Name: a preclinical model of exertional heat stroke in mice
Uploaded: 2021-07-01T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Preclinical Model of Exertional Heat Stroke in Mice at JoVE.com

עבודה זו מומנה על ידי משרד ההגנה W81XWH-15-2-0038 (TLC) ו BA180078 (TLC) וקרן BK ובטי סטיבנס (TLC). JMA נתמך בסיוע כספי מממלכת ערב הסעודית. מישל קינג הייתה עם אוניברסיטת פלורידה בזמן שהמחקר הזה נערך. כיום היא מועסקת על ידי המכון למדעי הספורט Gatorade, חטיבה של פפסיקו מו"פ.

כל ההליכים נבדקו ואושרו על ידי IACUC של אוניברסיטת פלורידה. עכברים זכרים או נקבות C57BL/6J, ~ 4 חודשים, במשקל בטווח של 27-34 גרם ו 20-25 גרם, בהתאמה, משמשים למחקר.
1. השתלה כירורגית של מערכת ניטור הטמפרטורה הטלמטרית
<ol><li>עם ההגעה מהמוכר, אפשר לבעלי החיים לנוח בויבריום לפחות שבוע לפני הניתו...

<ol>
	<li>Leon, L. R., Bouchama, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+stroke.">Heat stroke.</a> Comprehensive Physiology. 5 (2), 611-647 (2015).</li><li>Laitano, O., Leon, L. R., Roberts, W. O., Sawka, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controversies+in+exertional+heat+stroke+diagnosis,+prevention,+and+treatment.">Controversies in exertional heat stroke diagnosis, prevention, and treatment.</a> Journal of Applied Physiology. 127 (5), 1338-1348 (2019).</li><li>King, M. 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=Influence+of+prior+illness+on+exertional+heat+stroke+presentation+and+outcome.">Influence of prior illness on exertional heat stroke presentation and outcome.</a> PLOS One. 14 (8), 0221329 (2019).</li><li>Carter, 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=Epidemiology+of+hospitalizations+and+deaths+from+heat+illness+in+soldiers.">Epidemiology of hospitalizations and deaths from heat illness in soldiers.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 37 (8), 1338-1344 (2005).</li><li>Howe, A. S., Boden, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat-related+illness+in+athletes.">Heat-related illness in athletes.</a> The American Journal of Sports Medicine. 35 (8), 1384-1395 (2007).</li><li>Wallace, R. F., Kriebel, D., Punnett, L., Wegman, D. H., Amoroso, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prior+heat+illness+hospitalization+and+risk+of+early+death.">Prior heat illness hospitalization and risk of early death.</a> Environmental Research. 104 (2), 290-295 (2007).</li><li>Wang, J. -. 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=The+association+between+heat+stroke+and+subsequent+cardiovascular+diseases.">The association between heat stroke and subsequent cardiovascular diseases.</a> PLOS One. 14 (2), 0211386 (2019).</li><li>Leon, L. R., Blaha, M. D., DuBose, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+course+of+cytokine,+corticosterone,+and+tissue+injury+responses+in+mice+during+heat+strain+recovery.">Time course of cytokine, corticosterone, and tissue injury responses in mice during heat strain recovery.</a> Journal of Applied Physiology. 100 (4), 1400-1409 (2006).</li><li>Leon, L. R., DuBose, D. A., Mason, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+stress+induces+a+biphasic+thermoregulatory+response+in+mice.">Heat stress induces a biphasic thermoregulatory response in mice.</a> American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 288 (1), 197-204 (2005).</li><li>Leon, L. R., Gordon, C. J., Helwig, B. G., Rufolo, D. M., Blaha, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoregulatory,+behavioral,+and+metabolic+responses+to+heatstroke+in+a+conscious+mouse+model.">Thermoregulatory, behavioral, and metabolic responses to heatstroke in a conscious mouse model.</a> American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 299 (1), 241-248 (2010).</li><li>King, M. A., Leon, L. R., Morse, D. A., Clanton, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unique+cytokine+and+chemokine+responses+to+exertional+heat+stroke+in+mice.">Unique cytokine and chemokine responses to exertional heat stroke in mice.</a> Journal of Applied Physiology. 122 (2), 296-306 (2016).</li><li>Costa, K. 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=l-Arginine+supplementation+prevents+increases+in+intestinal+permeability+and+bacterial+translocation+in+Male+Swiss+mice+subjected+to+physical+exercise+under+environmental+heat+stress.">l-Arginine supplementation prevents increases in intestinal permeability and bacterial translocation in Male Swiss mice subjected to physical exercise under environmental heat stress.</a> The Journal of Nutrition. 144 (2), 218-223 (2014).</li><li>Hubbard, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+exercise+in+the+heat+on+predisposition+to+heatstroke.">Effects of exercise in the heat on predisposition to heatstroke.</a> Medicine and Science in Sports. 11 (1), 66-71 (1979).</li><li>Hubbard, R. W., 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=Rat+model+of+acute+heatstroke+mortality.">Rat model of acute heatstroke mortality.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 42 (6), 809-816 (1977).</li><li>Hubbard, R. W., 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=Diagnostic+significance+of+selected+serum+enzymes+in+a+rat+heatstroke+model.">Diagnostic significance of selected serum enzymes in a rat heatstroke model.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 46 (2), 334-339 (1979).</li><li>Hubbard, R. W., 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=Role+of+physical+effort+in+the+etiology+of+rat+heatstroke+injury+and+mortality.">Role of physical effort in the etiology of rat heatstroke injury and mortality.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 45 (3), 463-468 (1978).</li><li>Garcia, C. K., 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=Sex-dependent+responses+to+exertional+heat+stroke+in+mice.">Sex-dependent responses to exertional heat stroke in mice.</a> Journal of Applied Physiology. 125 (3), 841-849 (2018).</li><li>Garcia, C. K., 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=Effects+of+Ibuprofen+during+Exertional+Heat+Stroke+in+Mice.">Effects of Ibuprofen during Exertional Heat Stroke in Mice.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 52 (9), 1870-1878 (2020).</li><li>King, M. A., Leon, L. R., Mustico, D. L., Haines, J. M., Clanton, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomarkers+of+multi-organ+injury+in+a+pre-clinical+model+of+exertional+heat+stroke.">Biomarkers of multi-organ injury in a pre-clinical model of exertional heat stroke.</a> Journal of Applied Physiology. 118 (10), (2015).</li><li>Murray, K. 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=Exertional+heat+stroke+leads+to+concurrent+long-term+epigenetic+memory,+immunosuppression+and+altered+heat+shock+response+in+female+mice.">Exertional heat stroke leads to concurrent long-term epigenetic memory, immunosuppression and altered heat shock response in female mice.</a> The Journal of Physiology. 599 (1), 119-141 (2021).</li><li>Leon, L. R., DuBose, D. A., Mason, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+stress+induces+a+biphasic+thermoregulatory+response+in+mice.">Heat stress induces a biphasic thermoregulatory response in mice.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 288, 197-204 (2005).</li><li>Laitano, 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=Delayed+metabolic+dysfunction+in+myocardium+following+exertional+heat+stroke+in+mice.">Delayed metabolic dysfunction in myocardium following exertional heat stroke in mice.</a> The Journal of Physiology. 598 (5), 967-985 (2020).</li><li>Iwaniec, 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=Acute+phase+response+to+exertional+heat+stroke+in+mice.">Acute phase response to exertional heat stroke in mice.</a> Experimental Physiology. 106 (1), 222-232 (2020).</li><li>He, S. -. X., 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=Optimization+of+a+rhabdomyolysis+model+in+mice+with+exertional+heat+stroke+mouse+model+of+EHS-rhabdomyolysis.">Optimization of a rhabdomyolysis model in mice with exertional heat stroke mouse model of EHS-rhabdomyolysis.</a> Frontiers in Physiology. 11, (2020).</li><li>Lopez, J. R., Kaura, V., Diggle, C. P., Hopkins, P. M., Allen, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Malignant+hyperthermia,+environmental+heat+stress,+and+intracellular+calcium+dysregulation+in+a+mouse+model+expressing+the+p.G2435R+variant+of+RYR1.">Malignant hyperthermia, environmental heat stress, and intracellular calcium dysregulation in a mouse model expressing the p.G2435R variant of RYR1.</a> British Journal of Anaesthesia. 121 (4), 953-961 (2018).</li><li>Laitano, O., Murray, K. O., Leon, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overlapping+mechanisms+of+exertional+heat+stroke+and+malignant+hyperthermia:+evidence+vs.+conjecture.">Overlapping mechanisms of exertional heat stroke and malignant hyperthermia: evidence vs. conjecture.</a> Sports Medicine. 50 (9), 115-123 (2020).</li><li>Casa, D. J., Armstrong, L. E., Kenny, G. P., O'Connor, F. G., Huggins, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exertional+heat+stroke:+new+concepts+regarding+cause+and+care.">Exertional heat stroke: new concepts regarding cause and care.</a> Current Sports Medicine Reports. 11 (3), 115-123 (2012).</li></ol>

סקירה טכנית זו שואפת לספק קווים מנחים לביצועים של מודל פרה-אקליני של EHS בעכברים. שלבים וחומרים מפורטים הנדרשים לביצוע פרק EHS לשחזור של חומרות משתנות מסופקים. חשוב לציין, המודל מחקה במידה רבה את הסימנים, הסימפטומים, ותפקוד לקוי מרובה איברים שנצפו בקורבנות EHSאנושיים 11,<sup clas...

שבץ חום מאופיין בתפקוד מערכת העצבים המרכזית ונזק לאיברים הבאים בנבדקים היפרתרמיים1. ישנם שני ביטויים של מכת חום. מכת חום קלאסית (CHS) משפיעה בעיקר על אוכלוסיות קשישים במהלך גלי חום או ילדים שנותרו בכלי רכב חשופי שמש במהלך ימי הקיץ החמים1. מכת חום מאמץ (EHS) מתרחשת כאשר יש חוסר יכולת thermoregulate כראוי במהלך מאמץ פיזי, בדרך כלל, אבל לא תמיד, תחת טמפרטורות סביבה גבוהות וכתוצאה מכך תסמינים נוירולוגיים, היפרתרמיה, ולאחר מכן תפקוד רב איברים ונזק2. EHS מתרחשת ספורטאי פנאי ואליטה, כמו גם אנשי צבא ובפועלים עם ובלי התייבשות במקביל3,4. ואכן, EHS הוא הגורם המוביל השלישי לתמותה אצל ספורטאים במהלך פעילות גופנית5. זה מאוד מאתגר ללמוד EHS בבני אדם כמו הפרק יכול להיות קטלני או להוביל לתוצאות בריאותיות שליליות לטווח ארוך6,7. לכן, מודל פרה קליני אמין של EHS יכול לשמש ככלי רב ערך כדי להתגבר על המגבלות של תצפיות קליניות רטרוספקטיביות אסוציאטיביות בקורבנות EHS אנושיים. דגמים פרה-קליניים של CHS במכרסמים וחזירים אופיינו היטב8,9,10. עם זאת, מודלים פרה-אקליניים של CHS אינם מתורגמים ישירות לפתופיזיולוגיה EHS בשל ההשפעות הייחודיות של פעילות גופנית על הפרופיל התרמו-ריאלטורי ותגובה חיסוניתמולדת 11. בנוסף, ניסיונות קודמים לפתח מודלים פרה-אקליניים של EHS במכרסמים הציבו הגבלות משמעותיות, כולל גירויי לחץ מובחרים הנגרמים על ידי הלם חשמלי, החדרת בדיקה רקטלית וטמפרטורות גוף בסיסיות מוגדרות מראש עם שיעורי תמותה גבוהים12,13,14,15,16 שאינם תואמים את הנתונים האפידמיולוגיים הנוכחיים. אלה מייצגים מגבלות משמעותיות שעלולות לבלבל את פרשנות הנתונים ולספק מדדי סמנים ביולוגיים לא אמינים. לכן, הפרוטוקול נועד לאפיין ולתאר את הצעדים של מודל פרה-קליני מתוקנן, חוזר על עצמו וניתן לתרגום של EHS בעכברים, שהוא ברובו חופשי מהמגבלות שהוזכרו לעיל. התאמות למודל שיכולות לגרום לתוצאות פיזיולוגיות מדורגות ממכת חום בינונית עד קטלנית מתוארות. למיטב ידיעת המחברים, זהו המודל הקדם-אקליני היחיד של EHS עם מאפיינים כאלה, מה שמאפשר להמשיך במחקר EHS רלוונטי באופן מונחה השערה11,17,18.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&#160;1080P HD 4 Security Cameras 4CH Home Video Security Camera System w/ 1TB HDD 2MP Night View Cameras CCTV Surveillance Kit</td>
			<td>LaView</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 Coated Vicryl Violet Braided</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 Ethilon Nylon suture Black Monofilament</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive Surgical Drape with Povidone 12x18</td>
			<td>Jorgensen Labset al.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BK Precision Multi-Range Programmable DC Power Supplies Model 9201</td>
			<td>BK Precision</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DR Instruments&#160;Medical Student Comprehensive Anatomy Dissection Kit</td>
			<td>&#160;DR Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Energizer Power Supply</td>
			<td>Starr Life Sciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G2 Emitteret al.</td>
			<td>Starr Life Sciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Layfayette Motorized Wheel Model #80840B</td>
			<td>Layfayette</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Patterson Veterinary Isoflurane</td>
			<td>Patterson Veterinary</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platform receiveret al.</td>
			<td>Starr Life Sciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scientific Environmental Chamber Model 3911</td>
			<td>ThermoForma</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Training Wheels</td>
			<td>&#160;Columbus Inst.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a preclinical model of exertional heat stroke in mice

מכת חום היא הביטוי החמור ביותר של מחלות הקשורות לחום. מכת חום קלאסית (CHS), הידועה גם בשם שבץ חום פסיבי, מתרחשת במנוחה, ואילו מכת חום מאמץ (EHS) מתרחשת במהלך פעילות גופנית. EHS שונה CHS באטיולוגיה, מצגת קלינית, והמשך של תפקוד רב איברים. עד לאחרונה, רק דגמים של CHS הוקמו היטב. פרוטוקול זה נועד לספק קווים מנחים למודל עכבר פרה-אקליני מעודן של EHS, הנאווה בגורמים מגבילים מרכזיים כגון שימוש בהרדמה, איפוק, בדיקות רקטליות או הלם חשמלי. גברים ונקבות C57Bl/6 עכברים, מכשירים עם טמפרטורת הליבה (Tc) בדיקות טלמטריות נוצלו במודל זה. לצורך היכרות עם מצב הריצה, עכברים עוברים 3 שבועות של הכשרה באמצעות גלגלי ריצה מרצון וכפויים כאחד. לאחר מכן, עכברים רצים על גלגל כפוי בתוך תא אקלים להגדיר ב 37 °C (5 °F) ו 40%-50% לחות יחסית (RH) עד הצגת מגבלת סימפטום (למשל, אובדן הכרה) ב Tc של 42.1-42 °C (5 °F), אם כי תוצאות מתאימות ניתן להשיג בטמפרטורות החדר בין 34.5-39.5 °C (למשל, אובדן הכרה) ב Tc של 42.1-42 °C (5 °F), אם כי תוצאות מתאימות ניתן להשיג בטמפרטורות החדר בין 34.5-39.5 °C (30%-90%. בהתאם לחומרה הרצויה, עכברים מוסרים מהתא באופן מיידי להתאוששות בטמפרטורת הסביבה או נשארים בתא המחומם למשך זמן רב יותר, מה גרימת חשיפה חמורה יותר ושכיחות גבוהה יותר של תמותה. התוצאות מושוות לבקרות פעילות גופנית תואמות מזויפות (EXC) ו/או פקדים נאיביים (NC). המודל משקף רבות מהתוצאות הפתופיזיולוגיות שנצפו ב- EHS האנושי, כולל אובדן הכרה, היפרתרמיה חמורה, נזק רב-איברי כמו גם שחרור ציטוקינים דלקתיים, ותגובות פאזה חריפות של המערכת החיסונית. מודל זה אידיאלי למחקר מונחה השערות כדי לבחון אסטרטגיות מניעה וטיפולית שעלולות לעכב את הופעת EHS או להפחית את הנזק הרב-איברי המאפיין ביטוי זה.

הפרופילים התרמו-גולטוריים הטיפוסיים במהלך כל פרוטוקול EHS ושחזור מוקדם של עכבר מודגמים באיור 1A. פרופיל זה כולל ארבעה שלבים נפרדים שניתן להגדיר כשלב חימום התא, שלב פעילות גופנית מצטברת, שלב פעילות גופנית במצב יציב, ושלב התאוששות על ידי שיטת קירור מהירה (R) או חמורה (S)...

Watch this Scientific Journal Video about A Preclinical Model of Exertional Heat Stroke in Mice at JoVE.com

A Preclinical Model of Exertional Heat Stroke in Mice

הפרוטוקול מתאר התפתחות של מודל סטנדרטי, חוזר, פרה-אקליני של מכת חום מאמץ (EHS) בעכברים ללא גירויים חיצוניים שליליים כגון הלם חשמלי. המודל מהווה פלטפורמה ללימודים מכאניסטיים, מונעים וטיפוליים.

מודל פרה-אקליני של מכת חום מאמץ בעכברים

Heat stroke is the most severe manifestation of heat-related illnesses. Classic heat stroke (CHS), also known as passive heat stroke, occurs at rest, ...

בעבר, רק דגמים פסיביים של מכת חום כבר מבוססים היטב. מודל זה של מכת חום מאמץ הוא ללא מגבלות עיקריות ומחקה מקרוב יותר את הפתופיזיולוגיה האנושית. לא ניתן לחקור ביעילות שבץ חום בבני אדם מכיוון שמדובר במצב מסכן חיים.מודל פרה קליני זה שומר על המאפיינים הקליניים של מכת חום מאמץ אנושי. טכניקה זו מסייעת לבדוק את ההשפעות של קצב הקירור על ההתאוששות ממכת חום מאמץ, תחלואה מבליעה של סמים, כמו גם השלכות ארוכות טווח של חשיפה לשבץ חום. שיוכיח את ההליך יהיה ג'מאל אלזהרני, סטודנט בכיר לדוקטורט מהמעבדה של ד"ר קלנטון.לאחר מרדים את העכבר, השתמש חומר סיכה לעיניים כגון משחת הווטרינר כדי להגן על העיניים של החיה מפני נזק או פציעה במהלך הניתוח. כדי להכין את האתר הכירורגי, לגלח את הבטן התחתונה עם קוצץ שיער בעלי חיים קטן או מסיר שיער זמין מסחרית. לנהל את המנה הראשונה של תת עורית 0.1 מיליגרם לקילוגרם buprenorphine.לשפשף את האזור עם שלוש שטיפות של povidone-יוד או כלורהקסידין, ואחריו 70% שטיפת אלכוהול איזופרופיל, ולאחר מכן להעביר את העכבר לאזור הניתוח, להשתמש בוילונות דבק כדי לבודד את האתר הכירורגי על העכבר. באמצעות מכשירים סטריליים בטכניקה אספטית, לבצע חתוך של סנטימטר אחד בקו האמצע לאורך אלבה לינאה כ -0.5 ס"מ מהשוליים היקרים, ולאחר מכן להפריד את העור משכיית השריר ולעשות חתוך קטן מעט יותר על אלבה לינאה להיזהר לא לפגוע במעיים או באיברים הפנימיים. ברגע ששכבת השריר פתוחה, מניחים את הטלמטר הסטרילי לתוך חלל התוך-פריתוניאלי מול העורקים והוורידים הקדחתנים וגב לאברי העיכול כדי לאפשר לו לצוף בחופשיות.סגרו את פתח הבטן עם תפר סטרילי 5-O נספג וסגור את העור באמצעות תפר פשוט מופרע עם תפר פרולין 5-O. מניחים את העכבר בכלוב הנקי שלו עם כרית חימום מיקרוגל מתכרבלת מתחת לכלוב. לפקח על העכבר כל 15 דקות במהלך השעה הראשונה של התאוששות מהרדמה ולאחר מכן לחזור למתקן דיור בעלי חיים.בלילה שלפני פרוטוקול מכת החום המאמץ, הנח את העכבר בתא הסביבתי בטמפרטורת החדר כדי להתאקלם בתא. השתמש במערכת רכישת הנתונים כדי לאסוף טמפרטורת ליבה רציפה או TC בממוצע מעל 30 שניות מרווחים בן לילה. בבוקר פרוטוקול מכת החום המאמץ, ודא שהעכבר נמצא בטווח הרגיל של טמפרטורה יומית של 36 עד 37.5 מעלות צלזיוס לפני העלאת טמפרטורת החדר כדי להבטיח כי העכבר אין חום או חווה מתח מופרז בתקופה זו.ברגע שהעכבר יציב ובטווח טמפרטורת הליבה הרגילה של מנוחה, הסר את המזון והמים ושקל את החיה. סגרו את דלת החדר והגדילו את טמפרטורת התא ליעד של 37.5 מעלות צלזיוס ו-40 עד 50% לחות יחסית או את הטמפרטורה והלחות הסביבתיות הרצויות. אמת את טמפרטורת החדר והלחות באמצעות צג טמפרטורה ולחות מכויל.הקיפו את החדר עם וילון האפלה כדי לשמור על אור והפרעות מינימליות במהלך הפרוטוקול. נטר את העכבר ברציפות במהלך הפרוטוקול באמצעות מצלמות IR מוארות מרחוק. מקד את המצלמה השנייה על צג הטמפרטורה והלחות הממוקם קרוב לגלגל הריצה.לבצע התאמות לבקר עבור נקודה להגדיר התא הסביבתי כדי להבטיח קריאות טמפרטורה מדויקות ליד החיה. לאחר שהתא הגיע לטמפרטורת היעד שלו כפי שנמדדה על ידי המצלמה השנייה על צג הטמפרטורה, פתח במהירות את דלת התא והצב את העכבר בגלגל הריצה הכפוי. ליזום את פרוטוקול גלגל הריצה הכפוי במהירות של 2.5 מטר לדקה, ולהגדיל את המהירות על ידי 0.3 מטר לדקה כל 10 דקות עד העכבר מגיע טמפרטורת הליבה של 41 מעלות צלזיוס.לאחר טמפרטורת הליבה הושגה, לאפשר את המהירות להישאר קבוע עד מגבלת סימפטום מתרחשת, מאופיין אובדן הכרה לכאורה, נפילה לאחור או התעלפות, ואת חוסר היכולת להמשיך לרוץ או להחזיק על ההגה. אשר את נקודת הזמן כאשר לעכבר יש שלושה סיבובים לאחור על ההגה ללא סימנים של תגובה פיזית. לחלופין, זהה נקודת קצה הומאנית בהתאם לכללי IACUC המקומיים כדי לקבוע מתי להפסיק את הפרוטוקול.נקודת קצה זו היא מעט מעל מגבלת סימפטום בעצם כל העכברים. כדי לבצע את פרוטוקול הקירור המהיר, עצור את הגלגל ברגע שהעכבר מגיע למגבלת התסמינים והסר את העכבר מיד מגלגל הריצה הכפוי. שקול את העכבר והחזיר אותו לכלוב הביתי שלו כדי להתאושש בטמפרטורת החדר.במהלך תקופה זו, להשאיר את דלת החדר פתוח ולהחזיר את האינקובטור להגדיר נקודה לטמפרטורת החדר כדי לאפשר לתא להתקרר במהירות, מה שמביא להישרדות של יותר מ -99%. כדי לבצע חשיפה חמורה יותר לשבץ חום, שמור על הכלוב של החיה בתוך תא 37.5 מעלות צלזיוס במהלך פרוטוקול מכת החום המאמץ. כאשר החיה מגיעה למגבלת התסמינים, אפשר להם להישאר בגלגל הריצה עד שהם חוזרים לתודעה כפי שנצפה על ידי המצלמה המרוחקת, ואז להסיר במהירות את העכבר מגלגל הריצה ולהחזיר אותו ישירות לכלוב שחומם מראש שלו כדי לגרום לפרופיל קירור איטי בהרבה, ולמעשה מבטל את שלב ההיפותרמיה של מכת החום המאמץ.הסר את החלק העליון של המסנן מהכלוב במהלך תקופה זו כדי לשפר את שיווי משקל עם התא. כלוב התאוששות מקורר מראש לטמפרטורת החדר יכול לשמש לביצוע הליך חלופי פחות חמור כדי לגרום לשלב היפותרמי מודחק עם שיעור הישרדות של 100%עבור פרוטוקול מכת חום מאמץ חמור, בזהירות לפקח על העכברים במהלך ההתאוששות ולבדוק ברציפות עבור נקודות קצה הומאנות, כולל תנועות נורמליות במהלך ההתאוששות, כגון טיפוח, נשימה נורמלית, וליקוק. נטר את טמפרטורת הליבה במהלך תקופה זו.העכברים לא צפויים להתאושש אם טמפרטורת הליבה שלהם הופכת כיוון במהלך שלב ההתאוששות, בסופו של דבר עולה על 40 מעלות צלזיוס. במקרה כזה, לסיים את הניסוי ולהמשיך להעריך את העכבר עבור נקודות קצה אנושיות סטנדרטיות. הפרופילים התרמו-רגולאטוריים הטיפוסיים במהלך כל פרוטוקול מכת החום המאמץ בהתאוששות מוקדמת של עכבר מורכבים מארבעה שלבים נפרדים שניתן להגדיר כשלב חימום התא, שלב פעילות גופנית מצטברת, שלב פעילות גופנית מצב יציב, ושלב התאוששות על ידי שיטת קירור מהירה או איטית.עבור המודל החמור, פרופיל טמפרטורת ההתאוששות הצביע על כך שטמפרטורת הליבה נשארה מעל 37 מעלות צלזיוס לאורך כל תקופת ההחלמה של שעתיים. עכברות היו עמידות יותר לשבץ חום במודל זה ורצו מרחקים ארוכים כמעט פי שניים מעכברים זכרים. לא נצפה הבדל בזמן הנדרש כדי להתאושש ל 39.5 מעלות צלזיוס בשני הדגמים.עם זאת, הזמן להתקרר לטמפרטורה הסביבתית של 37.5 מעלות צלזיוס היה ממושך מאוד. הדבר החשוב ביותר הוא ניטור זהיר של בעלי החיים בכל עת לאחר הניתוח ושבץ חום לאחר מאמץ. שיטה זו סייעה לחקור את ההשפעות ארוכות הטווח של חשיפה לשבץ חום עד מספר חודשים, וגם אפשרה לנו למדוד את ההשפעות של גורמים נוספים במחלת שבץ חום, כגון בליעה של תרופות נוגדות דליקות לא סטרואידליות ואפיגנטיקה.

