A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يصف البروتوكول الحالي نموذجا للقوارض لإصابة نقص التأكسج عند الأطفال حديثي الولادة لتحديد التغيرات المبكرة في الأنسجة الدماغية عن طريق التشكل الإجمالي والتصوير بالرنين المغناطيسي. هذا له فوائد على النماذج الحالية ، والتي يمكن استخدامها لدراسة الإصابة المتأخرة ولكنها لا تسمح بتقييم التغييرات المبكرة القابلة للتكرار.
اعتلال الدماغ نقص التأكسج الإقفاري في الفترة المحيطة بالولادة هو مرض حاد قد يصيب الأطفال حديثي الولادة ، مما يؤدي إلى نتائج نموية عصبية متغيرة طويلة وقصيرة الأجل. التشخيص المبكر أمر بالغ الأهمية لتحديد الرضع الذين قد يستفيدون من التدخل. ومع ذلك ، يعتمد التشخيص المبكر بشكل كبير على المعايير السريرية. لم تظهر أي اختبارات جزيئية أو إشعاعية نتائج واعدة في الكشف عن الإصابة الدماغية المبكرة. أظهرت الدراسات أن التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) يمكن أن يظهر تغيرات في كل من تدفق الدم / نقص التروية واضطراب التمثيل الغذائي. ومع ذلك ، فقد تم استخدامها جميعا لتقييم المرحلة الثانوية من المرض (>12 ساعة) بعد ظهور الإصابة. التشخيص المبكر أمر بالغ الأهمية لبدء انخفاض حرارة الجسم العلاجي بسرعة عند الرضع المؤهلين ، والذي يوصى حاليا بالبدء به في غضون 6 ساعات من الولادة. تم تطوير نموذج الفئران لإصابة نقص التأكسج الإقفارية في عام 1981 وتم التحقق من صحته واستخدامه على نطاق واسع لدراسة التغيرات في نضح الدماغ وعلامات الإصابة الدماغية والمورفولوجيا. ومع ذلك ، فقد تم استخدامه في المقام الأول "كنموذج متأخر" ، حيث تم تقييم الإصابة بعد عدة أيام من الإهانة الإقفارية الأولية. من المعروف أن النموذج لديه حساسية ضعيفة في تقييم التغيرات الدماغية المبكرة الموثوقة والقابلة للتكرار. كان الهدف من هذه الدراسة هو تطوير نموذج موثوق به لدراسة العلامات المورفولوجية والإشعاعية الإجمالية المبكرة ل HIE باستخدام التلوين المرضي والتصوير بالرنين المغناطيسي الدماغي / التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي.
الاعتلال الدماغي الإقفاري الناجم عن نقص التأكسج هو حالة مدمرة ناتجة عن عوامل مختلفة عند الأطفال حديثيالولادة 1. قد يؤدي الاختناق في الفترة المحيطة بالولادة و / أو اضطراب تدفق الدم الدماغي إلى تغيرات إقفارية بؤرية أو عالمية في الدماغ2. ويبلغ معدل حدوث الولادة حوالي 1.6 من كل 000 1 مولود حي، ولكنه قد يصل إلى 12.1 من كل 000 1 مولود حي في البلدان النامية. تؤدي هذه الحالة إلى ارتفاع معدل الوفيات (20٪ -50٪) ، بينما من المحتمل أن يعاني 25٪ من أولئك الذين بقوا على قيد الحياة من إعاقة عصبية طويلة الأمد مثل التخلف العقلي أو الصرع أو الشللالدماغي 4. التدخل العلاجي الوحيد الذي أثبت فعاليته في الإصابات الخفيفة إلى المتوسطة هو انخفاض حرارة الجسم العلاجي ، والذي يجب أن يبدأ في غضون 6 ساعات من الولادة5،6،7،8،9. في حين أن هذا قد يساعد في منع التغيرات الأيضية التي تؤدي إلى إصابة ثانوية ، فقد يكون هناك أيضا احتمال حدوث آثار جانبية مثل انخفاض ضغط الدم ، وقلة الصفيحات ، ووقت التخثر المطول ، والنزيف داخل الجمجمة ، وخلل النظم القلبي ، ونخر الدهون ، واختلال توازن المنحل بالكهرباء في الدم4،5. غالبا ما يكون التشخيص المبكر ل HIE عند الأطفال صعبا لأن المعايير ذاتية وتعتمد بشكل كبير على نتائج الفحص البدني ، والتي تتطور بمرور الوقت. قد يظهر التصوير بالرنين المغناطيسي تغيرات تعكس الإصابة بعد عدة أيام إلى أسابيع من الإصابة. ومع ذلك، يمكن أن تكون التغيرات المورفولوجية في التصوير بالرنين المغناطيسي T1/T2 طبيعية في ما يصل إلى ثلثي الاعتلال الدماغي المعتدل، وهي فئة الرضع الأكثر احتمالا للاستفادة من انخفاض حرارة الجسم العلاجي10. وفقا للتقارير الأخيرة ، قد يظهر التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي (MRS) تغييرات مبكرة مرتبطة ب HIE11 لحديثي الولادة. ومع ذلك، لم يتم إجراء أي توحيد أو تدقيق حتى الآن.
يعتمد العديد من الباحثين على النماذج الحيوانية لتقييم التدخلات التشخيصية أو العلاجية المحتملة لإصابة الأوعية الدموية الدماغية. الطريقة الأكثر استخداما لإنشاء احتشاء هي ربط الشريان الدماغي الأوسط للقوارض12،13. على الرغم من استخدامه غالبا لدراسة السكتة الدماغية الإقفارية لدى البالغين ، إلا أن هذا يمثل تحديا تقنيا في القوارض حديثي الولادة نظرا لصغر حجم وهشاشة الجراء في سن تعادل مرض حديثي الولادة البشري. علاوة على ذلك ، فإنه لا يمثل التغيرات الإقفارية الدماغية العالمية التي من المحتمل أن تظهر في HIE. تم استخدام نموذج Rice-Vanucci14 لربط الشريان السباتي أحادي الجانب في الفئران منذ الثمانينيات كنموذج قوارض فعال من حيث التكلفة لدراسة إصابة الدماغ نقص التأكسج. ومع ذلك ، هناك تباين كبير في التغيرات الدماغية الوعائية المبكرة وارتفاع معدل الوفيات في التجارب السابقة. تشير معظم الدراسات إلى الإصابة الدماغية في تغيرات طويلة المدى (أي بعد 24 ساعة من الإصابة) ، وهي أكثر اتساقا. تهدف هذه الدراسة إلى تطوير نهج لتقييم التغيرات الجزيئية والإشعاعية المبكرة (في غضون 6 ساعات) في نموذج الفئران من HIE. تم تصميم البروتوكول لضمان نقص التروية في سن مبكرة (مكافئ حديثي الولادة) وزيادة بقاء الجراء ، خاصة أثناء التعرض لنقص الأكسجة. تم استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي / التصوير بالرنين المغناطيسي لتقييم الأدلة الإشعاعية على تغير التدفق وتغيرات الأنسجة الدماغية والتغيرات الأيضية في غضون 6 ساعات من الإصابة. كما تم إجراء تقييم مورفولوجي إجمالي لمناطق الاحتشاء. تم إجراء مزيد من التحقق من صحة التكاثر عن طريق تكرار التجارب في فضلات متعددة.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية من قبل لجنة رعاية واستخدام المؤسسي التابعة لمؤسسة أوكلاهوما للبحوث الطبية (OMRF) (بروتوكول IACUC # 17-17). تم استخدام صغار الفئران الحوامل من إناث Sprague-Dawley في E14 في الدراسة الحالية. تم الحصول على من مصدر تجاري (انظر جدول المواد).
