابة 13. ثبت أن الوقاية من الالتهاب العصبي الثانوي عن طريق تقليل الاستجابات المناعية الضارة للدبقية الصغيرة مفيدة بشكل خاص لتعزيز تعافي الدماغ من كدمة دماغية3،9،10،12.
تم تطوير العديد من النماذج قبل السريرية لدراسة إصابات الدماغ الرضحية بما في ذلك نموذج إنقاص الوزن ، وإصابة قرع السوائل الجانبية ، ونموذج موجة الانفجار14،15. ومع ذلك ، فإن كل من هذه النماذج لها نقاط ضعفها بما في ذلك ارتفاع معدل الوفيات أثناء الإجراء ، وانخفاض قابلية التكاثر للنتائج النسيجية ، والتباين العالي في الإصابة بين المختبرات16،17. وبالمقارنة ، فإن نموذج التأثير القشري المتحكم فيه (CCI) أكثر ملاءمة لدراسة الكدمة الدماغية البؤرية بسبب التحكم الدقيق فيه وقابليته العالية للتكاثر14،15،18،19.
علاوة على ذلك ، من خلال التلاعب بمعلمات التشوه الميكانيكية الحيوية مثل سرعة وعمق التأثير ، يمكن التحكم في شدة الضرر الناجم لإنتاج مجموعة واسعة من أحجام الإصابة ، مما يسمح للباحثين بتقليد مستويات مختلفة من الضعف التي غالبا ما تظهر في المرضى17. تم تطوير النموذج قبل السريري ل CCI لأول مرة في عام 189620. منذ ذلك الحين ، كان CCI هو أوسع نموذج قابل للتطبيق ليتم تعديله للاستخدام في الرئيسيات21 ، والخنازير22 ، والأغنام23 ، والجرذان24 ، والفئران25. هذه الميزات معا تجعل CCI أحد أنسب نماذج الكدمة الدماغية التجريبية26.
يستخدم مختبرنا نظام تأثير CCI هوائي متاح تجاريا ومعلمات تشوه ميكانيكية حيوية تم اختبارها لإنتاج كدمة دماغية بؤرية شديدة إلى حد ما تقوم بإقليم المناطق القشرية الحسية والحركية الأولية دون الإضرار بالحصين27،28. أظهرنا نحن وآخرون أنه يمكن استخدام إجراء CCI هذا لدراسة السمات السريرية للكدمة الدماغية البشرية بما في ذلك فقدان أنسجة المخ ، وإصابة الخلايا العصبية ، والنزيف داخل المتني ، والالتهاب العصبي ، ونقص الحركةالحسية 24،25،27،28،29،30. هنا ، نقوم بتفصيل بروتوكول قياسي لأداء CCI للفأر والذي يسمح للمرء بطرح أسئلة تتعلق بفقدان المايلين الناجم عن CCI ، وترسب الحديد ، والتهاب الجهاز العصبي المركزي ، والسمية النزفية ، واستجابات الخلايا الدبقية الصغيرة / الضامة في أعقاب الكدمة الدماغية البؤرية.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تم إجراء جميع الإجراءات الموضحة في هذا البروتوكول بموافقة اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامه في مستشفى تشنغ هسين العام وكلية الطب بجامعة تايوان الوطنية. تم استخدام ذكور الفئران من النوع البري C57BL / 6 البالغ من العمر ثمانية إلى عشرة أسابيع في هذا البروتوكول.
1. تحريض التخدير
2. التحضير قبل الجراحة
3. جراحة CCI
4. التعافي بعد الجراحة
5. القتل الرحيم للفأر
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
رسم توضيحي للتنسيب التجسيمي وإجراء حج القحف.
يشتهر نموذج CCI بثباته وقابليته للتكرار في إحداث إصابة تتراوح من خفيفة إلى شديدة18. تعد التقنية التجسيمية المناسبة وإجراء بضع القحف من المحددات الرئيسية في إنتاج إصابة دماغية مستقرة وقابلة...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ينتج عن بروتوكول CCI إصابة ميكانيكية قابلة للتكرار بدرجة عالية في الدماغ لأبحاث الكدمة الدماغية. الخطوات التالية ضرورية لتوليد إصابة دماغية متسقة في باستخدام بروتوكول CCI هذا.
أولا ، يجب تثبيت رأس الماوس بثبات على الإطار التجسيمي والمعالم التشريحية Bregma و Lam...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
نشكر داني جيانغ على تحرير المخطوطة والمدخلات الثاقبة. نشكر Jhih Syuan Lin على المساعدة في إعداد المخطوطة. تم دعم هذا العمل من قبل وزارة العلوم والتكنولوجيا في تايوان (MOST 107-2320-B-002-063-MY2) إلى C.F.C.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
4mm Short Trephine Drill | Salvin Dental Specialties, Inc. | TREPH-SHORT-4 | |
anti-Iba1 antibody | Wako chemicals | #019-19741 | |
anti-Ly76 antibody | abcam | ab91113 | |
carboxylate cement | 3M | 70201136010 | |
cortical contusion injury impactor | Custom Design & Fabrication, Inc. | S/N 49-2004-C, eCCI Model 6.3 | CCI device (S/N 49-2004-C, eCCI Model 6.3) |
cresyl violet acetate | Sigma-Aldrich | C5042 | |
DAB staining kit | Vector | SK-4105 | |
goat anti-rabbit IgG secondary antibody, Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A11034 | |
goat anti-rat IgG secondary antibody, Alexa Fluor 594 | Invitrogen | A11007 | |
Mayer's Hematoxylin | ScyTek | HMM500 | |
tweezers | fine science tools | 11252-20 NO. 5 | |
isoflurane | Panion & BF Biotech Inc. | ||
Bupivacaine 0.25% | Hospira | ||
lithium carbonate | Sigma-Aldrich | 62470 | |
steriotexic frame | stoelting | ||
scissors | fine science tools | 14068-12 | |
solvent blue 38 | Sigma-Aldrich | S3382 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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