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

המחברים רוצים להודות לחברי המעבדה בהייד על הדיונים המהורהרים שלהם, לטכנאי המרכז למדעי החיים של פריימן על טיפול וגידים של דגי זברה, ולאוניברסיטת נוטרדאם אופטי מיקרוסקופיה Core/NDIIF על השימוש במכשירים ובשירותיהם. עבודה זו נתמכה על ידי המרכז לחקר דגי זברה באוניברסיטת נוטרדאם, המרכז לתאי גזע ורפואה רגנרטיבית באוניברסיטת נוטרדאם, ומענקים ממכון העיניים הלאומי של NIH R01-EY018417 (DRH), תוכנית מלגת המחקר לתואר שני של הקרן הלאומית למדע (JTH), מלגת LTC ניל היילנד מנוטרדאם (JTH), זקיפים של מלגת חופש (JTH) ומלגת פט טילמן (JTH).

דגי זברה גדלו והתוחזקו במתקן דגי הזברה של נוטרדאם במרכז פריימן למדעי החיים. השיטות המתוארות בכתב יד זה אושרו על ידי אוניברסיטת נוטרדאם טיפול בבעלי חיים ושימוש בוועדה.
1. פרדיגמת פגיעה מוחית טראומטית
<ol><li>הוסף 1 מ"ל של 2-פנוקסיאתנול ל 1 ליטר של מי מערכת (60 מ"ג של אוקיינוס מיידי ב...

<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>

חקירות של נוירוטרומה והמשך הקשורים כבר זמן רב התמקדו מודלים מכרסמים מסורתיים שאינם רגנרטיביים20. רק לאחרונה מחקרים יישמו צורות שונות של נזקי מערכות ום ים למודלים רגנרטיביים9,11,13,14,21. למרו...

פגיעות מוחיות טראומטיות (TBIs) הן משבר בריאותי עולמי וגורם מוביל למוות ונכות. בארצות הברית, כ -2.9 מיליון אנשים חווים TBI מדי שנה, ובין השנים 2006-2014 התמותה עקב TBI או TBI sequelae גדלה ביותר מ -50%1. עם זאת, השחפת משתנה באטיולוגיה, בפתולוגיה ובהצגה הקלינית שלהם בעיקר בשל מנגנון הפציעה (MOI), המשפיע גם על אסטרטגיות הטיפול ועל הפרוגנוזה החזויה2. למרות שחפת יכולה לנבוע MOI שונים, הם בעיקר תוצאה של טראומה חודרת או בוטה כוח. טראומות חודרות מייצגות אחוז קטן של שחפת ומייצרות פגיעה חמורה ומוקדית המותאמת לאזורי המוח המיידיים וסובבים3. לעומת זאת, שחפת בוטה נפוצה יותר באוכלוסייה הכללית, משתרעת על פני מגוון של חומרות (קלות, בינוניות וחמורות), ומייצרת פגיעה מפוזרת, הטרוגנית ועולמית המשפיעה על אזורים מוחיים מרובים1,4,5.
דגי זברה (דניו ריו) נוצלו כדי לבחון מגוון רחב של עלבונות נוירולוגיים המשתרעים על מערכת העצבים המרכזית (CNS)6,7,8,9. דגי זברה מחזיקים גם, בניגוד ליונקים, תגובה רגנרטיבית מולדת וחזקה לתיקון נזקי מערכת NS10. מודלי טראומה הנוכחיים של דגי הזברה משתמשים בשיטות פציעה שונות, כולל חדירה, כריתה, עלבון כימי או גלי לחץ11,12,13,14,15,16. עם זאת, כל אחת משיטות אלה משתמשת MOI כי הוא מנוסה לעתים רחוקות על ידי האוכלוסייה האנושית, אינו מדרגי על פני מגוון של חומרות פגיעה, ואינו מתייחס הטרוגניות או חומרה תלוי TBI sequela שדווח לאחר כוח בוטה TBI. גורמים אלה מגבילים את השימוש במודל דגי הזברה כדי להבין את המנגנונים הבסיסיים של הפתולוגיות הקשורות לצורה הנפוצה ביותר של TBI באוכלוסייה האנושית (פציעות קלות בוטה).
שמנו לנו למטרה לפתח מודל דגי זברה מהירים ומדרגיים המספק אפיקים לחקור פתולוגיית פציעות, התקדמות של SEQUELA TBI, ואת התגובה הרגנרטיבית המולדת. שינינו את הירידה הנפוצה במשקל של המכרסם Marmarou17 והפעלנו אותה על דגי זברה בוגרים. מודל זה מניב טווח חומרה רב-ממדי הנע בין מתון, בינוני ועד חמור. מודל זה גם משחזר היבטים מרובים של פתולוגיה TBI אנושית, באופן תלוי חומרה, כולל התקפים, בצקת, שטף דם תת-עורי וtracerebral, מוות תאי עצבי, ליקויים קוגניטיביים, כגון למידה ופגיעה בזיכרון. ימים לאחר הפציעה, הפתולוגיות והגירעונות מתפוגגים, וחוזרים לרמות הדומה לבקרות שלא ניזוקו. בנוסף, דג זברה זה מציג התפשטות חזקה ותגובת התחדשות עצבית ברחבי הנוירוקסיס בנוגע לחומרת הפציעה.
כאן, אנו מספקים פרטים לקראת הקמה וגיוס של טראומה קהה כוח, ניקוד התקפים פוסט טראומטיים, הערכה של פציעות כלי דם, הוראות להכנת מקטעי מוח, גישות לכימות בצקת, ותובנה על התגובה ההתרבותית לאחר פציעה.

<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

פגיעות מוח טראומטיות בוטה (TBI) הן הצורה הנפוצה ביותר של טראומת ראש, המשתרעת על מגוון של חומרות ותוצאות השפעות משניות מורכבות והטרוגניות. אמנם אין מנגנון להחליף או לחדש את הנוירונים האבודים בעקבות TBI בבני אדם, דגי זברה יש את היכולת לחדש נוירונים בכל הגוף שלהם, כולל המוח. כדי לבחון את רוחב הפתולוגיות המוצגות בדגי זברה בעקבות TBI קהה ולחקור את המנגנונים שבבסיס התגובה המתחדשת העצבית שלאחר מכן, שינינו את הירידה הנפוצה במשקל מרמרו המכרסם לשימוש בדגי זברה בוגרים. מודל ה-TBI הפשוט שלנו הוא מדרגי, גורם ל-TBI קל, בינוני או חמור, ומציג מחדש רבים מהפנוטיפים שנצפו בעקבות TBI אנושי, כגון התקפי מגע ופוסט טראומה, בצקת, שטף דם תת-עורי וtracerebral, וליקויים קוגניטיביים, שכל אחד מהם מוצג באופן תלוי חומרת פציעה. רצף TBI, אשר מתחיל להופיע בתוך דקות של הפציעה, שוכך ולחזור לרמות שליטה כמעט ללא פגע בתוך 7 ימים לאחר הפציעה. תהליך הרגנרטיביות מתחיל כבר 48 שעות לאחר הפציעה (hpi), כאשר שיא התפשטות התאים נצפה על ידי 60 כ"ס. לפיכך, מודל ה-TBI שלנו מייצר פתולוגיות TBI פגיעות ראשוניות ומשניות אופייניות הדומות ל- TBI האנושי, המאפשר לחקור את התפרצות המחלה והתקדמותה, יחד עם מנגנוני ההתחדשות העצבית הייחודיים לדגי זברה.

הכנת אסדת אינדוקציה לפציעות מאפשרת אמצעי מהיר ופשטני של אספקת TBI קהה מדרגית לדגי זברה בוגרים. חומרתו המדורגת של מודל הפציעה מספקת מספר מדדים הניתנים לזיהוי בקלות של פגיעה מוצלחת, אם כי הפגיעה בכלי הדם היא אחת הפתולוגיות הקלות והבולטות ביותר (איור 3). זן הדגים המשמש במהלך הפצ...

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

שינינו את מודל ירידה במשקל של מרמארו לדגי זברה בוגרים כדי לבחון רוחב של פתולוגיות בעקבות פגיעה מוחית טראומטית בוטה (TBI) והמנגנונים שבבסיס ההתחדשות העצבית שלאחר מכן. מודל TBI קהה זה הוא מדרגי, מעורר TBI מתון, בינוני או חמור, ומשיב הטרוגניות פציעה שנצפו ב- TBI האנושי.

מודל מדרגי לחקר ההשפעות של פגיעה בוטה בכוח בדגי זברה בוגרים

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 ...