Research

JoVE Journal

Medicine

Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

דוגמנות שבץ בעכברים - העורקים התיכון ספיגה מוחין עם דגם נימה

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

Gene Transfer for Ischemic Heart Failure in a Preclinical Model

Gene Transfer לאי ספיקת לב איסכמי במודל פרה

Various emerging technologies are being developed for patients with heart failure. Well-established preclinical evaluations are necessary to determine ...

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminal העורקים התיכון מוחין ספיגה (MCAO) מודל שבץ איסכמי עם הדרכה דופלר Flowmetry לייזר עכברים

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United ...

A Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage

מודל Murine של תת עכבישי דימום

In this video publication a standardized mouse model of subarachnoid  hemorrhage (SAH) is presented. Bleeding is induced by endovascular Circle of  Willis ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

הפעלת יתר רעיל גירוי של המוח כMicroslices<em&gt; במבחנה</em&gt; דגם של שבץ

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

A Preclinical Murine Model of Hepatic Metastases

דגם Murine פרה של גרורות כבדית

Numerous murine models have been developed to study human cancers and advance the understanding of cancer treatment and development. Here, a preclinical, ...

Modeling Stroke in Mice: Permanent Coagulation of the Distal Middle Cerebral Artery

דוגמנות שבץ בעכברים: קרישה קבועה של עורקי דיסטלי התיכון מוחין

Stroke is the third most common cause of death and a main cause of acquired adult disability in developed countries. Only very limited therapeutical ...

A Simple Critical-sized Femoral Defect Model in Mice

דגם פגם עצם הירך קריטית בגודל פשוט בעכברים

While bone has a remarkable capacity for regeneration, serious bone trauma often results in damage that does not properly heal. In fact, one tenth of all ...

A Thrombotic Stroke Model Based On Transient Cerebral Hypoxia-ischemia

דגם שבץ טרומבוטיים בהתבסס על היפוקסיה-איסכמיה מוחית חולפת

Stroke research has endured many setbacks in translating neuroprotective therapies into clinical practice. In contrast, the real-world therapy (tPA ...