Name: a mouse model of single and repetitive mild traumatic brain injury
Uploaded: 2017-06-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 19 s
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이 연구는 신경 장애 및 뇌졸중 (MPB)을위한 국립 연구소의 R01 NS067417에 의해 뒷받침되었다.

이 연구는 국립 연구소 건강의 실험실 동물의 관리와 사용에 대한 가이드의 권장 사항을 엄격하게 준수하여 수행되었습니다. 이 의정서는 조지 타운 대학교 (Georgetown University)의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 받았습니다. 생쥐를 온도 조절 동물 시설에 넣고 12 시간의 빛 / 12 시간의 암주기에 두었다. 음식과 물은 자유롭게 사용할 수있었습니다. 1. mTBI 장치의 준비 참고 : mTBI 장치에는 충돌 매개 변수를 제어하는 ​​데이터 수집 (DAQ) 상자, 충격을 수행하는 고속 공기압 임팩터 및 충돌 후 헤드를 감속시키기위한 성형 젤 충진베이스가 있습니다. <ol><li> 압축 공기를 켜고 고속 공기압 임팩 터를 861.85 kPa의 압력 설정으로 초기화하십시오. </li><li> DAQ 컨트롤 시스템을 피스톤 속도 2.35 m / s, 표면 드웰 시간e는 31.5ms이다. </li><li> 정중선이 임팩터 팁의 궤적과 수직이되도록 성형 된 겔 충전베이스 (압축률 64 kPa / mm)를 놓습니다. </li></ol> 2. mTBI 충격 <ol><li> 사용할 모든 마우스의 무게를 기록하십시오. </li><li> 유도 챔버에서 120 초 동안 3 % isoflurane 산소로 마우스를 마취. </li><li> 마우스를 mTBI 장치로 옮기고 유연하고 고정되지 않은 코 콘을 통해 마취를 계속합니다. </li><li> 노우즈 콘에서 마우스 헤드를 젤 패드 위에 올려 놓으면 두개골의 평평한 표면이 임팩터 팁에 수직으로 표시됩니다. </li><li> 마우스 헤드 위로 테이프를 올려 평평한 표면을 만들고 귀를 충격 부위에서 멀리 떨어 뜨립니다. </li><li> 폴리 테트라 플루오르 에틸렌 임팩터 팁을 머리 중심의 시상 정중선과 정렬하도록 낮추십시오. 사용 된 임팩터 팁은 직경 10mm이며 눈 바로 뒤부터 귀의 정중선까지 두피 영역을 덮을 것입니다. 임팩터를 조정하여 주무세요.st는 마우스 머리의 표면을 만지고. </li><li> 임팩터 팁을 후퇴시키고 필요한 굴곡 깊이 (7.5 mm)를 수동으로 내려줍니다. </li><li> DAQ 컨트롤 시스템을 가동하고 트리거 버튼을 눌러 마우스 헤드에 영향을줍니다 (단수 또는 반복적 인 영향). 반복되는 영향은 각 충격 사이에 지체없이 연속적으로 전달됩니다. </li><li> 최종 충격 직후 마취와 mTBI 장치에서 마우스를 제거하고 앙와위 자세로 놓습니다. </li><li> 스톱워치를 사용하면 우회전 (잠복기부터 취침까지)의 복귀 대기 시간을 측정하고 의식 시간의 손실뿐 아니라 보행 시간 (방해받지 않는 걷기)을 결정할 수 있습니다. </li><li> 마우스를 모니터하고 정상적인 동작으로 회복되면 홈 케이지로 돌아갑니다. </li><li> 가짜 쥐는 동일한 취급 및 마취를 받지만 아무런 영향을받지 않습니다. </li></ol>

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저자는 공개 할 것이 없습니다.

사람의 경우, mTBI는 구조적 상해가없는 경우 기능 장애를 특징으로합니다. 이것은 의식 상실을 동반하거나 동반하지 않고 발생할 수 있습니다 1 . 반복 뇌진탕에 대한 노출은 현재 CTE 4 와 같은 신경 퇴행성 질환의 발달 및 / 또는 진행의 기초가되는 것으로 생각됩니다. CTE가 사각 팬 및 축구 선수에서 흔히 발견되며 CTE를 개발하는 데 반복적 인 뇌진탕 (의식 상?...

외상성 뇌 손상 (Traumatic Brain Injury, TBI)은 외부의 물리적 인 힘으로부터 지속되는 두부 손상으로 정의되어 정상적인 뇌 기능을 손상시킵니다. 질병 통제 예방 센터 (CDC)는 매년 20 백만명의 미국인이 매년 TBI를지지한다고 추산하는 의회보고를 통해 심각한 사회 경제적 및 공중 보건 부담을 나타냅니다. 이것은 환자의 삶의 질에 영향을 줄뿐만 아니라, 현재 연간 765 억 달러로 추정되는 지역 사회에 매우 높은 경제적 비용을 부과합니다. 전달되는 실제 뇌 손상의 양과 급성기의 증상은 경증, 중등도 및 중증의 TBI를 정의합니다. 뇌진탕이라고도하는 경미한 외상성 뇌 손상 (mTBI)은 매년보고되는 TBI의 70 % 이상을 차지합니다 1 . 권투 및 축구 2를 포함하여 위험도가 높은 접촉 스포츠에 참여하는 선수들 사이에서 가장 일반적입니다. 온건파와 달리또는 심한 형태의 TBI로 인해 mTBI와 관련된 즉각적인 손상 및 증상이 때로는 분명하지 않습니다 3 . 대조적으로, mTBI의 장기적인 효과는 중등도 및 중증 형태에서 나타나는 것과 마찬가지로 쇠약해질 수 있습니다. 반복되는 mTBI로 고통받는 사람들은 만성 외상성 뇌 질환 (CTE)뿐만 아니라 기타인지 및 퇴행성 질환을 발병하는 것으로 나타났습니다 4 . 따라서 mTBI 이후에 발생하는 단기 증상 및 전반적인 장기 손상에 기여하는 메커니즘에 대한 이해를 높이는 것이 중요합니다. 사람의 경우, 스포츠 제동에 대한 제 4 차 국제 회의 (취리히 2012) 5 에 정의 된 뇌진탕의 정의는 스포츠 뇌진탕의 경미한 수준은 경미하고, 병리학 적으로 큰 변화를 일으키지 않지만 단기간의 신경 학적 결손을 유발한다고 명시합니다 자발적으로 해결됩니다. 실제로, 수신기nt 연구는 머리 충돌 원격 측정 시스템을 사용하는 고등학교 축구 선수의인지 장애에 대한 mTBI의 영향을 조사했습니다. 이 연구는 선수가 한 시즌에 20 그램을 초과하는 헬멧 충격을 견뎌내는 시간이 226 (평균, 세션 당 4.7)에서 1855 (최고, 세션 당 평균 38.6)의 최고치까지 다양하다는 것을 보여주었습니다. 이러한 충격의 대부분은 뇌진탕의 임상 진단을 초래하지는 않았다. 뇌 기능의 기능적 변화에 대한 증거는 fMRI 6을 사용하여 관찰 할 수있다. 이러한 기능적 변화를 일으키는 뇌의 변화는 알려지지 않았기 때문에, 진탕 및 협착 성 mTBI의 효과에 대한 연구를 용이하게하기 위해서는 신뢰할 수 있고 재현 가능한 모델을 필요로합니다. 생쥐와 쥐에서 mTBI를 모델링하려는 이전의 시도에도 불구하고 많은 사람들이 부작용을보고합니다. 특히, 대부분의 설치류 모델은 더 적은 th를 사용하여 반복성이 제한적입니다5 개의 mTBI는 뇌내 출혈, 두개골 골절, 심한 축삭 손상, 신경 세포 사멸, 사망률 증가 등의 이상 병리학 적 증상을 나타냅니다 8 , 9 , 10 , 11 , 12 . 여기서 우리는 인간에서 뇌진탕의 진정한 정의에 더 가까운 mTBI의 마우스 모델을 설명합니다. 이 모델은 명백한 뇌의 병리가없는 의식의 일시적인 손실을 초래하는 기계적 힘과 같은 인간 mTBI에서 관찰되는 많은 증상을 반복합니다. 더욱이 이전에보고 된 것처럼 오랜 기간 동안 단일 충격 및 반복 충격 패러다임 모두에 활용할 수 있다는 점에서 유리하다.

<table><tbody><tr><td>Powerlab 8SP data acquisition (DAQ) control box&amp;nbsp;</td><td>(AD instruments)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>VIP 3000 calibrated vaporizer</td><td>Matrx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Henry Schein Animal Health</td><td>29405</td><td></td></tr><tr><td>Oxygen</td><td></td><td></td><td>Commercially available</td></tr><tr><td>Compressed Air</td><td></td><td></td><td>Commercially available</td></tr><tr><td>Masking Tape</td><td></td><td></td><td>Commercially available</td></tr><tr><td>Stop Watch</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-261-840</td><td></td></tr><tr><td>C57 Bl/6 Mice</td><td>Jackson Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digital Scale and weigh container</td><td>Fisher Scientific</td><td>20031</td><td></td></tr><tr><td>anti-Iba1 antibody</td><td>Wako</td><td>019-19741</td><td></td></tr><tr><td>HRP labelled secondary&amp;nbsp;</td><td>Jackson Immunoresearch</td><td>111-035-003</td><td></td></tr></tbody></table>

a mouse model of single and repetitive mild traumatic brain injury

경미한 외상성 뇌 손상 (mTBI)은 혼란의시기, 의식 상실 (LOC), 국소 신경 학적 결손 및 기억 상실을 포함하여 뇌 기능의 급격한 상실을 초래할 수 있습니다. 접촉 스포츠에 참여하는 선수는 많은 수의 mTBI에 노출 될 위험이 높습니다. 운동 선수의 부상 정도를 보면 mTBI는 전반적인 병리학 적 변화를 일으키지 않는 경미한 부상으로 정의되지만 자발적으로 해결되는 단기간의 신경 학적 결손을 유발합니다. 마우스 및 쥐에서 mTBI를 모델링하려는 이전의 시도에도 불구하고 많은 사람들이 두개골 골절, 뇌내 출혈, 축삭 손상 및 신경 세포 죽음을 포함하는 심한 부작용을보고했다. 여기서 우리는 임상 적으로 관련된 증상을 재생하는 mTBI의 매우 재현 가능한 동물 모델을 설명합니다. 이 모델은 맞춤형 공압 임팩터 장치를 사용하여 폐두 외상을 제공합니다. 이 충격은 정밀한 속도 및 변형 파라미터 하에서 이루어지며,단일 또는 반복 진탕 mTBI의 효과에 기여하는 메커니즘을 조사 할 수있는 신뢰할 수 있고 재현 가능한 모델을 만듭니다.

이 새로운 mTBI 장치를 사용하면 두개골 골절이나 구조적 뇌 손상의 위험없이 단발적이고 반복적 인 경미한 머리 부상이 가능합니다. 이 모델은 맞춤형 공압식 Teflon 임팩터 장치를 사용하여 닫힌 머리의 기계적 에너지 충격을 전달합니다. 충격은 단일 속도 또는 반복적 인 진탕 mTBI ( 그림 1 )의 효과에 기여하는 메커니즘을 조사 할 수있는 신뢰할 수 ?...

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A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

운동 선수는 매년 수백 건의 경증 외상성 뇌 손상 (mTBI) / 뇌진탕을 흡수합니다. 그러나 뇌에 대한 이들의 결과는 제대로 이해되지 못했습니다. 따라서 임상 적으로 적절한 증상을 반복적으로 반복하는 단일 및 반복 mTBI의 동물 모델은 mTBI 및 뇌진탕의 연구를 발전시킬 수있는 수단을 제공합니다.

단일 및 반복적 인 경미한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

11.1K 조회수.  Georgetown University Medical Center.  운동 선수는 매년 수백 건의 경증 외상성 뇌 손상 (mTBI) / 뇌진탕을 흡수합니다. 그러나 뇌에 대한 이들의 결과는 제대로 이해되지 못했습니다. 따라서 임상 적으로 적절한 증상을 반복적으로 반복하는 단일 및 반복 mTBI의 동물 모델은 mTBI 및 뇌진탕의 연구를 발전시킬 수있는 수단을 제공합니다. 

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Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of direct mechanical forces, sometimes penetrating through the cranium, creating a direct lesion in the brain tissue. These are visible during brain imaging as areas with contusion, laceration, and hemorrhage. Focal lesions induce neuronal death and glial scar formation and are present in 20%&minus;25% of all people who incur a TBI. However, in the majority of TBI cases, injury is caused by acceleration-deceleration forces and subsequent tissue shearing, resulting in nonfocal, diffuse damage. A subpopulation of TBI patients continues to develop post-traumatic epilepsy (PTE) after a latency period of months or years. Currently, it is impossible to predict which patients will develop PTE, and seizures in PTE patients are challenging to control, necessitating further research. Until recently, the field was limited to only two animal/rodent models with validated spontaneous post-traumatic seizures, both presenting with large focal lesions with massive tissue loss in the cortex and sometimes subcortical structures. In contrast to these approaches, it was determined that diffuse TBI induced using a modified weight drop model is sufficient to initiate development of spontaneous convulsive and non-convulsive seizures, even in the absence of focal lesions or tissue loss. Similar to human patients with acquired post-traumatic epilepsy, this model presents with a latency period after injury before seizure onset. In this protocol, the community will be provided with a new model of post-traumatic epilepsy, detailing how to induce diffuse non-lesional TBI followed by continuous long-term video-electroencephalographic animal monitoring over the course of several months. This protocol will detail animal handling, the weight drop procedure, the electrode placement for two acquisition systems, and the frequent challenges encountered during each of the steps of surgery, postoperative monitoring, and data acquisition.

This systematic protocol describes a new animal model of post-traumatic epilepsy after repetitive mild traumatic brain injury. The first part details steps for traumatic brain injury induction using a modified weight drop model. The second part provides instructions on the surgical approach for single- and multi-channel electroencephalographic data acquisition systems.

반복적 확산 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 외상 후 간질 유도

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of ...

연구

행동분석학

A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor vehicle accidents, and falls, a reliable animal model of mTBI had previously not been developed for this important aspect of development. The modified weight-drop technique employs a glancing impact to the head of a freely moving rodent transmitting acceleration, deceleration, and rotational forces upon the brain. When applied to juvenile rats, this modified weight-drop technique induced clinically relevant behavioural outcomes that were representative of post-concussion symptomology. The technique is a rapidly applied procedure with an extremely low mortality rate, rendering it ideal for high-throughput studies of therapeutics. In addition, because the procedure involves a mild injury to a closed head, it can easily be used for studies of repetitive brain injury. Owing to the simplistic nature of this technique, and the clinically relevant biomechanics of the injury pathophysiology, the modified weight-drop technique provides researchers with a reliable model of mTBI that can be used in a wide variety of behavioural, molecular, and genetic studies.

The modified weight-drop technique is an easy, cost-effective procedure used for the induction of mild traumatic brain injury in juvenile rats. This novel technique produces clinically relevant symptomology that will advance the study of mild traumatic brain injury (mTBI) and concussion.

청소년 쥐에 대한 가벼운 외상성 뇌 손상의 소설 모델

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor ...

의학

A Repetitive Concussive Head Injury Model in Mice

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of knowledge on the injury and its effects. To develop a better understanding of concussions, animals are often used because they provide a controlled, rigorous, and efficient model. Studies have adapted traditional animal models to perform mTBI to stimulate mild injury severity by changing the injury parameters. These models have been used because they can produce morphologically similar brain injuries to the clinical condition and provide a spectrum of injury severities. However, they are limited in their ability to present the identical features of injuries in patients. Using a traditional impact system, a repetitive concussive injury (rCHI) model can induce mild to moderate human-like concussion. The injury degree can be determined by measuring the period of loss of consciousness (LOC) with a sign of a transient termination of breathing. The rCHI model is beneficial to use for its accuracy and simplicity in determining mTBI effects and potential treatments.

Concussion presents the most common type of traumatic brain injury. Therefore, a repetitive concussive animal model, which replicates the important features of an injury in patients, may provide a means to study concussion in a rigorous, controlled, and efficient manner.

마우스에 반복적 인 충격 포 헤드 손상 모델

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of ...

Murine Model of Controlled Cortical Impact for the Induction of Traumatic Brain Injury

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the United States. In fact, TBI is a contributing factor to over a third of all injury-related mortality. Nonetheless, the cellular and molecular mechanisms underlying the pathophysiology of TBI are poorly understood. Thus, preclinical models of TBI capable of replicating the injury mechanisms pertinent to TBI in human patients are a critical research need. The controlled cortical impact (CCI) model of TBI utilizes a mechanical device to directly impact the exposed cortex. While no model can full recapitulate the disparate injury patterns and heterogeneous nature of TBI in human patients, CCI is capable of inducing a wide range of clinically applicable TBI. Furthermore, CCI is easily standardized allowing investigators to compare results across experiments as well as across investigative groups. The following protocol is a detailed description of applying a severe CCI with a commercially available impacting device in a murine model of TBI.

Here we describe a protocol for the induction of murine traumatic brain injury via an open-head controlled cortical impact.

외상성 뇌 손상의 유도에 대한 제어 피질 영향의 뮤린 모델

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the ...

신경과학

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.

생쥐의 경미한 외상성 뇌 손상에 대한 전자기 제어 폐쇄 머리 모델

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

mTBI 쥐 모델에서 부상 반응 및 행동 평가 검증

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.

저자 스포트라이트: 외상성 뇌 손상 연구의 발전 - 정확한 복제 및 신속한 평가를 위한 폐쇄형 헤드 모델 

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.

폐쇄 머리 경미한 외상성 손상의 쥐 모델 및 그 검증

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

폐쇄형 머리 손상 방법을 통한 마우스의 rmTBI 유도

Modified Mouse Model of Repetitive Mild Traumatic Brain Injury Incorporating Thinned-Skull Window and Fluid Percussion

Mild traumatic brain injury is a clinically highly heterogeneous neurological disorder. Highly reproducible traumatic brain injury (TBI) animal models with well-defined pathologies are urgently needed for studying the mechanisms of neuropathology after mild TBI and testing therapeutics. Replicating the entire sequelae of TBI in animal models has proven to be a challenge. Therefore, the availability of multiple animal models of TBI is necessary to account for the diverse aspects and severities seen in TBI patients. CHI is one of the most common methods for fabricating rodent models of rmTBI. However, this method is susceptible to many factors, including the impact method used, the thickness and shape of the skull bone, animal apnea, and the type of head support and immobilization utilized. The aim of this protocol is to demonstrate a combination of the thinned-skull window and fluid percussion injury (FPI) methods to produce a precise mouse model of CHI-associated rmTBI. The primary objective of this protocol is to minimize factors that could impact the accuracy and consistency of CHI and FPI modeling, including skull bone thickness, shape, and head support. By utilizing a thinned-skull window method, potential inflammation due to craniotomy and FPI is minimized, resulting in an improved mouse model that replicates the clinical features observed in patients with mild TBI. Results from behavior and histological analysis using hematoxylin and eosin (HE) staining suggest that rmTBI can lead to a cumulative injury that produces changes in both behavior and gross morphology of the brain. Overall, the modified CHI-associated rmTBI presents a useful tool for researchers to explore the underlying mechanisms that contribute to focal and diffuse pathophysiological changes in rmTBI.

저자 스포트라이트: 반복적인 경미한 외상성 뇌 손상의 메커니즘 및 재활을 조사하기 위한 설치류 모델 최적화

This protocol presents a modified mouse model of repetitive mild traumatic brain injury (rmTBI) induced via a closed-head injury (CHI) method. The approach features a thinned-skull window and fluid percussion to reduce the inflammation commonly caused by meninges exposure, along with improved reproducibility and accuracy in modeling rmTBI in rodents.

얇아진 두개골 창과 유체 타악기를 통합한 반복적인 경미한 외상성 뇌 손상의 수정된 마우스 모델

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단일 및 반복적 인 경미한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델

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