成虫ゼブラフィッシュにおける鈍力損傷の影響を研究するスケーラブルモデル

要約

私たちは、成人ゼブラフィッシュのマルマルー重量降下モデルを変更し、鈍力外傷性脳損傷(TBI)とその後の神経再生の基礎となるメカニズムに続く幅広い病理を調べた。この鈍力TBIモデルはスケーラブルであり、軽度、中等度、または重度のTBIを誘導し、ヒトTBIで観察された傷害の不均一性を再現する。

要約

鈍力外傷性脳損傷(TBI)は、重症の範囲に及び、複雑で異種の二次的な影響をもたらす頭部外傷の最も一般的な形態である。人間のTBIに続いて失われたニューロンを置き換えたり再生したりするメカニズムはありませんが、ゼブラフィッシュは脳を含む全身のニューロンを再生する能力を持っています。鈍い力TBIに続くゼブラフィッシュに示された病理の広さを調べ、その後の神経細胞再生応答の基礎となるメカニズムを研究するために、我々は成体ゼブラフィッシュで使用するために一般的に使用されるげっ歯類マルマルー重量降下を改変した。当社の単純な鈍力TBIモデルは、スケーラブルで、軽度、中等度、または重度のTBIを誘導し、接触および心的外傷後発作、浮腫、硬膜下および脳内血腫、認知障害など、ヒトTBIに続いて観察される表現型の多くを再現し、それぞれ傷害重症性に依存して表示されます。TBIの続編は、怪我の数分以内に現れ始め、治まり、怪我後7日以内に損傷を受けていない制御レベルに戻ります。再生プロセスは、早期に48時間の傷害後(hpi)を開始し、60 hpiによってピーク細胞増殖が観察される。したがって、当社のゼブラフィッシュ鈍力TBIモデルは、ヒトTBIと同様の特徴的な一次および二次傷害TBI病理を産生し、ゼブラフィッシュに特有の神経再生のメカニズムと共に、疾患の発症および進行を調査することを可能にする。

概要

外傷性脳損傷(TTB)は、世界的な健康危機であり、死亡および障害の主要な原因です。米国では、毎年約290万人がTBIを経験し、2006年から2014年の間にTBIまたはTBIの後遺による死亡率は50%^以上増加しました。しかし、TISは、治療戦略や予後予測に影響を与える傷害のメカニズム(MOI)の一部に大きく起因する病因、病理、および臨床提示が異^なる。TIは様々なMOIから生じる可能性がありますが、主に貫通性または鈍い力の外傷の結果です。貫通性外傷は、TIのごく一部を表し、即時および周囲の衝突脳領域³に局在する重度および焦点損傷を生成する。対照的に、鈍力TISは、一般集団でより一般的であり、重症の範囲(軽度、中等度、重度)にまたがり、複数の脳領域に影響を与える拡散、異種、および世界的傷害を生じる^1,4,5。

ゼブラフィッシュ(Danio rerio)は、中枢神経系(CNS)^6,7,8,9

プロトコル

ゼブラフィッシュは、フライマン生命科学センターのノートルダム・ゼブラフィッシュ施設で飼育されました。この原稿に記載されている方法は、ノートルダム大学動物のケアと使用委員会によって承認されました.

1. 外傷性脳損傷パラダイム

1. 1 Lのシステム水(脱イオン化RO水の1 Lで60mgのインスタントオーシャン)に2-フェノキシエタノールを1 mL加えます。
2. 室温で2Lのシステム水を含む気泡回収タンクを準備します。
3. ボールベアリングの所望の重量と鋼/プラスチックチューブの所望の長さと直径を選択し、エネルギーと衝撃力を決定します。
   注:チューブは、ボールベアリングがパスや移動速度を変更せずに通過することを可能にする内径を持っている必要があります。
   1. 衝撃時の運動エネルギーを決定します。
      
      ここで、 KE =運動エネルギー、 m =質量(kg)、 g =重力、 h =高さ(m)はドロップポイントから魚へ。
      注: これは J. mJ を決定するために値に 1,000 を掛ける運動エネルギーを提供します。 KE

結果

傷害誘導リグを準備することで、大人のゼブラフィッシュにスケーラブルな鈍力TBIを提供する迅速かつ単純な手段が可能になります。傷害モデルの等級重症度は、血管損傷が最も簡単で最も顕著な病理の1つであるが、成功した傷害のいくつかの容易に識別可能な指標を提供する(図3)。怪我の間に使用される魚の株は、この指標を識別しやすくしたり、識別するのが難し.......

ディスカッション

神経外傷および関連する後遺症の調査は、長い間、伝統的な非再生げ歯類モデル²⁰を中心としてきた。最近になってようやく、再生モデル^{9,11,13,14,21}に様々な形態のCNS損傷を適用した研究が^{行なわれます}。洞察力はありますが、これらのモデルは、人間?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
2-phenoxyethanol	Sigma Alderich	77699
#00 buckshot	Remington	RMS23770	3.3g weight for sTBI
#3 buckshot	Remington	RMS23776	1.5g weight for miTBI/moTBI
#5 Dumont forceps	WPI	14098
5-ethynyl-2’-deoxyuridine	Life Technologies	A10044	EdU
5ml glass vial	VWR	66011-063
Click-iT EdU Cell Proliferation Kit	Life Technologies	C10340
CytoOne 12-well plate	USA Scientific	CC7682-7512
Instant Ocean	Instant Ocean	SS15-10
Super frost postiviely charged slides	VWR	48311-703
Super PAP Pen Liquid Blocker	Ted Pella	22309
Tissue freezing medium	VWR	15148-031