Name: inducing post-traumatic epilepsy in a mouse model of repetitive diffuse traumatic brain injury
Uploaded: 2020-02-10T12:30:00
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この研究は、賞No.の下で心理的健康と外傷性脳損傷研究プログラムを通じて、米国陸軍医学研究とマテリエル司令部(DoD)から受け取った助成金CUREに基づいて、R01 NS105807/ NS /NINDS NIH HHS / 米国とCUREによってサポートされました。W81XWH-15-2-0069.イワン・ザイトフックは、原稿を校正するために非常に高く評価されています。

このプロトコルに記載されているすべての動物手順は、バージニア工科大学の施設動物管理および使用委員会(IACUC)に従い、国立衛生研究所の「実験動物のケアと使用のためのガイド」に準拠して行われました。.
1. 動物の取り扱いプロトコル
注:このプロトコルは、到着後にベンダーから施設に注文した動物を習慣化し、実験者によって処理されるこ?...

<ol>
	<li>Christensen, J., 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=Long-term+risk+of+epilepsy+after+traumatic+brain+injury+in+children+and+young+adults:+a+population-based+cohort+study.">Long-term risk of epilepsy after traumatic brain injury in children and young adults: a population-based cohort study.</a> Lancet. 373 (9669), 1105-1110 (2009).</li><li>Lowenstein, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epilepsy+after+head+injury:+an+overview.">Epilepsy after head injury: an overview.</a> Epilepsia. 50, 4-9 (2009).</li><li>Ferguson, P. L., 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=A+population-based+study+of+risk+of+epilepsy+after+hospitalization+for+traumatic+brain+injury.">A population-based study of risk of epilepsy after hospitalization for traumatic brain injury.</a> Epilepsia. 51 (5), 891-898 (2010).</li><li>Abou-Abbass, H., 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=Epidemiology+and+clinical+characteristics+of+traumatic+brain+injury+in+Lebanon:+A+systematic+review.">Epidemiology and clinical characteristics of traumatic brain injury in Lebanon: A systematic review.</a> Medicine (Baltimore). 95 (47), 5342 (2016).</li><li>Management of Concussion/mTBI Working Group. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VA/DoD+Clinical+Practice+Guideline+for+Management+of+Concussion/Mild+Traumatic+Brain+Injury.">VA/DoD Clinical Practice Guideline for Management of Concussion/Mild Traumatic Brain Injury.</a> The Journal of Rehabilitation Research and Development. 46 (6), 1-68 (2009).</li><li>Piccenna, L., Shears, G., O'Brien, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+post-traumatic+epilepsy:+An+evidence+review+over+the+last+5+years+and+future+directions.">Management of post-traumatic epilepsy: An evidence review over the last 5 years and future directions.</a> Epilepsia Open. 2 (2), 123-144 (2017).</li><li>Loscher, W., Brandt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevention+or+modification+of+epileptogenesis+after+brain+insults:+experimental+approaches+and+translational+research.">Prevention or modification of epileptogenesis after brain insults: experimental approaches and translational research.</a> Pharmacological Reviews. 62 (4), 668-700 (2010).</li><li>Ostergard, T., Sweet, J., Kusyk, D., Herring, E., Miller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+post-traumatic+epilepsy.">Animal models of post-traumatic epilepsy.</a> Journal of Neuroscience Methods. 272, 50-55 (2016).</li><li>Shandra, O., 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=Repetitive+Diffuse+Mild+Traumatic+Brain+Injury+Causes+an+Atypical+Astrocyte+Response+and+Spontaneous+Recurrent+Seizures.">Repetitive Diffuse Mild Traumatic Brain Injury Causes an Atypical Astrocyte Response and Spontaneous Recurrent Seizures.</a> Journal of Neuroscience. 39 (10), 1944-1963 (2019).</li><li>Foda, M. A., Marmarou, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+model+of+diffuse+brain+injury+in+rats.+Part+II:+Morphological+characterization.">A new model of diffuse brain injury in rats. Part II: Morphological characterization.</a> Journal of Neurosurgery. 80 (2), 301-313 (1994).</li><li>Marmarou, 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=A+new+model+of+diffuse+brain+injury+in+rats.+Part+I:+Pathophysiology+and+biomechanics.">A new model of diffuse brain injury in rats. Part I: Pathophysiology and biomechanics.</a> Journal of Neurosurgery. 80 (2), 291-300 (1994).</li><li>Paxinos, G., Keith, B. J., Franklin, 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> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2007).</li><li>Shandra, O., Robel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+and+Manipulating+Astrocyte+Function+In+Vivo+in+the+Context+of+CNS+Injury.">Imaging and Manipulating Astrocyte Function In Vivo in the Context of CNS Injury.</a> Methods in Molecular Biology. 1938, 233-246 (2019).</li><li>Pitkanen, A., Immonen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epilepsy+related+to+traumatic+brain+injury.">Epilepsy related to traumatic brain injury.</a> Neurotherapeutics. 11 (2), 286-296 (2014).</li><li>Kharatishvili, I., Nissinen, J. P., McIntosh, T. K., Pitkanen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+posttraumatic+epilepsy+induced+by+lateral+fluid-percussion+brain+injury+in+rats.">A model of posttraumatic epilepsy induced by lateral fluid-percussion brain injury in rats.</a> Neuroscience. 140 (2), 685-697 (2006).</li><li>Pitkanen, A., Bolkvadze, T., Immonen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-epileptogenesis+in+rodent+post-traumatic+epilepsy+models.">Anti-epileptogenesis in rodent post-traumatic epilepsy models.</a> Neuroscience Letters. 497 (3), 163-171 (2011).</li><li>Gades, N. M., Danneman, P. J., Wixson, S. K., Tolley, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+magnitude+and+duration+of+the+analgesic+effect+of+morphine,+butorphanol,+and+buprenorphine+in+rats+and+mice.">The magnitude and duration of the analgesic effect of morphine, butorphanol, and buprenorphine in rats and mice.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 39 (2), 8-13 (2000).</li></ol>

焦点と拡散傷害のどちらを誘発するCCIおよびFPIモデルとは対照的に、このプロトコルで説明されている反復的な拡散TBIのモデルは、焦点脳損傷の不在時にびまん性傷害の誘発を可能にし、頭皮または頭蓋の開口部および関連する炎症を必要としない。このモデルにおける難解切除がないことの付加的な利点は、慢性的な連続脳波記録のための電極を埋め込むだけでなく、ShandraとRobel 20191に記?...

TBIは毎年、世界中で推定6,000万人に影響を与えています。影響を受けた個人はてんかんを発症するリスクが高く、最初の怪我の数年後に現れる可能性があります。重篤なTBIはてんかんのリスクが高いと関連していますが、軽度のTBIでさえ、てんかん1、2、3、4を発症する可能性が高くなります。すべての TBE は、フォーカル、ディフューズ、またはその両方の組み合わせに分類できます。びまん性脳損傷は、多くのTbIではないにしても多くの中に存在し、加速減速および回転力のために互いに異なる密度の脳組織の結果である。定義上、びまん性傷害は軽度/脳震盪性非貫通性脳損傷において孤立してしか起こらず、コンピュータ断層撮影スキャン5では脳病変は見えない。
現在、心的外傷後てんかん(PTE)を発症している患者の管理には2つの重大な問題があります。1つ目は、PTEが現れると、発作は利用可能な抗てんかん薬(AED)6に耐性があることです。第二に、AEはてんかんの予防に等しく効果がなく、効果的な代替治療アプローチはありません。この赤字に対処し、より良い治療標的と治療の候補を見つけるためには、PTE6の根本にある新しい細胞および分子メカニズムを探求する必要があります。
心的外傷後てんかんの顕著な特徴の1つは、最初の外傷性事象と自発的で挑発的な再発発作の発症との間の潜伏期間である。この時間枠はPTEの治療と予防を完全に可能にする可能性があるため、この時間ウィンドウ内で発生するイベントは、研究者にとって自然な焦点です。動物モデルは、いくつかの明確な利点を提供するため、この研究に最も一般的に使用されています, 少なくとも、人間の患者の継続的な監視は、このような潜在的に長い時間をかけて非現実的かつ高価であろうということです.さらに、てんかんの根本にある細胞および分子のメカニズムは、動物モデルでのみ探索することができます。
自発的な心的外傷後発作およびてんかんを有する動物モデルは、ケモコンブチル剤または電気刺激などによってTBIの後に発作が誘発されるモデルよりも好ましい。例えば、ケモコンブルサンスまたは電気刺激によって、急性、慢性、または親切によって。自発的な心的外傷後発作モデルは、TBIがてんかんを引き起こす健康な脳ネットワークをどのように変更するかをテストする。TBI後の追加刺激を用いた研究は、TBIへの暴露が発作閾値を減少させ、発作に対する感受性に影響を与える方法を評価する。化学的または電気刺激によって誘発された発作を伴う動物モデルの利点は、AEDに対する屈折性の特定のメカニズムと既存および新規のAEDの有効性をテストすることである。しかし、これらのデータのヒトへの関連性および翻訳の程度は、以下の理由で7があいまいであり得る:1)発作機構はTBI単独で誘発されるものとは異なり得る。2)これらのモデルのすべてが自発的な発作につながるわけではありません7;3)痙攣剤自体によって生じる病変は、その送達に必要なカニューレを有する、または深層構造(例えば、海馬または扁桃体)での電極配置を刺激することによって、すでに発作感受性の増加を引き起こし得る可能性があり、さらには海馬てんかん場電位7。さらに、いくつかの痙攣剤(すなわち、カイエン酸)は、直接海馬病変および硬化性を産生し、これは拡散TBI後に典型的ではない。
最近まで、心的外傷後てんかんの2つの動物モデルのみが存在していた:制御された皮質衝撃(CCI、焦点)または流体打楽器損傷(FPI、焦点およびびまん性)8。両方のモデルは、げっ歯類8の組織損失、出血、およびグリオシスと並んで大きな焦点病変をもたらす。これらのモデルは、大きな焦点病変によって誘発される心的外傷後てんかんを模倣する。最近の研究では、繰り返し(3x)びまん性TBIが、マウスに対する自発的発作およびてんかんの発症に十分であることを示した9は、自発再発性発作が確認された第3のげっ歯類PTEモデルを加える。この新しいモデルは、拡散TBIによって引き起こされる細胞および分子の変化を模倣し、軽度の脳震盪性TBIを有するヒト集団をよりよく表す。このモデルでは、発作発症前3週間以上の潜伏期間と後期の自発的な再発発作の出現は、心的外傷後てんかん発生の根本的な原因を調査し、発作発症後の予防アプローチおよび新しい治療候補の有効性をテストすることを可能にし、約半数の動物が心的外傷後てんかんを発症するため、心的外傷後てんかんのバイオマーカーの発症の可能性を有する。
心的外傷後てんかんの研究のための動物モデルの選択は、科学的な質問、調査された脳損傷の種類、および基礎となる細胞および分子メカニズムを決定するためにどのようなツールを使用するかに依存する。最終的には、心的外傷後てんかんのモデルは、TBI後の自発的発作の出現とTBI動物のサブセットにおける初期遅延期間の両方を実証しなければならない。これを行うために、このプロトコルでは、同時ビデオ集録を伴う脳波(EEG)が使用されます。データ収集ハードウェアとアプローチの背後にある技術的側面を理解することは、正確なデータ解釈のために重要です。重要なハードウェアの側面には、記録システムの種類、電極の種類(ねじまたはワイヤリード)と材料、同期ビデオ集録(EEGシステムまたはサードパーティの一部として)、およびコンピュータシステムの特性が含まれます。研究目標、対象のEEGイベント、さらなる分析方法、データストレージの持続可能性に応じて、あらゆるタイプのシステムに適切な取得パラメータを設定することが不可欠です。最後に、電極構成(モンタージュ)の方法は、それぞれ長所と短所があり、データ解釈に影響を与えるので、考慮する必要があります。
このプロトコルは、変更されたMarmarou重量降下モデル10、11を使用して、マウスにおける自発的、挑発されない再発性発作をもたらすびまん性傷害を誘発する方法を詳述し、単一および多チャンネル連続、および単一級、バイポーラ、または混合モンタージュを使用してビデオEEGを同期させる外科的アプローチを記述する。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.10&#34; screw</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8209</td>
			<td>0.10 inch long stainless steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.10&#34; screw</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8403</td>
			<td>0.10 inch long with pre-soldered wire lead</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.12&#34; screw</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8212</td>
			<td>0.12 inch long stainless steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1EEG headmount</td>
			<td>Invitro1 (subsidiary of Plastics One), VA, USA</td>
			<td>MS333/8-A/SPC</td>
			<td>3 individually Teflon-insulated platinum iridium wire electrodes (twisted or untwisted, 0.005 inch diameter) extending below threaded plastic pedestal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2EEG/1EMG headmount</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8201</td>
			<td>2EEG/1EMG channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3% hydrogen peroxide</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Pharmacy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3EEG headmount</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8235-SM-C</td>
			<td>custom 6-Pin Connector for 3EEG channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Par Pharmaceuticals, Cos. Inc., Spring Valley, NY, USA</td>
			<td>060969</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Par Pharmaceuticals, Cos. Inc., Spring Valley, NY, USA</td>
			<td>060969</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6 mice</td>
			<td>Harlan/Envigo Laboratories Inc</td>
			<td></td>
			<td>male, 12-16 weeks old</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6 mice</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>male, 12-16 weeks old</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Zoetis Services LLC, Parsippany, NJ, USA</td>
			<td>026357</td>
			<td>NOTE: this drug is added during weight drop only if stereotactic electrode implantation will be performed on the same day</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorhexidine antiseptic</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Pharmacy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental cement and solvent kit</td>
			<td>Stoelting Co., USA</td>
			<td>51459</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill</td>
			<td>Foredom</td>
			<td>HP4-917</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit</td>
			<td>Meisinger USA, LLC, USA</td>
			<td>HM1-005-HP</td>
			<td>0.5 mm, Round, 1/4, Steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry sterilizer</td>
			<td>Cellpoint Scientific, USA</td>
			<td></td>
			<td>Germinator 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG System 1</td>
			<td>Biopac Systems, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG System 2</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol &#8805;70%</td>
			<td>VWR, USA</td>
			<td>71001-652</td>
			<td>KOPTEC USP, Biotechnology Grade (140 Proof)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye ointment</td>
			<td>Pro Labs Ltd, USA</td>
			<td></td>
			<td>Puralube Vet Ointment Sterile Ocular Lubricant available in general online stores and pharmacies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluriso liquid for inhalation anesthesia</td>
			<td>MWI Veterinary Supply Co., USA</td>
			<td>502017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair removal product</td>
			<td>Church &#38; Dwight Co., Inc., USA</td>
			<td></td>
			<td>Nair cream</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>MWI Veterinary Supply Co., USA</td>
			<td>502017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-iodine surgical solution</td>
			<td>Purdue Products, USA</td>
			<td>004677</td>
			<td>Betadine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rimadyl/Carprofen</td>
			<td>Zoetis Services LLC, Parsippany, NJ, USA</td>
			<td>026357</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Harware store</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering iron</td>
			<td>Weller, USA</td>
			<td>WP35</td>
			<td>ST7 tip, 0.8mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel disc</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile cotton swabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile gauze pads</td>
			<td>Fisher Scientific, USA</td>
			<td>22362178</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile poly-lined absorbent towels pads</td>
			<td>Cardinal Health, USA</td>
			<td>3520</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue adhesive</td>
			<td>3M Animal Care Products, USA</td>
			<td>1469SB</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

inducing post-traumatic epilepsy in a mouse model of repetitive diffuse traumatic brain injury

外傷性脳損傷(TBI)は、後天性てんかんの主な原因である。TBI は、焦点またはびまん性脳損傷を引き起こす可能性があります。焦点損傷は、時には頭蓋骨を貫通する直接的な機械的力の結果であり、脳組織に直接病変を引き起こした。これらは、脳イメージング中に、連続、裂傷、出血を伴う領域として見られます。焦点病変は神経死およびグリア瘢痕形成を誘発し、TBIを発生させる全ての人々の20%−25%に存在する。しかし、TBIの大部分の場合、傷害は加速減速力とその後の組織剪断によって引き起こされ、非焦点的、拡散性損傷をもたらす。TBI患者の亜集団は、数ヶ月または数年の待ち時間の後に心的外傷後てんかん(PTE)を発症し続けている。現在、どの患者がPTEを発症するかを予測することは不可能であり、PTE患者の発作は制御に困難であり、さらなる研究が必要です。最近まで、この分野は、検証された自発的な心的外傷後発作を有する2つの動物/げっ歯類モデルに限定され、両方とも皮質および時には皮質下構造における大規模な組織喪失を有する大きな焦点病変を呈した。これらのアプローチとは対照的に、変性体重減少モデルを用いて誘導されたびまん性TBIは、焦点性病変または組織喪失がない場合でも、自発的痙攣性および非けいれん発作の発症を開始するのに十分であると判断された。後天性心的外傷後てんかんを有するヒト患者と同様に、このモデルは発作発症前の傷害後の待ち時間を呈する。このプロトコルでは、コミュニティに心的外傷後てんかんの新しいモデルが提供され、数ヶ月の間に拡散性非病変TBIを誘導し、続いて数ヶ月にわたって継続的な長期的なビデオ脳波動物モニタリングを誘導する方法を詳述する。このプロトコルは、動物の取り扱い、重量低下手順、2つの集録システムの電極配置、および手術、術後モニタリング、およびデータ取得の各ステップで頻繁に遭遇する課題について詳述します。

