Name: brain death induction in mice using intra-arterial blood pressure monitoring and ventilation via tracheostomy
Uploaded: 2020-04-17T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Brain Death Induction in Mice Using Intra-Arterial Blood Pressure Monitoring and Ventilation via Tracheostomy at JoVE.com

動物実験は、米国医学研究会が定める実験動物の治療の原則と、米国科学アカデミーが作成した実験動物のケアと使用ガイドに従って行われ、国立衛生研究所が発行した(NIH出版第86-23号、改訂版)。すべての実験は、オーストリアの文部科学省(BMWF-66.011/0071-II/3b/2012)によって承認されました。
1. 動脈カテーテル法
<ol><li>局所的な慣行(例えばブプレノルフィン)に従ってケ?...

<ol>
	<li>Hart, 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=OPTN/SRTR+2017+Annual+Data+Report:+Kidney.">OPTN/SRTR 2017 Annual Data Report: Kidney.</a> American Journal of Transplantation. 19 (Suppl 2), 19 (2019).</li><li>The Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practice+parameters+for+determining+brain+death+in+adults+(summary+statement).">Practice parameters for determining brain death in adults (summary statement).</a> Neurology. 45 (5), 1012-1014 (1995).</li><li>Terasaki, P. I., Cecka, J. M., Gjertson, D. W., Takemoto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+survival+rates+of+kidney+transplants+from+spousal+and+living+unrelated+donors.">High survival rates of kidney transplants from spousal and living unrelated donors.</a> New England Journal Medicine. 333 (6), 333-336 (1995).</li><li>Pratschke, J., Neuhaus, P., Tullius, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+can+be+learned+from+brain-death+models?.">What can be learned from brain-death models?.</a> Transplant International. 18 (1), 15-21 (2005).</li><li>Wilhelm, M. 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=Activation+of+the+heart+by+donor+brain+death+accelerates+acute+rejection+after+transplantation.">Activation of the heart by donor brain death accelerates acute rejection after transplantation.</a> Circulation. 102 (19), 2426-2433 (2000).</li><li>Pomper, G., 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=Introducing+a+mouse+model+of+brain+death.">Introducing a mouse model of brain death.</a> Journal of Neuroscience Methods. 192 (1), 70-74 (2010).</li><li>Ritschl, P. V., 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=Donor+brain+death+leads+to+differential+immune+activation+in+solid+organs+but+does+not+accelerate+ischaemia-reperfusion+injury.">Donor brain death leads to differential immune activation in solid organs but does not accelerate ischaemia-reperfusion injury.</a> Journal of Pathology. 239 (1), 84-96 (2016).</li><li>Atkinson, C., 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=Donor+brain+death+exacerbates+complement-dependent+ischemia/reperfusion+injury+in+transplanted+hearts.">Donor brain death exacerbates complement-dependent ischemia/reperfusion injury in transplanted hearts.</a> Circulation. 127 (12), 1290-1299 (2013).</li><li>Oberhuber, R., 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=Treatment+with+tetrahydrobiopterin+overcomes+brain+death-associated+injury+in+a+murine+model+of+pancreas+transplantation.">Treatment with tetrahydrobiopterin overcomes brain death-associated injury in a murine model of pancreas transplantation.</a> American Journal of Transplantation. 15 (11), 2865-2876 (2015).</li><li>Floerchinger, B., 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=Inflammatory+immune+responses+in+a+reproducible+mouse+brain+death+model.">Inflammatory immune responses in a reproducible mouse brain death model.</a> Transplant Immunology. 27 (1), 25-29 (2012).</li><li>Steen, P. A., Milde, J. H., Michenfelder, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=No+barbiturate+protection+in+a+dog+model+of+complete+cerebral+ischemia.">No barbiturate protection in a dog model of complete cerebral ischemia.</a> Annals of Neurology. 5 (4), 343-349 (1979).</li><li>Cooper, D. K., Novitzky, D., Wicomb, W. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pathophysiological+effects+of+brain+death+on+potential+donor+organs,+with+particular+reference+to+the+heart.">The pathophysiological effects of brain death on potential donor organs, with particular reference to the heart.</a> Annals of the Royal College of Surgeons of England. 71 (4), 261-266 (1989).</li><li>Herijgers, P., Leunens, V., Tjandra-Maga, T. B., Mubagwa, K., Flameng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+organ+perfusion+after+brain+death+in+the+rat+and+its+relation+to+circulating+catecholamines.">Changes in organ perfusion after brain death in the rat and its relation to circulating catecholamines.</a> Transplantation. 62 (3), 330-335 (1996).</li></ol>

BDは、多臓器提供者における同種移植片の質の危険因子であり、多くの病態生理学的変化を伴い、in vivoモデルを使用してのみ十分に評価することができる。血行力学的変化、サイトカイン嵐、ホルモン変化、臓器移植片の質と生存に対する最終的な影響は、vitro4では分析できない。基本的な移植と免疫学的研究の大半は、マウスモデルでのみ広く利用可能な洗練された診断?...

移植は現在、末期臓器不全の唯一の治癒治療である。これまで、脳死(BD)患者は臓器提供の主な情報源となってきましたが、循環死後の生活寄付と寄付は貴重な選択肢です。BDは不可逆性昏睡(既知の原因を有する)によって定義される、脳幹反射および無呼吸2の欠如。残念なことに、BD器官は、ヒト白血球抗原(HLA)ミスマッチおよび低温虚血時間3とは無関係に、長期移植片生存期間において劣った結果を示す。一方、この抗原非依存性危険因子に関する鋭意研究は、BDの結果として媒介される病態生理学的変化の3つの主要な側面をもたらす、血行力学的、ホルモン、および炎症性4を生じる。
現在までに、げっ歯類の実験BDモデルは、主にラットを用いて行われてきた。BDに続く固体器官に対する免疫学的影響に関するより大きな洞察を得るために、我々は現在マウスモデルのみが遺伝的または免疫学的要因に関する包括的な調査を可能にするので、BDのマウスモデルを確立することを目指した。このコンテキストでは、マウス システムは、より多くの分析ツールを提供します。
ここで説明するBD誘導の原理は、頭蓋骨の下に挿入されたバルーンカテーテルの膨張によって誘発される頭蓋内圧の増加に基づいている。頭蓋内圧の増加は、大脳、小脳、および脳幹,5,6の灌流を遮断することによってBDの生理学的メカニズム5を模倣する。末梢器官の十分な灌流を保証するために、血圧測定は処置の間に義務付けられている。この目的のために同時に用いられるカテーテルは、液剤置換によって血圧を安定化させるために生理食物投与に役立つ。BDは自然呼吸の停止を伴うため、十分な換気が確保されなければならない。電気毛布は生理学的な中心体温を維持する。
要約すると、このモデルは、BD誘発傷害、白血球移動7、賛辞活性化8、虚血性再灌流傷害9、および他の要因に及ぼす影響に関する詳細な研究を可能にする。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Arterial catheter (BD Neoflon 26G)</td>
			<td>BD</td>
			<td>391349</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blood Pressure Transducers (APT300)</td>
			<td>Harvard Apparatus Inc.</td>
			<td>73-3862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fogarty Arterial Embolectomy Catheter N&#176; 3</td>
			<td>Edwards Lifesciences Corporation</td>
			<td>120403F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11271-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Homeothermic Blanket Systems with Flexible Probe</td>
			<td>Harvard Apparatus Inc.</td>
			<td>55-7020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketansol</td>
			<td>Graeub</td>
			<td>6680110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro scissor</td>
			<td>FST</td>
			<td>15018-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td>FST</td>
			<td>12060-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prolene 5-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8698H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pump 11 Elite Infusion Only Single</td>
			<td>Harvard Apparatus Inc.</td>
			<td>70-4500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissor</td>
			<td>FST</td>
			<td>14075-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>SZX7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transpore Tape</td>
			<td>3M</td>
			<td>1527-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Underpads</td>
			<td>Molinea.A</td>
			<td>274301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ventilator for mice (MiniVent Model 845)</td>
			<td>Harvard Apparatus Inc.</td>
			<td>73-0043</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylasol</td>
			<td>Graeub</td>
			<td>7630109</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

brain death induction in mice using intra-arterial blood pressure monitoring and ventilation via tracheostomy

循環死後の生活献金と寄付の両方が臓器移植の代替機会を提供する一方で、ドナー脳死後の寄付(BD)は依然として固形移植の主要な源泉となっている。残念ながら、脳機能の不可逆的な喪失は、血行力学的およびホルモン修飾を含む複数の病態生理学的変化を誘発することが知られており、最終的に全身的な炎症反応を引き起こす。生体内でこれらの効果を体系的に調査できるモデルは不足しています。BD誘導のマウスモデルを発表し、BDが同種移植片の品質に及ぼす壊滅的な影響の調査に役立つ可能性があります。気管切開術を介して一般的な頸動脈および信頼できる換気を介して動脈内血圧測定を実施した後、BDはバルーンカテーテルを用いて頭蓋内圧を着実に増加させることによって誘導される。BD誘導の4時間後、臓器は分析のために、またはさらなる移植処置のために収穫され得る。我々の戦略は、マウスモデルにおけるドナーBDの包括的な分析を可能にし、固体臓器移植におけるBD関連の効果を詳細に理解し、臓器予備調整を最適化する道を開く可能性がある。

マウスBDモデルは成功した成功率90%以上で100回以上実行されました。さらに、心臓と腎臓の介入後臓器移植は安全に行われ7.
BDは、このモデルを用いてさらに調査され得る様々な病態生理学的変化を誘発する。図1に示すように、血圧は最初の高血圧のピークを示し、続いて長期の降?...

Watch this Scientific Journal Video about Brain Death Induction in Mice Using Intra-Arterial Blood Pressure Monitoring and Ventilation via Tracheostomy at JoVE.com

Brain Death Induction in Mice Using Intra-Arterial Blood Pressure Monitoring and Ventilation via Tracheostomy

固体臓器移植の文脈において、その病態生理学的効果が臓器や連続移植片に及ぼす影響を評価するために、脳死誘導のマウスモデルを提示する。

動脈内血圧モニタリングと気管切開による換気を用いたマウスの脳死誘導

While both living donation and donation after circulatory death provide alternative opportunities for organ transplantation, donation after donor brain ...

ドナーの脳死後の寄付は固形臓器移植の主な原因であるが、脳機能の不可逆的な喪失は全身的な炎症反応につながる病態生理学的変化を誘発する。脳死誘導のこのマウスモデルは、脳死調節の経路を研究するために、多種多様な分析ツールとノックアウトモデルを使用することを可能にする。ペダル反射反応の欠如を確認し、上腹部の毛髪を除去した後の動脈カテーテル法では、露出した皮膚を70%エタノールで消毒し、解剖ハサミを使用して皮膚に中線切開を行います。鉗子を使用して、鈍い下顎腺と首の筋肉組織を解剖し、一般的な頸動脈を露出させるために組織を分離する。3を置く 8-0右の共通頸動脈の下にシルク合字を配置し、近位合字にクランプを配置します。動脈に緊張をもたらし、流れが中断され、最も遠位の合字を閉じる。切開の頭蓋面に小さな整形皮膚穴を通して26ゲージ動脈カテーテルを挿入する。内腔が大きすぎて逆流を減らし、3つの縫合糸でカテーテルを固定する場合は、カテーテルを鉗子で絞り、次に5-0モノフィラメントを使用して、前形成された皮膚の穴の近くの皮膚にカテーテルを固定します。気管切開術を行うために、鉗子を使用して口管前の筋肉を解剖し、2つの8-0を置く気管の下の絹の合字。一方的な換気を避けるために2つの気管軟骨の間に換気チューブを挿入し、両方の準備された合字でチューブを固定し、6-0モノフィラメント非吸収性ランニング縫合糸で皮膚を閉じ、毎分150の周波数と200マイクロリットルの潮量でマウスを換気します。実験動物の脳死を誘発するには、マウスを起こしやすい位置に配置し、皮膚を鉗子で保持し、外科的はさみを使用して頭蓋骨から皮膚を取り除く。左頭頂皮質の上に1ミリメートル口径の穴の周りを掘削し、頭蓋骨の最終的な組織ブリッジを貫通するために鈍い鉗子を使用します。鋭いエッジを取り除いた後、すべての空気を避難させた生理焼け目であらかじめ充填されたバルーンカテーテルを挿入します。カテーテルが完全に頭蓋腔内にある場合は、注射器ポンプを使用して、10〜15分の期間にわたって1分間に約0.1ミリメートル/分でカテーテルを膨らませます。脳死が起こったら、バルーンカテーテルの膨張を止め、低体温症を避けるためにマウスの上に加熱毛布を置きます。脳死が確認された後、定期的に血圧を監視し、記録し、30分ごとに100マイクロリットルの生理食塩水を注入して動物の血圧を安定させる。脳死の4時間後、心臓を鼓動せずに動物を排除し、標準的なプロトコルに従って目的のマウスの器官および組織を収穫する。脳死誘導後、血圧は最初の高血圧のピークを示し、続いて長期の降圧相を示す。もう一つの確立された観察は、脳死誘導が免疫系の活性化につながるということです。実際、このモデルにおける脳死の4時間後、免疫マーカーの器官特異的なアップレギュレーションがmRNAレベルで観察される。脳死の事前定義された期間の後、臓器は、その直接分析のため、またはその後の臓器移植のために収穫され得る。このモデルは、脳死誘発傷害の影響に関する詳細な研究を可能にし、すでに補完活性化および白血球移動に関する新しい洞察を明らかにしている。

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Monitoring Changes in the Intracellular Calcium Concentration and Synaptic Efficacy in the Mollusc Aplysia

Monitoring Changes in the Intracellular Calcium Concentration and Synaptic Efficacy in the Mollusc Aplysia

軟体​​動物細胞内カルシウム濃度とシナプス伝達効率での変更のモニタ<em&gt;アメフラシ</em

It has been suggested that changes in intracellular calcium mediate the induction of a number of important forms of synaptic plasticity (e.g., ...

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

超音波血液脳関門の破壊とマンガン増強MRIを用いた脳機能イメージングの試み

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

Modeling Neuronal Death and Degeneration in Mouse Primary Cerebellar Granule Neurons

神経細胞死とマウス プライマリ小脳顆粒ニューロンの変性をモデリング

Cerebellar granule neurons (CGNs) are a commonly used neuronal model, forming an abundant homogeneous population in the cerebellum. In light of their ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Thy1を用いた一次体性感覚野における神経活動のイメージング-GCaMP6s トランスジェニック マウス

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

An In Vivo Blood-brain Barrier Permeability Assay in Mice Using Fluorescently Labeled Tracers

An In Vivo Blood-brain Barrier Permeability Assay in Mice Using Fluorescently Labeled Tracers

生体内で血液脳関門透過性アッセイを用いたマウス蛍光トレーサーに分類

Blood-brain barrier (BBB) is a specialized barrier that protects the brain microenvironment from toxins and pathogens in the circulation and maintains ...

Monitoring Neuronal Survival via Longitudinal Fluorescence Microscopy

縦の蛍光顕微鏡による神経細胞の生存を監視

Standard cytotoxicity assays, which require the collection of lysates or fixed cells at multiple time points, have limited sensitivity and capacity to ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

成人小脳スライスにおける長期うつ病誘導の評価

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...

Induction of Leptomeningeal Cells Modification Via Intracisternal Injection

インタビセナーリナーリ注射によるレプトメニンゲ細胞改変の誘導

The protocol outlined here describes how to safely and manually inject solutions through the cisterna magna while eliminating the risk of damage to the ...

Intra-Arterial Delivery of Neural Stem Cells to the Rat and Mouse Brain: Application to Cerebral Ischemia

ラットおよびマウス脳への神経幹細胞の動脈内デリバリー:脳虚血への応用

Neural stem cell (NSC) therapy is an emerging innovative treatment for stroke, traumatic brain injury and neurodegenerative disorders. As compared to ...

Induction of Complete Transection-Type Spinal Cord Injury in Mice

マウスにおける完全なトランセクション型脊髄損傷の誘導

Spinal cord injury (SCI) largely leads to irreversible and permanent loss of function, most commonly as a result of trauma. Several treatment options, ...