A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
דימום אינטרפרנכימלי ודלקת עצבית המלווה בחבלה מוחית עלולים לגרום לפגיעה מוחית משנית חמורה. פרוטוקול זה מפרט מודל השפעה קליפתית מבוקרת עכבר (CCI) המאפשר לחוקרים לחקור דימום, קונטוזיה ותגובות חיסוניות פוסט-טראומטיות ולחקור טיפולים פוטנציאליים.
חבלה מוחית היא בעיה רפואית חמורה המשפיעה על מיליוני אנשים ברחבי העולם מדי שנה. יש צורך דחוף להבין את המנגנון הפתופיזיולוגי ולפתח אסטרטגיה טיפולית יעילה להפרעה נוירולוגית הרסנית זו. דימום אינטרפרנכימלי ותגובה דלקתית פוסט-טראומטית הנגרמת על ידי השפעה פיזית ראשונית יכולים להחמיר את הפעלת מיקרוגליה/מקרופאגים ודלקת עצבית, אשר לאחר מכן מחמירים את הפתולוגיה במוח. אנו מספקים כאן פרוטוקול השפעה קורטיקלית מבוקרת (CCI) שיכול לשחזר חבלה קורטיקלית ניסיונית בעכברים באמצעות מערכת השפעה פנאומטית כדי להעביר כוח מכני עם גודל ומהירות הניתנים לשליטה על פני השטח הדוראליים. מודל פרה-קליני זה מאפשר לחוקרים לגרום לחבלה מוחית מוקדית בינונית חמורה בעכברים ולחקור מגוון רחב של התפתחויות פתולוגיות פוסט-טראומטיות, כולל חבלה בדימום, הפעלת מיקרוגליה/מקרופאגים, רעילות ברזל, פגיעה אקסונלית, כמו גם ליקויים נוירו-התנהגותיים לטווח קצר וארוך. הפרוטוקול הנוכחי יכול להיות שימושי לחקר ההשפעות ארוכות הטווח של התערבויות פוטנציאליות לחבלה מוחית.
חבלה מוחית היא צורה של פגיעה מוחית טראומטית המדורגת גבוה בין בעיות הבריאות הקטלניות ביותר בחברה המודרנית1. זה נגרם בעיקר על ידי אירועים מקריים כגון תאונת דרכים שגורמת לכוחות חיצוניים להפעיל אנרגיה מכנית על הראש. פגיעה מוחית טראומטית משפיעה על כ -3.5 מיליון אנשים ומהווה 30% מכלל מקרי המוות הקשורים לפציעה חריפה בארה"ב בכל שנה2. חולים ששורדים חבלה מוחית סובלים לעתים קרובות מהשלכות ארוכות טווח הכוללות חולשה מוטורית מוקדית, תפקוד חושי לקוי ומחלות נפש1.
הפגיעה העיקרית של חבלה מוחית נגרמת על ידי גורמים מכניים כולל כוחות מתיחה וקריעה, מה שמוביל לעיוות מיידי של מבנה פרנכימלי ומוות תאי CNS מוקד3. דימום קונטוזיה הוא מונח כללי לדימום מוחי עקב קרע בכלי הדם במקום של חבלת ראש4. באופן ספציפי, דימום intraparenchymal מתרחשת מיד לאחר חבלה מוחית המוביל היווצרות hematoma מאוחר. בתוך ההמטומה, המוגלובין וברזל חופשי המשתחררים מתאי הדם האדומים יכולים לגרום עוד יותר לרעילות הקשורה לדם 5,6 אשר גורמת לפריצה, בצקת במוח ועליית לחץ תוך גולגולתי 5,6. התפקודים המשותפים של נוירונים (אקסונים), גליה, כלי דם ורקמות תומכות נפגעים גם הם על ידי אפקט המסה של המטומה7. בנוסף, דלקת עצבית מתמשכת ומפושטת עם ניוון עצבי מתקדם נמשכת חודשים וגורמת לנזק משני במוח8.
הפעלת מיקרוגליה היא אחת התכונות הפתולוגיות החשובות הרבות של קונטוזיה מוחית 9,10. לאחר חישה של הדפוסים המולקולריים הקשורים לנזק (DAMPs) ודליפה של דם ברקמה הפגועה, תאי מיקרוגליה מופעלים מעוררים דלקת עצבית אשר מקדמת נזק מוחי משני11. בנוסף, כימואטרקטנט המשתחרר מתאי מיקרוגליה מקדם חדירת תאי מערכת החיסון ההיקפית לטריטוריה הטראומטית וכתוצאה מכך ייצור מיני חמצן תגובתי וציטוקינים מעודדי דלקת. זה יוצר סביבה פרו-דלקתית שמנציחה את עצמה וגורמת לפגיעה מוחית מתקדמת 9,12. בינתיים, מיקרוגליה עם פנוטיפ מופעל חלופי יכולה לתרום לשיקום הומיאוסטטי של רקמות ולתיקון המוח באמצעות פינוי פסולת מהרקמה הפגועה13. מניעה של דלקת עצבית משנית על-ידי הפחתת תגובות חיסוניות מזיקות של תאי מיקרוגליה הוכחה כיעילה במיוחד לקידום התאוששות המוח מחבלה מוחית 3,9,10,12.
מספר מודלים פרה-קליניים פותחו לחקר פגיעה מוחית טראומטית, כולל מודל ירידה במשקל, פגיעה בכלי הקשה בנוזל הצידי, ומודל גל הדף14,15. עם זאת, לכל אחד מהמודלים הללו יש חולשה משלהם, כולל שיעור תמותה גבוה במהלך ההליך, שחזור נמוך של תוצאות היסטולוגיות, ושונות גבוהה של פציעה שנגרמה בין מעבדות16,17. לשם השוואה, מודל ההשפעה המבוקרת של קליפת המוח (CCI) מתאים יותר לחקר קונטוזיה מוחית מוקדית בגלל השליטה המדויקת שלו ויכולת השחזור הגבוהה שלו 14,15,18,19.
יתר על כן, באמצעות מניפולציה של פרמטרים של עיוות ביומכני כגון מהירות ועומק הפגיעה, ניתן לשלוט בחומרת הנזק המושרה כדי לייצר טווח רחב של סדרי גודל של פגיעה, מה שמאפשר לחוקרים לחקות רמות שונות של ליקוי הנראות לעתים קרובות בחולים17. המודל הפרה-קליני של CCI פותח לראשונה בשנת 189620. מאז, CCI היה המודל הרלוונטי הרחב ביותר ששונה לשימוש בפרימטים21, חזירים22, כבשים23, חולדות24 ועכברים25. יחד, תכונות אלה הופכות את CCI לאחד המודלים הניסיוניים המתאימים ביותר לחבלה מוחית26.
המעבדה שלנו משתמשת במערכת השפעה פנאומטית CCI זמינה מסחרית ובפרמטרים של דפורמציה ביומכנית שנבדקה כדי לייצר חבלה מוחית מוקדית חמורה בינונית שמטריטוריה את האזורים הסנסוריים והמוטוריים העיקריים בקליפת המוח מבלי לפגוע בהיפוקמפוס27,28. אנו ואחרים הדגמנו כי הליך CCI זה יכול לשמש לחקר מאפיינים קליניים של חבלה מוחית אנושית, כולל אובדן רקמת מוח, פגיעה עצבית, דימום תוך פרנכימלי, דלקת עצבית וחסר סנסומוטורי 24,25,27,28,29,30. כאן, אנו מפרטים פרוטוקול סטנדרטי לביצוע CCI עכבר המאפשר לשאול שאלות לגבי אובדן מיאלין המושרה על ידי CCI, שקיעת ברזל, דלקת CNS, רעילות דימומית והתגובות של מיקרוגליה/מקרופאגים לאחר חבלה מוחית מוקדית.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כל ההליכים המתוארים בפרוטוקול זה נערכו תחת אישור הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים בבית החולים הכללי צ'נג סין ובמכללה הלאומית לרפואה של אוניברסיטת טייוואן. בפרוטוקול זה נעשה שימוש בעכברי בר זכרים בני שמונה עד עשרה שבועות מסוג C57BL/6.
1. אינדוקציה הרדמה
2. הכנה טרום ניתוחית
3. ניתוח CCI
4. התאוששות לאחר הניתוח
5. המתת חסד עכבר
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
המחשה של מיקום סטריאוטקטי והליך קרניוטומיה.
מודל CCI ידוע ביציבותו וביכולת השחזור שלו בייצור פציעות החל מקלה ועד חמורה18. טכניקה סטריאוטקטית נכונה והליך קרניוטומיה הם גורמים עיקריים ביצירת פגיעה מוחית יציבה וניתנת לשחזור הנגרמת על-י?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
פרוטוקול CCI מייצר פגיעה מכנית במוח הניתנת לשחזור לצורך מחקר חבלה מוחית. השלבים הבאים חיוניים ליצירת פגיעה מוחית עקבית בבעלי חיים באמצעות פרוטוקול CCI זה.
ראשית, ראש העכבר צריך להיות מותקן ביציבות על המסגרת הסטריאוטקסית ואת ציוני הדרך האנטומיים ברגמה ולמבד?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים לדניה ג'יאנג על עריכת כתב היד ועל הקלט מלא התובנה. אנו מודים לג'יה סיואן לין על הסיוע בהכנת כתבי היד. עבודה זו נתמכה על ידי משרד המדע והטכנולוגיה של טייוואן (MOST 107-2320-B-002-063-MY2) ל- C.F.C.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
4mm Short Trephine Drill | Salvin Dental Specialties, Inc. | TREPH-SHORT-4 | |
anti-Iba1 antibody | Wako chemicals | #019-19741 | |
anti-Ly76 antibody | abcam | ab91113 | |
carboxylate cement | 3M | 70201136010 | |
cortical contusion injury impactor | Custom Design & Fabrication, Inc. | S/N 49-2004-C, eCCI Model 6.3 | CCI device (S/N 49-2004-C, eCCI Model 6.3) |
cresyl violet acetate | Sigma-Aldrich | C5042 | |
DAB staining kit | Vector | SK-4105 | |
goat anti-rabbit IgG secondary antibody, Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A11034 | |
goat anti-rat IgG secondary antibody, Alexa Fluor 594 | Invitrogen | A11007 | |
Mayer's Hematoxylin | ScyTek | HMM500 | |
tweezers | fine science tools | 11252-20 NO. 5 | |
isoflurane | Panion & BF Biotech Inc. | ||
Bupivacaine 0.25% | Hospira | ||
lithium carbonate | Sigma-Aldrich | 62470 | |
steriotexic frame | stoelting | ||
scissors | fine science tools | 14068-12 | |
solvent blue 38 | Sigma-Aldrich | S3382 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved