Ce travail a été soutenu par les Instituts nationaux de la Santé subvention, R01 AG033620 (BG) et par Robert Draper financement de la technologie de l&#39;innovation (DAW).

1. La construction de l&#39;appareil de HIT <ol><li> Accrocher le ressort au conseil à l&#39;aide de deux pinces et quatre vis (figure 1A). Centrer les pinces par rapport à la largeur de la planche et Butt-les un contre l&#39;autre avec la chasse d&#39;eau de serrage externe avec le bord de la carte. Avant de fixer les pinces, les plier en utilisant une pince pour tenir étroitement au cours du printemps. NOTE: Voir le tableau 1 pour les descriptions des matériaux nécessaires pour la construction du dispositif de HIT. La fin serrée du ressort devrait être de 1/8 de pouce (3,2 mm) à partir du bord de la carte, et l&#39;extrémité libre doit s&#39;étendre sur la planche de 3/4 pouce (19 mm). Régler le ressort de sorte qu&#39;il est parallèle à la longueur de la planche. </li><li> Envelopper l&#39;extrémité libre du ressort une fois autour de la bande adhésive de boucles de Velcro. Le bord extérieur de la bande Velcro doit être aligné avec la fin du printemps. Le Velcro est important car il est utilisé pour fixer le flacon à la source par la CREAting un raccord de compression serré. Le velcro permet aussi une connexion rapide et l&#39;élimination des flacons, permettant à de nombreux flacons à traiter dans un court laps de temps. </li><li> Placez le couvercle de seau à glace à l&#39;envers, centrée, serré contre la planche de bois. Orienter la région surélevée du couvercle de seau à glace de telle sorte que le bord long est parallèle à la largeur de la planche. Notez que la région surélevée du seau à glace est de 1/2 pouce (13 mm) de plus que la planche de bois, de sorte que quand un flacon est fixé au printemps, le printemps ne sera pas à plat sur la planche. </li><li> Faites glisser l&#39;ensemble du dispositif contre un objet fixe, comme un mur, de sorte que le couvercle du seau à glace est coincé entre le conseil et l&#39;objet et ne bouge pas. </li><li> Tape le rapporteur de papier au fond d&#39;un carton voler bac flacon et reposer sur bord contre la longueur de la planche de sorte que la marque de 90 ° est aligné avec le printemps, quand il est tiré vers l&#39;arrière à une position parfaitement verticale. </li></ol> 2.Le fonctionnement du dispositif de HIT <ol><li> Place entre 1 et 60 CO 2 -anesthetized vole dans un flacon vide et le bouchon du flacon en utilisant une boule de coton moulants. </li><li> Confiner les mouches vers le bas de 1 pouce (2,5 cm) du flacon en poussant la boule de coton dans la fiole jusqu&#39;à ce qu&#39;elle soit de 1 pouce (2,5 cm) à partir du bas. Il est utile de tracer une ligne sur le flacon à la marque de 1 pouce (2,5 cm). Notez que confiner mouches à des régions plus ou moins grandes de la fiole peut influer sur la gravité des phénotypes. </li><li> Attendez 5 min pour les mouches de récupérer la mobilité de la CO 2. Notez qu&#39;il ne sait pas si 5 min est suffisante pour éliminer complètement les effets de CO 2. </li><li> Insérez l&#39;extrémité du ressort dans le flacon jusqu&#39;à ce que le bord intérieur de la bande Velcro est aligné sur le haut du flacon (figure 1B). Lorsque le ressort est à plat, 1 pouce (2,5 cm) du flacon doit chevaucher la région surélevée du couvercle de seau à glace. Les flacons peuvent être réutilisés mn&#39;importe quand. </li><li> Alors qu&#39;il était assis, maintenez le flacon à la région Velcro avec le pouce et l&#39;index de votre main gauche. Tenez la carte étanche à la paillasse en utilisant votre main droite. Sinon, utilisez des serre-joints pour tenir le conseil serré pour la paillasse. </li><li> Tirez le ressort parfaitement droite retour à l&#39;angle désiré. Relâchez le printemps. Laisser le printemps à venir à un arrêt complet. </li><li> Retirer la cuvette de printemps et permettent vol à récupérer pendant ≥5 min. Soumettre vol à une autre grève ou transférer les mouches dans un flacon avec de la nourriture à la mouche. REMARQUE: Une variété de dosages peut être utilisé pour évaluer les effets phénotypiques de grèves du dispositif de HIT. Par exemple, les effets sur la longévité peuvent être déterminées par l&#39;analyse du pour cent de vol qui survivent à des heures après la lésion, les effets sur la morphologie du cerveau peuvent être déterminées par l&#39;analyse histologique de la tête, et les effets sur l&#39;expression génique peuvent être déterminés par analyse quantitative des niveaux d&#39;ARNm 10. </li><li> Déterminezeffets de e de la procédure qui ne sont pas en raison de grèves en traitant de façon identique vol de contrôle qui ne sont pas soumis à des grèves. Porter une protection auditive en raison de l&#39;impact de la fiole contre le couvercle de seau à glace produit un bruit fort. </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>

Nous avons aucun conflit d&#39;intérêt à divulguer.

La méthode de dispositif de HIT se distingue des autres méthodes qui leur causent des lésions traumatiques chez les mouches par le fait qu&#39;il provoque la tête privée plutôt que de pénétrer TBI 11. En outre, la méthode de dispositif de HIT prend moins de temps, d&#39;efforts et d&#39;habileté pour infliger des TBI dans beaucoup de mouches, de sorte que la méthode est plus favorable que d&#39;autres méthodes à écrans génétiques à grande échelle. Enfin, le fait que les blessures infligées ...

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

Une lésion cérébrale traumatique (TBI) est défini comme étant une lésion au cerveau à partir d&#39;une force mécanique externe. La plupart du temps, les résultats de TBI forces crâniens fermés tels que les forces d&#39;inertie et de l&#39;accélération franches et des forces de décélération qui provoquent le cerveau de frapper l&#39;intérieur du crâne. Aux États-Unis, on estime que 50 000 personnes meurent chaque année de TBI et de 2,5 à 6.500.000 personnes vivent avec les conséquences de TBI, y compris débilitante physique, cognitif, des problèmes de comportement et 1,2. Les conséquences de TBI sont pas seulement due à des lésions mécaniques primaires dans le cerveau mais aussi à des blessures secondaires cellulaires et moléculaires dans le cerveau ainsi que d&#39;autres tissus qui se produisent au cours du temps 5.3. Le développement d&#39;approches pour diagnostiquer et traiter TBI est avérée difficile parce TBI est un processus de maladie complexe. La nature variable des blessures primaires, la physiologie humaine et les facteurs environnementaux en résulte i secondaire hétérogènenjuries et pathologies. Facteurs variables sous-jacentes comprennent la gravité de la blessure principale, le temps entre les blessures répétitives primaires, et l&#39;âge et le génotype de l&#39;individu. Comprendre comment chaque facteur variable contribue aux conséquences de TBI est susceptible d&#39;aider à l&#39;élaboration d&#39;approches pour diagnostiquer et traiter 6,7 TBI. Nous décrivons ici une méthode pour infliger fermé tête TBI dans Drosophila melanogaster (mouches des fruits) qui peut être utilisé pour délimiter la contribution des facteurs variables pour les conséquences de TBI. La méthode est basée sur une observation initiale que frapper intensément le côté d&#39;un flacon de culture de volée contre la paume d&#39;une main causé de type sauvage vole à devenir temporairement inapte, une conséquence probable de TBI. Ainsi, nous avons construit le dispositif à fort impact des traumatismes (HIT) de récapituler les forces d&#39;accélération et de décélération de l&#39;action de frapper à la main. Un film à haute vitesse montre qu&#39;une seule frappe de laHIT dispositif provoque vole au contact de la paroi du flacon plusieurs fois avec leur tête et le corps 8. Dans une certaine mesure, tous les contacts sont susceptibles de provoquer le cerveau de la mouche à ricocher et déformer contre la capsule de la tête, semblable à ce qui se passe à l&#39;homme dans les chutes et les accidents de voiture 9. En conséquence, les mouches traité avec les phénotypes affichage de l&#39;appareil de HIT compatibles avec lésion cérébrale, y compris une incapacité temporaire suivie par une ataxie, une reprise progressive de la mobilité, des changements d&#39;expression des gènes dans la tête, et la neurodégénérescence progressive dans le cerveau 10. Ainsi, le dispositif de HIT permet d&#39;étudier TBI en utilisant l&#39;énorme arsenal d&#39;outils et de techniques développées pour les mouches expérimentales.

<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

Lésion cérébrale traumatique (TBI) affecte des millions de personnes chaque année, provoquant une insuffisance de physique, cognitif, et les fonctions comportementales et de la mort. Les études utilisant la drosophile ont contribué percées importantes dans la compréhension des processus neurologiques. Ainsi, dans le but de comprendre la base moléculaire et cellulaire de pathologies TBI chez les humains, nous avons développé le dispositif High Impact Trauma (HIT) à infliger tête fermée TBI dans les mouches. Les mouches soumises à l&#39;affichage des phénotypes de périphériques compatibles avec HIT TBI humaine tels que l&#39;incapacité temporaire et une neurodégénérescence progressive. Le dispositif de HIT utilise un mécanisme basé sur ressort pour propulser mouches contre le mur d&#39;un flacon, causant des dommages mécaniques au cerveau de la mouche. Le dispositif est peu coûteux et facile à construire, son fonctionnement est simple et rapide, et il produit des résultats reproductibles. Par conséquent, le dispositif de HIT peut être combiné avec des outils et des techniques de vol pour répondre fondamentale expérimentales existantesquestions sur TBI qui peuvent conduire au développement de diagnostics et traitements de TBI. En particulier, le dispositif de HIT peut être utilisé pour effectuer des criblages génétiques à grande échelle pour comprendre la base génétique des pathologies TBI.

Nous sommes intéressés à comprendre pourquoi les mouches meurent peu après la lésion primaire. Pour quantifier la mort, nous avons déterminé l&#39;indice de mortalité à 24 h (MI 24), qui est le pourcentage de mouches qui sont morts dans les 24 heures de la blessure primaire. Les mouches soumises à des grèves du dispositif de HIT ont été incubées à 25 ° C dans un flacon avec de la nourriture à la mouche, et le nombre de mouches mortes a été compté après 24 h. Nous avons utilisé cette appr...

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A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Nous décrivons ici une méthode pour infliger tête fermée cérébrale traumatique blessures (TBI) chez la drosophile. Cette méthode fournit une passerelle pour enquêter sur les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent pathologies TBI en utilisant la vaste gamme d&#39;outils expérimentaux et techniques disponibles pour les mouches.

Une méthode d&#39;infliger Fermé chef Traumatic Brain Injury dans<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 ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

11.4K vues.  University of Wisconsin-Madison.  Nous décrivons ici une méthode pour infliger tête fermée cérébrale traumatique blessures (TBI) chez la drosophile. Cette méthode fournit une passerelle pour enquêter sur les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent pathologies TBI en utilisant la vaste gamme d'outils expérimentaux et techniques disponibles pour les mouches. 

Vidéo: 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.

Une nouvelle méthode pour modéliser l&#39;encéphalopathie traumatique chronique dans<em&gt; Drosophila</em

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

Recherche

Neurosciences

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.

Un modèle novateur In Vitro de Blast traumatisme crânien

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.

Effets de neurotraumatologie induite par le souffle sur les rongeurs sous pression du milieu des artères cérébrales

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.

Enquêter sur les altérations dans le microbiote de Caecum après une lésion cérébrale traumatique chez les souris

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.

Modèle d’ondes de souffle de faible intensité pour l’évaluation préclinique d’une lésion cérébrale traumatique légère à tête fermée chez les rongeurs

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.

Modèle à tête fermée contrôlé électromagnétique de lésion cérébrale traumatique légère chez la souris

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.

Évaluation des changements dans la plasticité synaptique à l’aide d’un modèle éveillé de traumatisme crânien traumatique léger

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.

Imagerie intravitale de l’expression de protéines fluorescentes chez des souris présentant un traumatisme crânien à crâne fermé et une fenêtre crânienne à l’aide d’un microscope à deux photons

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

Validation de la réponse aux blessures et des évaluations comportementales dans un modèle de rat TCL

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.

Pleins feux sur l’auteur : Faire progresser la recherche sur les lésions cérébrales traumatiques - Un modèle à tête fermée pour une réplication précise et une évaluation rapide 

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.

Modèle de rat de blessure traumatique légère à tête fermée et sa validation

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