Die Autoren danken Dan Firl, Chris Corbett und Jesse Denson, PhD. Die Finanzierung wurde von NIH NINDS R01 NS060765 SR vorgesehen, die P30 Cobre Pilotprogramm zur LJ und die Kindergesundheit Signature-Programm zu LJ an der Universität von New Mexico.

Institutional Care und Verwenden Ausschüsse an beiden Boston Kinderkrankenhaus und der Universität von New Mexico Health Sciences Center stimmten allen experimentellen Verfahren. HINWEIS: Vor Beginn des Verfahrens, Dichtung, Sterilisieren und Autoklavieren alle chirurgischen Instrumenten und OP-Abdeckungen. Darüber hinaus bereiten postoperative Medikamente in sterile Fläschchen einschließlich 0,125% bipivucaine und 0,1 mg / kg Buprenorphin. Auch bereiten das Lipopolysaccharid (LPS) Lösung steril: 0,04 mg / ml LPS (0111: B4) in steriler Kochsalzlösung mit verdünnter Evans blauen Farbstoff. 1. Anästhesie <ol><li> Induzieren Anästhesie in einem embryonalen Tag 18 (E18) schwangere Sprague Dawley Ratten mit einem Gemisch aus 3% Isofluran ausgeglichen 70% Stickstoff und 30% Sauerstoff. </li><li> Entfernen Ratte aus der Induktionskammer und legen Sie die Ratte in Rückenlage auf drapiert chirurgische zirkulierende Wasser Decke bei 37 ° C eingestellt. Bringen Anästhesie Bugnase und reduzieren isoflurane Ebene, um 2%. </li><li> Augensalbe sanft gelten für jedes Auge zu Hornhaut Austrocknen zu verhindern. Während des Verfahrens kontinuierlich überwacht Temperatur, Atemfrequenz und die Herzfrequenz des Tieres. Mütterlichen Physiologie sollten während des gesamten Verfahrens stabil bleiben. </li></ol> 2. Surgical Prep und Scrub <ol><li> Mit Hilfe von kleinen Tierschermaschinen nehmen Sie das gesamte Haar in der unteren Bauchregion. Shave in einem rechteckigen Muster mit Sorgfalt zu vermeiden Nicking die Brustwarzen oder Erzeugung gestochen Hautausschlag, der irritierend sein kann für die künftige Pflege der lebend geborenen Welpen. </li><li> Bereiten Bauchhaut durch abwechselnde Anwendung von PVP-Jod und 70% Ethanol-Peeling mit sterilen Wattestäbchen. Wiederholen Sie den Peeling, dass PVP-Jod und 70% Ethanol jeweils angewendet 3x abwechselnd. Trocknen lassen. </li><li> Bestätigen Narkosetiefe über Abwesenheit von Zehen Prise Reflex. In Abwesenheit von Reflex und Reize, um Schmerzen zu reduzieren Isofluran Ebene bis 1%. </li><li> Mit einer sterilen Operationstücher,drapieren das Tier. Achten Sie darauf, die Vorhänge in einem geeigneten Winkel zu platzieren, so dass sie die Menge an Spülflüssigkeit absorbieren sie zwar nicht zu behindern den Blutfluss in die Gebärmutterhörner zu maximieren. </li></ol> 3. Bauch Laparotomie <ol><li> Mit einem Skalpell einen 3 cm Mittellinienschnitt in der vorbereiteten Bauchhaut. Stumpf sezieren die Hautschicht von der Bauchbinde mit einer Schere. Mit einer Pinzette und chirurgische Scheren, heben die Bauch Faszienschicht und einen Einschnitt der avaskulären Linea alba, um Zugriff auf die Bauchhöhle zu gewinnen. </li><li> Platzieren chirurgische Gaze an der Außenseite des Einschnittes und befeuchten mit steriler Kochsalzlösung. Verwendung stumpfen Pinzette und externe Druck auf den Bauch, entfernen Sie vorsichtig die Gebärmutterhörner aus der Bauchhöhle und vereinbaren auf der befeuchteten Gaze. </li><li> Verschränkung sorgfältig zu vermeiden und mit Darm zu kontaktieren. Vereinbaren Föten mit einer Pinzette, indem Sie nur das Muskelgewebe in zwischen einzelnen Fruchtblasen.Aufzudecken und zu isolieren, die 4 Gebärmutterarterien mit stumpf. HINWEIS: Es muss darauf geachtet, um die Gebärmutterarterien sezieren werden. Umliegende Gewebe und Gefäße selbst sind sehr empfindlich. Schäden an mütterlichen Gefäßen kann zu Blutungen, und in schweren Fällen, fetalen und Müttersterblichkeit. </li></ol> 4. Platzierung von Aneurysmen Clips <ol><li> Legen Sie eine Ratte 30 G Aneurysmen-Clip auf jedem Gebärmutterarterie. Sicherzustellen Aufhören des Blutflusses, einschließlich proximaler und distaler Impulsen und Verdunkelung der Uteringefäße einschließlich einzelner Plazenten. Decken Sie die freiliegende Hörner und gesamte Operationsfeld mit Gaze und Bewässerung mit steriler Kochsalzlösung. Achten Sie darauf, um das Feld zu feucht mit Bewässerung etwa alle 10 min zu halten. </li><li> Nach 60 min, entfernen Sie die Gaze und Bewässerung das Feld. Stellen Sie sicher, dass die Gebärmutterhörner und Behälter ausreichend für eine erfolgreiche Clip Entfernung befeuchtet. Entfernen Sie vorsichtig jede Aneurysmen-Clip mit einer Pinzette. Achten Sie darauf, Trauma des Schiffes und maint verursachenain Gewebeintegrität während der Entnahme. </li><li> Spülen Sie gründlich die Gebärmutterhörner und Feld, wobei darauf zu jede streunende Themen aus Gaze von den Fruchtblasen zu entfernen. </li></ol> 5. Die Injektion von Lipopolysaccharid in den Fruchtblasen <ol><li> An der Basis jedes einzelnen Fruchtblase, knapp vor die Plazentaplatte, injizieren 100 ul LPS (4 ug / EWG), verdünnt mit Evans-Blau-Farbstoff in den Fruchtwasser. Verwenden stumpfen Pinzette zu stabilisieren und zu drehen jeden Fruchtblase in einer optimalen Position für die Injektion. Verdünnter Evans blauen Farbstoff ist ein Kontrastmittel, die hilfreich bei der Bestätigung richtige Spritze Platzierung und Injektion ist. HINWEIS: Verwenden Sie nur eine ultrafeine 0,3 ml Insulinspritze mit aufgesetztem 8 mm 31 G-Nadel für die intraFrucht Injektionen. Verwendung größerer Gauge-Nadeln wird bei chronischen Fruchtwasserverlust, fetalen Tod und Wiederaufnahme von der Schwangerschaft führen. Geringe Mengen an Fruchtwasser Leckage beim Entfernen der Spritze kann mitig seinated durch direkten Druck auf die Fruchtblase. Einige Rattenföten in gewissen Maße eine Oligohydramnion tolerieren. Allerdings akuten Fruchtwasserverlust durch Punktion mit großem Gauge-Nadeln, oder versehentliche Punktion mit nachfolgender chronischer Flüssigkeitsaustritt führt zu Fehlgeburten und in schweren Fällen, Verlust des Nachbar Schwangerschaften. </li><li> Spülen Sie die Gebärmutterhörner 3x mit steriler Kochsalzlösung. </li></ol> 6. Schließen der Laparotomie <ol><li> Mit Hilfe einer Pinzette, die Gebärmutterhörner sorgfältig in die Bauchhöhle zurück. Sicherstellung einer angemessenen Raum zwischen den Fruchtblasen und der Mittellinienschnitt, Wieder annähernd den musculofascial Schicht Kanten mit Hilfe eines Lauf 3-0 Seidennaht. Achten Sie auf die Platzierung der Fruchtblasen beim Schließen des Muskel Einschnitt. Seien Sie vorsichtig, um nicht in oder durch einen Sack nähen. </li><li> Re-nähern der Hautschicht, mit einem Lauf 3-0 Seidennaht, Schließen der Hautschicht. HINWEIS: Der Bauchschnitt sollte in zwei Schichten von kontinuierlichen Fäden, damit geschlossen werdenfür Haut und Muskel-Expansion mit zunehmender Trächtigkeit. Kontinuierliche Nähte ermöglichen gleichmäßig verteilt Wunde Spannung. Nähten sind weniger erwünscht als mehrere Knoten sind irritierend und kann leicht mit der Ratte nach der Genesung von Anästhesie gekaut werden. Chirurgischen Klammern sind nicht erwünscht. Schwänze der chirurgischen Knoten sollte sehr kurz (&lt;3 mm) geschnitten werden. </li><li> Injizieren Sie 1 ml 0,125% Bupivacain subkutan rund Wundränder mit einer 26 G-Nadel. Eine Dosis von 0,1 mg / kg Buprenorphin subkutan im Nacken. </li><li> Schalten Sie Isofluran und abtrocknen Ratte nach Bedarf. Legen Sie in einem sauberen Käfig und Überwachung aus der Narkose. Stellen Sie sicher, Ratte nicht unterkühlt zu werden. </li></ol> 7. postoperative Erholung und Pflege <ol><li> Überwachen Sie die Ratten alle 8-12 h für 72 Stunden und dann täglich bis Jungtiere geboren werden (ungefähr E22 oder E23). Verabreichen zusätzlichen Dosen von Buprenorphin q8-12 h / 72 h oder prn wie vom IACUC diktiert. </li><li> Überwachen Ratten Anzeichen von Schmerzen, Beschwerden, Blutungen aus der Scheide oder Blutungen von der Operationsstelle. Untersuchen Sie die Nähte und Schnittführung und darauf achten, Ratte ist nicht kauen oder Entfernen von ihren Nähten vorzeitig. Obwohl außerordentlich selten, Ratten, die ihre Nähte Kompromiss mit einem Risiko für Wunddehiszenz. HINWEIS: Gelegentlich Ratten können übermäßige Mengen von Bettzeug oder Non-Food-Produkte einnehmen, genannt pica, als Nebenwirkung von Buprenorphin Verwaltung. Obwohl sehr selten, müssen Ratten pica und mögliche anschließende Darmverschluss überwacht werden. </li></ol> 8. Gewebeverarbeitung und Kryoschneiden <ol><li> Um Hematoxylin &amp; Eosin (H &amp; E) Färbung der postnatalen Gehirn vorzubereiten, Jungtiere von ihren eigenen Käfig zu entfernen am postnatalen Tag 2 (P2). Verwendung chirurgische Scheren enthaupten Rattenjungen und entfernen Sie vorsichtig das Gehirn aus dem Schädel. </li><li> Drop fix Gehirn in einem konischen 15 ml-Röhrchen mit 7 ml 4% Paraformaldehyd in phosphatgepufferter Salzlösung(PBS). Zeigen Gehirn bei 4 ° C und 72 Stunden zu beheben. </li><li> Nach 72 Stunden, Transfer Gehirn in ein steriles PBS-Lösung, die 30% Saccharose (w / v) und zum 4 ° C. HINWEIS: Sobald Gehirn fallen in der Saccharose-Lösung sie bereit sind, auf einem Kryostat geschnitten werden sollen. </li><li> Schnell einfrieren Gehirne und Montage auf Kryostaten Stampfe für Übernahme von gefrorenen Koronalschnitte. Cut 20 um gefrorene Koronalschnitte und montieren Sie auf Objektträger. Stellen Sie sicher, Abschnitte seriell gesammelt. </li><li> Die Objektträger bei Raumtemperatur über Nacht trocknen. Objektträger bei 20 ° C. </li></ol> 9. Hematoxylin &amp; Eosin-Färbung <ol><li> Nehmen Schlitten montiert Gefrierschnitten und auf Raumtemperatur erwärmt. HINWEIS: Bereiten Sie alle Lösungen frisch. </li><li> Die Objektträger auf einer Folie wärmeren Satz bis 50 ° C für 2 Stunden. </li><li> Objektträger auf eine Färbung Rack. Dip Slides 10x in doppelt destilliertem entionisiertem Wasser (ddH 2 O). </li><li> Objektträger in 100% Hämatoxylin Inkubation für 5 min. Timich in Hämatoxylin kann je nach Grad der lila Färbung optimiert werden. </li><li> Dip Slides 4x in Leitungs H 2 O, und stehen lassen in sauberem Leitungs H 2 O für 1 min. </li><li> Die Objektträger 15x in saurem Alkohol (250 ml 70% igem Ethanol + 1 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure). </li><li> Dip Slides 4x in Leitungs H 2 O, und stehen lassen in sauberem Leitungs H 2 O für 1 min. </li><li> Inkubieren in 1% Lithiumkarbonat für 2 min. </li><li> Dip Slides 4x in Leitungs H 2 O, und stehen lassen in sauberem Leitungs H 2 O für 1 min. </li><li> Inkubieren in 95% Ethanol für 1 min. </li><li> Dip Slides 7x in 100% Eosin. Anzahl der Einbrüche in Eosin kann je nach Grad der rosa Färbung geändert werden. </li><li> Dip Slides 5x in 95% Ethanol. </li><li> Dip Schiebe 5x in einem frischen Wechsel 95% Ethanol. </li><li> Objektträger in 100% Ethanol nach 1 min. </li><li> Die Objektträger in eine frische Änderung von 100% Ethanol für 1 min. </li><li> Objektträger in 100% Xylol Proben für 15 min. HINWEIS: Xylol Schritte undEindecken sollte in einem Abzug erfolgen. </li><li> Inkubieren Objektträger in frischen Veränderungen Xylol für 15 min. </li><li> Deckglas mit Permount und trocknen lassen in Abzug. </li><li> Bildträger mit einem Lichtmikroskop. </li></ol>

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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Enzephalopathie bei Frühgeborenen ist schwierig, bei Tieren aufgrund der komplexen Zusammenspiel von Ursachen, neurologische Entwicklungszeit natürlich, Kompliziertheit der menschlichen Hirnnetzwerkbildung, überlappenden Mechanismen der Schädigung zu modellieren und die diversen Phänotypen von CNS beleidigt manifest in der menschlichen Frühgeborenen. EOP mit spezifischen Zelltyp Lücken zugeordnet (dh unreifen Oligodendrozyten) 21, sowie verschiedene entwicklungsregulierte Wege (dh Unt...

Mit über 12% der Kinder in den Vereinigten Staaten vor der 37. Woche geschätzt Gestationsalter 1 geboren, ist perinatalen Hirnschädigung (PBI) von Frühgeborenen eine wesentliche Ursache für bleibende Behinderung. PBI von Frühgeburten, die auch als Enzephalopathie praematurorum (EOP), wirkt das gesamte zentrale Nervensystem (ZNS). ZNS-Verletzung oft beginnt in utero und durch vorgeburtliche Verfahren einschließlich chorioamnionitis und postnatalen Komplikationen wie Hypoxie und Sepsis verstärkt. PBI von systemischen Beleidigungen ändert Entwicklung des Nervensystems und führt zu Zerebralparese, Epilepsie, kognitive Verzögerung und zahlreichen neuropsychiatrischen Störungen, die emotionale Regulation, Gedächtnis und exekutive Funktion 1,2. Obwohl große Fortschritte erzielt wurden, bleibt, wie die zellulären und molekularen Folgen der ZNS-Verletzung von Frühgeburten zu übersetzen, um die Vielzahl der neurologischen Folgen bei Kindern, die Frühgeborenen geboren werden ein begrenztes Verständnis. Dieser Mangel an Wissen HinterInnen Echtzeit-Diagnose von ZNS-Verletzungsschwere und informierte Dosierung von Schwellen Interventionen. Zusätzlich altersgerechte therapeutische Strategien für diese gefährdete Patientengruppe bleibt schwer fassbar. Intrauterine Entzündung ist sehr häufig in extremen Frühgeburt und eine komplexe fetalen-mütterlichen Plazenta-Entzündungskaskade 3. Intrauterine Infektion oft subklinisch. Spezifische Plazenta Ergebnisse stehen im Einklang mit einer akuten Entzündung oder histologische Chorioamnionitis, sind entscheidend für den fetalen Entzündungsreaktion und fallen mit Hirnverletzung mit Frühgeburt 3-5 verbunden. Tatsächlich hat die fetale Entzündungsreaktion deutliche klinische Implikationen für die langfristigen Ergebnisse von Frühgeburten. Säuglinge, die klein für das Gestationsalter (SGA), der Erfahrung oder Infektion sind besonders anfällig für neurologische Defizite 3,4. Chorioamnionitis ist eine typische pathologische Diagnose folgenden Frühgeburt <sup&gt; 6,7, und die histologische Untersuchung zeigt Anzeichen einer Entzündung in 70% der Plazenten von Säuglingen sehr frühgeborenen 4 geboren. Ferner wird Chorioamnionitis mit kognitiven Beeinträchtigungen nach zwei Jahren 8 verbunden. Der Nachweis der mütterlichen Gefäßminder in der Plazenta von Säuglingen extrem Frühgeborenen geboren wird auch mit zerebraler Lähmung in der Kindheit 9 verbunden. Die synergistische Wirkung der Chorioamnionitis und Plazenta Perfusionsdefekte ist gut mit dem bemerkenswert hohen Risiko für abnorme neurologische Ergebnisse in dieser Patientengruppe bei zwei Jahren 10,11 dargestellt. Die menschliche systemische Plazentaperfusion Mängel und Chorioamnionitis mit pathogen-induzierten Entzündung zu imitieren, entwickelten wir ein Modell der pränatalen transiente systemische Hypoxie-Ischämie (TSHI) in Kombination mit intraFrucht Lipopolysaccharid (LPS) bei Ratten. Unser Ziel war es unser Modell der TSHI allein bei Ratten 12-16 Anpassung an intrauterine Entzündung sind,In den präklinischen Modellierung von ZNS-Verletzung mit Frühgeburt assoziiert zu erleichtern. TSHI allein hat anhaltende Verlust von Oligodendrozyten Linie Zellen, kortikalen Neuronen zeigte, erhöhte Zelltod und erhöhten proinflammatorische Zytokin Ebenen, mit fortschrittlichen ischämischen Intervalle, die zu einer abgestuften Verletzungsmuster im Einklang mit der pränatalen Hirnverletzung 16. Änderungen an den ischämischen Komponenten dieses Modells haben auch gezeigt, Defizite in der Speichercodierung, Kurz- und Langzeitgedächtnis und einem milden Muskel-Skelett-Veränderungen bei Ratten, wenn sie 17-19 altern. In der Tat haben wir bereits gezeigt, dass die Kombination von TSHI + LPS rekapituliert die pathophysiologischen Markenzeichen EoP, einschließlich Oligodendrozyten und Neuronenverlust, axonalen Schädigung, zelluläre Entzündung und Funktionsstörungen 20.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" >
	<tbody>
		<tr >
			<td >Saline Solution, 0.9%</td>
			<td >Sigma</td>
			<td >S8776</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >LPS 011B4</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>L2630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Evan&#39;s Blue Dye</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E2129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Surgical gloves</td>
			<td>Biogel</td>
			<td>40870</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >OR Towels</td>
			<td>Cardinal Health</td>
			<td>287000-008</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PDI Alcohol Prep Pads</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>06-669-62</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Mini Arco Rechargeable Clippers</td>
			<td>Kent Scientific Corp.</td>
			<td>CL8787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Betadine surgical scrub</td>
			<td>Purdue Products L.P.</td>
			<td>67618-151-17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Eye Lubricant</td>
			<td>Refresh Lacri Lube</td>
			<td>00023-0312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Blunt Forceps</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-8100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Scissors</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-6808</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Surgical Scissors</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5880</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Surgical Scissors</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>14002-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309628</td>
			<td>1 ml</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle</td>
			<td>BD</td>
			<td>305122</td>
			<td>25G 5/8</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle</td>
			<td>BD</td>
			<td>305128</td>
			<td>30G 1</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cotton-tipped Applicators</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>23-400-114</td>
			<td>Small, 6 inch sterile</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cotton Gauze Sponge</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>22-362-178</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle Holders</td>
			<td>Kent Scientific Corp.</td>
			<td>INS600109</td>
			<td>12.5 CM STR</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vessel Clips</td>
			<td>Kent Scientific Corp.</td>
			<td>INS600120</td>
			<td>30G Pressure</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >3-0 Perma Hand Silk Sutures</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>1684G</td>
			<td>Black braided, 3-0 (2 metric), 18&#34;, non-absorbable,&#160; PS-1 24mm needle, 3/8 circle</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Insulin Syringes</td>
			<td>BD</td>
			<td>328438</td>
			<td>0.3cc 3mm 31G</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Pentobarbital</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Buprenorphine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bupivacaine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Isoflurane</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Lithium Carbonate</td>
			<td>Acros Chemicals</td>
			<td>554-13-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Superfrost Plus Microscope Slides</td>
			<td>VWR</td>
			<td>48311-703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hematoxylin</td>
			<td>Leica</td>
			<td>3801521</td>
			<td>Surgipath Gill II Hematoxylin</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Eosin</td>
			<td>Leica</td>
			<td>3801601</td>
			<td>Surgipath Eosin</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Xylenes</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>X3S-4</td>
			<td>Histological Grade</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Permount</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>SP15-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Coverglass</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>12-548-5P</td>
			<td>Fisher Finest Premium Coverglass</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modeling encephalopathy of prematurity using prenatal hypoxia-ischemia with intra-amniotic lipopolysaccharide in rats

Enzephalopathie bei Frühgeborenen (EOP) ist eine Bezeichnung, die das zentrale Nervensystem (ZNS) umfasst Anomalien mit Frühgeburt assoziiert. Um beste Voraus translationale Ziele und entdecken Sie neue therapeutische Strategien für Hirnverletzung mit Frühgeburt assoziiert, müssen präklinischen Modellen EoP ähnliche Mechanismen gehören der pränatalen globalen Verletzungen bei Menschen beobachtet und beinhalten mehrere Komponenten der mütterlichen Plazenta und Fötus-System. Im Idealfall sollten Modelle ein ähnliches Spektrum von funktionellen Defiziten in der reifen Tier zu produzieren und zu rekapitulieren mehrere Aspekte der Pathophysiologie. Die menschliche systemische Plazentaperfusion Fehler, Minder Plazenta und / oder Chorioamnionitis mit pathogen-induzierten Entzündung in der frühen Frühgeburt assoziiert imitieren, entwickelten wir ein Modell der pränatalen transiente systemische Hypoxie-Ischämie (TSHI) in Kombination mit intraFrucht Lipopolysaccharid (LPS). Bei trächtigen Sprague Dawley Ratten, TSHI über Gebärmutterarterien-Okklusionsvorrichtung on embryonalen Tag 18 (E18) induziert eine abgestufte Plazentaminder Defekt mit zunehmender ZNS-Schäden in den Fötus verbunden. Wenn bei innerFrucht LPS-Injektionen kombiniert wird Plazenta Entzündungen erhöht und ZNS-Schäden ist mit assoziierten weißen Substanz, Gang- und Abbildungs ​​Anomalien verschärft. Pränatale TSHI und TSHI + LPS pränatalen Beleidigungen treffen mehrere der Kriterien eines EoP Modell einschließlich rekapituliert die intrauterine Beleidigung, was zu Verlust von Neuronen, Oligodendrozyten und Axone, Verlust der Anschlussplatte und Funktionsdefizite bei erwachsenen Tieren, die denen bei Kindern extrem geboren beobachtet imitieren Früh. Darüber hinaus ermöglicht die Präparation der Entzündung, die durch divergierende Verletzungstypen induzierten dieses Modell.

Folgende TSHI + LPS bei E18, Hämatoxylin und Eosin-Färbung zeigt deutliche histopathologische Anomalien sowohl in der Plazenta (Figur 1) und im Gehirn (Figur 2). Plazenten auf E19 und E21 untersucht sind grob ödematösen mit Mikro-Blutungen und Nekrose der gesamten decidua und des Labyrinths. Signifikante Entzündungsinfiltrat und erhöhte Durchblutung wird auch beobachtet. Brains auf P2 sucht offenbaren Ventrikulomegalie sowie weißen Substanz und Anschlussplatte Verlust von Nervenz...

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Modeling Encephalopathy of Prematurity Using Prenatal Hypoxia-ischemia with Intra-amniotic Lipopolysaccharide in Rats

Encephalopathy of prematurity encompasses the central nervous system abnormalities associated with injury from preterm birth. This report describes a clinically relevant rat model of in utero transient systemic hypoxia-ischemia and intra-amniotic lipopolysaccharide administration (LPS) that mimics chorioamnionitis, and the related impact of infectious stimuli and placental underperfusion on CNS development.

Modellierung Enzephalopathie praematurorum Mit Prenatal Hypoxie-Ischämie mit Intra-Frucht Lipopolysaccharide bei Ratten

Encephalopathy of prematurity (EoP) is a term that encompasses the central nervous system (CNS) abnormalities associated with preterm birth. To best ...

modeling-encephalopathy-prematurity-using-prenatal-hypoxia-ischemia

Research

JoVE Journal

Medicine

11.2K Aufrufe.  University of New Mexico. Encephalopathy of prematurity encompasses the central nervous system abnormalities associated with injury from preterm birth. This report describes a clinically relevant rat model of in utero transient systemic hypoxia-ischemia and intra-amniotic lipopolysaccharide administration (LPS) that mimics chorioamnionitis, and the related impact of infectious stimuli and placental underperfusion on CNS development.

Serie: Modeling Encephalopathy of Prematurity Using Prenatal Hypoxia-ischemia with Intra-amniotic Lipopolysaccharide in Rats

Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are very limited. To meet the need for novel therapeutic approaches, experimental stroke research frequently employs rodent models of focal cerebral ischaemia. Most researchers use permanent or transient occlusion of the middle cerebral artery (MCA) in mice or rats.
Proximal occlusion of the middle cerebral artery (MCA) via the intraluminal suture technique (so called filament or suture model) is probably the most frequently used model in experimental stroke research. The intraluminal MCAO model offers the advantage of inducing reproducible transient or permanent ischaemia of the MCA territory in a relatively non-invasive manner. Intraluminal approaches interrupt the blood flow of the entire territory of this artery. Filament occlusion thus arrests flow proximal to the lenticulo-striate arteries, which supply the basal ganglia. Filament occlusion of the MCA results in reproducible lesions in the cortex and striatum and can be either permanent or transient. In contrast, models inducing distal (to the branching of the lenticulo-striate arteries) MCA occlusion typically spare the striatum and primarily involve the neocortex. In addition these models do require craniectomy. In the model demonstrated in this article, a silicon coated filament is introduced into the common carotid artery and advanced along the internal carotid artery into the Circle of Willis, where it blocks the origin of the middle cerebral artery. In patients, occlusions of the middle cerebral artery are among the most common causes of ischaemic stroke. Since varying ischemic intervals can be chosen freely in this model depending on the time point of reperfusion, ischaemic lesions with varying degrees of severity can be produced. Reperfusion by removal of the occluding filament at least partially models the restoration of blood flow after spontaneous or therapeutic (tPA) lysis of a thromboembolic clot in humans.
In this video we will present the basic technique as well as the major pitfalls and confounders which may limit the predictive value of this model.

