Name: a scalable model to study the effects of blunt-force injury in adult zebrafish
Uploaded: 2021-05-31T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Scalable Model to Study the Effects of Blunt-Force Injury in Adult Zebrafish at JoVE.com

ويود المؤلفون أن يشكروا أعضاء مختبر هايد على مناقشاتهم المدروسة، وفنيي مركز فرايمان لعلوم الحياة على رعاية وتربية سمك الحمار الوحشي، وجامعة نوتردام للفحص المجهري البصري Core/NDIIF لاستخدام الأدوات وخدماتها. تم دعم هذا العمل من قبل مركز أبحاث زيبرافيش في جامعة نوتردام، ومركز الخلايا الجذعية والطب التجديدي في جامعة نوتردام، والمنح المقدمة من المعهد الوطني للعيون في NIH R01-EY018417 (DRH)، وبرنامج زمالة أبحاث الدراسات العليا التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم (JTH)، وزمالة LTC نيل هايلاند من نوتردام (JTH)، زمالة حراس الحرية (JTH)، ومنحة بات تيلمان (JTH).

تم تربية سمك الحمار الوحشي وصيانته في منشأة نوتردام زيبرافيش في مركز فرايمان لعلوم الحياة. تمت الموافقة على الأساليب الموصوفة في هذه المخطوطة من قبل لجنة العناية بالحيوانات واستخدامها في جامعة نوتردام.
1. نموذج إصابات الدماغ الرضية
<ol><li>إضافة 1 مل من 2-phenoxyethanol إلى 1 لتر من مي...

<ol>
	<li>Centers for Disease Control and Prevention. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surveillance+Report+of+Traumatic+Brain+Injury-related+Emergency+Department+Visits,+Hospitalizations,+and+Deaths-United+States,+2014.">Surveillance Report of Traumatic Brain Injury-related Emergency Department Visits, Hospitalizations, and Deaths-United States, 2014.</a> Centers for Disease Control and Prevention, U.S. Department of Health and Human Services. , (2019).</li><li>Galgano, 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=Traumatic+brain+injury:+current+treatment+strategies+and+future+endeavors.">Traumatic brain injury: current treatment strategies and future endeavors.</a> Cell transplantation. 26 (7), 1118-1130 (2017).</li><li>Santiago, L. A., Oh, B. C., Dash, P. K., Holcomb, J. B., Wade, 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=A+clinical+comparison+of+penetrating+and+blunt+traumatic+brain+injuries.">A clinical comparison of penetrating and blunt traumatic brain injuries.</a> Brain injury. 26 (2), 107-125 (2012).</li><li>Korley, F. K., Kelen, G. D., Jones, C. M., Diaz-Arrastia, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emergency+department+evaluation+of+traumatic+brain+injury+in+the+United+States,+2009-2010.">Emergency department evaluation of traumatic brain injury in the United States, 2009-2010.</a> The Journal of Head Trauma Rehabilitation. 31 (6), 379-387 (2016).</li><li>Faul, M., Xu, L., Wald, M., Coronado, V. <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. , (2010).</li><li>Campbell, L. 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=Notch3+and+DeltaB+maintain+M&#252;ller+glia+quiescence+and+act+as+negative+regulators+of+regeneration+in+the+light-damaged+zebrafish+retina.">Notch3 and DeltaB maintain M&#252;ller glia quiescence and act as negative regulators of regeneration in the light-damaged zebrafish retina.</a> Glia. 69 (3), 546-566 (2021).</li><li>Green, L. A., Nebiolo, J. C., Smith, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglia+exit+the+CNS+in+spinal+root+avulsion.">Microglia exit the CNS in spinal root avulsion.</a> PLoS Biology. 17 (2), 3000159 (2019).</li><li>Hentig, J., Byrd-Jacobs, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+to+zinc+sulfate+results+in+differential+effects+on+olfactory+sensory+neuron+subtypes+in+the+adult+zebrafish.">Exposure to zinc sulfate results in differential effects on olfactory sensory neuron subtypes in the adult zebrafish.</a> International Journal of Molecular Sciences. 17 (9), 1445 (2016).</li><li>Ito, Y., Tanaka, H., Okamoto, H., Oshima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+neural+stem+cells+and+their+progeny+in+the+adult+zebrafish+optic+tectum.">Characterization of neural stem cells and their progeny in the adult zebrafish optic tectum.</a> Developmental Biology. 342 (1), 26-38 (2010).</li><li>Becker, C., Becker, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+zebrafish+as+a+model+for+successful+central+nervous+system+regeneration.">Adult zebrafish as a model for successful central nervous system regeneration.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 26 (2-3), 71-80 (2008).</li><li>Alyenbawwi, 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=Seizures+are+a+druggable+mechanistic+link+between+TBI+and+subsequent+tauopathy.">Seizures are a druggable mechanistic link between TBI and subsequent tauopathy.</a> eLife. 10, 58744 (2021).</li><li>Kaslin, J., Kroehne, V., Ganz, J., Hans, S., Brand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+roles+of+neuroepithelia-like+and+radial+glia-like+progenitor+cells+in+cerebellar+regeneration.">Distinct roles of neuroepithelia-like and radial glia-like progenitor cells in cerebellar regeneration.</a> Development. 144 (8), 1462-1471 (2017).</li><li>McCutcheon, 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=A+novel+model+of+traumatic+brain+injury+in+adult+zebrafish+demonstrates+response+to+injury+and+treatment+comparable+with+mammalian+models.">A novel model of traumatic brain injury in adult zebrafish demonstrates response to injury and treatment comparable with mammalian models.</a> Journal of Neurotrauma. 34 (7), 1382-1393 (2017).</li><li>Skaggs, K., Goldman, D., Parent, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitotoxic+brain+injury+in+adult+zebrafish+stimulates+neurogenesis+and+long-distance+neuronal+integration.">Excitotoxic brain injury in adult zebrafish stimulates neurogenesis and long-distance neuronal integration.</a> Glia. 62 (12), 2061-2079 (2014).</li><li>Kishimoto, N., Shimizu, K., Sawamoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+regeneration+in+a+zebrafish+model+of+adult+brain+injury.">Neuronal regeneration in a zebrafish model of adult brain injury.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 5 (2), 200-209 (2012).</li><li>Kroehne, V., Freudenreich, D., Hans, S., Kaslin, J., Brand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+the+adult+zebrafish+brain+from+neurogenic+radial+glia-type+progenitors.">Regeneration of the adult zebrafish brain from neurogenic radial glia-type progenitors.</a> Development. 138 (22), 4831-4841 (2011).</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>Mussulini, B. 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=Seizures+induced+by+pentylenetetrazole+in+the+adult+zebrafish:+a+detailed+behavioral+characterization.">Seizures induced by pentylenetetrazole in the adult zebrafish: a detailed behavioral characterization.</a> PloS One. 8 (1), 54515 (2013).</li><li>Kalueff, 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=Towards+a+comprehensive+catalog+of+zebrafish+behavior+1.0+and+beyond.">Towards a comprehensive catalog of zebrafish behavior 1.0 and beyond.</a> Zebrafish. 10 (1), 70-86 (2013).</li><li>Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. <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+traumatic+brain+injuries.">Animal models of traumatic brain injuries.</a> Nature Reviews Neuroscience. 14, 128-142 (2013).</li><li>Amamoto, 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=Adult+axolotls+can+regenerate+original+neuronal+diversity+in+response+to+brain+injury.">Adult axolotls can regenerate original neuronal diversity in response to brain injury.</a> eLife. 5, 13998 (2016).</li><li>Yamamoto, S., Levin, H., Prough, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mild,+moderate+and+severe:+terminology+implications+for+clinical+and+experimental+traumatic+brain+injury.">Mild, moderate and severe: terminology implications for clinical and experimental traumatic brain injury.</a> Current Opinion in Neurology. 31 (6), 672-680 (2008).</li><li>Lund, 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=Moderate+traumatic+brain+injury,+acute+phase+course+and+deviations+in+physiological+variables:+an+observational+study.">Moderate traumatic brain injury, acute phase course and deviations in physiological variables: an observational study.</a> Scandinavian Journal of Trauma Resuscitation and Emergency Medicine. 24, 77 (2016).</li><li>Levin, H., Arrastia, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnosis,+prognosis,+and+clinical+management+of+mild+traumatic+brain+injury.">Diagnosis, prognosis, and clinical management of mild traumatic brain injury.</a> The Lancet Neurology. 14 (5), 506-517 (2015).</li><li>Ruff, R. 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=Recommendations+for+diagnosing+a+mild+traumatic+brain+injury:+a+National+Academy+of+Neuropsychology+education+paper.">Recommendations for diagnosing a mild traumatic brain injury: a National Academy of Neuropsychology education paper.</a> Archives of Clinical Neuropsychology: The Official Journal of the National Academy of Neuropsychologists. 24 (1), 3-10 (2009).</li><li>Ganz, J., Brand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+neurogenesis+in+fish.">Adult neurogenesis in fish.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 8 (7), 019018 (2016).</li><li>Grandel, H., Kaslin, J., Ganz, J., Wenzel, I., Brand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+stem+cells+and+neurogenesis+in+the+adult+zebrafish+brain:+origin,+proliferation+dynamics,+migration+and+cell+fate.">Neural stem cells and neurogenesis in the adult zebrafish brain: origin, proliferation dynamics, migration and cell fate.</a> Developmental Biology. 295, 263-277 (2006).</li><li>Lahne, M., Nagashima, M., Hyde, D. R., Hitchcock, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reprogramming+Muller+glia+to+regenerate+retinal+neurons.">Reprogramming Muller glia to regenerate retinal neurons.</a> Annual Review of Visual Science. 6, 171-193 (2020).</li></ol>

تركزت التحقيقات في الصدمات العصبية وما يرتبط بها من عواقب منذ فترة طويلة على نماذج القوارض التقليدية غير التجديدية20. وفي الآونة الأخيرة فقط طبقت الدراسات أشكالا مختلفة من الأضرار الناجمة عن الجهاز العصبي المركزي على النماذج التجديدية9,11,13,14,21....

إصابات الدماغ الرضية (TBIs) هي أزمة صحية عالمية وسبب رئيسي للوفاة والعجز. في الولايات المتحدة، يعاني ما يقرب من 2.9 مليون شخص من TBI كل عام، وبين عامي 2006-2014 زادت الوفيات بسبب TBI أو TBI sequelae بأكثر من 50٪1. ومع ذلك ، تختلف TBIs في مسبباتها وعلم الأمراض والعرض السريري ويرجع ذلك إلى حد كبير جزئيا إلى آلية الإصابة (MOI) ، والتي تؤثر أيضا على استراتيجيات العلاج والتكهن المتوقع2. على الرغم من أن TBIs يمكن أن تنتج عن وزارة الداخلية المختلفة ، إلا أنها في الغالب نتيجة إما لصدمة اختراق أو قوة حادة. تمثل الصدمات المخترقة نسبة صغيرة من TBIs وتولد إصابة شديدة ومحلية يتم توطينها في مناطق الدماغ المباشرة والمحيطة بها3. وعلى النقيض من ذلك، فإن ال TBIs ذات القوة الحادة أكثر شيوعا بين عامة السكان، وتمتد على مجموعة من الشدات (خفيفة ومعتدلة وشديدة)، وتنتج إصابة منتشرة وغير متجانسة وعالمية تؤثر على مناطق الدماغ المتعددة1,4,5.
وقد استخدمت حمار وحشي (دانيو ريو) لفحص مجموعة واسعة من الشتائم العصبية التي تمتد الجهاز العصبي المركزي (CNS)6,7,8,9. تمتلك حمار وحشي أيضا ، على عكس الثدييات ، استجابة تجديدية فطرية وقوية لإصلاح تلف CNS10. تستخدم نماذج الصدمات الحالية لسمك الحمار الوحشي أساليب إصابة مختلفة، بما في ذلك الاختراق أو الطرد أو الإهانة الكيميائية أو موجات الضغط11,12,13,14,15,16. ومع ذلك ، فإن كل من هذه الأساليب تستخدم MOI التي نادرا ما يعاني منها السكان البشريون ، وغير قابلة للتطوير عبر مجموعة من شدة الإصابة ، ولا تعالج التغايرية أو تتمة TBI المعتمدة على الشدة التي تم الإبلاغ عنها بعد TBI ذات القوة الحادة. تحد هذه العوامل من استخدام نموذج حمار وحشي لفهم الآليات الأساسية للأمراض المرتبطة بالشكل الأكثر شيوعا من TBI في السكان البشريين (إصابات القوة الحادة الخفيفة).
كنا نهدف إلى تطوير نموذج حمار وحشي TBI سريع وقابل للتطوير يوفر سبلا للتحقيق في أمراض الإصابات ، وتطور تتمة TBI ، والاستجابة التجديدية الفطرية. قمنا بتعديل القوارض Marmarou17 الشائعة الاستخدام وانخفاض الوزن وتطبيقها على حمار وحشي الكبار. هذا النموذج ينتج مجموعة قابلة للاستنساخ من الخطورة تتراوح بين معتدلة، معتدلة، إلى شديدة. يلخص هذا النموذج أيضا جوانب متعددة من أمراض TBI البشرية ، بطريقة تعتمد على الشدة ، بما في ذلك النوبات والوذمة والأورام الدموية تحت الجافية وداخل الدماغ ، وموت الخلايا العصبية ، والعجز المعرفي ، مثل التعلم وضعف الذاكرة. بعد أيام من الإصابة ، تتبدد الأمراض والعجز ، والعودة إلى مستويات تشبه الضوابط غير التالفة. بالإضافة إلى ذلك، يعرض هذا النموذج حمار وحشي انتشار قوي واستجابة تجديد الخلايا العصبية عبر neuroaxis بشأن شدة الإصابة.
هنا، نقدم تفاصيل نحو إعداد وتحريض الصدمة القوة الحادة، وتسجيل النوبات اللاحقة للصدمة، وتقييم إصابات الأوعية الدموية، وتعليمات حول إعداد أقسام الدماغ، والنهج لتحديد الوذمة، والبصيرة في الاستجابة التكاثرية بعد الإصابة.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-phenoxyethanol</td>
			<td>Sigma Alderich</td>
			<td>77699</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#00 buckshot</td>
			<td>Remington</td>
			<td>RMS23770</td>
			<td>3.3g weight for sTBI</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#3 buckshot</td>
			<td>Remington</td>
			<td>RMS23776</td>
			<td>1.5g weight for miTBI/moTBI</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#5 Dumont forceps</td>
			<td>WPI</td>
			<td>14098</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-ethynyl-2&#8217;-deoxyuridine</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>A10044</td>
			<td>EdU</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5ml glass vial</td>
			<td>VWR</td>
			<td>66011-063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Click-iT EdU Cell Proliferation Kit</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>C10340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CytoOne 12-well plate</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>CC7682-7512</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instant Ocean</td>
			<td>Instant Ocean</td>
			<td>SS15-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super frost postiviely charged slides</td>
			<td>VWR</td>
			<td>48311-703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super PAP Pen Liquid Blocker</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>22309</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue freezing medium</td>
			<td>VWR</td>
			<td>15148-031</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a scalable model to study the effects of blunt-force injury in adult zebrafish

إصابات الدماغ الرضية بقوة بلانت (TBI) هي الشكل الأكثر شيوعا لصدمة الرأس ، والتي تمتد عبر مجموعة من الشدات وتسفر عن آثار ثانوية معقدة وغير متجانسة. في حين لا توجد آلية لاستبدال أو تجديد الخلايا العصبية المفقودة بعد TBI في البشر، حمار وحشي تمتلك القدرة على تجديد الخلايا العصبية في جميع أنحاء الجسم، بما في ذلك الدماغ. لدراسة اتساع الأمراض المعروضة في حمار وحشي بعد TBI قوة حادة ودراسة الآليات الكامنة وراء الاستجابة التجديدية العصبية اللاحقة، قمنا بتعديل القوارض المستخدمة عادة مارمارو انخفاض الوزن للاستخدام في حمار وحشي الكبار. نموذجنا البسيط TBI ذو القوة الحادة قابل للتطوير ، مما يؤدي إلى TBI خفيف أو معتدل أو شديد ، ويستعرض العديد من الأنماط الظاهرية التي لوحظت بعد TBI البشري ، مثل نوبات الاتصال وما بعد الصدمة ، والوذمة ، والأورام الدموية تحت الجافية وداخل الدماغ ، والإعاقات المعرفية ، كل منها يتم عرضه بطريقة تعتمد على شدة الإصابة. TBI تتمة، والتي تبدأ في الظهور في غضون دقائق من الإصابة، تهدأ والعودة إلى مستويات السيطرة غير التالفة تقريبا في غضون 7 أيام بعد الإصابة. تبدأ عملية التجديد في وقت مبكر من 48 ساعة بعد الإصابة (hpi) ، مع ذروة انتشار الخلايا التي لوحظت من قبل 60 hpi. وهكذا، لدينا حمار وحشي حاد القوة نموذج TBI تنتج الأمراض الإصابة الأولية والثانوية المميزة TBI مماثلة ل TBI الإنسان، والذي يسمح للتحقيق في بداية المرض والتقدم، جنبا إلى جنب مع آليات تجديد الخلايا العصبية التي هي فريدة من نوعها لسمك الحمار الوحشي.

إعداد تلاعب الإصابة التعريفي يسمح وسيلة سريعة وتبسيطية لتقديم TBI قوة حادة قابلة للتطوير لسمك الحمار الوحشي الكبار. توفر شدة نموذج الإصابة المتدرج العديد من المقاييس التي يمكن التعرف عليها بسهولة للإصابة الناجحة ، على الرغم من أن إصابة الأوعية الدموية هي واحدة من أسهل وأبرز الأمراض (<strong cl...

Watch this Scientific Journal Video about A Scalable Model to Study the Effects of Blunt-Force Injury in Adult Zebrafish at JoVE.com

A Scalable Model to Study the Effects of Blunt-Force Injury in Adult Zebrafish

قمنا بتعديل نموذج انخفاض الوزن Marmarou لسمك الحمار الوحشي الكبار لفحص اتساع نطاق الأمراض بعد إصابات الدماغ الرضية القوة الحادة (TBI) والآليات الكامنة وراء تجديد الخلايا العصبية اللاحقة. هذا النموذج TBI قوة حادة قابلة للتطوير، ويحفز TBI خفيفة، معتدلة، أو شديدة، ويستعرض عدم التجانس الإصابة لوحظ في TBI الإنسان.

نموذج قابل للتطوير لدراسة آثار إصابة القوة الحادة في سمك الحمار الوحشي البالغ

Blunt-force traumatic brain injuries (TBI) are the most common form of head trauma, which spans a range of severities and results in complex and ...

