Name: mouse models of periventricular leukomalacia
Uploaded: 2010-05-18T17:00:00
Duration: 6 min 24 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Mouse Models of Periventricular Leukomalacia at JoVE.com

Detta arbete är delvis finansierats med bidrag från National Institutes of Health (RO1 NS059043 och RO1 ES015988), National Multiple Sclerosis Society, Roche Stiftelsen för anemi Forskning, Feldstein Medical Foundation och Shriners sjukhus för barn. Vi vill tacka Dr David Njutning för hans förslag. Detta arbete delvis finansierats med bidrag till WD från National Institutes of Health (RO1 NS059043 och RO1 ES015988), National Multiple Sclerosis Society, och Shriners sjukhus för barn. Vi förklarar inga konkurrerande intressen med anknytning till denna artikel.

Detaljerade förfaranden för att skapa neonatal hjärnskada i P6 möss: <ol><li> Postnatal dag 6 (P6) möss bedövas med indirekt kylning på is till den grad att inga reaktioner på skadliga stimulering (djup narkos). </li><li> Efter rengöring av huden med alkohol, är ett mittlinjen ventrala snitt i främre halsen. </li><li> Enligt en dissekera mikroskop, är bifurkation av rätten gemensamma halspulsådern närmade sig genom att försiktigt dra tillbaka omohyoid och sternocleidomastoideus musklerna. </li><li> Fascian runt halspulsådern slida tas bort och den proximala interna gren isolerade från den närliggande vagusnerven och sympatiska ganglier med en krok. Den interna halspulsådern är då flamberats med en etsande spets. </li><li> Efter kauterisation, huden är snittet sys, och djuret hålls varm tills helt vaken och återvände sedan till dammen. </li><li> En timme efter ligation är djuret placeras i en sluten kammare infunderas med kväve tills en nivå på 6,0% O 2 nås. Djuret är då utsätts för 35 min av hypoxi. </li><li> Efter hypoxi exponering, återhämtar musen på en värmedyna (33 ° C) i 30 min och sedan tillbaka till dammen. För skapandet av hjärnskada med kombinerad hypoxi / ischemi och infektion / inflammation, är djuret sedan injiceras intraperitonealt med 0,015 ml lipopolysackarid (LPS, 1 mg / kg). </li><li> Fyra dagar post-hypoxia/ischemia, möss bedövas med indirekt kylning på is till den grad att inga reaktioner på skadliga stimuli, sedan perfusion med saltlösning och därefter 4% paraformaldehyd. Hjärnor är bort och cryoprotected. </li></ol><img src="/files/ftp_upload/1951/1951fig1.jpg" alt="Figur 1" /> Figur 1. Karakterisering av hjärnskada i hypoxiska / ischemisk musmodell med H &amp; E färgning. Det finns fokal nekros (pilar) i hjärnans vita substans ipsilaterala (A) till halspulsådern ligering, jämfört med det kontralaterala cerebral vita substansen (B). Ipsilaterala nekros och fokus microinfarcts observeras i hippocampus (C) och Thalamus (D) i hjärnan med ipsilaterala cerebral vita substansen skada. Representativa resultat och siffror: Musmodeller av PVL med hypoxi / ischemi och / eller infektion / inflammation uppnås genom ensidiga halspulsådern ligation följt av exponering för hypoxi och injektion av LPS. Vi definierar den nya musmodeller som lämpliga PVL modeller. Neuropatologiska undersökning av koronalt sektioner färgades med hematoxylin-och eosin (H &amp; E) genom hela framhjärnan avslöjar fokal nekros i centrala vita substansen i hjärnhalva ipsilaterala till halspulsådern ligation (Fig. 1A), med relativt sparsamt av nervceller i den överliggande hjärnbarken jämfört med kontralaterala cerebral vita substansen (Fig. 1B). I fokus nekrotiska vita substansen, är det markant ökning cellularitet bestående av makrofager och reaktiva astrocyter, som är karakteristisk för centrala mänskliga PVL. I den kontralaterala centrala vita substansen är de oligodendroglial kärnor arrangeras i fascicular-liknande paket, denna arkitektur är helt störd av fokal nekros på ipsilaterala sidan. Notera observerar vi också ipsilateralt nekros i hippocampus (bild 1C) och Thalamus (fokala microinfarcts) (Fig. 1D) i hjärnan med ipsilaterala cerebral vita substansen skada. Mänskliga PVL inte heller förekomma i total isolering från medföljande grå lesioner. Det kännetecknande för PVL är den relativa, om än inte fullständig, skona av hjärnbarken överliggande de skadade vita substansen - en funktion som vi tror är närvarande i våra musmodeller. <img src="/files/ftp_upload/1951/1951fig2.jpg" alt="Figur 2" /> Figur 2. Poängsättning skala från 0-5 för att utvärdera vita substansen skada genom MBP eller O1 i musmodeller av periventrikulär leukomalacia. Våra musmodeller visar egenskaper PVL på både fenotypisk och molekylär nivå. Vi har använt immuncytokemiska upptäckt av myelin grundläggande protein (MBP) eller O1-antigen för att utvärdera skador, har etablerat en standard skala från 0 till 5 poäng den vita substansen skada (bild 2), och har präglat den vita substansen patologi (Fig . 3). På senare tid har en icke-partisk stereological analys genomförts för att ersätta den första semi-kvantitativ metod. Dessutom, för att testa för korrelat effekterna av vit substans skada på funktionella resultat har vi utfört beteende tester för motorik. Vi har visat att mössen uppvisar slående motoriken i P10-21 efter hypoxi / ischemi plus LPS på P6. Vi har etablerat poäng kriterier med en skala från 0-4 för att definiera kontralaterala extremiteter dysfunktion skadade möss vid P10-21. Normalt kan normala möss kilar upp en 30 ° lutning (poäng av 4) och klättra upp en 45 ° lutning utan att glida (poäng 3). Skadade möss har lägre poäng i korrelation med graden av vit substans skada. <img src="/files/ftp_upload/1951/1951fig3.jpg" alt="Figur 3" /> Figur 3. Karakterisering av vit substans skada genom MBP eller O1 färgning och myelin struktur genom elektronmikroskop (EM). MBP och O1 färgning visa myelin förlust i cerebrala vit substans ipsilateralt till ligering, jämfört med kontralaterala vita substansen. EM undersökning visar myeliniserade axoner i hjärnans vita substans kontralateral till ligation och degenererade vävnaden i ipsilaterala vit substans. Vi räknar med att inrättandet av den nya musmodeller av PVL ger oss möjlighet att studera specifika mekanismer för PVL-liknande skada i den omogna hjärnan. Vi kommer att behandla patogenes med hjälp av transgena musstammar för att undersöka betydelsen av enskilda molekyler av intresse och utvärdera mål för neuroprotektion.

<ol>
	<li>Volpe, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Neurology of newborn. , 217-276 (2001).</li><li>Deng, W., Pleasure, J., Pleasure, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+periventricular+leukomalacia.">Progress in periventricular leukomalacia.</a> Arch. Neurol. 65, 1291-1295 (2008).</li><li>Follett, P. L., Deng, W., Dai, W., Talos, D. M., Massillon, L. J., Rosenberg, P. A., Volpe, J. J., Jensen, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glutamate+receptor-mediated+oligodendrocyte+toxicity+in+periventricular+leukomalacia:+a+protective+role+for+topiramate.">Glutamate receptor-mediated oligodendrocyte toxicity in periventricular leukomalacia: a protective role for topiramate.</a> J. Neurosci. 24, 4412-4420 (2004).</li></ol>

Skador på den växande hjärnan leder till förödande neurologiska konsekvenser. Påfallande är mönstret av perinatal hjärnskada starkt åldersberoende. På sikt spädbarn, det påverkar främst hjärnbarken med karakteristiska neuronala förlust. Men i prematura barn, det selektivt påverkar hjärnans vita substans med framstående skada att utveckla oligodendrocyter, kallas en sjukdom periventrikulär leukomalacia (PVL). Omfattningen av problemet med hjärnskada hos prematura barn är extraordinärt. För tidig förlossning och förbättrad neonatal intensivvård har lett till att nästan 90% av överlevnad de 13 miljoner för tidigt födda barn i världen (ca 56 tusen i USA), född årligen med en födelsevikt i 1500 gram, dvs med mycket låg födelsevikt spädbarn. Cirka 10% av de överlevande utställningen därefter cerebral pares och cirka 50% har kognitiva och beteendemässiga underskott. PVL är den viktigaste hjärnan patologi underliggande cerebral pares hos prematura barn. Ingen specifik behandling för PVL finns för närvarande, delvis på grund patogenesen inte har förstått 1,2. Även om etiologin av PVL är multifaktoriell, hypoxi / ischemi med maternell intrauterin infektion perinatal tros vara en primär orsak till PVL. En hypoxiska / ischemisk modell av PVL hos råtta vid P7 har tidigare fastställts 3. Denna modell är unikt genom att det liknar PVL hos prematura barn. Det kännetecknande för denna modell är selektiv vita substansen patologi, i motsats till majoriteten av stroke modeller som kännetecknas av grå hjärnsubstans infarkt. Bör dock begränsningar i hypoxisk-ischemisk modell i råttan inte förbises. För det första är etiologi PVL är ofta multifaktoriell. Förutom att hypoxi / ischemi, moder till foster infektion / inflammation är starkt förknippat med PVL. Således skulle kombinerad hypoxi / ischemi och infektion / inflammation skapar sannolikt mer PVL-liknande modeller. Den gnagare ålder som bäst korrelerar med människans utveckling under största risken för PVL lesioner (24-32 graviditetsveckor) är postnatal eftersom oligodendroglial differentiering är främst en postnatal händelse i gnagare. Eftersom det är omöjligt att producera en moder till foster infektion / inflammation i postnatala ålder, skulle det vara rimligt att simulera en infektion på en relevant postnatal utvecklingsstadium för att skapa en gnagare modell av PVL. Vi har försökt kombinera LPS injektion med hypoxiska / ischemisk modell i möss vid P6, att producera mer kliniskt relevant PVL lesioner. För det andra kräver den optimala proof-of-concept experimentella strategi för en orsakande roll i en molekyl användning av transgena möss, genetiska manipulationer är mycket svårare hos råtta än i musen. Därför har vi försökt att omvandla vår experimentella modell av PVL från råtta till musen. Musmodeller av PVL kommer avsevärt att underlätta 1) studier av sjukdomens biologi och patogenes med hjälp av tillgängliga transgen mus stammar, 2) överledning av läkemedelsprövningar för att upptäcka kandidat agenter med terapeutisk potential, 3) testning av nyttan av stamceller med nedsatt immunförsvar musstammar.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>LPS</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>L4130</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Hypoxia Chamber</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>BioSpherix</td>
<td>A-30274</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Surgical hook</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>F.S.T.</td>
<td>10064-14</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

mouse models of periventricular leukomalacia

Vi beskriver ett protokoll för upprättandet musmodeller av periventrikulär leukomalacia (PVL). PVL är den dominerande formen av hjärnskada hos prematura barn och de vanligaste föregångare av cerebral pares. PVL kännetecknas av periventrikulär vita substansen skadas med framträdande oligodendroglial skada. Hypoxi / ischemi med eller utan systemisk infektion / inflammation är de främsta orsakerna till PVL. Vi använder P6 möss att skapa modeller av neonatal hjärnskada genom induktion av hypoxi / ischemi med eller utan systemisk infektion / inflammation med unilateral halspulsådern ligation följt av exponering för hypoxi, med eller utan injektion av endotoxin lipopolysackarid (LPS). Immunohistokemi av myelin grundläggande protein (MBP) eller O1 och elektron mikroskopisk undersökning visar framstående myelin förlust i cerebrala vit substans med ytterligare skador på hippocampus och thalamus. Inrättande av musmodeller av PVL kommer att kraftigt underlätta studier av sjukdomen patogenes använda tillgängliga transgen mus stammar, överledning av läkemedelsprövningar i en relativt hög genomströmning sätt att identifiera kandidat terapeutiska medel, och testning av stamcellstransplantation med immunbrist musstammar.

Watch this Scientific Journal Video about Mouse Models of Periventricular Leukomalacia at JoVE.com

Mouse Models of Periventricular Leukomalacia

Vi etablerade musmodeller av periventrikulär leukomalacia (PVL), det dominerande hjärnskada hos prematura barn kännetecknas av periventrikulär vita substansen lesioner. Hypoxi / ischemi med / utan systemisk infektion är de främsta orsakerna till PVL. Ensidig halspulsådern ligatur och hypoxi exponering med / utan lipopolysackarid injektion skapar PVL-liknande lesioner i P6 möss.

Musmodeller av periventrikulär Leukomalacia

We describe a protocol for establishing mouse models of periventricular leukomalacia (PVL). PVL is the predominant form of brain injury in premature ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Simple Composite Phenotype Scoring System for Evaluating Mouse Models of Cerebellar Ataxia

En enkel komposit Fenotyp Scoring System för utvärdering musmodeller av cerebellär ataxi

We describe a protocol for the rapid and sensitive quantification of disease severity in mouse models of cerebella ataxia. It is derived from previously ...

Experimental Models for Study of Retinal Pigment Epithelial Physiology and Pathophysiology

Experimentella modeller för studier av näthinnan pigmentepitel fysiologi och patofysiologi

We have developed a cell culture procedure that can produce large quantities of confluent monolayers of primary human fetal retinal pigment epithelium ...

Multiple-mouse Neuroanatomical Magnetic Resonance Imaging

Flera-mus neuroanatomiska Magnetic Resonance Imaging

The field of mouse phenotyping with magnetic resonance imaging (MRI) is rapidly growing, motivated by the need for improved tools for characterizing and ...

Olfactory Assays for Mouse Models of Neurodegenerative Disease

Olfactory Analyser för musmodeller av neurodegenerativ sjukdom

In many neurodegenerative diseases and particularly in Parkinson&#8217;s disease, deficits in olfaction are reported to occur early in the disease process ...

3D Modeling of the Lateral Ventricles and Histological Characterization of Periventricular Tissue in Humans and Mouse

3D-modellering av de laterala ventriklama och Histologisk karakterisering av periventrikulär Tissue i människor och mus

The ventricular system carries and circulates cerebral spinal fluid (CSF) and facilitates clearance of solutes and toxins from the brain. The functional ...

Using Enzyme-based Biosensors to Measure Tonic and Phasic Glutamate in Alzheimer's Mouse Models

Använda enzymbaserade biosensorer för att mäta tonic och phasic glutamat i Alzheimers musmodeller

Neurotransmitter disruption is often a key component of diseases of the central nervous system (CNS), playing a role in the pathology underlying ...

Exploring Deep Space - Uncovering the Anatomy of Periventricular Structures to Reveal the Lateral Ventricles of the Human Brain

Utforska rymden - avtäckning anatomi periventrikulär strukturer att avslöja de laterala ventriklarna i den mänskliga hjärnan

Anatomy students are typically provided with two-dimensional (2D) sections and images when studying cerebral ventricular anatomy and students find this ...

Establishing Mouse Models for Zika Virus-induced Neurological Disorders Using Intracerebral Injection Strategies: Embryonic, Neonatal, and Adult

Om inrättande av musmodeller för Zika Virus-inducerad neurologiska sjukdomar med hjälp av Intracerebral injektion strategier: embryonala, Neonatal och vuxen

The Zika virus (ZIKV) is a flavivirus currently endemic in North, Central, and South America. It is now established that the ZIKV can cause microcephaly ...

Adult Mouse DRG Explant and Dissociated Cell Models to Investigate Neuroplasticity and Responses to Environmental Insults Including Viral Infection

Vuxen mus DRG Explant och dissocierade cellmodeller för att undersöka neuroplasticitet och Svaren till miljömässiga förolämpningar inklusive virusinfektion

This protocol describes an ex vivo model of mouse-derived dorsal root ganglia (DRG) explant and in vitro DRG-derived co-culture of dissociated sensory ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

In Vivo Elektrofysiologisk mätning av sammansatta muskel aktionspotential från frambenen i musmodeller av motorneuronen Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...