Name: a rat model of mild intrauterine hypoperfusion with microcoil stenosis
Uploaded: 2018-01-07T14:00:00
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Ce travail a été soutenu par le programme d’échange de recherche l’exercice 2013 entre JSP et CNRS, JSPS KAKENHI Grant nombre 26860858 et la Narishige Neuroscience Research Foundation. Nous remercions les Drs Mariko Harada-Shiba et Kyoko Shioya de discussions utiles. Nous remercions Mari Furuta, Mutsumi Sakamoto, Ritsuko Maki et Dr Emi Tanaka pour l’assistance technique excellente.

Toutes les expériences ont été effectuées conformément aux protocoles approuvés par le Comité de l’utilisation du National Cerebral and Cardiovascular Center, Suita, Japon et d’expérimental animalier.
1. préparer les animaux et les matériaux chirurgicaux MIUH suivants
<ol><li>Préparer chronométré rates Sprague-Dawley au jour de gestation 17, c'est-à-dire, embryonnaire jour 17 (E17). Poids corporel moyen des barrages sont 307.0 ± 40,7 g (moyenne ± écart-type, n =...

<ol>
	<li>Ohshima, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mild+intrauterine+hypoperfusion+reproduces+neurodevelopmental+disorders+observed+in+prematurity.">Mild intrauterine hypoperfusion reproduces neurodevelopmental disorders observed in prematurity.</a> Sci Rep. 6, 39377 (2016).</li><li>Anderson, P., Doyle, L. W., Victorian Infant Collaborative Study, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurobehavioral+outcomes+of+school-age+children+born+extremely+low+birth+weight+or+very+preterm+in+the+1990s.">Neurobehavioral outcomes of school-age children born extremely low birth weight or very preterm in the 1990s.</a> JAMA. 289 (24), 3264-3272 (2003).</li><li>Levine, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+childhood+neurodevelopment+after+intrauterine+growth+restriction:+a+systematic+review.">Early childhood neurodevelopment after intrauterine growth restriction: a systematic review.</a> Pediatrics. 135 (1), 126-141 (2015).</li><li>Sucksdorff, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preterm+Birth+and+Poor+Fetal+Growth+as+Risk+Factors+of+Attention-Deficit/+Hyperactivity+Disorder.">Preterm Birth and Poor Fetal Growth as Risk Factors of Attention-Deficit/ Hyperactivity Disorder.</a> Pediatrics. 136 (3), e599-e608 (2015).</li><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=Brain+injury+in+premature+infants:+a+complex+amalgam+of+destructive+and+developmental+disturbances.">Brain injury in premature infants: a complex amalgam of destructive and developmental disturbances.</a> Lancet Neurol. 8 (1), 110-124 (2009).</li><li>Nardozza, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fetal+growth+restriction:+current+knowledge.">Fetal growth restriction: current knowledge.</a> Arch Gynecol Obstet. 295 (5), 1061-1077 (2017).</li><li>Chang, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preterm+birth+and+the+role+of+neuroprotection.">Preterm birth and the role of neuroprotection.</a> Bmj. 350, g6661 (2015).</li><li>Coq, J. O., Delcour, M., Massicotte, V. S., Baud, O., Barbe, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prenatal+ischemia+deteriorates+white+matter,+brain+organization,+and+function:+implications+for+prematurity+and+cerebral+palsy.">Prenatal ischemia deteriorates white matter, brain organization, and function: implications for prematurity and cerebral palsy.</a> Dev Med Child Neurol. 58, 7-11 (2016).</li><li>Jantzie, L. L., Corbett, C. J., Firl, D. J., Robinson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postnatal+Erythropoietin+Mitigates+Impaired+Cerebral+Cortical+Development+Following+Subplate+Loss+from+Prenatal+Hypoxia-Ischemia.">Postnatal Erythropoietin Mitigates Impaired Cerebral Cortical Development Following Subplate Loss from Prenatal Hypoxia-Ischemia.</a> Cereb Cortex. 25 (9), 2683-2695 (2015).</li><li>Kubo, K. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+impaired+neuronal+migration+with+cognitive+deficits+in+extremely+preterm+infants.">Association of impaired neuronal migration with cognitive deficits in extremely preterm infants.</a> JCI Insight. 2 (10), (2017).</li><li>Delcour, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mild+musculoskeletal+and+locomotor+alterations+in+adult+rats+with+white+matter+injury+following+prenatal+ischemia.">Mild musculoskeletal and locomotor alterations in adult rats with white matter injury following prenatal ischemia.</a> Int J Dev Neurosci. 29 (6), 593-607 (2011).</li><li>Gilbert, J. S., Babcock, S. A., Granger, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypertension+produced+by+reduced+uterine+perfusion+in+pregnant+rats+is+associated+with+increased+soluble+fms-like+tyrosine+kinase-1+expression.">Hypertension produced by reduced uterine perfusion in pregnant rats is associated with increased soluble fms-like tyrosine kinase-1 expression.</a> Hypertension. 50 (6), 1142-1147 (2007).</li><li>Granger, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+uterine+perfusion+pressure+(RUPP)+model+for+studying+cardiovascular-renal+dysfunction+in+response+to+placental+ischemia.">Reduced uterine perfusion pressure (RUPP) model for studying cardiovascular-renal dysfunction in response to placental ischemia.</a> Methods Mol Med. 122, 383-392 (2006).</li><li>Mazur, M., Miller, R. H., Robinson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postnatal+erythropoietin+treatment+mitigates+neural+cell+loss+after+systemic+prenatal+hypoxic-ischemic+injury.">Postnatal erythropoietin treatment mitigates neural cell loss after systemic prenatal hypoxic-ischemic injury.</a> J Neurosurg Pediatr. 6 (3), 206-221 (2010).</li><li>Olivier, P., Baud, O., Evrard, P., Gressens, P., Verney, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prenatal+ischemia+and+white+matter+damage+in+rats.">Prenatal ischemia and white matter damage in rats.</a> J Neuropathol Exp Neurol. 64 (11), 998-1006 (2005).</li><li>Robinson, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+changes+induced+by+graded+prenatal+systemic+hypoxic-ischemic+insults+in+rats.">Developmental changes induced by graded prenatal systemic hypoxic-ischemic insults in rats.</a> Neurobiol Dis. 18 (3), 568-581 (2005).</li><li>Rice, D., Barone, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+periods+of+vulnerability+for+the+developing+nervous+system:+evidence+from+humans+and+animal+models.">Critical periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models.</a> Environ Health Perspect. 108, 511-533 (2000).</li><li>Basilious, A., Yager, J., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurological+outcomes+of+animal+models+of+uterine+artery+ligation+and+relevance+to+human+intrauterine+growth+restriction:+a+systematic+review.">Neurological outcomes of animal models of uterine artery ligation and relevance to human intrauterine growth restriction: a systematic review.</a> Dev Med Child Neurol. 57 (5), 420-430 (2015).</li><li>Delcour, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroanatomical,+sensorimotor+and+cognitive+deficits+in+adult+rats+with+white+matter+injury+following+prenatal+ischemia.">Neuroanatomical, sensorimotor and cognitive deficits in adult rats with white matter injury following prenatal ischemia.</a> Brain Pathol. 22 (1), 1-16 (2012).</li></ol>

La microcoil de sténose des artères fois ovariens et utérins dans les deux cornes utérines produit hypoperfusion intra-utérin constant et reproductible dans tous les placentas et les foetus. Le niveau d’hypoperfusion peut être modifié en utilisant microressorts avec différents diamètres intérieurs. Ratons nés d’un barrage sur lequel la sténose de l’artère a été réalisée avec microressorts 0,24 mm de diamètre intérieur démontrent RCIU et naissance prématurée (voir référence 1 pour plus de dé...

Les nourrissons avec restriction de croissance intra-utérine (RCIU) (également connu sous le nom des restriction de croissance fœtale) (poids à la naissance < 10ème percentile pour l’âge gestationnel), prématurité (né à < 37 semaines de gestation), et/ou basse naissance compte poids (< 2500 g) pour près de 10 % sur tous les nouveaux-nés 2,3. Bon nombre de ces enfants présentent des troubles neurologiques comme la paralysie cérébrale et des troubles du développement (p. ex., attention-déficit/hyperactivité (TDAH) et des troubles d’apprentissage) 3,4,5. Ces conditions ont des similitudes et des différences dans leur étiologie et les résultats. L’étiologie de RCIU est multifactorielle et insuffisance placentaire, associée à l’hypoperfusion intra-utérine est considéré comme la cause la plus fréquente en foetus non-anormale 7. L’étiologie de la prématurité est multifactorielle ainsi, et une chorioamniotite est la plus fréquente cause 8.
On ne sait pas l’influence du douce hypoperfusion intra-utérine (MIUH) sur le développement du cerveau. Actuellement disponibles modèles animaux d’hypoperfusion/ischémie intra-utérine consistent principalement en hypoperfusion sévère ou degré de hypoperfusion avec ou sans reperfusion 9,10,11dégradé. En milieu clinique, cependant, des cas de MIUH sont réputées être beaucoup plus fréquentes que celles impliquant des conditions sévères. Les modèles actuellement disponibles de MIUH sont un modèle de rongeur impliquant la ligature de la suture de l’utérus ou l’artère ovarienne et un modèle de rongeur impliquant l’écrêtage les artères ovariennes bilatérales et l’aorte ayant perméabilité 12,13, 14,15,16,17. Un des inconvénients de ces modèles est la grande variabilité inter-foetue, allant des fœtus avec hypoperfusion profonde aux foetus avec perfusion presque intacte, selon la position du fœtus dans l’arcade artérielle de l’utérus et artères ovariennes. Un autre inconvénient de ces modèles est leur incapacité à distinguer la position de chaque fœtus après la naissance ; par conséquent, les chercheurs ne peuvent distinguer la gravité de l’hypoperfusion intra-utérine rencontrée par un chiot individuel après sa naissance.
Nous avons développé un modèle de rat de MIUH impliquant plusieurs de sténose de l’artère 1. Emballage micro-coils métalliques avec un diamètre intérieur de 0,24 mm autour des artères ovariennes et utérines provoque sténose, mais pas d’obstruction, des vaisseaux sanguins (Figure 1). Appliquant ces microressorts à la partie proximale de l’ensemble des artères fournissant l’utérus, c'est-à-dire les artères utérines et ovariennes bilatérales, embryonnaires jour 17 (équivalent à embryonnaires semaines 20-25 dans les humains 18) induit une diminution significative, mais douce le flux sanguin vers le placenta et le fœtus. La diminution du débit sanguin après que bobines sont appliquées à toutes les quatre artères alimentant l’utérus est essentiellement les mêmes dans chaque placenta et le fœtus. Le taux de mortalité du fœtus est inférieure à 20 %. Les petits naissent par l’intermédiaire de travail spontané 1 ou 2 jours plus tôt (embryonnaire jour 21-22) que la normale. Presque tous les chiots sont nés présentant nettement insuffisant à la naissance poids 1. Volume de matière grise et blanche est a diminué sans endommager les tissus évidente 1. Chiots présentent avec retardée acquisition de réflexes nouveau-né, faiblesse musculaire et une activité spontanée modifiée 1. Ce modèle reproduit les signes cliniques et les symptômes des enfants nés prématurément ou avec RCIU ; pièce de nouveau-nés prématurés nés enfants réduit gris et volume de la substance blanche avec ou sans substance blanche blessures 6, présent retardé jalons de développement neurologique et peut présenter des problèmes de comportement tels que TDAH 3,5; les enfants avec RCIU pièce minimes modifications neuroanatomiques et présentent un risque accru d’altération du développement neurologique tels que motrices et cognitives retard 4,7. Prématurité et RCIU sont des conditions différentes, mais les deux conditions partagent le mécanisme de base, c'est-à-dire les insultes aux cerveaux immatures avant l’âge gestationnel à terme.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane anesthesia machine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia induction box</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diaper 30x40 cm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Depilatory foam or shaver</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodine disinfectant solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze 10x20 cm&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical drape 45x45 cm with a round opening 5 cm in diameter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spray bottle with ethanol for disinfection</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swab</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps with large blunt tips</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps with angled fine tips</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scalpel, blade size is 27mm long (no.10, Axel, AS ONE Corporation, Osaka, Japan)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical suture needle</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal microcoils; inner diameter 0.24 mm, made from gold-coated steel (SAMINI Co. Ltd., Shizuoka, Japan)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silk suture 4-0</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile saline (0.9% sodium chloride)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating water bath</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic syringes (50ml) and needles (18G)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a rat model of mild intrauterine hypoperfusion with microcoil stenosis

