The authors would like to thank John Kristensen and S&#248;ren Braad Andersen from the Department of Communication, Aarhus University Hospital, Denmark, for their exceptional help with filming and editing. Animal technician Diana Gyldenl&#248;ve and veterinarian Birgitte Kousgaard, Institute of Clinical Medicine Aarhus University Hospital, Denmark for assisting with animal care. This study was supported by the Lundbeck Foundation, the Laerdal Foundation for Acute Medicine, Central Denmark Region&#8217;s Research Foundation, Augustinus Foundation, Aase and Ejnar Danielsens Foundation, the Institute of Clinical Medicine Aarhus University Hospital, Br&#248;drene Hartmanns Foundation, Karen Elise Jensens Foundation, Fonden til L&#230;gevidenskabens Fremme, and Marie Dorthea og Holger From, Haderslevs Fond.

Dieses Protokoll wurde von der dänischen Tierversuche Inspektion genehmigt. Alle Versuchstiere wurden während der Verfahren anästhesiert. Reproduktion dieses Protokoll muss in Übereinstimmung mit den nationalen Ethik und Tierschutz-Richtlinien durchgeführt werden, und von den lokalen Ethikkommissionen genehmigt. 1. Tiere <ol><li> Dänische Landrasse Ferkel &lt;24 Stunden alt mit einem Gewicht von ca. 1.500 - 2.000 g. </li></ol> 2. Anästhesie und Wartungsflüssigkeiten <ol><li> Bereiten Sie die Geräte für die Anästhesie benötigt (Abbildung 1): Eine Maske für Sevofluran Verwaltung, Alkoholtupfer, periphere intravenöse Katheter, Gummiband, Spritzen mit Kochsalzlösung, Propofol (5 mg / kg), Fentanyl (10 ug / kg) und Procain Benzylpenicillin (15.000 IU / kg). </li><li> Induzieren Anästhesie durch die Bereitstellung von 1-2% Sevofluran über eine Atemmaske. <ol><li> Beurteilen Sie die Narkosetiefe durch die Bewertung für palpebral und Entzugs reflexes. Wenn Sie sicher, dass das Ferkel ist tief anästhesiert, perkutan einen peripheren intravenösen Katheter legen Sie in die Ohrvene. </li><li> , Um die Durchgängigkeit des peripheren intravenösen Katheter bestätigen, spülen Sie den Katheter mit 1-2 ml steriler 0,9% Salzlösung. Verabreichen Bolusinjektionen von Propofol (5 mg / kg) und Fentanyl (10 ug / kg). Nach Bolusinjektion Verwaltung spülen Sie den intravenösen Katheter ein zweites Mal mit 1-2 ml steriler 0,9% Salzlösung. </li><li> Platz Spritzen mit Propofol (10 mg / ml) und Fentanyl (10 ug / ml) in zwei separate Spritzeninfusionspumpen. Verbinden iv Rohre von den zwei Spritzenpumpen zu einem Dreiwegehahn Füge Infusionen in eine Zeile, die zur intravenösen Katheter angeschlossen ist. Starten kontinuierlicher iv-Infusion von Propofol (4-12 mg / kg / h) und Fentanyl (10 ug / kg / h). Sobald Dauerinfusionen ausgeführt werden, geben Sie nicht weiter Bolusinjektionen von Propofol und Fentanyl. </li><li> Unterbrechen der Verabreichung des Sevofluran Gas anesthesia. </li><li> Injizieren Procain Benzylpenicillin (15.000 IU / kg) subkutan oder intramuskulär gemäß den örtlichen Richtlinien für Antibiotika-Prophylaxe. Wiederholen Sie täglich. Das Video zeigt subkutaner Verabreichung, die bei Ferkeln wurde gezeigt, dass im höheren Plasmakonzentration und eine längere Halbwertszeit zur Folge, verglichen mit intramuskulärer Verabreichung. </li><li> Bewerben Auge Schmiermittel Salbe, um das Trocknen der Augen zu vermeiden. Ziehen Sie das Unterlid vorsichtig nach unten, um eine taschenförmige Öffnung bilden. Geben Sie eine kleine Menge der Salbe in der Tasche. Auge um Salbe zu verteilen. Überprüfen Sie für Trockenheit Stunden und erneut nach Bedarf. </li><li> Starten Sie eine kontinuierliche Rate Infusion von 5% Dextrose / 0,45% NaCl iv bei 10 ml / kg / h. Reduzieren Rate auf 5 ml / kg / h während und nach der Hypoxie. Einzustellen Infusionsrate auf den Blutzuckerspiegel bei 2-10 mmol / l zu halten. </li></ol></li></ol><img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52454/52454fig1.jpg" /> Figure 1. Ausrüstung für Anästhesie und Intubation. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52454/52454fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> 3. Intubation und Beatmung <ol><li> Bereiten Sie die Geräte zur Intubation erforderlich (Abbildung 1): Rocuroniumbromid (1 mg / kg) für die Muskelentspannung, eine Seilschlinge (binden die beiden Enden des gleichen 4 mm Nylon-Seil zusammen, um einen Kreis zu bilden, wie in Abbildung 1 dargestellt) zum Öffnen der Mund, kippte ein Wattestäbchen und Veterinär Laryngoskop mit gerader Klinge, Xylocain-Spray (100 mg / ml), verschieden große Endotrachealtuben mit Manschette (Größe 3,0 mm, 2,5 mm, 2,0 mm), 500 ml selbstfüllende Beutel (Beutel-Ventil Maske) für Lüftung, 2 ml Spritze für Aufpumpen der Manschette und Stethoskop. </li><li> Intubieren, indem Sie die folgenden Schritte aus: <ol><li> Ort Ferkel in der Rückenlage die Unterstützung der Hals von jeder Seite, ein gerader Kehlkopf pas sichernSalbei zur Intubation. </li><li> Schätzen Sie die Länge des Tubus durch Messung von der Spitze des Mauls bis zum Brustbeinkerbe (in der Regel ca. 13 cm). </li><li> Platz Seilschlinge um den Oberkiefer (nach unten) und halten Sie Unterkiefer und Zunge nach oben, um den Mund offen zu halten. </li><li> Verwalten Rocuroniumbromid (1 mg / kg) iv zu Muskelentspannung zu induzieren. </li><li> Verwenden Laryngoskop, die Zunge nach oben zu heben. </li><li> Verwenden Sie die Baumwolltupfer, um die Ferkel lange Kehldeckel, die entweder in die Speiseröhre retroverted oder hinter dem Gaumensegel gefangen werden kann befreien. </li><li> Voran Laryngoskop nach den Kehldeckel gegen den Zungengrund ermöglicht den Augen der Aryknorpel und Stimmbänder angehoben halten. </li><li> Bewerben Xylocain-Spray (100 mg / ml) topisch in den Kehlkopf zu Kehlkopfkrämpfe zu verhindern. </li><li> Voran Endotrachealtubus durch die Stimmbänder. Verwenden Sie eine Drehbewegung um die Weitergabe der schmalen Trachealknorpel unterstützen. Vorausrohr according auf die vorgemessenen Entfernung und eine Verbindung zu einem selbstfüllende Tasche (Beatmungsbeutel) für die manuelle Lüftung. Zu helfen, die Reibung während der Intubation zu reduzieren sprühen die distalen 1/3 des Endotrachealtubus mit Xylocain-Spray. </li><li> Um zu bestätigen, richtigen Endotrachealtubus Platzierung: beobachten, für jeden Hinweis auf Schwierigkeiten beim Atmen, ausculate die Brust hört für bilaterale Lufteintritt in beiden Lungen, visuell zu bestätigen das Vorhandensein von Kondensation in dem proximalen Teil des Endotrachealtubus, und überprüfen Sie das Vorhandensein von endtidale Kohlen Kohlendioxid mit einer farbmetrischen Kohlendioxid-Detektor oder exspiratorische CO 2 Messwert auf dem Beatmungsgerät, falls verfügbar. Normale endtidale Kohlendioxid um rund 5%. Ein Wert von über 2% zusammen mit einem normal erscheinende Wellenform bestätigt, daß der Tubus in der Luftröhre. </li><li> Pumpen Sie den Endotrachealtubus Manschette, um Aspiration zu verhindern. Manschetteninflationsdruck sollte weniger als 25 cm H 2 O, um ischämischen Schäden zu vermeiden<html> an das umgebende Gewebe. Halten des Endotrachealtubus in Ort, wickeln Sie ein Stück Klebeband um das Rohr, schließen Sie den Kiefer und weiterhin Taping um die Schnauze, um das Rohr zu befestigen. Ziehen Sie vorsichtig an dem Rohr, um sicherzustellen, dass es an Ort und Stelle bleibt. </li><li> Schließen Endotrachealtubus zu mechanischen Ventilator. </li></ol></li><li> Passen Sie Einstellungen des Beatmungsgerätes: volumenkontrollierten Beatmung, Atemvolumen (TV): 10 ml / kg [oder Inspirationsspitzendruck (PIP) 15 cm mit der druckkontrollierten Beatmung]. Positive endexspiratorischen Druck (PEEP): 5 cm. I: E-Verhältnis 1: 2. Atemfrequenz: 35 (justieren Rate zu endexspiratorischen CO 2 zwischen 4,5-5,5 kPa zu halten). </li></ol> 4. Monitoring und Körperflüssigkeiten Sampling <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52454/52454fig2.jpg" /> Abbildung 2. Ausrüstung für die Überwachung.ank &quot;&gt; Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <ol><li> Bereiten Sie die für die Überwachung (Abbildung 2) benötigte Ausrüstung: Klebeband, steriles Gleitmittel, Messsonde zur kontinuierlichen rektale Temperaturmessung, Elektrokardiogramm (EKG) Elektroden, Pulsoximeter, Rasierer, und EEG-Elektroden. <ol><li> Platz Sättigung Sonde an einem Hinterbein, schmieren rektale Temperatursonde und legen Sie 6 cm in das Rektum, legen Kopfstrahlungsheizung und / oder beheizte aufblasbare Luftmatratze, die rektale Temperatur an der physiologischen Ebene von 38,5 bis 39 ° C zu halten und Platz ECG Elektroden. </li><li> Platzieren Ferkel in der Bauchlage, um Bereiche von 1 cm x 1 cm für die Platzierung der Subcutannadel EEG-Elektroden Rasur; eine vor jedem Ohr, und die Referenzelektrode in der Mittellinie direkt hinter den Augen. Die Elektrode Website mit einem Alkoholtupfer reinigen, legen Sie dann die Nadelelektrode subkutan. Sichere Elektroden mit Klebeband und Rück Ferkel in die Rückenlage position. </li><li> Schalten Sie aEEG Monitor. HINWEIS: Die integrierte EEG Amplitude besteht aus einer dichten Trace mit oberen und unteren Rand. Unteren und oberen Ränder in diesem Modell sind in der Regel 15 bis 50 &amp; mgr; V, oft höher als bei Kindern gesehen. Während Hypoxie ist es wichtig zu beachten, dass aus dem EKG-Artefakt fälschlicherweise erhöhen die aEEG Spur. Bolus Medikamente (Propofol oder Fentanyl) können auch vorübergehend unterdrücken die aEEG Spur und sollte vermieden werden, wenn möglich, während des Experiments. Verabreichung von Medikamenten und klinischen Ereignissen sollte markiert werden, um Auslegung des aEEG Spur zu erleichtern. </li></ol></li><li> Bereiten Sie die für die Platzierung Nabelkatheter zur zentralen arteriellen Blutdruckmessung und Blutabnahme (Abbildung 3) benötigte Ausrüstung: sterile Handschuhe, sterilen Abdeckung, Skalpell, Alkoholtupfer, sterile Tücher, Nabelvenenkatheter (5 Fr), Nabelarterienkatheter (3,5 Fr ), Nahtmaterial mit einer Pinzette, gebogen Mikro Zangen, Scheren, Nadelhalter und Nahtmaterial (SetzB Größe 3-0), transparente Klebepflaster, 5 ml Spritzen zur Blutentnahme. </li></ol><img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52454/52454fig3.jpg" /> Abbildung 3. Ausrüstung für Nabellinien und Blutentnahme. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52454/52454fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <ol start="3"><li> Sterilisieren und drapieren Sie den Bereich um den Nabel. Verwenden Sie ein Skalpell, um die Nabelschnur so nah an der Haut wie möglich zu schneiden. Wenn dies der Nabelgefäße in der narkotisierten Ferkel aussetzen, schneiden Sie die Nabelhaut 2 mm unterhalb der Nabelschnur, die Gefäße aus. Identifizieren Sie die beiden kleinen Nabelarterien und die eine größere Nabelvene (Abbildung 4). </li><li> Verwenden gekrümmte Mikropinzette, um die Arterie (Abbildung 4) erweitern sich und legen Sie die Nabelarterienkatheter(3,5 Fr). Estimate Einbaulänge in cm bis 3 x Gewicht (kg) + 10 (Summenformel basierend auf korrekte Platzierung in absteigender Aorta oberhalb Nierenarterien auf Autopsie). </li><li> Legen Sie eine zweite 5 Fr-Katheter 5 cm in die Nabelvene (Abbildung 4). Stellen Sie sicher, intravaskulären Katheter Platzierung von Blutrück. Sichere Katheter durch Platzieren einer Tabaksbeutelnaht um den Nabel, übergeben Sie die Fadenenden um jede der Nabelkatheter und verknoten. Decken Katheter mit transparenten Klebeverband. </li><li> Sammeln von Blutproben zu vorgegebenen Zeitpunkten: 1) unmittelbar vor der Hypoxie, 2) 30 Minuten in hypoxischen Insult 3) am Ende der 45 min hypoxischen Insult 4) 2 h nach hypoxischen Insult. Je nach dem Zweck des Experiments anderen Zeitpunkten Blutproben gewählt werden. </li><li> Verwenden arterielle Blutgasanalyse von Blutproben bei Hypoxie getroffen werden, um die Blutgasveränderungen durch Hypoxie-Ischämie (Tabelle 1) verursacht zu überprüfen. Beachten Sie, dass Ferkel haben niedrige Hämoglobin eint Geburt (ca. 8 g / dL) und können anämisch durch häufige Blutentnahme. Zurückzuziehen weniger als 2 ml Blut / kg Körpergewicht pro Ziehung, weniger als 5 ml Blut / kg Körpergewicht innerhalb von 24 h und sich an die örtlichen Richtlinien zur Blutabnahme. Anzeichen von Anämie sind abnehm Hämatokrit und Tachykardie. </li><li> Schließen arteriellen Leitung an einen Monitor für weiterhin intraarterieller Blutdrucküberwachung (MABP). Verwenden venöse Leitung für Fluid and Drug Administration. </li></ol><img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/52454/52454fig4.jpg" /> Abbildung 4. Nabelgefässe. Nabelvene (rechts) und einem der beiden Nabelarterien (links). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52454/52454fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> 5. Hypoxie <ol><li> Warten Sie 60 Minuten nach Abschluss der Überwachung. Induzieren Hypoxie durch den Wechsel zu einer 4% O 2 </sub&gt; / 96% N 2 Gasgemisch. Überwachung von Vitalparametern und aEEG eng und weiter Hypoxie für 45 min. </li><li> Sobald die aEEG Spur ist flach (Oberrand &lt;7 &amp; mgr; V), Sauerstoffzufuhr einzustellen, indem die eingeatmete Sauerstofffraktion (FiO 2) und mittleren Atemwegsdruck auf den höchsten FiO 2 level Aufrechterhaltung einer flachen Spur aEEG nach dem in 5 gezeigten Flussdiagramm. Ziel für MABP unter 70% des Ausgangswertes für mindestens 10 min und bei Bedarf niedriger FiO 2 zu Hypotonie und Ischämie zu gewährleisten. Die beschriebene Niveau der Hypotonie wurde bereits früher von anderen 19,13,30 gezeigt, dass sie relevant hypoxisch-ischämischen Hirnverletzung zu erzeugen. </li><li> Im Falle von schweren Hypotonie (MABP &lt;25 mm Hg) zu behandeln schrittweise wie folgt: kurz erhöhen FiO2 um 1-5%, Salz Bolus (10 ml / kg), Infusion von Dopamin (5-20 &amp; mgr; g / kg / min) und Infusion von Noradrenalin (20 ng-1 ug / kg / min). </li><li> Bei Pfändungen dauerhaft&gt; 10 min (klonische, tonische or myoklonischen Anfällen, in der Regel als fokale oder durch plötzliche Veränderungen in aEEG Amplitude) angegeben zu behandeln schrittweise mit (was 30 Minuten, bevor Sie mit der nächsten Injektion): langsame Bolus von Phenobarbital iv 20 mg / kg, wiederholen Sie Phenobarbital iv 20 mg / kg und Midazolam iv 0,5 mg / kg. <ol><li> Wenn Anfälle entwickeln und sind unempfindlich gegen Arzneimitteltherapie Euthanasie angezeigt. </li></ol></li></ol><img alt="Figur 5" src="/files/ftp_upload/52454/52454fig5.jpg" /> Abbildung 5. Hypoxie-Ischämie Flussdiagramm. Flussdiagramm, Anpassungen in Sauerstoffversorgung (F i O 2 und P aw) nach aEEG Antwort. Mittleren Atemwegsdruck (P aw) wurde durch Änderung PIP / TV (untere PIP gibt niedrigeren P aw) und Atemfrequenz eingestellt (Unter RR gibt niedrigeren P aw). Ziel aEEG = oberen Rand der Spur &lt;5 &amp; mgr; V und unteren Rand der Spur&gt; 3 &amp; mgr; V (Durchschnitt 4 &amp; mgr; V). ZielHerzfrequenz (HR) =&gt; 80 Ziel mittleren arteriellen Blutdruck (MAD) = MABP&gt; 25. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52454/52454fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> 6. 72 Stunden Überlebens <ol><li> Überwachen Sie die Ferkel eng nach der hypoxischen Beleidigung, und nach und nach reduzieren die Preise der Infusion von Propofol und Fentanyl. Extubieren an dem Punkt, an dem das Tier freiwillig atmen. </li><li> Während der Überlebenszeit, halten Ferkel bei einem Tier-Anlage mit 24-Stunden-Uhr von Personal auf der Intensivstation und Überwachung geschult. Verwalten iv Glukoseinfusionen 20 ml / kg 2-3 stündlich. Bei 26 bis 48 Stunden nach der Hypoxie-Ischämie Teilflaschennahrung kann eingeleitet werden. Aspiration in die Luftröhre und Lungen können durch Füttern mit der Flasche auf, wenn der Würgereflex nicht vorhanden ist. </li><li> Wenn die für die Versuchs bewerten neurologischen Status mit Punktesystem, das von Thoresen et al., Beschrieben inDetail in der Originalpublikation 17. </li></ol> 7. Ergebnisevaluation <ol><li> Nach 72 Stunden, zu betäuben und wieder zu lüften, wie in Kapitel 2 beschrieben und 3. Führen MRT-Untersuchung mit den entsprechenden bildgebenden Verfahren, wie durch Munkeby et al 31 und andere 2 beschrieben. </li><li> Am Ende des Experiments euthanize Ferkel mit einer letalen Dosis von Pentobarbital (5 g / kg iv). </li><li> Vorbereiten des Gehirns zur Prüfung nach dem Ziel des Experiments. <ol><li> Für Hirn-Histologie auf Formalin-fixierten Gewebe:.. Verwenden Herz- Perfusion mit 4% Paraformaldehyd in PBS, gefolgt von Präparation und post-Fixierung in Para wie von Robertson et al 2, Chakkarapani et al 1 oder Liu et al 18 oder entfernen Sie das Gehirn und tauchen in 4% Paraformaldehyd durch Andresen et al. 32 </li><li> Für die Analyse erfordern Schnapp gefrorenen Gewebe (zB RNAAnalyse oder Enzymaktivitätsassays 33). Den Gehirn sezieren Gehirnregionen von Interesse und Schnappgefriergewebeblöcke von maximal 1 cm x 1 cm in flüssigem Stickstoff, wie durch Munkeby et al 33 </li></ol></li></ol>

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H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resuscitation+with+21+or+100%+oxygen+in+hypoxic+nicotine-pretreated+newborn+piglets:+possible+neuroprotective+effects+of+nicotine.">Resuscitation with 21 or 100% oxygen in hypoxic nicotine-pretreated newborn piglets: possible neuroprotective effects of nicotine.</a> Neonatology. 93, 36-44 (2008).</li><li>Karlsson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+hypothermia+as+selective+head+cooling+or+whole+body+cooling+does+not+protect+brain+or+body+in+newborn+pig+subjected+to+hypoxia-ischemia.">Delayed hypothermia as selective head cooling or whole body cooling does not protect brain or body in newborn pig subjected to hypoxia-ischemia.</a> Pediatric research. 64, 74-78 (2008).</li><li>Kovacs, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asphyxia-induced+release+of+alpha-melanocyte-stimulating+hormone+in+newborn+pigs.">Asphyxia-induced release of alpha-melanocyte-stimulating hormone in newborn pigs.</a> Peptides. 22, 1049-1053 (2001).</li><li>Varvarousi, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asphyxial+cardiac+arrest,+resuscitation+and+neurological+outcome+in+a+Landrace/Large-White+swine+model.">Asphyxial cardiac arrest, resuscitation and neurological outcome in a Landrace/Large-White swine model.</a> Laboratory animals. 45, 184-190 (2011).</li><li>Tammela, O., Pastuszko, A., Lajevardi, N. S., Delivoria-Papadopoulos, M., Wilson, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity+of+tyrosine+hydroxylase+in+the+striatum+of+newborn+piglets+in+response+to+hypocapnic+hypoxia.">Activity of tyrosine hydroxylase in the striatum of newborn piglets in response to hypocapnic hypoxia.</a> Journal of neurochemistry. 60, 1399-1406 (1993).</li><li>Cote, A., Barter, J., Meehan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-dependent+metabolic+effects+of+repeated+hypoxemia+in+piglets.">Age-dependent metabolic effects of repeated hypoxemia in piglets.</a> Canadian journal of physiology and pharmacology. 78, 321-328 (2000).</li><li>Tichauer, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+severity+of+perinatal+hypoxia-ischemia+in+piglets+using+near-infrared+spectroscopy+to+measure+the+cerebral+metabolic+rate+of+oxygen.">Assessing the severity of perinatal hypoxia-ischemia in piglets using near-infrared spectroscopy to measure the cerebral metabolic rate of oxygen.</a> Pediatric research. 65, 301-306 (2009).</li><li>Jasani, M. S., Salzman, S. K., Tice, L. L., Ginn, A., Nadkarni, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anesthetic+regimen+effects+on+a+pediatric+porcine+model+of+asphyxial+arrest.">Anesthetic regimen effects on a pediatric porcine model of asphyxial arrest.</a> Resuscitation. 35, 69-75 (1997).</li><li>Chakkarapani, E., Thoresen, M., Liu, X., Walloe, L., Dingley, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xenon+offers+stable+haemodynamics+independent+of+induced+hypothermia+after+hypoxia-ischaemia+in+newborn+pigs.">Xenon offers stable haemodynamics independent of induced hypothermia after hypoxia-ischaemia in newborn pigs.</a> Intensive care medicine. 38, 316-323 (2012).</li><li>Munkeby, B. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+piglet+model+for+detection+of+hypoxic-ischemic+brain+injury+with+magnetic+resonance+imaging.">A piglet model for detection of hypoxic-ischemic brain injury with magnetic resonance imaging.</a> Acta radiologica. 49, 1049-1057 (2008).</li><li>Andresen, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Newborn+piglets+exposed+to+hypoxia+after+nicotine+or+saline+pretreatment:+long-term+effects+on+brain+and+heart.">Newborn piglets exposed to hypoxia after nicotine or saline pretreatment: long-term effects on brain and heart.</a> J Matern Fetal Neonatal Med. 22, 161-168 (2009).</li><li>Munkeby, B. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resuscitation+with+100%+O2+increases+cerebral+injury+in+hypoxemic+piglets.">Resuscitation with 100% O2 increases cerebral injury in hypoxemic piglets.</a> Pediatric research. 56, 783-790 (2004).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Aufgrund seiner Komplexität kann das beschriebene Modell nur in Einrichtungen akkreditiert implementiert und in Tierversuchen erlebt werden. Genehmigung durch lokalen Ethikausschüsse müssen vor Beginn der Experimente erhalten werden kann, und eine optimale Tierschutz muss jederzeit gewährleistet sein. Da das Modell auf das Überleben der Testtiere basiert, ist es wichtig, dass eine sterile Umgebung während invasiven Verfahren um Infektionen zu verhindern, gehalten. Die Wahl der Anästhe...