Filamentous occlusion of the Middle cerebral artery is a common model for studying ischemic stroke in mice.

Modeling Stroke in Mice - Middle Zerebralarterie mit dem Filament-Modell

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

Forschung

Medizin

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Stroke is the third leading cause of death among Americans 65 years of age or older1. The quality of life for patients who suffer from a stroke fails to return to normal in a large majority of patients2, which is mainly due to current lack of clinical treatment for acute stroke. This necessitates understanding the physiological effects of cerebral ischemia on brain tissue over time and is a major area of active research. Towards this end, experimental progress has been made using rats as a preclinical model for stroke, particularly, using non-invasive methods such as 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) coupled with Positron Emission Tomography (PET) imaging3,10,17. Here we present a strategy for inducing cerebral ischemia in rats by middle cerebral artery occlusion (MCAO) that mimics focal cerebral ischemia in humans, and imaging its effects over 24 hr using FDG-PET coupled with X-ray computed tomography (CT) with an Albira PET-CT instrument. A VOI template atlas was subsequently fused to the cerebral rat data to enable a unbiased analysis of the brain and its sub-regions4. In addition, a method for 3D visualization of the FDG-PET-CT time course is presented. In summary, we present a detailed protocol for initiating, quantifying, and visualizing an induced ischemic stroke event in a living Sprague-Dawley rat in three dimensions using FDG-PET.

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Brain damage resulting from cerebral ischemia may be non-invasively imaged and studied in rats using pre-clinical positron emission tomography coupled with the injectable radioactive probe, 18F-fluorodeoxyglucose. Further, the use of modern software tools that include volume of interest (VOI) brain templates dramatically increase the quantitative information gleaned from these studies.

Nicht-invasive Bildgebung und Analyse der zerebralen Ischämie in lebenden Ratten mit Hilfe der Positronen-Emissions-Tomographie mit<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG

Stroke is the third leading cause of death among Americans 65 years of age or older1. The quality of life for patients who suffer from a stroke fails to ...

A Piglet Model of Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the world&#8217;s 2.9 million neonatal deaths. Animal models of HIE have contributed to the understanding of the pathophysiology in HIE, and have highlighted the dynamic process that occur in brain injury due to perinatal asphyxia. Thus, animal studies have suggested a time-window for post-insult treatment strategies. Hypothermia has been tested as a treatment for HIE in pdiglet models and subsequently proven effective in clinical trials. Variations of the model have been applied in the study of adjunctive neuroprotective methods and piglet studies of xenon and melatonin have led to clinical phase I and II trials1,2. The piglet HIE model is further used for neonatal resuscitation- and hemodynamic studies as well as in investigations of cerebral hypoxia on a cellular level. However, it is a technically challenging model and variations in the protocol may result in either too mild or too severe brain injury. In this article, we demonstrate the technical procedures necessary for establishing a stable piglet model of neonatal HIE. First, the newborn piglet (&#60; 24 hr old, median weight 1500 g) is anesthetized, intubated, and monitored in a setup comparable to that found in a neonatal intensive care unit. Global hypoxia-ischemia is induced by lowering the inspiratory oxygen fraction to achieve global hypoxia, ischemia through hypotension and a flat trace amplitude integrated EEG (aEEG) indicative of cerebral hypoxia. Survival is promoted by adjusting oxygenation according to the aEEG response and blood pressure. Brain injury is quantified by histopathology and magnetic resonance imaging after 72 hr.

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 ...

Assessing Transmissible Spongiform Encephalopathy Species Barriers with an In Vitro Prion Protein Conversion Assay

Studies to understanding interspecies transmission of transmissible spongiform encephalopathies (TSEs, prion diseases) are challenging in that they typically rely upon lengthy and costly in vivo animal challenge studies. A number of in vitro assays have been developed to aid in measuring prion species barriers, thereby reducing animal use and providing quicker results than animal bioassays. Here, we present the protocol for a rapid in vitro prion conversion assay called the conversion efficiency ratio (CER) assay. In this assay cellular prion protein (PrPC) from an uninfected host brain is denatured at both pH 7.4 and 3.5 to produce two substrates. When the pH 7.4 substrate is incubated with TSE agent, the amount of PrPC that converts to a proteinase K (PK)-resistant state is modulated by the original host&#8217;s species barrier to the TSE agent. In contrast, PrPC in the pH 3.5 substrate is misfolded by any TSE agent. By comparing the amount of PK-resistant prion protein in the two substrates, an assessment of the host&#8217;s species barrier can be made. We show that the CER assay correctly predicts known prion species barriers of laboratory mice and, as an example, show some preliminary results suggesting that bobcats (Lynx rufus) may be susceptible to white-tailed deer (Odocoileus virginianus) chronic wasting disease agent.

Assessing Transmissible Spongiform Encephalopathy Species Barriers with an In Vitro Prion Protein Conversion Assay

Measuring the barrier to the interspecies transmission of prion diseases is challenging and typically involves animal challenges or biochemical assays. Here, we present an in vitro prion protein conversion assay with the ability to predict species barriers.

Die Beurteilung Transmissible Spongiforme Enzephalopathie Artgrenzen mit ein<em&gt; In-vitro-</em&gt; Prion Protein-Umwandlungsassay

Studies to understanding interspecies transmission of transmissible spongiform encephalopathies (TSEs, prion diseases) are challenging in that they ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics disturbance in affected cells. Diffusion weighted magnetic resonance imaging (MRI) identifies regions that are damaged, potentially irreversibly, by hypoxia-ischemia. Alterations in glucose utilization in the affected tissue may be detectable by positron emission tomography (PET) imaging of 2-deoxy-2-(18F)fluoro-&#7429;-glucose ([18F]FDG) uptake. Due to the rapid and variable nature of injury in this animal model, acquisition of both modes of data must be performed simultaneously in order to meaningfully correlate PET and MRI data. In addition, inter-animal variability in the hypoxic-ischemic injury due to vascular differences limits the ability to analyze multi-modal data and observe changes to a group-wise approach if data is not acquired simultaneously in individual subjects. The method presented here allows one to acquire both diffusion-weighted MRI and [18F]FDG uptake data in the same animal before, during, and after the hypoxic challenge in order to interrogate immediate physiological changes.

The method presented here uses simultaneous positron emission tomography and magnetic resonance imaging. In the cerebral hypoxia-ischemia model, dynamic changes in diffusion and glucose metabolism occur during and after injury. The evolving and irreproducible damage in this model necessitates simultaneous acquisition if meaningful multi-modal imaging data are to be acquired.

Gleichzeitige PET / MRT-Bildgebung während Maus zerebrale Hypoxie-Ischämie

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

A Thrombotic Stroke Model Based On Transient Cerebral Hypoxia-ischemia

Stroke research has endured many setbacks in translating neuroprotective therapies into clinical practice. In contrast, the real-world therapy (tPA thrombolysis) rarely produces benefits in mechanical occlusion-based experimental models, which dominate preclinical stroke research. This split between the bench and bedside suggests the need to employ tPA-responsive models in preclinical stroke research. To this end, a simple and tPA-reactive thrombotic stroke model is invented and described here. This model consists of transient occlusion of the unilateral common carotid artery and delivery of 7.5% oxygen through a face mask in adult mice for 30 min, while maintaining the animal rectal temperature at 37.5 &#177; 0.5 &#176;C. Although reversible ligation of the unilateral carotid artery or hypoxia each suppressed cerebral blood flow only transiently, the combination of both insults caused lasting reperfusion deficits, fibrin and platelet deposition, and large infarct in the middle cerebral artery-supplied territory. Importantly, tail-vein injection of recombinant tPA at 0.5, 1, or 4 hr post-tHI (10 mg/kg) provided time-dependent reduction of the mortality rate and infarct size. This new stroke model is simple and can be standardized across laboratories to compare experimental results. Further, it induces thrombosis without craniectomy or introducing pre-formed emboli. Given these unique merits, the tHI model is a useful addition to the repertoire of preclinical stroke research.

Thromboembolic stroke models are vital tools for optimizing the recanalization therapy. Here we report a murine thrombotic stroke model based on transient cerebral hypoxic-ischemic (tHI) insult, which triggers thrombosis and infarction, and responds favorably to tissue plasminogen activator (tPA)-mediated fibrinolysis in a therapeutic window similar to those in stroke patients.

A thrombotischer Schlaganfall Modell basierend auf Transient zerebrale Hypoxie-Ischämie

Stroke research has endured many setbacks in translating neuroprotective therapies into clinical practice. In contrast, the real-world therapy (tPA ...

Circumscribed Capsular Infarct Modeling Using a Photothrombotic Technique

Recent increase in the prevalence rate of white matter stroke demands specific research in the field. However, the lack of a pertinent animal model for white matter stroke has hampered research investigations. Here, we describe a novel method for creating a circumscribed capsular infarct that minimizes damage to neighboring gray matter structures. We used pre-surgery neural tracing with adeno-associated virus-green fluorescent protein (AAV-GFP) to identify somatotopic organization of the forelimb area within the internal capsule. The adjustment of light intensity based on different optical properties of gray and white matter contributes to selective destruction of white matter with relative preservation of gray matter. Accurate positioning of optical-neural interface enables destruction of entire forelimb area in the internal capsule, which leads to a marked and persistent motor deficit. Thus, this technique produces highly replicable capsular infarct lesions with a persistent motor deficit. The model will be helpful not only to study white matter stroke (WMS) at the behavioral, circuit, and cellular levels, but also to assess its usefulness for development of new therapeutic and rehabilitative interventions.

This manuscript describes a modeling technique of capsular infarct. Here we utilized a modified photothrombotic technique with low intensity of light after pre-surgery target mapping. Using this technique, we created a circumscribed capsular infarct model with persistent motor impairment.

Umschriebene Capsular Infarkt Modellierung einer Photothrombotic unter Verwendung der Technik

Recent increase in the prevalence rate of white matter stroke demands specific research in the field. However, the lack of a pertinent animal model for ...

Preparation of Decellularized Kidney Scaffolds in Rats

Tissue engineering is a cutting-edge discipline in biomedicine. Cell culture techniques can be applied for regeneration of functional tissues and organs to replace diseased or damaged organs. Scaffolds are needed to facilitate the generation of three-dimensional organs or tissues using differentiated stem cells in vivo. In this report, we describe a novel method for developing vascularized scaffolds using decellularized rat kidneys. Eight-week-old Sprague-Dawley rats were used in this study, and heparin was injected into the heart to facilitate flow into the renal vessels, allowing heparin to perfuse into the renal vessels. The abdominal cavity was opened, and the left kidney was collected. The collected kidneys were perfused for 9 h using detergents, such as Triton X-100 and sodium dodecyl sulfate, to decellularize the tissue. Decellularized kidney scaffolds were then gently washed with 1% penicillin/streptomycin and heparin to remove cellular debris and chemical residues. Transplantation of stem cells with the decellularized vascular scaffolds is expected to facilitate the generation of new organs. Thus, the vascularized scaffolds may provide a foundation for tissue engineering of organ grafts in the future.

This protocol introduces a method to develop a scaffold using decellularized rat kidneys. The protocol includes decellularization and recellularization processes to confirm bioavailability. Decellularization is performed using Triton X-100 and sodium dodecyl sulfate.

Herstellung von dezellularisierten Nierengerüsten bei Ratten

Tissue engineering is a cutting-edge discipline in biomedicine. Cell culture techniques can be applied for regeneration of functional tissues and organs ...

Analysis of Raw and Processed Cyperi Rhizoma Samples Using Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry in Rats with Primary Dysmenorrhea

Cyperi rhizoma (CR) is widely used in gynecology and is a general medicine for treating women's diseases in China. Since the analgesic effect of CR is enhanced after processing with vinegar, CR processed with vinegar (CRV) is generally used clinically. However, the mechanism by which the analgesic effect is enhanced by vinegar processing is unclear. In this study, the ultra-high pressure liquid chromatographytandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) technique was used to examine changes in the blood levels of the exogenous constituents and metabolites between CR-treated and CRV-treated rats with dysmenorrhea. The results revealed differing levels of 15 constituents and two metabolites in the blood of these rats. Among them, the levels of (-)-myrtenol and [(1R,2S,3R,4R)-3-hydroxy-1,4,7,7-tetramethylbicyclo[2.2.1]hept-2-yl]acetic acid in the CRV group were considerably higher than in the CR group. CRV reduced the level of 2-series prostanoids and 4-series leukotrienes with proinflammatory, platelet aggregation, and vasoconstriction activities and provided analgesic effects by modulating arachidonic acid and linoleic acid metabolism and the biosynthesis of unsaturated fatty acids. This study revealed that vinegar processing enhances the analgesic effect of CR and contributes to our understanding of the mechanism of action of CRV.

Here, a comparative analysis of raw and processed Cyperi rhizoma (CR) samples is presented using ultra-high performance liquid chromatography-high-resolution tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) in rats with primary dysmenorrhea. The changes in blood levels of the metabolites and the sample constituents were examined between rats treated with CR and CR processed with vinegar (CRV).

Analyse von rohen und verarbeiteten Cyperi-Rhizom-Proben mittels Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie bei Ratten mit primärer Dysmenorrhoe

Cyperi rhizoma (CR) is widely used in gynecology and is a general medicine for treating women's diseases in China. Since the analgesic effect of CR is ...

Standardisierte Tuina-Manipulation bei Kniearthrose bei Ratten

Tuina Manipulation to Reduce Inflammation and Cartilage Loss in Knee Osteoarthritis Rats

Clinical trials suggest that Tuina manipulation is effective in treating knee osteoarthritis (KOA), while further studies are required to discover its mechanism. Therefore, the manipulation of animal models of knee osteoarthritis is critical. This protocol provides a standard process for Tuina manipulation on KOA rats and a preliminary exploration of the mechanism of Tuina for KOA. The press and kneading manipulation method (a kind of Tuina manipulation that refers to pressing and kneading the specific area of the body surface) is applied on 5 acupoints around the knee joint of rats. The force and frequency of the manipulation were standardized by finger pressure recordings, and the position of the rat during manipulation is described in detail in the protocol. The effect of manipulation can be measured by pain behavior tests and microscopic findings in synovial and cartilage. KOA rats showed significant improvement in pain behavior. The synovial tissue inflammatory infiltration was reduced in the Tuina group, and the expression of tumor necrosis factor (TNF)-&#945; was significantly lower. Compared to the control group, chondrocyte apoptosis was less in the Tuina group. This study provides a standardized protocol for Tuina manipulation on KOA rats and preliminary proof that the therapeutic effects of Tuina may be related to reducing synovial inflammation and delayed chondrocyte apoptosis.

Autor im Rampenlicht: Verständnis des Mechanismus der Tuina-Manipulation bei Ratten 

We present a protocol for Tuina manipulation performed on plaster-immobilized-induced knee osteoarthritis rats. Based on the preliminary results, it suggested that the efficacy of the method relied on the reduction of inflammation and cartilage loss.

Tuina-Manipulation zur Verringerung von Entzündung und Knorpelverlust bei Ratten mit Kniearthrose

Clinical trials suggest that Tuina manipulation is effective in treating knee osteoarthritis (KOA), while further studies are required to discover its ...