يوفر هذا البروتوكول طريقة بسيطة وسريعة وقابلة للاستنساخ للحث على إصابة دماغية مؤلمة قابلة للتطوير في قوة حادة في سمك الحمار الوحشي البالغ. الحمار الوحشي الكبار التي تخضع لهذه القوة الحادة إصابات الدماغ الرضية تظهر العديد من الخصائص التي لوحظت في البشر التي تعاني من قوة حادة TBI. إثبات الإجراء سيكون السيد جيمس هينتيج والسيدة كيلي كلوغيسي، وهما طالبان دكتوراه من مختبري.تبدأ بملء طبق بيتري مع الطين النمذجة. ثم استخدم الأصابع أو الجزء الخلفي من زوج من ملقط لإنشاء منصة مرتفعة مع الطين النمذجة إضافية. تقسيم المنصة التي أثيرت بالطول إلى نصفين متساوية تقريبا باستخدام شفرة حلاقة.شكل النصفين في قناة، بحيث يستوعب طول سمكة الكبار. استخدام الطين إضافية لبناء الجدران لتأمين 2/3 من جسم السمك مع الرأس يتعرض. العفن دعم صغير في منطقة الرأس المكشوفة عمودي على الجدران لتجنب دوران أو ارتداد الرأس عند الإصابة.تأكد من أن جوانب القناة لا تعيق الوزن المسقط. استخدم ثقبا صغيرا لإنشاء قرص فولاذي عيار 3 ملليمترات من وميض فولاذي عيار 22. ضع سمكة مخدرة لا تستجيب لقرصة الذيل على قالب الطين داخل القناة مع جانبها الظهري حتى يتم تأمين جسمها على الجانبين.ضع القرص الفولاذي عيار 3 ملليمترات عيار 22 على الرأس، وتركز على نقطة الارتطام المطلوبة. محاذاة الأسماك عموديا لتجنب رأسها من إمالة إلى جانب واحد، والتي يمكن أن تسبب تأثير متفاوت. استخدام موقف حلقة القياسية ومشبك الذراع لتأمين أنابيب الصلب أو البلاستيك، وضمان أنها على التوالي، وبالتالي فإن الجزء السفلي من الأنابيب هو 1.5 سم فوق رأس حمار وحشي.ننظر إلى أسفل الأنابيب لضمان محاذاتها فوق لوحة الصلب. اختيار الكرة المناسبة تحمل على أساس الشدة المطلوبة من الاصابة. إسقاط الكرة تحمل من ارتفاع محدد سلفا أسفل الأنابيب على لوحة الصلب.ثم ضع الأسماك المصابة في خزان الإنعاش ليتم رصدها. ملء طبق بيتري مع الطين النمذجة وخلق تجويف صغير لدعم الجسم أثناء تشريح. وضع السمك في قالب الطين مع الجانب الظهري حتى.ضع دبابيس تشريح اثنين ، واحدة من خلال خط الوسط في منتصف الطريق إلى أسفل الجسم والآخر حوالي 5 ملليمترات خلف قاعدة الرأس. استخدام زوج من 5 ملقط دومون لقطع العصب البصري بصراحة وإزالة العينين. ضع نهاية واحدة من ملقط 5 تحت لوحة الجدار الأيمن.جعل عمل مقص المتعمد تتحرك نحو نهاية rostral وإزالة لوحة أمامية الحق. ثم تدوير الأسماك 90 درجة في اتجاه عقارب الساعة. ضع نهاية واحدة من ملقط 5 تحت لوحة الجدار الأيسر واستخدام نفس الحركة مقص لإزالة لوحات الجدار الأيسر والجبهي، وفضح الجانب الظهري بأكمله من الدماغ.استخدام ملقط 5 لtransect بصراحة maxilla بحيث يتم الحفاظ على المصابيح الشمية وليس معطوبا. باستخدام نفس ملقط، وإزالة أوبركل الحق، قبل التكسير، interopercle، وشبه subopercle. ثم استئصال العضلات بصراحة في نهاية caudal من الجلجلة لفضح الحبل الشوكي.باستخدام ملقط، بصراحة تحويل الحبل الشوكي. ضع ملقط بعناية تحت الدماغ وإزالة الدماغ بلطف من الجلجلة. تشريح الدماغ كله أو المنطقة ذات الاهتمام باستخدام التعليمات الواردة في المخطوطة النصية، ووضع الدماغ على الفور على قارب وزن صغير باستخدام ملقط ناعم، مع الحرص على عدم طعن أو كشط الدماغ.نقل الدماغ إلى قارب وزن التجفيف القطران وتسجيل الوزن الرطب للدماغ. توجيه العقول لوضعها شقة على قارب الوزن مع الجانب الظهري التي تواجه. ثم ضع الدماغ والتجفيف وزن القارب في فرن التهجين تعيين إلى 60 درجة مئوية لمدة ثماني ساعات.لنقل الدماغ إلى قارب وزن صغير جديد ملطخ بمجرد جفافه ، قم بقرص ملقط ناعم معا ، وبدءا من الجانب البطني من الدماغ ، اغرف في حركة تصاعدية. إجراء شق جزئي على اسفنجة مبللة. ضع سمكة واحدة في كل مرة في الفتحة مع الجانب البطني لأعلى واستخدم إبرة قياس 30 لحقن ما يقرب من 40 ميكرولتر من 10 ملليمولار EdU في جسم السمكة.ثم العودة الأسماك إلى خزان عقد مليئة مياه النظام. جمع العقول كما ذكر سابقا، ووضعها كمجموعة في قارورة زجاجية 9 ملليلتر تحتوي على 2 ملليلتر من تسعة أجزاء 100٪ الإيثانول إلى جزء واحد 37٪ الفورمالديهايد. إصلاح العقول في 4 درجات مئوية على منصة الروك.استخدام تشاك cryostat لتضمين العقول في TFM في الاتجاه المطلوب على الجليد الجاف. تم العثور على إصابة الأوعية الدموية لتكون واحدة من أسهل وأبرز الأمراض لتحديد الإصابة الناجحة من خلال هذا النموذج. تغيرت القدرة على تحديد المؤشر مع سلالة الأسماك المستخدمة أثناء الإصابة.كان من الصعب التمييز بين تحديد إصابات الأوعية الدموية في النوع البري AB بين TBI خفيفة أو معتدلة وأسماك التحكم غير التالفة بسبب التصبغ. بعد الإصابة، أظهرت أسماك TBI الخفيفة سحجات سطحية ضئيلة، في حين أظهرت أسماك TBI المعتدلة نزيفا دماغيا محدودا. وكان مدى الإصابة واضحا في أسماك TBI الشديدة.في المقابل، يمكن التعرف على إصابة الأوعية الدموية بسهولة عند استخدام سمك المهق أو كاسبر. تم تقييم تورم في المخ بسبب الإصابة باستخدام وذمة. وعلى النقيض من ذلك، كان لكل من TBI المعتدل و TBI الشديد وذمة كبيرة، 1 نقطة في البوصة و 3 نقطة في البوصة، ولكن محتوى السوائل من كل من TBI المعتدل و TBI الشديد عاد إلى مستويات تشبه الضوابط غير التالفة بمقدار 5 نقطة في البوصة.أدت هذه الإصابة القوة الحادة في استجابة قوية لانتشار الخلايا التي تمتد العصبية. ولوحظت زيادة وضع العلامات على وحدة التنفيس في المناطق البطينية وشبه البطينية في الدماغ الأمامي مقارنة بالضوابط غير التالفة. أظهرت الأدمغة المصابة زيادة وضع العلامات على EdU في المنطقة الرمادية المحيطة بالبطين ، والفص التكتل البصري ، وجوانب من تحت المهاد الأمامي مقارنة بأدمغة الأسماك غير التالفة.بعد TBI الشديدة، أظهرت المناطق العصبية في الدماغ الخلفي زيادة انتشار الخلايا بالمقارنة مع الدماغ غير التالفة. للتحريض السليم للإصابة، تأكد من تأمين الأسماك ومستقرة في القالب، وأن الأنابيب مباشرة لتجنب تأثير خارج المركز أو تغيير مسار انخفاض الوزن. يوفر هذا الإجراء طريقة تحريضية سريعة وفعالة من حيث التكلفة لإصابة القوة الحادة تطبق على نموذج تجديدي ينطبق بشكل خاص على صدمة الرأس المتكررة أو الدراسات التجديدية الناجمة عن الإصابة.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

An Optic Nerve Crush Injury Murine Model to Study Retinal Ganglion Cell Survival

وسحق العصب البصري النموذجي إصابة الفئران لدراسة الخلايا الشبكية بقاء العقدة

Injury to the optic nerve can lead to axonal degeneration, followed by a gradual death of retinal ganglion cells (RGCs), which results in irreversible ...

Micromanipulation of Gene Expression in the Adult Zebrafish Brain Using Cerebroventricular Microinjection of Morpholino Oligonucleotides

المجهرية من التعبير الجيني في الدماغ اسماك الزرد الكبار عن طريق حقن مكروي Cerebroventricular [أليغنوكليوتيد] Morpholino

Manipulation of gene expression in tissues is  required to perform functional studies. In this paper, we demonstrate the  cerebroventricular ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

تسجيل الكهربية في الدماغ سليمة من اسماك الزرد الكبار

Previously, electrophysiological studies in adult zebrafish have been limited to slice preparations or to eye cup preparations and electrorentinogram ...

Stab Wound Injury of the Zebrafish Adult Telencephalon: A Method to Investigate Vertebrate Brain Neurogenesis and Regeneration

طعنة الإصابة بالجروح من اسماك الزرد الكبار الدماغ الانتهائي: طريقة المعنية بالتحقيق في تكوين الخلايا العصبية والدماغ الفقارية التجديد

Adult zebrafish have an amazing capacity to regenerate their central nervous system after injury. To investigate the cellular response and the molecular ...

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

النظام الشمي كنموذج لدراسة أنماط نمو محور عصبي ومورفولوجيا<em&gt; في فيفو</em

The olfactory system has the unusual capacity to generate new neurons throughout the lifetime of an organism. Olfactory stem cells in the basal portion of ...

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

آثار Neurotrauma الناجمة عن الانفجار على القوارض المضغوط الأوسط الشرايين الدماغية

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

Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration

جراحة الأعصاب الوجه في نموذج الفئران لدراسة تثبيط أكسونال وتجديد

This protocol describes consistent and reproducible methods to study axonal regeneration and inhibition in a rat facial nerve injury model. The facial ...

Using Zebrafish Larvae to Study the Pathological Consequences of Hemorrhagic Stroke

استخدام يرقات الزيبرافيش لدراسة العواقب المرضية لسكته دماغيه نزفية

Despite being the most severe subtype of stroke with high global mortality, there is no specific treatment for patients with intracerebral hemorrhage ...

Combining Behavior and EEG to Study the Effects of Mindfulness Meditation on Episodic Memory

الجمع بين السلوك وتخطيط كهربية الدماغ لدراسة آثار التأمل الذهني على الذاكرة العرضية

Although there has been recent interest in how mindfulness meditation can affect episodic memory as well as brain structure and function, no study has ...

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

اختبار متري لتقييم الذاكرة العاملة المكانية في الفئران البالغة بعد إصابة الدماغ الرضية

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