Perinatale Asphyxie ist eine akute und oft unvorhergesehene Zustand mit hypoxisch-ischämischen Enzephalopathie (HIE) zugeordnet ist. Das übergeordnete Ziel dieses Protokolls ist es, eine Ferkelüberlebensmodell der perinatalen hypoxischischämischer Enzephalopathie zu demonstrieren. Dieses Modell kann verwendet werden, um die Wirkung der verschiedenen Grade der Hypoxie-Ischämie am Gehirn und neonatalen von experimentellen Behandlungen auf Neuropathologie, Magnetresonanzbildgebung und Spektroskopie (MRI und MRS) und Biomarker in Körperflüssigkeiten wie Blut, Rückenmarksflüssigkeit und Urin zu untersuchen . Das Modell hat sich auch als nützlich für die Untersuchung der Herz-Kreislauf-System, die Atmungsorgane, Nieren- und Leber, die alle in globale Hypoxie-Ischämie betroffen. Perinatale Asphyxie ist das Ergebnis beeinträchtigt Sauerstoffversorgung intrapartum oder in der unmittelbaren postpartalen Zeitraum. Intrapartum hypoxischen Ereignissen entfallen 0,66 Millionen Todesfälle weltweit jedes Jahr rund ein Viertel der weltweit 2,9 Mio.Ionen neonatalen Todesfälle in 2012 3. Im Jahr 2010 1,15 Millionen Babys wurden schätzungsweise neonatalen Enzephalopathie entwickelt, nach der Geburt Asphyxie 4 haben. HIE definiert als Enzephalopathie bei Säuglingen in der 34. Schwangerschaftswoche geboren tritt in 1-3 / 1000 Lebendgeburten 5 in den Industrieländern und bis zu 8,5 / 1.000 Lebendgeburten in den Entwicklungsländern 4. Das Sterberisiko ist 10-60%, und das Risiko neurologischer Behinderung in Lebenden 30-100% 6,7. 50.200.000 Behinderung bereinigte Lebensjahre (DALYs) an intrapartum hypoxischen Ereignissen 4 zurückgeführt. Derzeit die einzige Behandlung, andere als unterstützend für HIE ist post-hypoxischen Unterkühlung. Daher sind Fortschritte in der Diagnostik und Behandlungsstrategien wesentlich zur Verbesserung der Verwaltung von HIE 8. Verbesserungen in der Prognose nach perinatale Asphyxie und Verwaltung der neonatalen Hirnverletzung sind auf den Ausbau Kenntnisse der zugrunde liegenden Krankheitsmechanismen auf der Grundlage einerd mögliche Behandlungen. Tiermodellen für HIE sind insbesondere als verschiedene klinische Ereignisse zu HIE führen und die Häufigkeit in jeder einzelnen Geburt Zentrum niedrig 5. Eine Versuchsanordnung, in der der Einfluss der biologischen Variation minimiert werden kann, ist von wesentlicher Bedeutung bei der Prüfung von neuen prognostischen und Diagnose- und Behandlungsstrategien. Ein Tiermodell sollte die klinische Situation so weit wie möglich anzunähern und damit einen Beitrag zum Verständnis der pathologischen Mechanismen der induzierten Schädigung und den dynamischen Prozess in der Krankheit und es ist Ergebnis 9 beteiligt zugrunde. Tiermodellen von neugeborenen HIE haben eine Reihe von Arten, einschließlich Nagetiere, Lamm und Schwein enthalten. Im Vergleich dazu hat der neugeborenen Ferkel höhere Ähnlichkeit mit einem menschlichen Neugeborenen hinsichtlich Größe, Herz-Kreislauf-System 10 und Gehirn Fälligkeit zum Zeitpunkt der Lieferung 11,12. Monitoring, Instrumentation und Ergebnisevaluation in der Ferkel Modell ähnelt that in der klinischen Versorgung von Säuglingen mit HIE verwendet. Dementsprechend gibt es ein hohes Maß an Übersetzung in Pflege des Neugeborenen von diesem Modell. Ferkel Modellen einer perinatalen Hypoxie und HIE werden von vielen Gruppen verwendet und variieren in einer Reihe von Bereichen 13. Entsprechend dem Zweck des Versuchs muss sorgfältig auf die Wahl der Medikamente bezahlt werden, Verfahren zur Induktion der Hypoxie-Ischämie, Verfahren zur Steuerung der Dauer und Schwere Beleidigung, post-Beleidigung Wiederbelebung und Pflege und Ergebnisevaluation. Zum Vorspannen eine randomisierte Studie Design sollte immer in Interventionsstudien verwendet werden vermeiden. Das angewendet wird, wenn induzierende hypoxischen ischämischen Verletzungen Verfahren wichtig ist. Globale Hypoxie führt zu HIE oft zu Multiorganversagen mit Gehirn, Herz, Lunge, Nieren und Leber. Je nach den Ergebnissen beurteilt, sollte Modelle von HIE auf globale Hypoxie und Ischämie basieren und nicht auf fokale Ischämie, zB angewiesen., Durch Ligation der Autootid Arterien 14. Eine kürzlich Papier aufgebracht eine Kombination von Hypoxie (FiO 2 12%) und Arteria carotis Kompression während den mittleren arteriellen Blutdruck&gt; 40 mm Hg 2. Eine andere Gruppe induzierte globale Hypoxie um 8% O 2 bis negativer Base Excess&gt; 20 mmol / L oder mittleren arteriellen Blutdruck (MAD) &lt;15 mm Hg, und opferte die Tiere bei 4 h 15. Hypoxie wurde auch von Herzleistung titriert wurde (30-40% des Ausgangswertes), MABP (30-35 mm Hg) und der arterielle pH-Wert (6,95-7,05) 16. Modelle der globalen Hypoxie-Ischämie durch aEEG Unterdrückung ähnlich der in diesem Bericht enthaltenen titriert haben Enzephalopathie, das in Kliniken, elektrophysiologisch nachgewiesen und neuropathologisch vergleichbar mit dem Zustand, in dem erstickt tige Säugling 17,18 gefunden. Der Grad der induzierten HIE ist wesentlich. Ein nützliches Tiermodell der HIE muss auch für die Erprobung neuer dia ermöglichengnostischen Verfahren und Behandlungsmöglichkeiten. Um dies zu ermöglichen, sollten die Modelle moderate HIE, wo es eine Behandlung Potenzial als schwere Hirnschädigung mit wenig oder keiner Behandlung Potenzial wäre weniger relevant bei der Bewertung neuer Behandlungen zu induzieren. Toleranz gegenüber Hypoxie variiert beträchtlich zwischen den Versuchstieren. Frühere Studien haben gezeigt, dass eine konsequentere Hirnschädigung erreicht werden kann und dass mehr Tiere überleben 17,19 durch Individualisierung des induzierter Hypoxie nach Hirnantwort jedes Ferkel durch Amplituden integriert Elektroenzephalographie (aEEG) bewertet und nicht mit einem Satz FiO2-Wert in der gesamten hypoxische Ereignis. Die Dauer aEEG Unterdrückung korreliert mit dem Grad der Gehirnverletzung, mit wenigen histopathologischen Veränderungen bei &lt;20 min aEEG Unterdrückung und schwere Krämpfe Erhöhung bei&gt; 45 min aEEG Unterdrückung. Eine kürzlich durchgeführte Überprüfung der neuroprotektive Behandlungen für HIE identifiziert die Notwendigkeit für das Überleben Modelle ermöglichen Verhaltens Ergebnis measnahmen im Tiermodell 20. Es gibt zahlreiche Vorteile des vorgestellten HIE Ferkelmodell. Es basiert auf einer Art, bei der Ergebnisse mit hoher Wahrscheinlichkeit auf die menschliche Physiologie zu übersetzen beruht. Globale Hypoxie-Ischämie-Modellen Multiorganversagen und Titration von Hypoxie-Ischämie durch aEEG induziert eine konsequente Grad der Hirnschädigung mit dem Überleben klinisch relevante Ergebnisse, dass Biomarker, MRI und Verhalten kann bei entsprechenden Zeitpunkten ausgewertet werden. Piglet Modelle perinatale Asphyxie und HIE haben nicht nur wesentlich zur aktuellen Einblick in HIE Pathophysiologie, sondern auch erfolgreich voran klinischen Studien, was letztlich zu neuen Therapien bei Menschen. Piglet Modellstudien spielte eine Schlüsselrolle bei der Schaffung Hypothermie als Behandlung für HIE 21 und werden in Wiederbelebung von Neugeborenen Forschungs 22 verwendet. Verschiedene Gruppen haben Ferkel-Modelle verwendet werden, wenn die Durchführung von Untersuchungen innerhalb Asphyxie und HIE eind Studien umfassen Hypothermie 23, alpha-Melanozyten-stimulierendes Hormon 24, Herzstillstand 25, Tyrosin-Hydroxylase-Aktivität 26, wiederholt hypoxischen Exposition 27, NMDA-Rezeptor-Aktivität 14 und Nahinfrarotspektroskopie 28. Die Ferkel HIE Modell in diesem Bericht ist technisch anspruchsvoll, mit zu arbeiten, als kleinere Anpassungen im Laufe des Verfahrens kann in entweder zu leicht oder zu schwere Hirnschädigung 29,2 führen. Wir haben festgestellt, dass die vorhandene Literatur fehlte ausreichend detaillierte zuvor veröffentlichten Modelle reproduzieren. So haben wir hier zeigen, jeden Schritt der technischen Verfahren für die Einrichtung eines Ferkel 72 Stunden Überlebensmodell in diesem Bericht erforderlich, die Forscher, um dieses erweiterte Modell für die Untersuchung von HIE etablieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1034">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:647px;">Warm-touch-pediatric blanket</td>
			<td style="width:211px;">Covidien</td>
			<td style="width:176px;">5030840</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Adhesive Apertrue Drape</td>
			<td>Barrier</td>
			<td>915447</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Utility Drape (sterile) 75x80 cm</td>
			<td>Barrier</td>
			<td>800530</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Neoflon</td>
			<td>BD - Luer</td>
			<td>391350</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:647px;">Laryngoscope</td>
			<td style="width:211px;">Miller</td>
			<td style="width:176px;">85-0045</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Endotracheal tube 2.5 mm&#160;</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>111-25</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Endotracheal tube 3.0 mm with cuff</td>
			<td>Unomedical</td>
			<td>MM61110030</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Endotracheal tube 3.5 mm with cuff</td>
			<td>Unomedical</td>
			<td>MM61110035</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:647px;">Anesthesia machine</td>
			<td style="width:211px;">GE Healthcare</td>
			<td style="width:176px;">1009-9002-000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EEG - electrodes/disposable subdermal needle electrode</td>
			<td>Cephalon</td>
			<td>ACCE120550</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ECG - electrodes</td>
			<td>medtronic</td>
			<td>3010107-003</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ECG-electrodes for MR</td>
			<td>philips</td>
			<td>ACCE120550</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Arterial blood sampler - aspirator</td>
			<td>Radiometer medical ApS</td>
			<td>956552</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polyurethane Umbilical vein catheter (5 Fr/Ch)</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>8888160341</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polyurethane Umbilical vein catheter (3,5 Fr/ch)</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>8888160333</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Suture set (size 3-0)</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>8886 623341</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BD Spinal needle 0.7x38mm</td>
			<td>BD needles</td>
			<td>405254</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:647px;">Gas with 96% Nitrogen / 4% oxygen</td>
			<td style="width:211px;">Air Liquide</td>
			<td style="width:176px;">made on order</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:647px;">NeuroMonitor (CFM) system</td>
			<td>Natus Medical Incorporated</td>
			<td>OBM70002</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a piglet model of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy

Asphyxie unter der Geburt, die hypoxisch-ischämischen Enzephalopathie (HIE) verursacht, entfallen 0,66 Mio. Todesfälle weltweit jedes Jahr rund ein Viertel der weltweit 2,9 Millionen Todesfälle bei Neugeborenen. Tiermodelle von HIE haben zum Verständnis der Pathophysiologie in HIE beigetragen hat und den dynamischen Prozess, der in Hirnverletzung auftreten aufgrund perinataler Asphyxie hervorgehoben. So haben Untersuchungen an Tieren ein Zeitfenster für die Post-Beleidigung Behandlungsstrategien vorgeschlagen. Hypothermie hat sich als Behandlung für HIE in pdiglet Modellen getestet und anschließend in klinischen Studien nachgewiesen wirksam. Variationen des Modells sind in der Studie von Zusatz neuroprotektive Verfahren und Ferkel Studien von Xenon und Melatonin angewendet worden sind, um die klinische Phase I und II führten Studien 1,2. Die Ferkel HIE Modell wird weiter für neonatale resuscitation- und hämodynamische Studien sowie in Untersuchungen von zerebrale Hypoxie auf zellulärer Ebene verwendet. Es ist jedoch eine technisch anspruchsvolleModell und Variationen in dem Protokoll kann entweder zu leicht oder zu schweren Hirnschäden führen. In diesem Artikel zeigen wir die technischen Verfahren für die Schaffung eines stabilen Ferkel Modell der neonatalen HIE notwendig. Zuerst wird die neugeborenen Ferkel (&lt;24 h alt, Durchschnittsgewicht 1500 g) anästhesiert, intubiert und in ein ähnlicher Aufbau wie in einer Intensivstation gefunden überwacht. Globale Hypoxie-Ischämie durch Absenken des inspiratorischen Sauerstofffraktion, globale Hypoxie, Ischämie durch Hypotonie und eine flache Spur Amplitude integriert EEG (aEEG), der zerebrale Hypoxie erreichen induziert. Überleben durch Anpassung Sauerstoffversorgung nach dem aEEG Antwort und der Blutdruck vorangetrieben. Hirnverletzung durch Histopathologie und Magnetresonanztomographie nach 72 h quantifiziert.

Die Wirkungen von Hypoxie-Ischämie am Gehirn, die während der induzierten Insult auftreten, durch Aufzeichnen der Spur aEEG dokumentiert. Ein Vertreter aEEG Trace wird in 6 gezeigt. <img alt="Figur 6" src="/files/ftp_upload/52454/52454fig6.jpg" /> Abbildung 6. Repräsentative aEEG Spur. Low Amplitude aufgrund von Hypoxie-Ischämie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52454/52454fig6large.jpg" target="_b...

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A Piglet Model of Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

Hypoxic-ischemic encephalopathy following perinatal asphyxia can be studied using animal models. We demonstrate the procedures necessary for establishing a piglet model of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy.

Ein Ferkel Modell Neonatal hypoxischischämischer Enzephalopathie

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the ...

a-piglet-model-of-neonatal-hypoxic-ischemic-encephalopathy

Research

JoVE Journal

Medicine

19.5K Aufrufe.  Institute of Clinical Medicine, Aarhus University Hospital. Hypoxic-ischemic encephalopathy following perinatal asphyxia can be studied using animal models. We demonstrate the procedures necessary for establishing a piglet model of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy. 

Serie: A Piglet Model of Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

A Swine Model of Neonatal Asphyxia

Annually more than 1 million neonates die worldwide as related to asphyxia. Asphyxiated neonates commonly have multi-organ failure including hypotension, perfusion deficit, hypoxic-ischemic encephalopathy, pulmonary hypertension, vasculopathic enterocolitis, renal failure and thrombo-embolic complications. Animal models are developed to help us understand the patho-physiology and pharmacology of neonatal asphyxia. In comparison to rodents and newborn lambs, the newborn piglet has been proven to be a valuable model. The newborn piglet has several advantages including similar development as that of 36-38 weeks human fetus with comparable body systems, large body size (&tilde;1.5-2 kg at birth) that allows the instrumentation and monitoring of the animal and controls the confounding variables of hypoxia and hemodynamic derangements.
We here describe an experimental protocol to simulate neonatal asphyxia and allow us to examine the systemic and regional hemodynamic changes during the asphyxiating and reoxygenation process as well as the respective effects of interventions. Further, the model has the advantage of studying multi-organ failure or dysfunction simultaneously and the interaction with various body systems. The experimental model is a non-survival procedure that involves the surgical instrumentation of newborn piglets (1-3 day-old and 1.5-2.5 kg weight, mixed breed) to allow the establishment of mechanical ventilation, vascular (arterial and central venous) access and the placement of catheters and flow probes (Transonic Inc.) for the continuously monitoring of intra-vascular pressure and blood flow across different arteries including main pulmonary, common carotid, superior mesenteric and left renal arteries. Using these surgically instrumented piglets, after stabilization for 30-60 minutes as defined by Z&lt;10% variation in hemodynamic parameters and normal blood gases, we commence an experimental protocol of severe hypoxemia which is induced via normocapnic alveolar hypoxia. The piglet is ventilated with 10-15% oxygen by increasing the inhaled concentration of nitrogen gas for 2h, aiming for arterial oxygen saturations of 30-40%. This degree of hypoxemia will produce clinical asphyxia with severe metabolic acidosis, systemic hypotension and cardiogenic shock with hypoperfusion to vital organs. The hypoxia is followed by reoxygenation with 100% oxygen for 0.5h and then 21% oxygen for 3.5h. Pharmacologic interventions can be introduced in due course and their effects investigated in a blinded, block-randomized fashion.

Large animal models have good translational values in the examination of physiology and pharmacology of neonatal asphyxia. Using newborn piglets, we develop an experimental protocol to simulate neonatal asphyxia which has advantages of studying the systemic and regional hemodynamics, oxygen transport with biochemical and pathologic pathways and correlations.

A Swine Modell von neonataler Asphyxie

Annually more than 1 million neonates die worldwide as related to asphyxia. Asphyxiated neonates commonly have multi-organ failure including hypotension, ...

Forschung

Medizin

Assessment of Perigenital Sensitivity and Prostatic Mast Cell Activation in a Mouse Model of Neonatal Maternal Separation

Chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndrome (CP/CPPS) has a lifetime prevalence of 14% and is the most common urological diagnosis for men under the age of 50, yet it is the least understood and studied chronic pelvic pain disorder. A significant subset of patients with chronic pelvic pain report having experienced early life stress or abuse, which can markedly affect the functioning and regulation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis. Mast cell activation, which has been shown to be increased in both urine and expressed prostatic secretions of CP/CPPS patients, is partially regulated by downstream activation of the HPA axis. Neonatal maternal separation (NMS) has been used for over two decades to study the outcomes of early life stress in rodent models, including changes in the HPA axis and visceral sensitivity. Here we provide a detailed protocol for using NMS as a preclinical model of CP/CPPS in male C57BL/6 mice. We describe the methodology for performing NMS, assessing perigenital mechanical allodynia, and histological evidence of mast cell activation. We also provide evidence that early psychological stress can have long-lasting effects on the male urogenital system in mice.

We are measuring perigenital mechanical sensitivity and mast cell activation in the prostate of male C57BL/6 mice that underwent an early life stress paradigm &#8211; neonatal maternal separation, in order to induce a preclinical model of chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndrome.

Bewertung der perigenital Sensitivität und Prostatic Mastzellaktivierung in einem Mausmodell der Neonatal Maternal Separation

Chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndrome (CP/CPPS) has a lifetime prevalence of 14% and is the most common urological diagnosis for men under the ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal cord. A major current area of research is focused on the mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous or induced functional recovery following SCI. Spontaneous functional recovery is reported to be greater early in life, raising interesting questions about how adaptive plasticity changes as the spinal cord develops. To facilitate investigation of this dynamic, we have developed a SCI model in the neonatal mouse. The model has relevance for pediatric SCI, which is too little studied. Because neural plasticity in the adult involves some of the same mechanisms as neural plasticity in early life1, this model may potentially have some relevance also for adult SCI. Here we describe the entire procedure for generating a reproducible spinal cord compression (SCC) injury in the neonatal mouse as early as postnatal (P) day 1. SCC is achieved by performing a laminectomy at a given spinal level (here described at thoracic levels 9-11) and then using a modified Yasargil aneurysm mini-clip to rapidly compress and decompress the spinal cord. As previously described, the injured neonatal mice can be tested for behavioral deficits or sacrificed for ex vivo physiological analysis of synaptic connectivity using electrophysiological and high-throughput optical recording techniques1. Earlier and ongoing studies using behavioral and physiological assessment have demonstrated a dramatic, acute impairment of hindlimb motility followed by a complete functional recovery within 2 weeks, and the first evidence of changes in functional circuitry at the level of identified descending synaptic connections1.

This article describes a method for generating a reproducible spinal cord compression injury (SCI) in the neonatal mouse. The model provides an advantageous platform for studying mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous functional recovery.

Ein Neonatal Maus Spinal Cord Injury Kompression Modell

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

A Battery of Motor Tests in a Neonatal Mouse Model of Cerebral Palsy

As the sheer number of transgenic mice strains grow and rodent models of pediatric disease increase, there is an expanding need for a comprehensive, standardized battery of neonatal mouse motor tests. These tests can validate injury or disease models, determine treatment efficacy and/or assess motor behaviors in new transgenic strains. This paper presents a series of neonatal motor tests to evaluate general motor function, including ambulation, hindlimb foot angle, surface righting, negative geotaxis, front- and hindlimb suspension, grasping reflex, four limb grip strength and cliff aversion. Mice between the ages of post-natal day 2 to 14 can be used. In addition, these tests can be used for a wide range of neurological and neuromuscular pathologies, including cerebral palsy, hypoxic-ischemic encephalopathy, traumatic brain injury, spinal cord injury, neurodegenerative diseases, and neuromuscular disorders. These tests can also be used to determine the effects of pharmacological agents, as well as other types of therapeutic interventions. In this paper, motor deficits were evaluated in a novel neonatal mouse model of cerebral palsy that combines hypoxia, ischemia and inflammation. Forty-eight hours after injury, five tests out of the nine showed significant motor deficits: ambulation, hindlimb angle, hindlimb suspension, four limb grip strength, and grasping reflex. These tests revealed weakness in the hindlimbs, as well as fine motor skills such as grasping, which are similar to the motor deficits seen in human cerebral palsy patients.

Presented is a concise battery of mouse neonatal motor tests. Using these tests, neonatal motor deficits can be demonstrated in a variety of neonatal motor disorders. By having a standardized set of tests, results from different studies can be compared, allowing for better and accurate reporting between groups.

Eine Batterie von Motortests in einer Neugeborenen-Maus-Modell der Zerebralparese

As the sheer number of transgenic mice strains grow and rodent models of pediatric disease increase, there is an expanding need for a comprehensive, ...

Myocardial Infarction in Neonatal Mice, A Model of Cardiac Regeneration

Myocardial infarction induced by coronary artery ligation has been used in many animal models as a tool to study the mechanisms of cardiac repair and regeneration, and to define new targets for therapeutics. For decades, models of complete heart regeneration existed in amphibians and fish, but a mammalian counterpart was not available. The recent discovery of a postnatal window during which mice possess regenerative capabilities has led to the establishment of a mammalian model of cardiac regeneration. A surgical model of mammalian cardiac regeneration in the neonatal mouse is presented herein. Briefly, postnatal day 1 (P1) mice are anesthetized by isoflurane and placed on an ice pad to induce hypothermia. After the chest is opened, and the left anterior descending coronary artery (LAD) is visualized, a suture is placed around the LAD to inflict myocardial ischemia in the left ventricle. The surgical procedure takes 10-15 min. Visualizing the coronary artery is crucial for accurate suture placement and reproducibility. Myocardial infarction and cardiac dysfunction are confirmed by triphenyl-tetrazolium chloride (TTC) staining and echocardiography, respectively. Complete regeneration 21 days post myocardial infarction is verified by histology. This protocol can be used to as a tool to elucidate mechanisms of mammalian cardiac regeneration after myocardial infarction.

This protocol describes a highly reproducible model of cardiac regeneration by surgical induction of myocardial infarction in the left ventricle of postnatal day 1 mice. The method involves induction of hypothermic anesthesia and ligation of the left anterior descending coronary artery.

Myokardinfarkts bei neugeborenen Mäusen, ein Modell von Cardiac Regeneration

Myocardial infarction induced by coronary artery ligation has been used in many animal models as a tool to study the mechanisms of cardiac repair and ...

Use of a Piglet Model for the Study of Anesthetic-induced Developmental Neurotoxicity (AIDN): A Translational Neuroscience Approach

Anesthesia cannot be avoided in many cases when surgery is required, particularly in children. Recent investigations in animals have raised concerns that anesthesia exposure may lead to neuronal apoptosis, known as anesthesia-induced developmental neurotoxicity (AIDN). Furthermore, some clinical studies in children have suggested that anesthesia exposure may lead to neurodevelopmental deficits later in life. Nonetheless, an ideal animal model for preclinical study has yet to be developed. The neonatal piglet represents a valuable model for preclinical study, as they share a striking number of developmental similarities with humans.
The anatomy and physiology of piglets allow for implementation of rigorous human perioperative conditions in both survival and non-survival procedures. Femoral artery catheterization allows for close monitoring, thus enabling prompt correction of any deviation of the piglet's vital signs and chemistries. In addition, there are multiple developmental similarities between piglets and human neonates. The techniques required to use piglets for experimentation will require experience to master. A pediatric anesthesiologist is a critical member of the investigative team. We describe, in a general sense, the appropriate use of a piglet model for neurodevelopmental study.

Use of a Piglet Model for the Study of Anesthetic-induced Developmental Neurotoxicity AIDN: A Translational Neuroscience Approach

Anesthesia-induced developmental neurotoxicity (AIDN) research has focused on rodents, which are not broadly applicable to humans. Non-human primate models are more relevant, but are cost-prohibitive and difficult to use for experimentation. The piglet, in contrast, is a clinically relevant, practical animal model ideal for the study of anesthetic neurotoxicity.

Verwendung eines Ferkelmodells für die Untersuchung der anästhetisch-induzierten Entwicklungsneurotoxizität (AIDN): Ein Translational Neuroscience Approach

Anesthesia cannot be avoided in many cases when surgery is required, particularly in children.  Recent investigations in animals have raised concerns that ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Messung der isometrischen Kontraktilität der Maus mesenterialen Arterie mit Draht Myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

A Neonatal BALB/c Mouse Model of Necrotizing Enterocolitis

Necrotizing enterocolitis (NEC) is the most severe gastrointestinal (GI) disease that often occurs in premature infants, especially very low birth weight infants, with high mortality and unclear pathogenesis. The cause of NEC may be related to inflammatory immune regulatory system abnormalities. An NEC animal model is an indispensable tool for NEC disease immune research. NEC animal models usually use C57BL/6J neonatal mice; BALB/c neonatal mice are rarely used. Related studies have shown that when mice are infected, Th2 cell differentiation is predominant in BALB/c mice compared to C57BL/6J mice. Studies have suggested that the occurrence and development of NEC are associated with an increase in T helper type 2 (Th2) cells and are generally accompanied by infection. Therefore, this study used neonatal BALB/c mice to induce an NEC model with similar clinical characteristics and intestinal pathological changes as those observed in children with NEC. Further study is warranted to determine whether this animal model could be used to study Th2 cell responses in NEC.

Necrotizing enterocolitis (NEC) is the most severe gastrointestinal (GI) disease that often occurs in premature infants, especially very low birth weight infants, with high mortality and unclear pathogenesis. The cause of NEC may be related to inflammatory immune regulatory system abnormalities. An NEC animal model is an indispensable tool for NEC disease immune research. NEC animal models usually use C57BL/6J neonatal mice; BALB/c neonatal mice are rarely used. Related studies have shown that when mice are infected, Th2 cell differentiation is predominant in BALB/c mice compared to C57BL/6J mice. Studies have suggested that the occurrence and development of NEC are associated with an increase in T helper type 2 (Th2) cells and are generally accompanied by infection. Therefore, this study used neonatal BALB/c mice to induce an NEC model with similar clinical characteristics and intestinal pathological changes as those observed in children with NEC. Further study is warranted to determine whether this animal model could be used to study Th2 cell responses in NEC.

Ein neonatales BALB/c-Mausmodell der nekrotisierenden Enterokolitis

Necrotizing enterocolitis (NEC) is the most severe gastrointestinal (GI) disease that often occurs in premature infants, especially very low birth weight ...

Effect of Hyaluronic Acid 35 kDa on an In Vitro Model of Preterm Small Intestinal Injury and Healing Using Enteroid-Derived Monolayers

In vitro scratch wound assays are commonly used to investigate the mechanisms and characteristics of epithelial healing in a variety of tissue types. Here, we describe a protocol to generate a two-dimensional (2D) monolayer from three-dimensional (3D) non-human primate enteroids derived from intestinal crypts of the terminal ileum. These enteroid-derived monolayers were then utilized in an in vitro scratch wound assay to test the ability of hyaluronan 35 kDa (HA35), a human milk HA mimic, to promote cell migration and proliferation along the epithelial wound edge. After the monolayers were grown to confluency, they were manually scratched and treated with HA35 (50 &#181;g/mL, 100 &#181;g/mL, 200 &#181;g/mL) or control (PBS). Cell migration and proliferation into the gap were imaged using a transmitted-light microscope equipped for live-cell imaging. Wound closure was quantified as percent wound healing using the Wound Healing Size Plugin in ImageJ.&#160;The scratch area and rate of cell migration and the percentage of wound closure were measured over 24 h. HA35 in vitro accelerates wound healing in small intestinal enteroid monolayers, likely through a combination of cell proliferation at the wound edge and migration to the wound area. These methods can potentially be used as a model to explore intestinal regeneration in the preterm human small intestine.

Effect of Hyaluronic Acid 35 kDa on an In Vitro Model of Preterm Small Intestinal Injury and Healing Using Enteroid-Derived Monolayers

This protocol describes a method to establish and perform a scratch wound assay on two-dimensional (2D) monolayers derived from three-dimensional (3D) enteroids isolated from non-human primate ileum.

Wirkung von Hyaluronsäure 35 kDa auf ein In-vitro-Modell der vorzeitigen Dünndarmverletzung und Heilung unter Verwendung enteroid-abgeleiteter Monoschichten

In vitro scratch wound assays are commonly used to investigate the mechanisms and characteristics of epithelial healing in a variety of tissue types. ...

In Vitro Apical-Out Enteroid Model of Necrotizing Enterocolitis

Necrotizing enterocolitis (NEC) is a devastating disease affecting preterm infants, characterized by intestinal inflammation and necrosis. Enteroids have recently emerged as a promising system to model gastrointestinal pathologies. However, currently utilized methods for enteroid manipulation either lack access to the apical surface of the epithelium (three-dimensional [3D]) or are time-consuming and resource-intensive (two-dimensional [2D] monolayers). These methods often require additional steps, such as microinjection, for the model to become physiologically translatable. Here, we describe a physiologically relevant and inexpensive protocol for studying NEC in vitro by reversing enteroid polarity, resulting in the apical surface facing outward (apical-out). An immunofluorescent staining protocol to examine enteroid barrier integrity and junctional protein expression following exposure to tumor necrosis factor-alpha (TNF-&#945;) or lipopolysaccharide (LPS) under normoxic or hypoxic conditions is also provided. The viability of 3D apical-out enteroids exposed to normoxic or hypoxic LPS or TNF-&#945; for 24 h is also evaluated. Enteroids exposed to either LPS or TNF-&#945;, in combination with hypoxia, exhibited disruption of epithelial architecture, a loss of adherens junction protein expression, and a reduction in cell viability. This protocol describes a new apical-out NEC-in-a-dish model which presents a physiologically relevant and cost-effective platform to identify potential epithelial targets for NEC therapies and study the preterm intestinal response to therapeutics.

In Vitro Apical-Out Enteroid Model of Necrotizing Enterocolitis

This protocol describes an apical-out necrotizing enterocolitis (NEC)-in-a-dish model utilizing small intestinal enteroids with reversed polarity, allowing access to the apical surface. We provide an immunofluorescent staining protocol to detect NEC-related epithelial disruption and a method to determine the viability of apical-out enteroids subjected to the NEC-in-a-dish protocol.

In vitro Apical-out enteroides Modell der nekrotisierenden Enterokolitis

Necrotizing enterocolitis (NEC) is a devastating disease affecting preterm infants, characterized by intestinal inflammation and necrosis. Enteroids have ...