ここで概説するプロトコルは、反復拡散TBIのマウスモデルを用いて、単独で拡散傷害を誘導する方法(例えば、焦点病変がない場合)を説明する(図1)。図 1Aは、このモデルで TBI の誘導に使用されるウェイト ドロップ デバイスとそのコンポーネント (図 1A、 a1-a5)と、手順中の重要なステップ (<strong class...

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Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury Video (Video) | JoVE

この体系的なプロトコルは、反復的な軽度の外傷性脳損傷後の心的外傷後てんかんの新しい動物モデルを記述する。最初の部分は、変更された体重減少モデルを使用して外傷性脳損傷誘導のためのステップを詳述する。第2部では、単一および多チャンネルの脳波データ集録システムの外科的アプローチについて説明します。

反復性びまん性外傷性脳損傷のマウスモデルにおける心的外傷後てんかんの誘導

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of ...

我々のプロトコルは、軽度の外傷性脳損傷によって誘発される心的外傷後てんかんのマウスモデルを詳述する最初のプロトコルである。軽度の拡散性外傷性脳損傷モデルの使用は、ほとんど常に拡散成分を有するヒト外傷性脳損傷の病理の重要な側面を模倣する。バイオマーカーや治療法を開発するためには、ヒト病理の側面を適切に再現するモデルを用いた研究が必要です。私たちの外傷性脳損傷モデルはまた、軽度の外傷性脳損傷または脳震盪後に脳機能の障害を引き起こすメカニズムに関する洞察を提供する可能性を有する。痛みの反射に対する応答の欠如を確認した後、フォームパッドにマウスを置き、体重低下管の下にマウスの頭部を置きます。目と耳の間の動物の頭の中央に平らな1.3センチメートルの直径1.3センチメートルの厚さ880ミリグラムの厚さのステンレス鋼ディスクを置きます。重量ドロップチューブのピンを取り外し、50センチメートルの高さから100グラムの重量ロッドを解放します。コントロールマウスで偽の傷害を誘発するには、重量降下中にピンが偶発的に放出されるのを防ぐために、チューブから重量棒を取り除きます。重量降下誘導後、動物を背中に置き、完全な債務まで監視する無菌ポリ裏地吸収性タオルで覆われた加熱パッドに置きます。その後、回復ゲルといくつかの湿らせたチャウピースと加熱パッドに温めたきれいなケージにマウスを45分間置きます。脳電解電極注入のための外科分野を準備するには、温度センサーをパッドに置き、再麻酔された脳傷ついたマウスを立体性装置の加熱パッドの上に無菌ドレープに置きます。耳の棒で頭を固定した後、動物の目に潤滑軟膏を塗布し、脱毛クリームを使用して頭皮から髪を取り除きます。露出した皮膚を、ポビトンヨウ素外科用消毒液の3つの20秒交互スワブと70%エタノールを円形運動で消毒する。頭皮を取り除いた後、開いた皮膚の境界に小さな止止まりを適用して、露出した領域を拡大します。次に、メスを使って骨膜を静かに取り除き、過酸化水素で頭蓋骨を綿棒にします。頭蓋骨が組織から取り除かれ、白っぽい外観を示すとき、滅菌ガーゼまたは綿棒で骨を乾燥させる。電極注入の場合、5,000~6,000回転/分の円形0.5ミリメートルの鋼ビットを用いた高速ドリルを使用して、ネジ電極用の6つのバリ穴を作成します。すべての穴が開けられたら、6本のネジ電極をバリ穴に入れ、歯科用セメントパウダーの半分のスクープと数滴の溶剤を混ぜます。歯科セメント混合物が粘着性があるが可鍛性で硬くなるまでかき混ぜるためにヘラを使用して、動物の頭蓋骨に置かれたときに適切に凝縮されるほど硬い。頭蓋骨と各ねじ電極の露出面全体にセメントを塗布します。1~2分後、はんだ付けアイロンをオンにし、3つのEEGヘッドマウントを立体性ホルダーアームに入れます。ヘッドマウントをスカルの上に置き、6本のワイヤリード位置が各ネジ電極のワイヤリードの位置と一致するようにします。その腹側部分が歯科用セメントの上に置かるように装置を下げなさい。各ねじ電極から各リードのワイヤをヘッドマウントの対応するワイヤリードでねじり、適切な信号伝導のために各ねじれたワイヤーをはんだ、ハサミを使用して余分なワイヤをトリミングします。ヘッドマウントの周りにはんだ付きのワイヤーリードの各ペアを曲げてください。すべてのペアが曲がったら、ヘッドマウントの黒い部分だけを露出させたまま、新鮮な歯科用セメントでワイヤーのすべてを覆います。皮膚のフラップを保持する止血体を解放し、感染を避けるためにインプラントの周りの領域にクロルヘキシジン消毒剤を適用します。次に、動物を装置からバランスに移し、動物を将来の監視用の基準として測定し、監視、回収ゲル、およびいくつかの湿らせたチャウピースを備えた暖かい加熱パッドの清潔なケージに動物を入れます。この図では、このビデオプロトコルで示されるように構成された3つの脳台座を用いて記録された体重低下外傷性脳損傷を繰り返した97日後にマウスでの自発的発作が示されている。ここで、反復重み低下外傷性脳損傷の65日後にマウスに記録された自発的な非痙攣電解発作が示されている。この図では、体重低下外傷性脳損傷を繰り返した23日後にマウスでの自発的発作を1台の脳台に用いて記録した。典型的な発作のスペクトルパワーは、15ヘルツのピークを有する10〜40ヘルツの範囲内にある最高密度を示す。このプロトコルは、一部の動物における発作クラスタリングの発生を示し、断続的な記録ではなく連続的に取得することの重要性を強調する反復的な体重低下外傷性脳損傷後の動物における発作発症のタイムラインを示す。スチールディスクの適切な配置、ネジ電極の慎重な注入、ワイヤリードの慎重なはんだ付けはすべて、長期的な実験を成功させるために不可欠です。脳科学モニタリングの後、発作を発症する脳損傷を有する動物は、その細胞、分子、および生理学的な違いをその後の分析のためにそうでない動物から階層化することができる。外傷性脳損傷を引き起こすが発作を発症しない動物から外傷後てんかんを持つ動物を階層化することは、介入およびバイオマーカーの開発にとって重要である。

Research

JoVE Journal

Behavior

Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury

Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke Video (Video) | JoVE

代償四肢使用および虚血性脳卒中のマウスモデルにおける感覚皮質損傷後の運動技能の学習の行動評価

Mouse models have become increasingly popular in the field of behavioral neuroscience, and specifically in studies of experimental stroke. As models ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

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変更された穴会は - マウスとラットにおける行動、認知と社会的相互作用を測定する

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

Exploring the Use of Isolated Expressions and Film Clips to Evaluate Emotion Recognition by People with Traumatic Brain Injury

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外傷性脳損傷を持つ人々によって感情の認識を評価するために単離された式とフィルムクリップの使用を探ります

The current study presented 60 people with traumatic brain injury (TBI) and 60 controls with isolated facial emotion expressions, isolated vocal emotion ...

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

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ラットの脳の片側半球に反復経頭蓋磁気刺激

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...

Wheel Running and Environmental Complexity as a Therapeutic Intervention in an Animal Model of FASD

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FASDの動物モデルにおける治療的介入としてホイールランニングと環境の複雑さ

Aerobic exercise (e.g., wheel running (WR) extensively used in animal research) positively impacts many measures of neuroplastic potential in the brain, ...

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

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半径方向水迷路迷路を用いた外傷性脳損傷のマウスモデルにおける空間記憶障害の評価

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

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外傷性脳損傷後のラットの行動の赤字を検出

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat

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レーザーのドップラー イメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory ...

A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats

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ラットにおけるうつ病のような動作を誘導する新しい方法

Contagious depression is a phenomenon that is yet to be fully recognized and this stems from insufficient material on the subject. At the moment, there is ...

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder

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恐怖のストレス強化学習、心的外傷後ストレス障害の堅牢な齧歯動物モデル

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders ...