تقنية إنزال الوزن المعدلة هي إجراء سهل وفعال من حيث التكلفة يستخدم لتحريض إصابات الدماغ الرضحية الخفيفة في الفئران الصغيرة. تنتج هذه التقنية الجديدة أعراضا ذات صلة سريريا من شأنها أن تعزز دراسة إصابات الدماغ الرضحية الخفيفة (mTBI) والارتجاج.
مقالة منهجية
تقنية إنزال الوزن المعدلة هي إجراء سهل وفعال من حيث التكلفة يستخدم لتحريض إصابات الدماغ الرضحية الخفيفة في الفئران الصغيرة. تنتج هذه التقنية الجديدة أعراضا ذات صلة سريريا من شأنها أن تعزز دراسة إصابات الدماغ الرضحية الخفيفة (mTBI) والارتجاج.
على الرغم من الأدلة المتزايدة على أن الطفولة تمثل فترة خطر كبيرة لإصابات الدماغ الرضحية الخفيفة (mTBI) من الارتجاجات المرتبطة بالرياضة وحوادث السيارات والسقوط ، لم يتم تطوير نموذج حيواني موثوق به من mTBI لهذا الجانب المهم من التنمية. تستخدم تقنية إنزال الوزن المعدلة تأثيرا خاطفا على رأس قوارض تتحرك بحرية تنقل التسارع والتباطؤ وقوى الدوران على الدماغ. عند تطبيقها على الفئران الصغيرة ، أدت تقنية إنقاص الوزن المعدلة هذه إلى نتائج سلوكية ذات صلة سريريا كانت تمثل أعراض ما بعد الارتجاج. هذه التقنية هي إجراء سريع التطبيق مع معدل وفيات منخفض للغاية ، مما يجعلها مثالية لدراسات العلاجات عالية الإنتاجية. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا لأن الإجراء ينطوي على إصابة خفيفة في رأس مغلق ، يمكن استخدامه بسهولة لدراسات إصابات الدماغ المتكررة. نظرا للطبيعة المبسطة لهذه التقنية ، والميكانيكا الحيوية ذات الصلة سريريا للفيزيولوجيا المرضية للإصابة ، توفر تقنية إنقاص الوزن المعدلة للباحثين نموذجا موثوقا به من mTBI يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من الدراسات السلوكية والجزيئية والجينية.
على الرغم من أن هناك العديد من الطرق المستخدمة على نطاق واسع لتوليد متوسطة إلى شديدة إصابات في الدماغ (TBI)، وقد وضعت عدد قليل جدا من التقنيات للحث خفيفة، أغلقت إصابات الرأس في القوارض. ونظرا لحقيقة أن خفيفة إصابات في الدماغ (MTBI) هو ثلاث مرات أكثر شيوعا من المتوسطة والشديدة إصابات الدماغ مجتمعة 1، هناك حاجة إلى نموذج موثوق من MTBI لتسهيل البحث بشأن الفيزيولوجيا المرضية والنتائج العصبية الحيوية والسلوكية، والاستراتيجيات العلاجية. على سبيل المثال، بسبب جزئيا إلى القيود المفروضة على النماذج الحيوانية الحالية 2، في العقد الماضي كان هناك أكثر من 200 التجارب على الأدوية الفاشلة لعلاج TBI 3. عندما يتم إنشاؤها الأنظمة النمذجة للدراسات بحثية متعدية، انطباق النتائج تعتمد على صلاحية النموذج تنفيذها. لدراسة MTBI / ارتجاج، فإن نموذج حيواني موثوق لا تحاكي إلا القوات respon النشاط الحيويالمنال للإصابة المسببات، ولكن من شأنه أيضا أن يحفز أعراض تتفق مع تلك التي ذكرت من قبل السكان ذات الصلة سريريا. وعلاوة على ذلك، لأن الأطفال هم عرضة بشكل خاص للMTBI، فإن نظم النمذجة المثلى أن تنطبق على القوارض الشباب والأحداث، بالإضافة إلى مكافئات الكبار.
التحليلات النشاط الحيوي من الظروف التي الرياضيين قد أصيب mTBIs أو إصابات الدماغ الارتجاج تشير إلى أن العوامل التنبؤية الأكثر أهمية للإصابة هي تسارع الرأس السريع والآثار سرعة عالية 4. غالبية نماذج القوارض المستخدمة حاليا لتحريض TBI تسمح حركة ضئيلة أو معدومة من الرأس 5 (للمراجعة انظر 2). نموذج المذكورة هنا، يسلم له تأثير عالية السرعة في الرأس من الفئران الأحداث غير المقيد جسديا الذي يرافقه 180 درجة دوران والسقوط الحر الذي ينطبق قوات تسارع / تباطؤ لرأس موضوع والجسم. تيوهنا اثنين من المزايا الرئيسية المرتبطة مع هذه التقنية انخفاض الوزن المعدلة للتحريض MTBI. أولا، فإن النموذج ينتج الارتجاج ذات الصلة سريريا مثل symptomology دون التسبب في أي ضرر العلني إلى الدماغ (للحصول على وصف كامل للنتائج السلوكية الاطلاع على 6). يتفق أيضا مع التقارير السريرية لمتلازمة ما بعد الارتجاج، وتنتج هذه التقنية الوزن الإفلات تعديل نتائج غير متجانسة. على الرغم من أن الآثار من MTBI كبيرة، هناك تباين كبير بين القوارض التي شهدت MTBI عندما بحثت عن التدابير نتائج متعددة. ثانيا، يسمح طريقة دراسة MTBI المتكررة 7. وبما أن غالبية نماذج المصرف التجاري العراقي الحالي تلحق مثل هذه الإصابات الشديدة، غالبا ما يكون من الصعب للحث على الإصابة الثانية، والمستحيل تقريبا لدراسة TBI المتكررة دون أضرار واسعة النطاق إلى القشرة بأكملها.
ولذلك، فإن الأساس المنطقي الأساسي لاستخدام تقنية انخفاض الوزن المعدل لايندوction من MTBI هو إنتاج الاصابة التي تمثل أكثر عن كثب الفيزيولوجيا المرضية وsymptomology من ارتجاج ومتكررة TBI في السكان الأحداث. مع تزايد حالات MTBI المتعلقة الرياضية، السقوط، وحوادث السيارات، وخاصة خلال مرحلة الطفولة، وهذا النموذج القوارض فريد من MTBI يوفر للباحثين أداة قيمة لدراسة إصابات الدماغ مثل الارتجاج التي يمكن تطبيقها بسهولة على ضرب متعددة نماذج.
وأجريت جميع التجارب وفقا للمجلس الكندي للرعاية الحيوان وتمت الموافقة من قبل جامعة كالجاري، الحيوان جنة الأخلاقيات الرعاية: ملاحظة.
1. تربية وإعداد الحيوان
2. تعيين ما يصل من خفيفة إصابات الدماغ (MTBI) جهاز
3. تحريض MTBI
4. الحث للإصابة الشام
5. التأكيد من MTBI مع شعاع المشي اختبار 8
تقنية الوزن الإفلات تعديل المذكورة أعلاه هي وسيلة يمكن الاعتماد عليها للتحريض خفيفة إصابات في الدماغ (MTBI) في الفئران الأحداث. استخدام وزن تأثير 150 غ، وقد تم تطبيق هذه التقنية بنجاح للفئران الأحداث التي تتراوح 50-120 غ. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الإجراء يمكن أن تتكرر بسهولة في نفس الحيوانات لدراسة المتكررة MTBI. على الرغم من أن الحيوانات التي تعاني من MTBI معرض واحد زيادة في الوقت إلى اليمين (الشكل 3) وتظهر فاجأ عند الاستيقاظ، واستئناف الأنشطة العادية بسرعة وهي تمييزه بالعين المجردة من الحيوانات بجروح صورية. وبالنظر إلى أن الإصابة خفيفة، ليدوكائين موضعي الذي يلغي أي الألم الذي يصاحب تأثير نظرة عابرة، هو مسكن الوحيد المطلوب. وهذا أمر مهم للبحث كما هي معروفة الأدوية الألم لتتداخل مع عمليات التهابات والانتعاش نموذجية. ونظرا لعدم وجود symptomology العلني، فإن المهمة شعاع المشي هي موثوقة لرأ التي يمكن استخدامها للتحقق من صحة الاستقراء من MTBI. ومن المهم أن نلاحظ، أنه ليست كل الحيوانات التي تعاني من MTBI سوف تظهر العجز على المهمة شعاع المشي، ولكن كمجموعة، الفئران الأحداث مع MTBI تظهر بشكل ملحوظ أكثر الخلفيتين الساق القدم زلات بالمقارنة مع الفئران الأحداث بسبب اصابة في الشام (الشكل 4).
آخر السمة الرئيسية لهذه التقنية الوزن الإفلات المعدلة هي عدم وجود ضبط النفس تطبيقها على الفئران الأحداث أثناء الإصابة الاستقراء. قبل توجيه ضربة نظرة عابرة في الرأس تليها تسارع التناوب السريع والتباطؤ، وهذا النموذج يمثل بشكل وثيق قوات النشاط الحيوي نسبت إلى MTBI وارتجاج في المخ. عندما يتم تطبيق هذا الإجراء للفئران الأحداث أو فئران بالغة، ومعدلات وفيات منخفضة للغاية (7/202 الحيوانات الأحداث ~ معدل وفيات 3.4٪)، وكسر في الجمجمة ونزيف داخل الجمجمة نادرة بشكل استثنائي 6،7. بالإضافة إلى ذلك، فإن النموذج ينتج سي ذات الصلة سريرياmptomology. أظهرت القوارض الأحداث التي شهدت MTBI واحدة العجز في الميزان والحركية السلوكيات، جنبا إلى جنب مع العجز في وظيفة تنفيذية، وزيادة السلوكيات مثل الاكتئاب، والتفاعلات الاجتماعية غيرت 6،9. وبالمثل، عرض فئران بالغة أيضا التوازن والتنسيق العجز خفيفة أن التعافي مع مرور الوقت 7. وأخيرا، تحريض MTBI باستخدام هذا النموذج يتطلب الحد الأدنى من مخدر و لا تنطوي على إعداد الجراحية أو تختبئ في الجمجمة. وبالتالي لا متحيزة النتائج والآثار التهابات المناعية أو التباس الناجم عن جراحة أو تخدير. وعلاوة على ذلك، فإن الوقت الانتعاش السريع وعدم وجود جروح مفتوحة تمكن بدء نماذج اختبارات إضافية لتحدث بعد فترة وجيزة من القوارض تعاني من MTBI.

الشكل (1): > C التمثيل artoon من U على شكل مرحلة البلاستيك والإسفنج جمع مع جميع الأبعاد ذات الصلة. ويجب الحفاظ على مسافة 10 سم بين الاسفنجة جمع وأعلى مرحلة من البلاستيك لضمان الفئران الأحداث ديه ما يكفي من الوقت لاستكمال 180 تناوب °.

الشكل 2: (A) تمثيل الفوتوغرافي من منصة إصابة الاستقراء. يتم وضع الفئران الأحداث الصدر لأسفل على رقائق القصدير وسجل حتى أن الرأس هو مباشرة تحت وطأة السقوط. (B) عرض جانب من منصة إصابة الحث. (C) مظاهرة التصوير من الوزن المستخدمة في تحريض من MTBI .
تحميل / 51820 / 51820fig3highres.jpg "العرض =" 500 "/>
الشكل 3: التمثيل البياني للمتوسط الاختلافات في الوقت المناسب إلى اليمين بين الفئران الأحداث التي شهدت MTBI واحدة والجرذان الأحداث التي شهدت إصابة صورية (* P <0.01) الفئران التي تلقت المعرض MTBI زيادة كبيرة في. مدة الوقت اللازم لأنفسهم الحق من موقف ضعيف.

الشكل 4: التمثيل البياني للمتوسط عدد الخلفيتين الساق القدم زلات عرضت على المهمة المشي شعاع من الفئران الأحداث التي شهدت MTBI واحدة والجرذان الأحداث التي شهدت إصابة صورية (* P <0.05).
هناك حاجة إلى أنظمة نمذجة موثوقة لتنمية أبحاث العلوم الأساسية بشكل فعال والتي لها صلاحية انتقالية كبيرة. استجابة لتزايد الأحداث ووسائل الإعلام الشعبية ، أصبح التحقيق في إصابات إصابات الدماغ الرضية والارتجاج أولوية في العديد من التخصصات. ومع ذلك ، على الرغم من زيادة البحث ، لم تكن هناك سوى تحسينات تدريجية في الاستراتيجيات العلاجية وخيارات العلاج 3. قد يرجع هذا النقص في التقدم جزئيا إلى التناقض بين أنظمة النمذجة المستخدمة ومسببات الإصابة الفعلية. استخدمت غالبية الدراسات نماذج القوارض التي فشلت في إعادة إنتاج القوى الميكانيكية الحيوية المهمة وأعراض ما بعد الإصابة المناسبة. يحدد التعريف البشري الحالي ل mTBI أن الإصابة ناتجة عن قوى التسارع والتباطؤ المرتبطة بصدمة حادة 10. وبالتالي ، فإن تقنية إنقاص الوزن المعدلة الموضحة هنا هي نموذج مثالي لدراسة إصابات الدماغ الرضية المتعددة والارتجاج لأنها تستخدم تأثيرا خاطفا لإحداث تسارع دوراني سريع وتباطؤ لرأس غير مقيد ، مما يحاكي القوى الميكانيكية الحيوية المحددة في الإصابات المرتبطة بالرياضة وحوادث السيارات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تكييف هذا النموذج بسهولة لفحص إصابات الدماغ المضر الرضي المتكرر ، وهي ظاهرة تبرز كقضية طبية واجتماعية واقتصادية خطيرة. تشير الدراسات إلى أن القوارض قد تتعرض لسلسلة من 10 mTBI متميزة مع الحد الأدنى من الوفيات 7. أخيرا ، هذه الطريقة غير مكلفة ويمكن تنفيذها بسرعة ، مما يسمح بفحص عالي الإنتاجية للعديد من المركبات العلاجية وأفواج العلاج.
تماما كما هو الحال مع أي تقنية إجرائية ، فإن جوانب معينة من البروتوكول مهمة بشكل خاص لتوليد نتائج موثوقة. أولا ، يجب تسجيل رقائق القصدير بشكل فعال. إذا لم يتم تسجيل رقائق القصدير بشكل صحيح ، فلن تكون القوة المنقولة بالوزن أثناء تأثير الخاطفة كافية لدفع الجرذ الصغير عبر رقائق القصدير إلى إسفنجة التجميع. في هذه الحالات ، سيبقى الجرذ في وضع البداية (الصدر لأسفل على رقائق القصدير) وستنتج mTBI عن الصدمة الحادة من الوزن الذي يؤثر على الرأس الثابت ، وليس التسارع الدوراني والتباطؤ المطلوب. ثانيا ، أثناء تحريض إصابات الدماغ المتعددة والإصابة الزائفة ، يجب أن يكون مستوى التخدير المطبق على كل فأر ثابتا. نظرا لحقيقة أن الوقت إلى اليمين يستخدم كعلامة على إصابات إصابات الدماغ الرضية المتعددة، يجب على الباحث أن يحاول التأكد من تعرض التي تتلقى إصابات إصابات زائفة لمستويات مماثلة من التخدير. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على العديد من إجراءات إصابات الدماغ الرضية الأخرى هي انخفاض مستوى ومدة التخدير. ومع ذلك ، يجب أن يكون الجرذ الصغير غير مستجيب لقرصة إصبع القدم أو الذيل لضمان عدم استيقاظه على المسرح قبل إحداث الإصابة. أخيرا ، من أجل الحفاظ على مسببات إصابة ثابتة ، فإن وضع رأس الفئران مهم بشكل خاص. من الناحية المثالية ، يجب أن يؤثر الوزن على مركز السطح الظهري للرأس. يجب توخي الحذر لتجنب وضع مسار الوزن بالقرب من الجزء الذيلي/الخلفي من الرأس، حيث يرتبط التأثير على جذع الدماغ والمخيخ بزيادة معدل الوفيات ونشاط النوبات.
بناء على الفيزيولوجيا المرضية الميكانيكية الحيوية لتحريض الإصابة والنتائج السلوكية التي تم فحصها ، يبدو أن تقنية إنقاص الوزن المعدلة هي نموذج موثوق به للتحقيق في إصابات إصابات الدماغ الرضية المتقطعة لدى الأطفال والارتجاج. على الرغم من أن الدراسات الأولية لهذا النموذج الجديد قد قيمت بعض التغييرات الجزيئية والهيكلية الأساسية ، إلا أن هناك حاجة إلى 7 دراسات مستقبلية للتأكد من كيفية استجابة الدماغ ل mTBI مع مسببات الإصابة هذه. من شأن التحليل المتعمق للتغيرات التشريحية العصبية والبيولوجية التي تحدث على المستوى الخلوي واللاجيني أن يزيد من صلاحية النموذج وقابلية التطبيق الانتقالي. بالإضافة إلى تحفيز توليد العلاجات الدوائية المستهدفة ، فإن فهم التغيرات الفيزيولوجية المرضية التي تحدث في الدماغ استجابة ل mTBI والارتجاج من شأنه أيضا توجيه البحث المتعلق بالمؤشرات الحيوية السريرية التي لديها القدرة على التنبؤ بالنتائج بعد الإصابة.
لا توجد مصالح مالية متنافسة.
يود المؤلفون أن يشكروا إيرين ما وروز توبايس وجونغ رو على مساعدتهم الفنية. تم توفير التمويل إلى MJE من قبل قسم طب الأطفال في جامعة كالجاري ، ومؤسسة مستشفى ألبرتا للأطفال (ACHF) ومعهد أبحاث مستشفى ألبرتا للأطفال (ACHRI). تم توفير زمالة ما بعد الدكتوراه ل RM من قبل ACHF.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أوزان النحاس | Ginsberg Scientific | 7-2500-2 | تحتاج إلى حلقة معدنية متصلة بقاعدة |
| رقائق الألومنيوم | Alcan | متوفرة في معظم محلات البقالة | |
| اخفاء الشريط | المتاح تجاريا | ||
| بلاستيكي على شكل حرف U | تم إنشاؤه بواسطة | ||
| حامل المشبك | Sigma-Aldrich | Z190357 | |
| أنبوب دليل | يمكن بناؤه أو شراؤه من متجر لاجهزة الكمبيوتر | ||
| Fishing Line | Angler 10lb & nbsp ؛ | تم شراؤها من بائع تجزئة للسلع الرياضية | |
| الأيزوفلوران | الصيدلانية في كندا | DIN 02237518 | التخدير بالاستنشاق |
| الموضعي ليدوكائين (30 مل) | Astra Zeneca | DIN 0001694 | Xylocaine Jelly 2٪ ؛ |
| مسحات | المتاحة تجاريا | ||
| وسادة التدفئة - 3 إعدادات | متوفرة تجاريا | ||
| Stop Watch | Sportline | L303 | تم شراؤها من بائع تجزئة للسلع الرياضية |
| كاميرا فيديو | Sony | HDR-CX260V | |
| Sprague Dawley Rats Charles | River Laboratories | SAS SD 40 | من الذكور والإناث الذين تم طلبهم من مختبرات نهر تشارلز والجراء الذين تم تربيتها في المنزل |
| شعاع التوازن | الذي تم إنشاؤه بواسطة المختبر |