Diese Arbeit wurde vom National Institutes of Health Zuschuss, R01 AG033620 (BG) und von Robert Draper Technology Innovation Funding (DAW) unterstützt.

1. Aufbau der HIT Geräte <ol><li> Befestigen Sie den Frühling in den Vorstand mit zwei Klemmen und vier Schrauben (1A). Zentrieren Sie die Klammern in Bezug auf die Breite der Platte und stoßen Sie sie gegeneinander mit der Außenklemme bündig mit der Kante der Platine. Vor dem Anbringen der Klemmen, biegen sie mit einer Zange zu dicht über der Feder passen. HINWEIS: Siehe Tabelle 1 für eine Beschreibung der für den Bau des HIT-Gerät benötigten Materialien. Die eingespannt Ende der Feder sollte 1/8 Zoll (3,2 mm) von der Kante der Platte zu sein, und das freie Ende sollte über das Brett von 3/4 Zoll (19 mm) zu verlängern. Stellen Sie die Feder, so dass sie parallel zu der Länge der Platte liegt. </li><li> Wickeln Sie das freie Ende des Feder einmal um mit dem Klebestreifen Klettschlaufen. Der äußere Rand des Velcro sollte bündig mit dem Ende der Feder sein. Der Klettverschluss ist wichtig, denn es wird verwendet, um das Fläschchen mit dem Feder von cre sicherntriebs einen dichten Klemmfitting. Der Klettverschluss ermöglicht auch eine einfache Verbindung und Entfernung des Vials, so viele Ampullen in einer kurzen Zeit verarbeitet werden. </li><li> Legen Sie das Eis Eimer Deckel auf den Kopf, zentriert ist, fest gegen die Holzbrett. Richten Sie die erhöhten Bereich der Eiskübel Abdeckung, so dass die lange Kante parallel zur Breite der Platte ist. Beachten Sie, dass der erhöhte Bereich der Eiskübel ist 1/2 Zoll (13 mm) über dem Holzbrett, so dass, wenn ein Fläschchen ist mit der Feder befestigt ist die Feder nicht flach auf dem Brett. </li><li> Schieben Sie das ganze Gerät gegen einen festen Gegenstand wie einer Wand, so dass das Eis Eimer Deckel zwischen der Karte und dem Objekt eingeklemmt und bewegt sich nicht. </li><li> Kleben Sie die Papierwinkelmesser, um den Boden eines Kartons fliegen Probenteller und stand es am Rand an der Länge der Platte, so dass die 90 ° Marke mit der Feder ausgerichtet ist, wenn es auf eine vollkommen vertikale Position gezogen wird. </li></ol> 2.Betrieb der Vorrichtung HIT <ol><li> Platz zwischen 1 und 60 CO 2 -anesthetized in einem leeren Fläschchen fliegt und Stopfen des Fläschchens mit einem eng anliegenden Wattebausch. </li><li> Beschränken die Fliegen auf den Boden 1 Zoll (2,5 cm) des Fläschchens, indem Sie den Wattebausch in die Flasche, bis sie 1 Zoll (2,5 cm) aus dem Boden. Es ist hilfreich, um eine Linie auf dem Fläschchen an der 1 Zoll (2,5 cm) Marke zu ziehen. Man beachte, dass Begrenzungslinie um größere oder kleinere Bereiche der Phiole kann die Schwere von Phänotypen beeinflussen. </li><li> Warten Sie 5 Minuten für die Fliegen, die Mobilität aus dem CO 2 zu erholen. Man beachte, dass es nicht bekannt ist, ob 5 Minuten ist ausreichend, um die Auswirkungen von CO 2 vollständig zu entfernen. </li><li> Führen Sie das Ende der Feder in das Fläschchen, bis die Innenkante des Velcro ist bündig mit der Oberseite des Fläschchens (1B). Wenn die Feder flach liegt, sollte 1 Zoll (2,5 cm) des Fläschchens den erhöhten Bereich der Eiskübel Abdeckung überlappen. Fläschchen wieder verwendet werden mjederzeit. </li><li> Sitzend, halten Sie die Durchstechflasche an der Region Velcro mit dem Daumen und Zeigefinger der linken Hand. Halten Sie die Karte fest in die Tisch mit der rechten Hand. Alternativ können Sie C-Klemmen, um das Brett fest an der Tisch halten. </li><li> Ziehen Sie die Feder vollkommen gerade wieder in den gewünschten Winkel. Lösen Sie die Feder. Lassen Sie den Frühling bis zum Stillstand kommen. </li><li> Küvette aus der Feder und damit die Fliegen für ≥5 min erholen. Betreff die Fliegen auf einen anderen Streik oder übertragen die Fliegen in ein Fläschchen mit Fliegen Essen. ANMERKUNG: Eine Vielzahl von Assays kann verwendet werden, um die phänotypischen Auswirkungen der Schläge vom HIT Vorrichtung auszuwerten. Beispielsweise können Wirkungen auf Langlebigkeit durch Analysieren der Prozent der Fliegen, die manchmal nach der Verletzung überleben bestimmt wird, können Wirkungen auf Gehirn Morphologie durch histologische Analyse des Kopfes bestimmt werden, und die Auswirkungen auf die Genexpression kann durch quantitative Analyse der mRNA-Konzentrationen bestimmt werden 10. </li><li> Findunge Wirkungen des Verfahrens, die nicht aufgrund von Streiks identisch Behandlung Kontrollfliegen, die nicht an Streiks ausgesetzt sind. Gehörschutz tragen, weil die Auswirkungen der Ampulle gegen den Eiskübel Abdeckung erzeugt ein lautes Geräusch. </li></ol>

<ol>
	<li>Harrison-Felix, C. L., Whiteneck, G. G., Jha, A., DeVivo, M. J., Hammond, F. M., Hart, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mortality+over+four+decades+after+traumatic+brain+injury+rehabilitation:+A+retrospective+cohort+study.">Mortality over four decades after traumatic brain injury rehabilitation: A retrospective cohort study.</a> Arch Phys Med Rehabil. 90, 1506-1513 (2009).</li><li>Coronado, V. 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=Surveillance+for+traumatic+brain+injury-related+deaths+&#8211;+United+States.">Surveillance for traumatic brain injury-related deaths &#8211; United States.</a> MMWR Surveill Summ. 60, 1-32 (1997).</li><li>Masel, B., DeWitt, D. 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K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unique+challenges+in+clinical+trails+in+traumatic+brain+injury.">Unique challenges in clinical trails in traumatic brain injury.</a> Crit Care Med. 37, S129-S135 (2009).</li><li>Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+traumatic+brain+injury.">Animal models of traumatic brain injury.</a> Nature Rev Neurosci. 14, 128-142 (2013).</li><li>Balsiger, Z., Leudkte, J., Mawer, S., Willey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> HIT device high speed analysis. , (2014).</li><li>Davceva, N., Janevska, V., Illevski, B., Petrushevska, G., Popeska, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+occurrence+of+acute+subdural+haematoma+and+diffuse+axonal+injury+as+two+typical+acceleration+injuries.">The occurrence of acute subdural haematoma and diffuse axonal injury as two typical acceleration injuries.</a> J Forensic Leg Med. 19, 480-484 (2012).</li><li>Katzenberger, R. J., Loewen, C. A., Wassarman, D. R., Petersen, A. J., Ganetzky, B., Wassarman , D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Drosophila.+model+of+closed+head+traumatic+brain+injury.">A Drosophila. model of closed head traumatic brain injury.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 110, E4152-E4159 (2013).</li><li>Fang, Y., Bonini, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axon+degeneration+and+regeneration:+insights+from+Drosophila+.models+of+nerve+injury.">Axon degeneration and regeneration: insights from Drosophila .models of nerve injury.</a> Annu Rev Cell Biol. 28, 575-597 (2012).</li><li>Babcock, D. T., Ganetzky, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+method+for+accurate+and+rapid+measurement+of+flight+performance+in+Drosophila.">An improved method for accurate and rapid measurement of flight performance in Drosophila.</a> J Vis Exp. (84), e51223 (2014).</li><li>Tully, T., Preat, T., Boynton, S. C., Vecchio, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+dissection+of+consolidated+memory+in+Drosophila.">Genetic dissection of consolidated memory in Drosophila.</a> Cell. 79, 35-47 (1994).</li><li>Andretic, R., Shaw, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essentials+of+sleep+recordings+in+Drosophila.:+moving+beyond+sleep+time.">Essentials of sleep recordings in Drosophila.: moving beyond sleep time.</a> Methods Enzymol. 393, 759-772 (2005).</li></ol>

Wir haben keine Interessenkonflikte offen zu legen.

Die HIT-Gerät Methode wird von anderen Methoden, die traumatischen Verletzungen verursachen, bei Fliegen durch die Tatsache, dass es bewirkt, dass geschlossene Kopf nicht durchdringen TBI 11 aus. Darüber hinaus nimmt das HIT Gerät Verfahren weniger Zeit, Mühe und Geschick, um TBI in viele Fliegen verursachen, so dass die Methode ist besser geeignet als andere Methoden, um groß angelegte genetische Screens. Schließlich zeigt die Tatsache, dass die primäre Verletzungen durch das HIT Vorrichtung zugefügt...

An author's name was corrected in the publication of <a href="http://www.jove.com/video/52905">A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila</a>. The second to last author's was spelled incorrectly. It has been updated from:
Barry Ganetky
to:
Barry Ganetzky

An author's name was corrected in the publication of <a href="http://www.jove.com/video/52905">A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila</a>.

Erratum: A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Schädel-Hirn-Trauma (SHT) als Verletzung des Gehirns von einer externen mechanischen Kraft definiert. Am häufigsten TBI Ergebnisse geschlossenen Kopf Kräfte wie stumpfe Kräfte und Trägheits Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte, die das Gehirn, um das Innere des Schädels schlagen verursachen. In den Vereinigten Staaten, wird geschätzt, dass 50.000 Menschen sterben jedes Jahr an TBI und von 2,5 bis 6.500.000 Personen sind mit den Folgen der TBI leben, einschließlich schwächenden physischen, kognitiven und Verhaltensproblemen 1,2. Die Folgen der TBI sind nicht nur durch primäre mechanische Verletzungen des Gehirns, sondern auch sekundäre zelluläre und molekulare Verletzungen des Gehirns sowie anderen Geweben, die über die Zeit 3-5 auftreten. Die Entwicklung von Methoden zur Diagnose und Behandlung TBI hat sich als schwierig erwiesen, weil TBI ist eine komplexe Krankheit Prozess. Die variable Natur des Primärverletzungen, die menschliche Physiologie und Umweltfaktoren führt zu heterogenen Sekundär injuries und Pathologien. Zugrunde liegende variable Faktoren umfassen die Schwere der primären Verletzung, die Zeit zwischen den sich wiederholenden Primärverletzungen, und das Alter und den Genotyp des Individuums. Zu verstehen, wie jede Variable Faktor trägt zu den Folgen der TBI wird wahrscheinlich in der Entwicklung von Methoden zur Diagnose und Behandlung TBI 6,7 zu unterstützen. Hier beschreiben wir eine Methode zur zuzufügen geschlossenen Kopf TBI in Drosophila melanogaster (Fruchtfliege), die verwendet werden können, um den Beitrag der variablen Faktoren auf die Folgen der TBI abzugrenzen. Die Methode basiert auf einer anfänglichen Beobachtung, dass intensiv Schlagen der Seite eines fly Kulturfläschchen gegen die Handfläche verursacht Wildtyp-basierte fliegt zu werden vorübergehend außer Gefecht gesetzt, eine wahrscheinliche Folge TBI. So bauten wir die High-Impact Trauma (HIT) Gerät, um die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte aus der Hand schlagen Aktion zu wiederholen. Ein High-Speed-Film zeigt, dass ein einzelner Angriff überHIT Gerät verursacht fliegt in das Fläschchen Wand mit ihren Kopf und Körper 8 kontaktieren mehrmals. Zu einem gewissen Grad sind alle Kontakte geeignet sind, die Fliegenhirn dazu führen, abprallen und verformen gegen die Kopfkapsel, ähnlich dem, was passiert mit den Menschen in Stürze und Autounfälle 9. Dementsprechend fliegt mit dem HIT Gerätedisplay Phänotypen, die mit Hirnverletzung, einschließlich der vorübergehenden Arbeitsunfähigkeit, gefolgt von Ataxie, allmähliche Erholung der Mobilität, Veränderungen der Genexpression in den Kopf, und progressive Neurodegeneration im Gehirn 10 behandelt. Somit ermöglicht die HIT-Gerät kann TBI mit der riesigen Arsenal von experimentellen Werkzeuge und Techniken für Fliegen entwickelt studieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Zinc plated compression spring</td>
			<td>The Hillman&#160; Group</td>
			<td>540189</td>
			<td>9 7/8 in (length), 15/16 in (outer diameter), 0.12 in (wire size)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wooden board</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>9 in (length), 6.5 in (width), 0.75 in (height)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamps</td>
			<td>Sigma Electrical Manufacturing Corporation</td>
			<td>49822</td>
			<td>3.10 in (length), 0.68 in (width), 1.11 in (height), EMT Two Hole Straps, click on type for 1 inch steel EMT conduit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loop half of self-adhesive velcro</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3 in (length), (3/4 in width)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyurethane ice bucket cover</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>02-591-45</td>
			<td>9 1/8 in (length), 9 1/8 in (width), 1 1/4 in (height)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic fly vials</td>
			<td>Applied Scientific</td>
			<td>AS-510</td>
			<td>3 11/16 in (height), 1 1/16 in (inner diameter), 1 1/8 in (outer diameter)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large cotton balls</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-456-883</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paper protractor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>10 in (diameter)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a method to inflict closed head traumatic brain injury in drosophila

Schädel-Hirn-Trauma (SHT) betrifft Millionen von Menschen jedes Jahr, was zu Beeinträchtigungen der physischen, kognitiven und Verhaltensfunktionen und Tod. Studien unter Verwendung von Drosophila haben wichtige Durchbrüche im Verständnis neurologischer Prozesse beigetragen. So mit dem Ziel, das Verständnis der zellulären und molekularen Grundlagen der TBI Pathologien bei Menschen, die High Impact Trauma (HIT) Gerät an geschlossenen Kopf TBI in Fliegen verursachen, haben wir. Fliegen auf die HIT Gerätedisplay Phänotypen mit der Menschen TBI wie vorübergehende Handlungsunfähigkeit und progressive Neurodegeneration unterzogen. Das HIT-Gerät verwendet eine federbasierten Mechanismus, um Fliegen gegen die Wand eines Fläschchens treiben, wodurch eine mechanische Beschädigung des Fliegengehirns. Die Vorrichtung ist preiswert und leicht zu konstruieren, die Arbeitsweise ist einfach und schnell, und sie erzeugt reproduzierbare Ergebnisse. Folglich kann die HIT-Gerät mit vorhandenen experimentellen Werkzeuge und Techniken für Fliegen oder zur Adresse Grund kombiniert werdenFragen zu TBI, die zur Entwicklung von Diagnostika und Behandlungen für TBI führen kann. Insbesondere kann die HIT-Gerät verwendet werden, um großflächige genetischen Screens durchzuführen, um die genetische Basis von TBI Pathologien zu verstehen.

Wir interessieren uns für das Verständnis, warum sterben Fliegen kurz nach Primärverletzung. Um den Tod zu quantifizieren, bestimmten wir die Sterblichkeit Index bei 24 Stunden (MI 24), das der Anteil der Fliegen, die innerhalb 24 Stunden des Primärverletzung gestorben ist. Flies zu Streiks von der HIT-Gerät unterzogen wurden bei 25 ° C in einem Fläschchen mit Fliegen Essen inkubiert und die Anzahl der toten Fliegen wurde nach 24 Stunden gezählt. Wir haben diesen Ansatz auf Faktoren, die den MI 2...

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A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Hier beschreiben wir eine Methode, um geschlossene Kopftraumatische Hirnverletzungen (TBI) in Drosophila zuzufügen. Dieses Verfahren stellt ein Tor zu den zellulären und molekularen Mechanismen, die TBI Pathologien mit der Vielzahl von experimentellen Werkzeuge und Techniken für Fliegen verfügbar zugrunde zu untersuchen.

Eine Methode, um geschlossene Kopftraumatische Hirnverletzung in Verursacht<em&gt; Drosophila</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

a-method-to-inflict-closed-head-traumatic-brain-injury-in-drosophila

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

11.4K Aufrufe.  University of Wisconsin-Madison.  Hier beschreiben wir eine Methode, um geschlossene Kopftraumatische Hirnverletzungen (TBI) in Drosophila zuzufügen. Dieses Verfahren stellt ein Tor zu den zellulären und molekularen Mechanismen, die TBI Pathologien mit der Vielzahl von experimentellen Werkzeuge und Techniken für Fliegen verfügbar zugrunde zu untersuchen. 

Serie: A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic Brain Injury (mTBI). The mechanisms responsible for its complex pathological changes remain largely elusive, despite a recent consensus to define the neuropathological criteria. Here, we describe a novel method to develop a model of CTE in Drosophila melanogaster&#160;(Drosophila&#160;)&#160;in an attempt to identify the key genes and pathways that lead to the characteristic hyperphosphorylated tau accumulation and neuronal death in the brain. Adjustable-strength impacts to inflict mild closed injury are delivered directly to the fly head, subjecting the head to rapid acceleration and deceleration. Our method eliminates the potential problems inherent with other Drosophila mTBI models (e.g.,animal death might be induced by damage to other parts of the body or to internal organs). The less labor- and cost-intensive animal care, short life span, and extensive genetic tools make the fruit fly ideal to study CTE pathogenesis and make it possible to perform large-scale, genome-wide forward genetic and pharmacological screens. We anticipate that the ongoing characterization of the model will generate important mechanistic insights on disease prevention and therapeutic approaches.

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Here, we describe a new approach to inflict closed-head traumatic brain injury in Drosophila melanogaster. Our method has the advantage of directly delivering repetitive impacts with adjustable strength to the head alone. Further exploration of the invertebrate system will help to illuminate the pathogenesis of chronic traumatic encephalopathy.

Eine neuartige Methode zur Modellierung chronisch traumatischer Enzephalopathie in<em&gt; Drosophila</em

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic ...

Forschung

Neurowissenschaften

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the detonation of explosive devices, however, the mechanisms that underlie the brain damage resulting from blast overpressure exposure are not entirely understood and are believed to be unique to this type of brain injury. Preclinical models are crucial tools that contribute to better understand blast-induced brain injury. A novel in vitro blast TBI model was developed using an open-ended shock tube to simulate real-life open-field blast waves modelled by the Friedlander waveform. C57BL/6N mouse organotypic hippocampal slice cultures were exposed to single shock waves and the development of injury was characterized up to 72 h using propidium iodide, a well-established fluorescent marker of cell damage that only penetrates cells with compromised cellular membranes. Propidium iodide fluorescence was significantly higher in the slices exposed to a blast wave when compared with sham slices throughout the duration of the protocol. The brain tissue injury is very reproducible and proportional to the peak overpressure of the shock wave applied.

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

This paper describes a novel model of primary blast traumatic brain injury. A compressed-air driven shock tube is used to expose in vitro mouse hippocampal slice cultures to a single shock wave. This is a simple and rapid protocol generating a reproducible brain tissue injury with a high throughput.

Eine neuartige In-vitro- Modell von traumatischen Hirnverletzungen Blast

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral vascular effects. Impact (i.e., non-blast) traumatic brain injury (TBI) is known to decrease pressure autoregulation in the cerebral vasculature in both humans and experimental animals. The hypothesis that blast-induced traumatic brain injury (bTBI), like impact TBI, results in impaired cerebral vascular reactivity was tested by measuring myogenic dilatory responses to reduced intravascular pressure in rodent middle cerebral arterial (MCA) segments from rats subjected to mild bTBI using an Advanced Blast Simulator (ABS) shock tube. Adult, male Sprague-Dawley rats were anesthetized, intubated, ventilated and prepared for Sham bTBI (identical manipulation and anesthesia except for blast injury) or mild bTBI. Rats were randomly assigned to receive Sham bTBI or mild bTBI followed by sacrifice 30 or 60 min post-injury. Immediately after bTBI, righting reflex (RR) suppression times were assessed, euthanasia at the time points post-injury was completed, the brain was harvested and the individual MCA segments were collected, mounted and pressurized. As the intraluminal pressure perfused through the arterial segments was reduced in 20 mmHg increments from 100 to 20 mmHg, MCA diameters were measured and recorded. With decreasing intraluminal pressure, MCA diameters steadily increased significantly above baseline in the Sham bTBI groups while MCA dilator responses were significantly reduced (p &#60; 0.05) in both bTBI groups as evidenced by the impaired, smaller MCA diameters recorded for the bTBI groups. In addition, RR suppression in the bTBI groups was significantly (p &#60; 0.05) higher than in the Sham bTBI groups. MCA&#39;s collected from the Sham bTBI groups exhibited typical vasodilatory properties to decreases in intraluminal pressure while MCA&#39;s collected following bTBI exhibited significantly impaired myogenic vasodilatory responses to reduced pressure that persisted for at least 60 min after bTBI.

Here, we present a protocol to describe methods for ex vivo vascular reactivity determination following a primary blast traumatic brain injury (bTBI) using isolated, pressurized, rodent middle cerebral arterial (MCA) segments. bTBI induction is accomplished using a shock tube, also known as an Advanced Blast Simulator (ABS) device.

Auswirkungen der Explosion-induzierte Neurotrauma auf Druck Nagetier mittlerer Hirnarterien

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice

Increasing evidence shows that the microbiota-gut-brain axis plays an important role in the pathogenesis of brain diseases. Several studies also demonstrate that traumatic brain injuries cause changes to the gut microbiota. However, mechanisms underlying the bidirectional regulation of the brain-gut axis remain unknown. Currently, few models exist for studying the changes in gut microbiota after traumatic brain injury. Therefore, the presented study combines protocols for inducing traumatic brain injury using a lateral fluid percussion device and analysis of caecum samples following injury for investigating alterations in the gut microbiome. Alterations of the gut microbiota composition after traumatic brain injury are determined using 16S-rDNA sequencing. This protocol provides an effective method for studying the relationships between enteric microorganisms and traumatic brain injury.

Presented here is a protocol to induce diffuse traumatic brain injury using a lateral fluid percussion device followed by the collection of the caecum content for gut microbiome analysis.

Untersuchung von Veränderungen in Caecum Microbiota nach traumatischen Hirnverletzungen bei Mäusen

Increasing evidence shows that the microbiota-gut-brain axis plays an important role in the pathogenesis of brain diseases. Several studies also ...

Low-intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-head Mild Traumatic Brain Injury in Rodents

Traumatic brain injury (TBI) is a large-scale public health problem. Mild TBI is the most prevalent form of neurotrauma and accounts for a large number of medical visits in the United States. There are currently no FDA-approved treatments available for TBI. The increased incidence of military-related, blast-induced TBI further accentuates the urgent need for effective TBI treatments. Therefore, new preclinical TBI animal models that recapitulate aspects of human blast-related TBI will greatly advance the research efforts into the neurobiological and pathophysiological processes underlying mild to moderate TBI as well as the development of novel therapeutic strategies for TBI.
Here we present a reliable, reproducible model for the investigation of the molecular, cellular, and behavioral effects of mild to moderate blast-induced TBI. We describe a step-by-step protocol for closed-head, blast-induced mild TBI in rodents using a bench-top setup consisting of a gas-driven shock tube equipped with piezoelectric pressure sensors to ensure consistent test conditions. The benefits of the setup that we have established are its relative low-cost, ease of installation, ease of use and high-throughput capacity. Further advantages of this non-invasive TBI model include the scalability of the blast peak overpressure and the generation of controlled reproducible outcomes. The reproducibility and relevance of this TBI model has been evaluated in a number of downstream applications, including neurobiological, neuropathological, neurophysiological and behavioral analyses, supporting the use of this model for the characterization of processes underlying the etiology of mild to moderate TBI.

We present here a protocol of a blast wave model for rodents to investigate neurobiological and pathophysiological effects of mild to moderate traumatic brain injury. We established a gas-driven, bench-top setup equipped with pressure sensors allowing for reliable and reproducible generation of blast-induced mild to moderate traumatic brain injury.

Low-Intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-Head Mild Traumatic Brain Injury bei Nagetieren

Traumatic brain injury (TBI) is a large-scale public health problem. Mild TBI is the most prevalent form of neurotrauma and accounts for a large number of ...

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and understanding the mechanisms of how a TBI alters brain function. The availability of multiple animal models of TBI is necessary to model the different aspects and severities of TBI seen in people. This manuscript describes the use of a midline closed head injury (CHI) to develop a mouse model of mild TBI. The model is considered mild because it does not produce structural brain lesions based on neuroimaging or gross neuronal loss. However, a single impact creates enough pathology that cognitive impairment is measurable at least 1 month after injury. A step-by-step protocol to induce a CHI in mice using a stereotaxically guided electromagnetic impactor is defined in the paper. The benefits of the mild midline CHI model include the reproducibility of the injury-induced changes with low mortality. The model has been temporally characterized up to 1 year after the injury for neuroimaging, neurochemical, neuropathological, and behavioral changes. The model is complementary to open skull models of controlled cortical impact using the same impactor device. Thus, labs can model both mild diffuse TBI and focal moderate-to-severe TBI with the same impactor.

The protocol describes mild traumatic brain injury in a mouse model. In particular, a step-by-step protocol to induce a mild midline closed head injury and the characterization of the animal model is fully explained.

Elektromagnetisch gesteuertes Closed-Head-Modell für leichtes Schädel-Hirn-Trauma bei Mäusen

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...

Assessing Changes in Synaptic Plasticity Using an Awake Closed-Head Injury Model of Mild Traumatic Brain Injury

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a prevalent health issue in North America. There is increasing pressure to utilize ecologically valid models of closed-head mTBI in the preclinical setting to increase translatability to the clinical population. The awake closed-headed injury (ACHI) model uses a modified controlled cortical impactor to deliver closed-headed injury, inducing clinically relevant behavioral deficits without the need for a craniotomy or the use of an anesthetic.
This technique does not normally induce fatalities, skull fractures, or brain bleeds, and is more consistent with being a mild injury. Indeed, the mild nature of the ACHI procedure makes it ideal for studies investigating repetitive mTBI (r-mTBI). Growing evidence indicates that r-mTBI can result in a cumulative injury that produces behavioral symptoms, neuropathological changes, and neurodegeneration. r-mTBI is common in youths playing sports, and these injuries occur during a period of robust synaptic reorganization and myelination, making the younger population particularly vulnerable to the long-term influences of r-mTBI.
Further, r-mTBI occurs in cases of intimate partner violence, a condition for which there are few objective screening measures. In these experiments, synaptic function was assessed in the hippocampus in juvenile rats that had experienced r-mTBI using the ACHI model. Following the injuries, a tissue slicer was utilized to make hippocampal slices to evaluate bidirectional synaptic plasticity in the hippocampus at either 1 or 7 days following the r-mTBI. Overall, the ACHI model provides researchers with an ecologically valid model to study changes in synaptic plasticity following mTBI and r-mTBI.

Here, it is demonstrated how an awake closed-head injury model can be used for examining the effects of repeated mild traumatic brain injury (r-mTBI) on synaptic plasticity in the hippocampus. The model replicates important features of r-mTBI in patients and is used in conjunction with in vitro electrophysiology.

Beurteilung von Veränderungen in der synaptischen Plastizität unter Verwendung eines wachen geschlossenen Kopfverletzungsmodells für ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a prevalent health issue in North America. There is increasing pressure to utilize ecologically valid models of ...

Intravital Imaging of Fluorescent Protein Expression in Mice with a Closed-Skull Traumatic Brain Injury and Cranial Window Using a Two-Photon Microscope

The goal of this protocol is to demonstrate how to longitudinally visualize the expression and localization of a protein of interest within specific cell types of an animal's brain, upon exposure to exogenous stimuli. Here, the administration of a closed-skull traumatic brain injury (TBI) and simultaneous implantation of a cranial window for subsequent longitudinal intravital imaging in mice is shown. Mice are intracranially injected with an adeno-associated virus (AAV) expressing enhanced green fluorescent protein (EGFP) under a neuronal specific promoter. After 2 to 4 weeks, the mice are subjected to a repetitive TBI using a weight drop device over the AAV injection location. Within the same surgical session, the mice are implanted with a metal headpost and then a glass cranial window over the TBI impacting site. The expression and cellular localization of EGFP is examined using a two-photon microscope in the same brain region exposed to trauma over the course of months.

This study demonstrates delivery of a repetitive traumatic brain injury to mice and simultaneous implantation of a cranial window for subsequent intravital imaging of a neuron-expressed EGFP using two-photon microscopy.

Intravitale Bildgebung der fluoreszierenden Proteinexpression bei Mäusen mit Schädel-Hirn-Trauma und Schädelfenster mit einem Zwei-Photonen-Mikroskop

The goal of this protocol is to demonstrate how to longitudinally visualize the expression and localization of a protein of interest within specific cell ...

Validierung der Verletzungsreaktion und Verhaltensbewertungen in einem mTBI-Rattenmodell

Rat Model of Closed-Head Mild Traumatic Injury and its Validation

Animal models are crucial for advancing our understanding of mild traumatic brain injury (mTBI) and guiding clinical research. To achieve meaningful insights, developing a stable and reproducible animal model is essential. In this study, we report a detailed description of a closed-head mTBI model and a representative validation method using Sprague-Dawley rats to verify the modeling effect. The model involves dropping a 550 g mass weight from a height of 100 cm directly onto the head of a rat on a destructible surface, followed by a 180-degree turn. To assess the injury, rats underwent a series of neurobehavioral assessments 10 min post-injury, including time of loss of consciousness, first seeking-behavior time, escape ability, and beam balance ability test. During the acute and subacute stages following the injury, behavioral tests were conducted to assess motor coordination ability (Beam task), anxiety (Open Field test), and learning and memory abilities (Morris Water Maze test). The closed-head mTBI model produced a consistent injury response with minimal mortality and replicated real-life situations. The validation method effectively verified the model development and ensured the stability and consistency of the model.

Autor im Rampenlicht: Förderung der Forschung zu traumatischen Hirnverletzungen - Ein geschlossenes Modell für genaue Replikation und schnelle Bewertung 

Here, we present a closed-head mild traumatic brain injury (mTBI) rat model and its validation exhibiting remarkable similarity to human mTBI concerning behavioral manifestations during the acute and subacute stages.

Rattenmodell für leichte traumatische Verletzungen mit geschlossenem Kopf und seine Validierung

Animal models are crucial for advancing our understanding of mild traumatic brain injury (mTBI) and guiding clinical research. To achieve meaningful ...