Name: murine model of controlled cortical impact for the induction of traumatic brain injury
Uploaded: 2019-08-16T14:45:00
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이 작품은 건강 보조금 GM117341의 국립 연구소와 외과 의사의 미국 대학 C. 제임스 카리코 연구 펠로우십S에 의해 지원되었다.

모든 절차는 노스 웨스턴 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었다. C57BL/6 마우스는 잭슨 연구소에서 구입하고 노스 웨스턴 대학 (시카고, 일리노이)의 비교 의학 센터의 장벽 시설에 보관 그룹. 모든 동물은 음식과 물에 무료로 액세스 할 수있는 12/12 시간 빛 / 어두운 주기에 보관되었습니다.
1. 마취 유도
<ol><li>케타민 (125 mg /kg)과 자일라진 (10 mg / kg)으로 마우?...

<ol>
	<li>Faul, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Traumatic Brain Injury in the United States: Emergency Department Visits, Hospitalizations and Deaths 2002-2006. , (2010).</li><li>Roozenbeek, B., Maas, A. I., Menon, D. 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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=Monocyte+depletion+attenuates+the+development+of+posttraumatic+hydrocephalus+and+preserves+white+matter+integrity+after+traumatic+brain+injury.">Monocyte depletion attenuates the development of posttraumatic hydrocephalus and preserves white matter integrity after traumatic brain injury.</a> PLoS One. 13 (11), e0202722 (2018).</li><li>Osier, N. D., Dixon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Controlled+Cortical+Impact+Model:+Applications,+Considerations+for+Researchers,+and+Future+Directions.">The Controlled Cortical Impact Model: Applications, Considerations for Researchers, and Future Directions.</a> Frontiers in Neurology. 7, 134 (2016).</li><li>Iaccarino, C., Carretta, A., Nicolosi, F., Morselli, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+severe+traumatic+brain+injury.">Epidemiology of severe traumatic brain injury.</a> Journal of Neurosurgical Sciences. 62 (5), 535-541 (2018).</li></ol>

안정적이고 일관된 부상을 적용하는 데 중요한 몇 가지 단계가 있습니다. 첫째, 마우스는 두개골 절제술의 성능 동안 아무 움직임을 보장 수술 마취의 깊은 평면에 도달해야합니다. 수많은 마취 식이요법이 설치류에 있는 전신 마취를 유도하기 위하여 이용될 수 있는 동안, 흡입 마취와 같은 호흡 불경기를 유도하는 마취제는 가혹한 TBI와 결합될 때 호흡 정지귀착될 수 있습니다. 이 프로토콜은 ?...

질병 통제 및 상해 예방 센터는 대략 2백만명의 미국인이 외상성 뇌손상 (TBI)를 매년 1,2를지탱한다는 것을 추정합니다. 실제로, TBI는 가혹한TBI3,4,5를살아남기 위하여 매년 $800억 및 1인당 거의 $4백만에 가까운 헬스케어 비용으로 미국에 있는 모든 상해 관련 죽음의 30% 이상에 기여합니다. TBI의 영향은 행동, 인지 및 운동 장애의 교활한 개시와 생존자에 의해 고통 받는 중요한 장기 신경 인지 및 신경 정신병 합병증에 의해 강조된다 만성 외상성 뇌병증 (CTE) 6개 , 7명 , 8개 , 9개 , 10. 심지어 임상 증상을 초래하지 않는 그 영향 - 이러한 비임상 뇌진탕 이벤트 -장기 신경 기능 장애로 이어질 수있습니다 11,12.
TBI의 연구를 위한 동물 모형은 1800년대 후반13년부터채택되었습니다. 1980년대에는 TBI 모델링을 목적으로 공압 충격기가 개발되었습니다. 이 방법은 이제 제어 된 피질 충격 (CCI) 14라고합니다. CCI의 제어 및 재현성은 설치류15에사용하기 위한 모델을 적응시키기 위해 연구원을 지도했습니다. 우리의 실험실은 상업적으로 이용 가능한 충격기 및 전자 작동 장치16,17를통해 TBI를 유도하기 위하여 이 모형을 이용합니다. 이 모델은 사용되는 생체 역학 적 파라미터에 따라 임상적으로 적용 가능한 광범위한 TBI 상태를 제조 할 수 있습니다. 우리의 실험실에서 유도 된 심각한 부상 후 TBI 뇌의 조직 학적 평가는 상당한 측삭 피질 과 해마 손실뿐만 아니라 반대 측 부종과 왜곡을 보여줍니다. 추가적으로, CCI는 행동 측정제18에의해 측정된 것과 같이 모터 및 인식 기능에 있는 일관된 손상을 일으킵니다. CCI에 대한 제한사항에는 개두술의 필요성과 임팩터 및 작동 장치를 획득하는 비용이 포함됩니다.
TBI의 몇몇 추가 모델이 존재하고 측면 유체 타악기 모델, 중량 감소 모델 및 폭발 상해 모델19,20,21을포함하는 문헌에 잘 확립되어 있다. 이들 모델들 각각은 그들의 뚜렷한 장점을 가지고 있지만 그들의 주요 단점은 혼합 된 부상, 높은 사망률 및 표준화의 부족, 각각22. 또한 이러한 모델 중 어느 것도 CCI의 정확성, 정밀도 및 재현성을 제공하지 않습니다. CCI 모델은 생체 역학 적 파라미터 입력을 작동 장치로 조정함으로써 조사자가 뇌에 적용 된 부상의 크기, 부상 깊이 및 운동 에너지를 정밀하게 제어 할 수 있습니다. 이것은 조사자에게 두뇌의 특정 지역에 TBI의 전체 스펙트럼을 적용하는 기능을 줍니다. 그것은 또한 실험에서 실험에 가장 큰 재현성을 허용합니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>AnaSed Injection Xylazine Sterile Solution</td>
			<td>LLOYD, Inc.</td>
			<td>5939911020</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine SR Lab 0.5mg/mL</td>
			<td>Zoopharm-Wildlife Pharmaceuticals USA</td>
			<td>BSRLAB0.5-182012</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Speed Rotary Micromotor KiT0</td>
			<td>Foredom Electric Company</td>
			<td>K.1070</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imapact one for Stereotaxix CCI</td>
			<td>Leica Biosystems Nussloch GmbH</td>
			<td>39463920</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketathesia Ketamine HCl Injection USP</td>
			<td>Henry Schein, Inc</td>
			<td>56344</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse Specific Stereotaxic Base</td>
			<td>Leica Biosystems Nussloch GmbH</td>
			<td>39462980</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trephines for Micro Drill</td>
			<td>Fine Science Tools, Inc</td>
			<td>18004-50</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

murine model of controlled cortical impact for the induction of traumatic brain injury

질병 통제 및 상해 예방 센터는 거의 2백만명의 사람들이 미국에서 매년 외상성 뇌 손상 (TBI)를 지속한다는 것을 추정합니다. 사실, TBI는 모든 부상 관련 사망률의 3 분의 1 이상에 기여 요인입니다. 그럼에도 불구하고, TBI의 병리생리학의 근본적인 세포 와 분자 기계장치는 제대로 이해됩니다. 따라서, 인간 환자에서 TBI와 관련된 상해 기전을 복제할 수 있는 TBI의 전임상 모델은 중요한 연구가 필요하다. TBI의 제어 된 피질 충격 (CCI) 모델은 기계적 장치를 사용하여 노출된 피질에 직접 영향을 미칩니다. 어떤 모델도 인간 환자에서 TBI의 이질적인 상해 패턴 및 이질적인 특성을 완전히 재현할 수는 없지만, CCI는 임상적으로 적용 가능한 광범위한 TBI를 유도할 수 있다. 또한 CCI는 쉽게 표준화되어 조사자가 실험 뿐만 아니라 조사 그룹 전체에서 결과를 비교할 수 있습니다. 다음 프로토콜은 TBI의 뮤린 모델에서 시판되는 충격 장치를 가진 가혹한 CCI를 적용하는 상세한 기술이다.

임팩터는 입체 프레임에 직접 장착되어 충격 지점, 깊이 및 침투 지점을 제어하기 위해 최대 10 μm 해상도를 허용합니다. 채택된 전자기력은 1.5-6m/s에 이르는 충격 속도를 부여할 수 있습니다. 이를 통해 임상적으로 관련된 TBI의 전체 범위에 걸쳐 비교할 수 없는 정밀도와 재현성을 제공합니다. 조사관은 임팩트 터 크기, 충격 속도 및 충격 깊이와 같은 부상 매개 변수를 변경하여 원하는 부상 정도?...

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

외상성 뇌 손상의 유도에 대한 제어 피질 영향의 뮤린 모델

여기에서 우리는 열린 머리 통제된 피질 충격을 통해 뮤린 외상성 뇌 손상의 유도를 위한 프로토콜을 기술합니다.

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

제어 된 피질 영향은 과목과 실험전반에 걸쳐 표준화하기 쉽고 뇌의 정확하게 정의 된 영역에 외상성 뇌 손상의 전체 스펙트럼을 적용 할 수 있습니다. 이 절차를 시연하는 것은 메카 이슬람, 내 실험실에서 연구 기술자입니다. 이 기술은 설치류에 있는 외상성 두뇌 상해를 유도하는 가장 일관되고 재현가능한 양식 남아 있습니다.절차를 시작하기 전에 영향을 받는 장치를 스테레오탁스 작동 프레임에 연결합니다. 적절한 실험 속도와 적절한 시간에 대해 원하는 생체 역학 파라미터를 가진 작동 장치를 세팅합니다. 새로운 개인 보호 장비와 멸균 장갑을 착용하고 마취 실험 마우스에서 발가락 핀치에 대한 반응의 부족을 확인합니다.클리퍼를 사용하여 수술 부위의 모피를 면도하고 동물의 눈에 연고를 바르습니다. 그런 다음 수술실에 마우스를 넣고 세 가지 순차요오드 및 알코올 수술 스크럽으로 면도 된 피부를 준비합니다. 제어 된 피질 외상성 뇌 손상을 유도하기 위해 먼저 메스를 사용하여 두개골을 노출하기 위해 두피의 중간선을 따라 1 센티미터 절개를합니다.수술 부위에서 두피를 철회하고 노출된 두개골의 처진 및 관상 봉합사를 식별합니다. craniectomy를 수행하려면 최대 속도로 드릴을 활성화하고 두개골에 수직비트를 2밀리미터의 좌측에 적용하고 부드러운 균등한 압력으로 관상 봉합사에 2밀리미터 로스트랄을 적용하여 5mm 트레핀 드릴 비트가 있는 마이크로드릴을 장착합니다. 드릴이 두개골을 관통할 때 약간의 줄이 느껴집니다.집게와 작은 게이지 피하 바늘을 사용하여 뼈 플랩을 제거하고 기본 듀라 메이트를 완전히 노출시키고 충격기 팁을 수술 장으로 회전시하십시오. 스테레오탁스 프레임의 소형 이어바 사이에 양측 측두체 골격을 고정하고 절개 클램프 내의 절개를 잠그면 마우스 헤드에 안정적인 3점 홀드를 만듭니다. 노출된 듀라 마터와 접촉할 때까지 팁을 낮춥춥습니다.기기의 접촉 센서는 접촉이 이루어졌다는 것을 경고하는 가청 톤을 만듭니다. 충격 팁을 0점에서 철회하고 스테레오탁 프레임의 임팩트 자 위치를 낮게 하여 원하는 충격 깊이를 설정합니다. 그런 다음 작동 장치에서 영향을 활성 상태로 작동한 후 장치를 필드 밖으로 다시 회전하여 동물이 프레임에서 제거되도록 합니다.부상 직후, 멸균 면이 기울어진 어플리케이터에서 두개골에 직접 압력을 가하고 피질 표면을 손상하여 출혈을 제어하고 두개골을 말리기 위해 신선한 어플리케이터를 사용하십시오. 표준 기술에 따라 두개골 절제술을 통해 두피를 닫고 수술 후 진통제를 투여하십시오. 그런 다음 동물을 측면 탈큐비투스 회복 위치에 놓고 완전한 재복이 있을 때까지 모니터링하여 깨끗한 사전 데운지 케이지에 넣고 실험 과정 동안 3일마다 체중을 측정합니다.입증 된 부상의 전달은 경막하 인트라파렌키말과 지주 막출혈을 초래합니다. 심한 부상 후 외상성 뇌 손상 뇌 조직 섹션의 조직학적 평가는 상당한 ipsi측면 피질 및 해마 손실뿐만 아니라 모순 된 부종과 왜곡을 밝혀. 심하게 다친 뇌의 MR 이미징은 또한 뇌척수액에 의한 진보적인 조직 손실 및 교체를 보여줍니다.제어 된 피질 영향은 임상적으로 적용 가능한 뇌 손상의 넓은 범위를 생성 할 수있는 신뢰할 수있는 일관된 부상을 유도. 우리의 통제된 피질 충격 방법은 행동 및 화상 진찰 분석을 위한 가혹한 외상성 뇌 손상의 murine 모형을 생성하고 분자 및 세포 분석을 위한 조직을 생성합니다.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

측면 유체 타악기 : 마우스의 외상성 뇌 손상 모델

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

연구

신경과학

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

가벼운 외상성 뇌 손상 후 Hippocampal 회로 기능의 수선에 관한 조사

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological ...

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

모델을 새로운 시험관에 폭발 외상 성 뇌 손상의

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

가압된 설치류에 폭발을 이용한 Neurotrauma의 효과 중간 대뇌 동맥

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice

쥐에서 외상성 뇌 손상 후 Caecum Microbiota에서 변경 을 조사

Increasing evidence shows that the microbiota-gut-brain axis plays an important role in the pathogenesis of brain diseases. Several studies also ...

Induction of Diffuse Axonal Brain Injury in Rats Based on Rotational Acceleration

회전 가속도에 따라 쥐에 확산 축 차 뇌 손상의 유도

Traumatic brain injury (TBI) is a major cause of death and disability. Diffuse axonal injury (DAI) is the predominant mechanism of injury in a large ...

Systems Analysis of the Neuroinflammatory and Hemodynamic Response to Traumatic Brain Injury

외상성 뇌 손상에 대한 신경 염증 및 혈역학 반응의 시스템 분석

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a significant public health problem. Repeated exposure to mTBI can lead to cumulative, long-lasting functional ...

A Metric Test for Assessing Spatial Working Memory in Adult Rats Following Traumatic Brain Injury

외상성 뇌 손상 다음 성인 쥐에서 공간 작업 메모리를 평가 하기 위한 메트릭 테스트

Impairments to sensory, short-term, and long-term memory are common side effects after traumatic brain injury (TBI). Due to the ethical limitations of ...

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

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 ...

Assessing Changes in Synaptic Plasticity Using an Awake Closed-Head Injury Model of Mild Traumatic Brain Injury

경미한 외상성 뇌 손상의 깨어 있는 폐쇄 두부 손상 모델을 사용하여 시냅스 가소성의 변화 평가

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a prevalent health issue in North America. There is increasing pressure to utilize ecologically valid models of ...