פרוטוקול זה מספק שיטה פשוטה, מהירה וניתן לשחזור כדי לגרום לפגיעה מוחית טראומטית בכוח קהה מדרגי בדגי זברה בוגרים. דגי הזברה הבוגרים העוברים את הכוח הבוטה הזה פגיעה מוחית טראומטית מציגים רבים מהמאפיינים שנצפו בבני אדם הסובלים מכוח בוטה TBI. שיוכיחו את ההליך יהיו מר ג'יימס הניג וגברת קיילי קלוגסי, שני דוקטורנטים מהמעבדה שלי.התחל על ידי מילוי צלחת פטרי עם חימר דוגמנות. לאחר מכן השתמש באצבעות או בחלק האחורי של זוג מלקחיים כדי ליצור פלטפורמה מוגבהת עם חימר דוגמנות נוסף. מחלקים את הפלטפורמה המוגבהת לאורכה לשני חצאים שווים בקירב באמצעות סכין גילוח.יוצרים את שני החצאים לתוך ערוץ, כך שהוא מתאים לאורכו של דג בוגר. השתמש חימר נוסף כדי לבנות קירות כדי לאבטח 2/3 של גוף הדג עם הראש חשוף. לעצב תמיכה קטנה באזור הראש החשוף בניצב לקירות כדי למנוע סיבוב או נרתע של הראש על פציעה.ודא כי הצדדים של הערוץ אינם לעכב את המשקל ירד. השתמש ניקוב חור מיני כדי ליצור דיסק פלדה 3 מ"מ מהבהב פלדה 22 מד. מניחים דג מרדים שאינו מגיב לזנב צובט על תבנית החימר בתוך התעלה עם צדו האחורי למעלה, כך שגופו מאובטח בצדדים.הנח את דיסק הפלדה 22 מ"מ 3 מ"מ על הראש, במרכזו מעל נקודת הפגיעה הרצויה. יישר את הדג בניצב כדי למנוע מראשו להטות לצד אחד, מה שעלול לגרום לפגיעה לא אחידה. השתמש במעמד טבעת סטנדרטי ובמהדק זרוע כדי לאבטח את צינורות הפלדה או הפלסטיק, והבטח שהוא ישר, כך שתחתית הצינורות היא 1.5 ס"מ מעל ראשו של דג הזברה.תסתכל למטה הצינורות כדי להבטיח שהוא מיושר מעל צלחת הפלדה. בחר את מיסוי הכדור המתאים בהתבסס על חומרת הפציעה הרצויה. זרוק את נושאת הכדור מגובה קבוע מראש במורד הצינורות על צלחת הפלדה.ואז למקם את הדגים הפצועים במיכל ההתאוששות כדי להיות במעקב. מלא צלחת פטרי עם חימר דוגמנות וליצור חלל קטן כדי לתמוך בגוף במהלך הניתוח. מניחים את הדג בתבנית החימר עם צד הגוזל למעלה.מניחים שני סיכות דיסקציה, אחת דרך קו האמצע באמצע הגוף והשנייה כ-5 מ"מ מאחורי בסיס הראש. השתמש בזוג של 5 מלקחיים דומונט לנתק בבוטות את עצב הראייה ולהסיר את העיניים. מניחים קצה אחד של 5 מלקחיים מתחת לצלחת הקודקוד הימנית.בצע פעולת מספריים מכוונת נע לכיוון קצה rostral ולהסיר את הלוח הקדמי הימני. ואז לסובב את הדג 90 מעלות בכיוון השעון. מניחים קצה אחד של 5 המלקחיים מתחת לצלחת הקודקוד השמאלית ומשתמשים באותה תנועת מספריים כדי להסיר את הלוחות הקודקודיים והחזיתיים השמאליים, וחושפים את כל ההיבט העורי של המוח.השתמש 5 מלקחיים כדי להעביר בבוטות את maxilla כך נורות הריח נשמרים ולא ניזוקו. באמצעות אותם מלקחיים, הסר את האופל הימני, ניתוח מקדים, פעולה משולבת ותת-ניתוח. ואז בבוטות לכרות את השרירים בקצה caudal של calvarium לחשוף את חוט השדרה.באמצעות המלקחיים, תקיף בבוטות את חוט השדרה. מניחים את המלקחיים בזהירות מתחת למוח ולהסיר בעדינות את המוח מהקלבריום. לנתח את כל המוח או אזור העניין באמצעות ההוראות בכתב היד הטקסט, ולהניח את המוח מיד על סירת שקילה קטנה באמצעות מלקחיים עדינים, תוך דאגה לא לדקור או לגרד את המוח.מעבירים את המוח לסירה השקילה של ייבוש זפת ומתעדים את המשקל הרטוב של המוח. כוון את המוחות להניח אותם שטוחים על סירת השקילה כשצד החזיר פונה כלפי מעלה. לאחר מכן מניחים את המוח ואת ייבוש שוקל סירה בתנור הכלאה להגדיר 60 מעלות צלזיוס במשך שמונה שעות.כדי להעביר את המוח לסירה קטנה מזופתת חדשה ברגע שהיא יבשה, צבוט את המלקחיים העדינות יחד, והחל מהצד הגחון של המוח, לגרוף בתנועה כלפי מעלה. לעשות חבטה חלקית על ספוג רטוב. מניחים דג אחד בכל פעם בפתח עם הצד הגחון למעלה ולהשתמש במחט 30 מד להזריק כ 40 microliters של 10 מילימולר EdU לתוך הגוף של הדג.לאחר מכן החזירו את הדג למיכל ההחזקה המלא במי מערכת. לאסוף את המוחות כאמור, וממקם אותם כקבוצה ב בקבוקון זכוכית 9 מיליליטר המכיל 2 מיליליטר של תשעה חלקים 100%אתנול לחלק אחד 37%פורמלדהיד. תקן את המוח ב-4 מעלות צלזיוס על משטח נדנדה.השתמש צ'אק cryostat להטמיע את המוח ב- TFM באוריינטציה הרצויה על קרח יבש. פגיעה בכלי הדם נמצאה כאחת הפתולוגיות הקלות והבולטות ביותר לזיהוי פגיעה מוצלחת באמצעות מודל זה. היכולת לזהות את המחוון השתנתה עם זן הדגים המשמשים במהלך הפציעה.זיהוי של פגיעה בכלי הדם בסוג בר AB היה קשה להבחין בין TBI מתון או בינוני ודגי בקרה ללא פגע עקב הפיגמנטציה. בעקבות הפציעה, דגי TBI הקלים הציגו שריטות משטח מינימליות, בעוד דגי TBI המתונים הציגו דימום מוחי מוגבל. היקף הפגיעה ניכר בדגי TBI קשים.לעומת זאת, פגיעה בכלי הדם ניתן לזהות בקלות בעת שימוש לבקן או דג קספר. נפיחות במוח עקב פציעה הוערך באמצעות בצקת. לעומת זאת, הן TBI מתון והן TBI חמור היה בצקת משמעותית, 1 dpi ו 3 dpi, אבל התוכן הנוזלי של TBI מתון ו TBI חמור חזר לרמות הדומה פקדים ניזוקו על ידי 5 dpi.פגיעה זו בכוח קהה הביאה לתגובת התפשטות תאים חזקה המשתרעת על פני הנוירוקסיס. תיוג EdU מוגבר נצפה באזורי החדר והתת-חדרי של החזה לעומת פקדים שלא ניזוקו. המוחות הפצועים הציגו תיוג מוגבר של EdU באזור האפור הצחיח, באונות הקטקל האופטיות ובהיבטים של ההיפותלמוס החלקירי בהשוואה למוח הדגים שלא ניזוק.בעקבות TBI חמור, אזורים נוירוגניים במוח האחורי הציגו התפשטות תאים מוגברת בהשוואה למוח שלא ניזוק. עבור אינדוקציה נכונה של הפגיעה, להבטיח את הדגים מאובטחים ויציבים בתבנית, וכי הצינורות הוא ישר כדי למנוע השפעה מחוץ למרכז או לשנות את מסלול ירידת המשקל. הליך זה מספק שיטת אינדוקציה מהירה וחסכונית של פגיעה בכוח קהה המיושמת על מודל רגנרטיבי שיהיה ישים במיוחד עבור טראומת ראש חוזרת ונשנית או מחקרים רגנרטיביים הנגרמים מפציעות.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

עצב הראייה קראש פגיעה דגם Murine לחקר הישרדות רשתית תא גנגליון

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

מיקרומניפולציה של ביטוי גנים במוח דג הזברה למבוגר באמצעות Microinjection Cerebroventricular של oligonucleotides 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

הקלטת אלקטרו במוח של דג הזברה למבוגר שלמה

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

פציעה דקירת פצע של דג הזברה telencephalon מבוגרים: שיטה לחקר המוח של בעלי החוליות Neurogenesis והתחדשות

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

מערכת חוש הריח כמודל לחקר דפוסי axonal צמיחה ומורפולוגיה<em&gt; In vivo</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

השפעות הפיצוץ-induced Neurotrauma על מכרסם מווסת המזרח התיכון העורקים המוחיים

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

ניתוח עצבי הפנים במודל חולדה כדי ללמוד עיכוב Axonal והתחדשות

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

באמצעות הזחלים Zebrafish ללמוד את ההשלכות הפתולוגיים של שבץ מדמם

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

שילוב התנהגות ו- EEG כדי לחקור את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון אפיזודי

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

מבחן מטרי להערכת זיכרון עבודה מרחבי בחולדות בוגרות בעקבות פגיעה מוחית טראומטית

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