1. تحضير
2. ربط الشريان السباتي (CAL) لمجموعة HIE التجريبية
3. إجراء جراحي زائف للمجموعة الضابطة
4. التعرض لنقص الأكسجة لكل من مجموعات CAL والوهم
5. التصوير بالرنين المغناطيسي والتحليل الطيفي
6. تحليل المصل والأنسجة الدماغية
كان البروتوكول الحالي لإنتاج وتقييم التغيرات الدماغية المبكرة بعد HIE سهل التنفيذ وسمح بالتصور المرضي والإشعاعي الجسيم للإصابة الدماغية في غضون 6 ساعات من الإهانة في صغار الفئران في P10. تم تصوير الخطة التجريبية في الشكل 1. تم تحليل كلا الجنسين معا ، وتم فحص...
تم تصميم بروتوكول بحث في صغار الفئران حديثي الولادة بنجاح لتصور وتحليل العلامات المبكرة للإصابة الدماغية في HIE. حتى الآن ، هناك نقص في أدوات التقييم الموضوعية للكشف عن الإصابات الدماغية المبكرة لدى الولدان. بعد إصابة HI ، هناك مرحلة (1-6 ساعات) يكون فيها ضعف التمثيل الغذائي...
لا يوجد تضارب في المصالح لأي من المؤلفين.
نشكر الموظفين البيطريين في مؤسسة أوكلاهوما للأبحاث الطبية على خبرتهم ومساعدتهم في تعديل بروتوكولات رعاية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Normal saline | Fisher Scientific | Z1376 | |
2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) | Millipore Sigma | T8877 | |
Abdominal pneumatic pillow | SA Instruments, Inc., Stony Brook, NY | ||
Absorbent Underpads with Waterproof Moisture Barrier, 58.4 x 91.4 cm, 680 mL | Fisher Scientific | 501060566 | |
BD 30 G Needle and syringe | Fisher Scientific | Catalog No.14-826-10 | |
Biospec 7.0 Tesla/30 cm horizontal-bore magnet small animal imaging system | Bruker Biospin, Ettlingen, Germany | ||
Buprenorphine | Provided by veterenary medicine | ||
Compact Thermometer with Probe | Fisher Scientific | S01549 | |
Gas mixture 92% nitrogen 8% oxygen | Airgas | ||
Head surface coil | Bruker BioSpin MRI Gmbh, Ettlingen, Germany | ||
Isoflurane gas | Provided by veterenary medicine | ||
Isotemp Immersion Circulator 2100 | Fisher Scientific | Discontinued | Immersed in water bath chamber with continous flowing water via tubing |
Lead Ring Flask Weights | VWR | 29700-060 | Water bath weights to ensure rodent chamber stays submerged in water bath |
Mathematica Software | Wolfram Research, Champaign, IL, USA | version 6.0 | |
Pedialyte Electrolyte Solution, Hydration Drink, 1 Liter, Unflavored | Pedialyte | Obtained from CVS | |
Phosphate-buffered saline (DPBS, 1X), Dulbecco's formula | Millipore Sigma | J67670.AP | |
Plastic clear bucket | We used an old rodent housing cage- this is a good alternative: Cambro 182615CW135 Camwear Food Storage Box, 18" X 26" X 15", Model #:182615CW135 | ||
Plexiglass Rodent Restraint Chamber | Pedialyte/CVS | Vetinary medicine provided a small chamber used to restrain rodents. Approximately 6x4x4 inches | |
Pregnant Sprague Dawley rats at E14 | Charles River | Strain Code 400 | |
Purdue Products Betadine Swabsticks | Fisher Scientific | 19-061617 | |
Quadrature volume coil (72-mm inner diameter) | Bruker BioSpin MRI Gmbh, Ettlingen, Germany | ||
Stoelting Silk Suture | Fisher Scientific | Catalog No.10-000-656 | |
Vicryl 5-0 suture | Fisher Scientific | NC1985424 |
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