Hypoperfusion/ischémie intra-utérine est l’une des principales causes de retard de croissance intra-utérin/foetale, naissance prématurée et faible poids de naissance. La plupart des études de ce phénomène ont été jouées en deux modèles avec une ischémie sévère intra-utérine ou avec degré de hypoperfusion intra-utérine dégradé. Aucune étude n’a été effectuée dans un modèle uniforme hypoperfusion intra-utérine douce (MIUH). Deux modèles ont été utilisés pour l’étude des MIUH : un modèle basé sur la ligature de la suture des deux côtés de l’arcade artérielle formé avec les artères utérines et des ovaires, et un modèle transitoire basé sur coupure les artères ovariennes bilatérales et l’aorte ayant la perméabilité. Ces deux modèles de rongeurs de MIUH ont certaines limites, par exemple, pas tous les fœtus sont soumis à MIUH, selon leur position dans la corne utérine. Dans notre modèle MIUH, tous les fœtus sont soumis à un niveau comparable d’hypoperfusion intra-utérine. MIUH fut réalisée par sténose bénigne de toutes les quatre artères alimentant l’utérus, c'est-à-dire les artères utérines et ovariennes bilatérales.
La sténose artérielle a été induite par microressorts métal enroulé autour de l’alimentation les artères. Produisant la sténose artérielle avec microressorts nous a permis de contrôler, optimiser et reproduire la diminution du flux sanguin avec très peu de variabilité entre les animaux et un taux de mortalité faible, permettant ainsi une évaluation précise. Quand microressorts avec un diamètre intérieur de 0,24 mm ont été utilisés, la circulation du sang dans le placenta et le fœtus a été légèrement diminué (environ 30 % au niveau de la sténose pré dans le placenta). La progéniture de notre modèle MIUH démontre clairement les modifications durables dans les résultats des tests neurologiques, neuroanatomiques et comportemental.

Après avoir appliqué les microressorts à l’ensemble des artères alimentant l’utérus, c'est-à-dire les artères utérines et ovariennes bilatérales, tous les fœtus sont soumis à des niveaux comparables de l’hypoperfusion. L’application de microressorts avec un diamètre intérieur de 0,24 mm provoque sténose bénigne de ces artères, provoquant ainsi une légère diminution dans le flux sanguin vers le placenta et le fœtus (Figure 3; environ...

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A Rat Model of Mild Intrauterine Hypoperfusion with Microcoil Stenosis

Hypoperfusion intra-utérine douce a été produite par sténose de l’artère avec microressorts métal enroulé autour les artères utérines et des ovaires chez les rats embryonnaires jour 17. Cette procédure produit hypoperfusion prénatale et retard de croissance intra-utérin.

Un modèle de Rat de doux Hypoperfusion intra-utérine avec sténose de le Microcoil

Intrauterine hypoperfusion/ischemia is one of the major causes of intrauterine/fetal growth restriction, preterm birth, and low birth weight. Most studies ...

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