Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В настоящем протоколе описана модель гипоксически-ишемического повреждения новорожденных у грызунов для выявления ранних изменений в ткани головного мозга с помощью грубой морфологии и магнитно-резонансной томографии. Это имеет преимущества по сравнению с существующими моделями, которые могут быть использованы для изучения поздней травмы, но не позволяют оценить воспроизводимые ранние изменения.
Перинатальная гипоксически-ишемическая энцефалопатия (ГИЭ) является острым заболеванием, которое может поражать новорожденных, приводя к различным долгосрочным и краткосрочным исходам развития нервной системы. Ранняя диагностика имеет решающее значение для выявления младенцев, которым может быть полезно вмешательство; Тем не менее, ранняя диагностика в значительной степени зависит от клинических критериев. Молекулярные или радиологические тесты не показали многообещающих результатов в выявлении ранних церебральных повреждений. Исследования показали, что магнитно-резонансная томография (МРТ) может показать изменения как в кровотоке/ишемии, так и в метаболических нарушениях. Тем не менее, все они были использованы для оценки вторичной фазы заболевания (>12 ч) после начала травмы. Ранняя диагностика имеет решающее значение для быстрого начала терапевтической гипотермии у младенцев, соответствующих критериям, которую в настоящее время рекомендуется начинать в течение 6 ч после рождения. Модель гипоксически-ишемического повреждения на крысах была разработана в 1981 году и была валидирована и широко использовалась для изучения изменений в перфузии мозга, маркерах церебрального повреждения и морфологии. Тем не менее, он в основном использовался в качестве «поздней модели» для оценки травмы через несколько дней после первоначального ишемического повреждения. Известно, что модель имеет низкую чувствительность при оценке надежных и воспроизводимых ранних изменений головного мозга. Целью данного исследования была разработка надежной модели для изучения ранних валовых морфологических и радиологических маркеров ГИЭ с использованием патологического окрашивания и магнитно-резонансной томографии головного мозга/магнитно-резонансной спектроскопии.
Гипоксически-ишемическая энцефалопатия (ГИЭ) является разрушительным состоянием, возникающим в результате воздействия различных факторов у новорожденныхдетей 1. Перинатальная асфиксия и/или нарушение мозгового кровотока могут привести к очаговым или глобальным ишемическим изменениям в головном мозге2. Этот показатель составляет приблизительно 1,6 на 1 000 живорождений, но может достигать 12,1 на 1 000 живорождений в развивающихся странах3. Это состояние приводит к высокой смертности (20%-50%), в то время как 25% выживших, вероятно, будут страдать от долгосрочных нарушений нервной системы, таких как умственная отсталость, эпилепсия или церебральный паралич4. Единственным терапевтическим вмешательством, эффективность которого доказана при травме легкой и средней степени тяжести, является терапевтическая гипотермия, которая должна быть начата в течение 6 ч после рождения 5,6,7,8,9. Хотя это может помочь предотвратить метаболические изменения, которые приводят к вторичному повреждению, также могут существовать побочные эффекты, такие как гипотензия, тромбоцитопения, длительное время свертывания, внутричерепное кровоизлияние, аритмии, жировой некроз и дисбаланс электролитов в сыворотке крови 4,5. Ранняя диагностика ГИЭ у младенцев часто затруднена, поскольку критерии субъективны и в значительной степени зависят от результатов физикального обследования, которые развиваются с течением времени. Магнитно-резонансная томография может показать изменения, отражающие травму, через несколько дней или недель после травмы. Тем не менее, морфологические изменения при МРТ Т1/Т2 могут быть нормальными в двух третях случаев умеренной энцефалопатии, категории младенцев, которые с наибольшей вероятностью получат пользу от терапевтическойгипотермии. Согласно последним данным, магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) может показать ранние изменения, коррелирующие с неонатальной ГИЭ11. Тем не менее, до настоящего времени стандартизация или валидация не проводились.
Многие исследователи полагаются на животные модели для оценки потенциальных диагностических или терапевтических вмешательств при цереброваскулярном повреждении. Наиболее часто используемым методом создания инфаркта является перевязка средней мозговой артерии12,13 грызунов. Несмотря на то, что он часто используется для изучения ишемического инсульта у взрослых, технически он сложен у неонатальных грызунов из-за небольшого размера и хрупкости детенышей в возрасте, эквивалентном болезни новорожденного человека. Кроме того, он не отражает глобальные ишемические изменения головного мозга, которые могут наблюдаться при ГИЭ. Модель Райса-Вануччи14 одностороннего перевязки сонной артерии у крыс используется с 1980-х годов в качестве экономически эффективной модели грызунов для изучения гипоксически-ишемического повреждения головного мозга. Тем не менее, существует большая вариабельность ранних цереброваскулярных изменений и высокая смертность в более ранних экспериментах. В большинстве исследований сообщается о черепно-мозговой травме при долгосрочных изменениях (т.е. после 24 ч после травмы), которые являются более последовательными. Целью данного исследования была разработка подхода к оценке ранних (в течение 6 ч) молекулярных и радиологических изменений в модели ГИЭ у крыс. Протокол был разработан для обеспечения ишемии в раннем возрасте (в эквиваленте доношенного новорожденного) и для повышения выживаемости щенков, особенно при воздействии гипоксии. МРТ/МРС использовали для оценки рентгенологических признаков изменения кровотока, изменений мозговой ткани и метаболических изменений в течение 6 ч после травмы. Также была проведена общая морфологическая оценка участков инфаркта. Дальнейшая проверка воспроизводимости была проведена путем повторения экспериментов на нескольких пометах.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Все экспериментальные процедуры были одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию в учреждениях Фонда медицинских исследований штата Оклахома (OMRF) (протокол IACUC #17-17). Для настоящего исследования были использованы беременные самки крыс Sprague-Dawley в E14. Животные были получены из коммерческого источника (см. Таблицу материалов).
1. Подготовка животных
2. Лигирование сонной артерии (CAL) в экспериментальной группе HIE
3. Фиктивная хирургическая процедура для контрольной группы
4. Подверженность гипоксии как для CAL, так и для фиктивной группы
5. Магнитно-резонансная томография и спектроскопия
6. Анализ сыворотки крови и мозговой ткани
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Настоящий протокол для получения и оценки ранних церебральных изменений после ГИЭ был прост в реализации и позволил грубо патологически и рентгенологически визуализировать церебральную травму в течение 6 ч после инсульта у крысят на уровне P10. План эксперимента пред...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Протокол исследования новорожденных крыс был успешно разработан для визуализации и анализа ранних маркеров церебральной травмы при ГИЭ. На сегодняшний день отсутствует объективный инструментарий оценки для выявления ранней черепно-мозговой травмы у новорожденной...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Ни у кого из авторов нет конфликта интересов.
Мы благодарим ветеринарный персонал Фонда медицинских исследований штата Оклахома за их опыт и помощь в изменении протоколов ухода за животными.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Normal saline | Fisher Scientific | Z1376 | |
2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) | Millipore Sigma | T8877 | |
Abdominal pneumatic pillow | SA Instruments, Inc., Stony Brook, NY | ||
Absorbent Underpads with Waterproof Moisture Barrier, 58.4 x 91.4 cm, 680 mL | Fisher Scientific | 501060566 | |
BD 30 G Needle and syringe | Fisher Scientific | Catalog No.14-826-10 | |
Biospec 7.0 Tesla/30 cm horizontal-bore magnet small animal imaging system | Bruker Biospin, Ettlingen, Germany | ||
Buprenorphine | Provided by veterenary medicine | ||
Compact Thermometer with Probe | Fisher Scientific | S01549 | |
Gas mixture 92% nitrogen 8% oxygen | Airgas | ||
Head surface coil | Bruker BioSpin MRI Gmbh, Ettlingen, Germany | ||
Isoflurane gas | Provided by veterenary medicine | ||
Isotemp Immersion Circulator 2100 | Fisher Scientific | Discontinued | Immersed in water bath chamber with continous flowing water via tubing |
Lead Ring Flask Weights | VWR | 29700-060 | Water bath weights to ensure rodent chamber stays submerged in water bath |
Mathematica Software | Wolfram Research, Champaign, IL, USA | version 6.0 | |
Pedialyte Electrolyte Solution, Hydration Drink, 1 Liter, Unflavored | Pedialyte | Obtained from CVS | |
Phosphate-buffered saline (DPBS, 1X), Dulbecco's formula | Millipore Sigma | J67670.AP | |
Plastic clear bucket | We used an old rodent housing cage- this is a good alternative: Cambro 182615CW135 Camwear Food Storage Box, 18" X 26" X 15", Model #:182615CW135 | ||
Plexiglass Rodent Restraint Chamber | Pedialyte/CVS | Vetinary medicine provided a small chamber used to restrain rodents. Approximately 6x4x4 inches | |
Pregnant Sprague Dawley rats at E14 | Charles River | Strain Code 400 | |
Purdue Products Betadine Swabsticks | Fisher Scientific | 19-061617 | |
Quadrature volume coil (72-mm inner diameter) | Bruker BioSpin MRI Gmbh, Ettlingen, Germany | ||
Stoelting Silk Suture | Fisher Scientific | Catalog No.10-000-656 | |
Vicryl 5-0 suture | Fisher Scientific | NC1985424 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены