Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Serebral kontüzyonun eşlik ettiği intraparankimal kanama ve nöroinflamasyon ciddi ikincil beyin hasarını tetikleyebilir. Bu protokol, araştırmacıların kanama, kontüzyon ve travma sonrası bağışıklık tepkilerini incelemelerine ve potansiyel terapötikleri keşfetmelerine olanak tanıyan fare kontrollü bir kortikal etki (CCI) modelini detaylandırır.
Serebral kontüzyon, her yıl dünya çapında milyonlarca insanı etkileyen ciddi bir tıbbi sorundur. Bu yıkıcı nörolojik bozukluk için patofizyolojik mekanizmayı anlamak ve etkili terapötik strateji geliştirmek için acil bir ihtiyaç vardır. İlk fiziksel etkinin neden olduğu intraparankimal kanama ve travma sonrası inflamatuar yanıt, mikroglia/makrofaj aktivasyonunu ve nöroinflamasyonu şiddetlendirebilir ve bu da daha sonra beyin patolojisini kötüleştirebilir. Burada, dural yüzeye kontrol edilebilir büyüklük ve hızda mekanik kuvvet iletmek için pnömatik bir çarpma sistemi kullanarak farelerde deneysel kortikal kontüzyonu yeniden üretebilen kontrollü bir kortikal etki (CCI) protokolü sunuyoruz. Bu klinik öncesi model, araştırmacıların farelerde orta derecede şiddetli fokal serebral kontüzyonu indüklemelerine ve kanama kontüzyonu, mikroglia / makrofaj aktivasyonu, demir toksisitesi, aksonal yaralanma ve kısa vadeli ve uzun vadeli nörodavranışsal eksiklikler dahil olmak üzere çok çeşitli travma sonrası patolojik ilerlemeleri araştırmalarına olanak tanır. Mevcut protokol, serebral kontüzyonun uzun vadeli etkilerini ve potansiyel müdahalelerini araştırmak için yararlı olabilir.
Serebral kontüzyon, modern toplumdaki en ölümcül sağlık sorunları arasında üst sıralarda yer alan bir travmatik beyin hasarı şeklidir1. Öncelikle trafik kazası gibi kaza sonucu meydana gelen ve dış kuvvetlerin kafaya mekanik enerji uygulamasına neden olan kaza sonucu meydana gelir. Travmatik beyin hasarı yaklaşık 3,5 milyon insanı etkilemekte ve her yıl ABD'de akut yaralanmaya bağlı tüm ölümlerin %30'unu oluşturmaktadır2. Serebral kontüzyondan kurtulan hastalar çoğu zaman fokal motor zayıflık, duyusal disfonksiyon ve akıl hastalığı gibi uzun vadeli sonuçlardan muzdariptir1.
Serebral kontüzyonun birincil yaralanması, germe ve yırtılma kuvvetleri gibi mekanik faktörler tarafından indüklenir ve ani parankimal yapı deformasyonuna ve fokal CNS hücre ölümüneyol açar 3. Kanama kontüzyonu, kafa travması bölgesinde damar yırtılmasına bağlı beyin kanamaları için kullanılan genel bir terimdir4. Spesifik olarak, intraparankimal kanama, gecikmiş hematom oluşumuna yol açan bir serebral kontüzyondan hemen sonra ortaya çıkar. Hematom içinde, parçalanmış kırmızı kan hücrelerinden salınan hemoglobin ve serbest demir, fıtıklaşma, beyin ödemi ve kafa içi basınç yükselmesine 5,6 neden olan kanla ilgili toksisiteyi 5,6 daha da tetikleyebilir. Nöronların (aksonlar), gliaların, kan damarlarının ve destekleyici dokunun işbirlikçi işlevleri de hematom7'nin kütle etkisi ile tehlikeye girer. Ek olarak, ilerleyici nörodejenerasyon ile birlikte kalıcı ve yaygın nöroinflamasyon aylarca devam eder ve beyinde ikincil hasara neden olur8.
Mikroglia aktivasyonu, serebral kontüzyonun birçok önemli patolojik özelliğinden biridir 9,10. Yaralı dokuda hasarla ilişkili moleküler paternleri (DAMP'ler) ve sızan kanı algıladıktan sonra, aktive edilmiş mikroglia, ikincil beyin hasarını ilerleten nöroinflamasyonu tetikler11. Ek olarak, mikrogliadan salınan kemoatraktan, travmatik bölgeye periferik immün hücre infiltrasyonunu teşvik ederek reaktif oksijen türlerinin ve proinflamatuar sitokinlerin üretimine neden olur. Bu, ilerleyici beyin hasarını tetikleyen kendi kendini sürdüren bir proinflamatuar ortam yaratır 9,12. Bu arada, alternatif olarak aktive edilmiş bir fenotipe sahip mikroglia, yaralı dokudaki kalıntıları temizleyerek doku homeostatik restorasyonuna ve beyin onarımına katkıda bulunabilir13. Zararlı mikroglial immün yanıtları azaltarak ikincil nöroinflamasyonun önlenmesinin, serebral kontüzyondan beyin iyileşmesini teşvik etmek için özellikle yararlı olduğu gösterilmiştir 3,9,10,12.
Travmatik beyin hasarını incelemek için ağırlık düşürme modeli, yanal sıvı perküsyon yaralanması ve patlama dalgası modeli14,15 dahil olmak üzere çeşitli klinik öncesi modeller geliştirilmiştir. Bununla birlikte, bu modellerin her birinin işlem sırasında yüksek mortalite oranı, histolojik sonuçların düşük tekrarlanabilirliği ve laboratuvarlar arasında yüksek yaralanma değişkenliği gibi zayıf yönleri vardır16,17. Karşılaştırıldığında, kontrollü kortikal etki (CCI) modeli, hassas kontrolü ve yüksek tekrarlanabilirliği nedeniyle fokal serebral kontüzyonu incelemek için daha yeterlidir 14,15,18,19.
Ayrıca, hız ve çarpma derinliği gibi biyomekanik deformasyon parametrelerinin manipüle edilmesiyle, indüklenen hasarın şiddeti, çok çeşitli yaralanma büyüklükleri üretmek için kontrol edilebilir ve bu da araştırmacıların çoğu zaman hastalarda görülen farklı bozulma seviyelerini taklit etmelerine olanak tanır17. CCI'nin klinik öncesi modeli ilk olarak 1896'da geliştirilmiştir20. O zamandan beri, CCI, primat21, domuz22, koyun23, sıçan24 ve farelerde25 kullanım için modifiye edilen en geniş uygulanabilir model olmuştur. Bu özellikler birlikte CCI'yi en uygun deneysel serebral kontüzyon modellerinden biri haline getirir26.
Laboratuvarımız, hipokampusa zarar vermeden primer duyusal ve motor kortikal alanları bölgeselleştiren orta derecede şiddetli fokal serebral kontüzyon üretmek için ticari olarak temin edilebilen bir pnömatik CCI darbe sistemi ve test edilmiş biyomekanik deformasyon parametreleri kullanır 27,28. Biz ve diğerleri, bu CCI prosedürünün beyin dokusu kaybı, nöronal hasar, intraparankimal kanama, nöroinflamasyon ve sensorimotor yetmezlik dahil olmak üzere insan serebral kontüzyonunun klinik özelliklerini incelemek için kullanılabileceğini gösterdik 24,25,27,28,29,30. Burada, CCI'nin neden olduğu miyelin kaybı, demir birikimi, CNS iltihabı, hemorajik toksisite ve fokal serebral kontüzyon sonrasında mikroglia / makrofajların tepkileri hakkında sorular sormaya izin veren fare CCI'yi gerçekleştirmek için standart bir protokolü detaylandırıyoruz.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu protokolde açıklanan tüm prosedürler, Cheng Hsin Genel Hastanesi ve Ulusal Tayvan Üniversitesi Tıp Fakültesi'ndeki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi'nin onayı altında gerçekleştirilmiştir. Bu protokolde sekiz ila on haftalık erkek C57BL / 6 vahşi tip fareler kullanıldı.
1. Anestezi indüksiyonu
2. Ameliyat öncesi hazırlık
3. CCI cerrahisi
4. Ameliyat sonrası iyileşme
5. Fare ötenazisi
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Stereotaktik yerleştirme ve kraniyotomi prosedürünün gösterimi.
CCI modeli, hafif ila şiddetli18 arasında değişen yaralanmalara neden olmada stabilitesi ve tekrarlanabilirliği ile bilinir. Uygun stereotaktik teknik ve kraniyotomi prosedürü, stabil ve tekrarlanabilir CCI ile indüklenen beyin hasarının oluşmasında majör belirleyicilerdir (Şekil 1A,B). İdea...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
CCI protokolü, serebral kontüzyon araştırmaları için beyinde yüksek oranda tekrarlanabilir mekanik hasar üretir. Aşağıdaki adımlar, bu CCI protokolünü kullanan hayvanlarda tutarlı beyin hasarı oluşturmak için çok önemlidir.
İlk olarak, fare kafası stereotaksik çerçeveye ve anatomik yer işaretleri Bregma ve Lambda'ya her zaman aynı yatay düzlemde sabit bir şekilde monte edilmelidir. Dengesiz veya dengesiz kafa yerleşimi çoğu zaman...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
El yazmasını düzenlediği ve anlayışlı girdileri için Danye Jiang'a teşekkür ederiz. El yazması hazırlığına yardımcı olduğu için Jhih Syuan Lin'e teşekkür ederiz. Bu çalışma, Tayvan Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (MOST 107-2320-B-002-063-MY2) tarafından CFC'ye desteklenmiştir.
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.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır