Neurobehavioral Bewertungen in einem Mausmodell der Neugeborenen hypoxisch-ischämische Hirnschädigung
Summary
Führten wir einseitige Halsschlagader Okklusion auf postnatale Tag 7-10 CD-1 Maus Welpen eine neonatale hypoxisch-ischämische (HI) Modell erstellt und untersucht die Auswirkungen der HI-Hirn-Trauma. Wir untersuchten neurologischen Funktionen in diesen Mäusen im Vergleich zu normalen Mäusen nicht betrieben.
Abstract
Wir einseitige Halsschlagader Okklusion auf CD-1 Mäusen zum Erstellen eines Neugeborenen hypoxisch-ischämische (HI) Modells durchgeführt und untersucht die Auswirkungen der Neugeborenen HI-Hirn-Trauma durch das Studium der neurologischen Funktionen in diesen Mäusen im Vergleich zu nicht betrieben (z.B. normale) Mäuse. Während des Studiums war Reis-Vannucci Methode zum Neugeborenen HI Hirnschäden bei postnatalen Tag 7-10 (P7-10) Mäusen zu induzieren. Die HI-Operation wurde auf die Welpen durch einseitige Halsschlagader Ligatur und Exposition gegenüber Hypoxie (8 % O2 und 92 % N2 für 90 min.) durchgeführt. Eine Woche nach der Operation die Geschädigten Gehirn wurden mit dem bloßen Auge durch den halbtransparenten Schädel ausgewertet und in Untergruppen anhand der (“keine kortikalen Verletzung” Gruppe) oder Abwesenheit (“kortikalen Verletzung” Gruppe) der kortikalen Verletzung kategorisiert wurden, wie eine Läsion in der rechten Hirnhälfte. In Woche 6, die folgenden neurologischen Tests wurden durchgeführt, um die kognitiven und motorischen Funktionen bewerten: passive Vermeidung Aufgabe (PAT), Leiter walking Test und Griff-Stärke-Test. Diese Verhaltensstörungen Tests sind hilfreich bei der Bestimmung der Auswirkungen des Neugeborenen HI-Hirn-Trauma und in anderen Mausmodellen neurodegenerativer Erkrankungen dienen. In dieser Studie zeigten Neugeborenen HI Gehirn Verletzungen Mäuse motorische Defizite, die rechte Hemisphäre Schaden entsprach. Die behavioral Testergebnisse sind relevant für die Defizite bei menschlichen Neugeborenen HI-Patienten wie Zerebralparese oder neonatale Schlaganfall-Patienten beobachtet. In dieser Studie war ein Maus-Modell der Neugeborenen HI-Hirn-Trauma gegründet und zeigte verschiedene Grade der motorischen Defizite und kognitiver Beeinträchtigung im Vergleich zu Mäusen nicht betrieben. Dieses Werk enthält grundlegende Informationen über die HI-Maus-Modell. MRT-Aufnahmen zeigen die unterschiedlichen Phänotypen, je nach Schwere der Schädigung des Gehirns durch motorischen und kognitiven Tests getrennt.
Introduction
Neonatale HI-Hirn-Trauma tritt während der frühen Kindheit (etwa zwei Patienten pro 1.000 Kinder)1,2,3,4,5. Studien zum Neugeborenen HI-Hirn-Trauma sind wichtig, und mit einer etablierten neonatale HI Gehirn Verletzungen Maus-Modell kann in Vivo präklinischen Forschung auf HI-Hirn-Trauma erleichtern.
Traditionelle HI-Modelle sind bei erwachsenen Ratten6verwendet. Für das Neugeborene-Modell ist die Reis-Vannucci Methode häufig auf P7 Ratten7,8verwendet. Jedoch, da Ratten und Mäuse etwas andere9,10, sind obwohl sie beide Nagetiere sind, führten wir eine modifizierte Methode der Reis-Vannucci auf CD 1 Welpen auf P7-10, basierend auf früheren Studien, die zeigten, dass P7-10 ist mit Unreife Oligodendrozyten, menschlichen Begriff P011,12entspricht. Die neonatale HI-Maus-Modell wird durch beide der Ligatur der einseitigen Halsschlagader und die Exposition der Mäuse gegenüber Hypoxie mit 8 % Sauerstoff in P7-10 Welpen hergestellt.
Die Mäuse ausgesetzt das Verfahren zeigten verschiedene Grade der Hirnläsionen im Bereich Posterolateral der rechten Hemisphäre. Ermittlung der kognitiven und motorischen Defiziten, Neurobehavioral Bewertungen basierend auf der PAT, wurden Leiter walking Test und Griff-Stärke-Test durchgeführt. Die Unterschiede zwischen nicht betrieben (z.B. normal) und HI-Mäuse wurden analysiert. Dieses Werk stellt grundlegende Informationen über die HI-Maus-Modell. Die MRT-Aufnahmen zeigen die verschiedenen Phänotypen, je nach schwere Gehirnschäden mit motorischen und kognitiven Tests getrennt.
Protocol
Representative Results
Discussion
In dieser Studie wir induzierte HI-Hirn-Trauma in einer neonatalen P7-10 CD-1-Maus und die Gehirn-Läsion mit relevanten kognitiven und motorischen Defizite identifiziert. Während dieses Vorgangs kritisierte Okklusion der einseitigen rechten Halsschlagader. In diesem Schritt könnte die Arterie zerrissen und werden beschädigt. Die meisten Welpen, die eine Arterie Träne erlebt starb. Umgekehrt wenn Forscher ein weiteres Blut Vene statt der einseitigen Rechts Halsschlagader ligiert, das Gehirn der Pup wurde nur leicht b…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde unterstützt durch Zuschüsse vom National Research Foundation (NRF-2014R1A2A1A11052042; 2015M3A9B4067068), das Ministerium für Wissenschaft und Technologie, Republik Korea, Koreanisch Health Technology R & D Projekt (HI16C1012), Ministerium für Gesundheit & Wohlfahrt, Republik Korea und dem “Dongwha” Faculty Research Assistance Program der Yonsei University College of Medicine (6-2016-0126).
Materials
| Hypoxic chamber | Jeung Do Bio & Plant Co | Experimental Builder | |
| PAT apparatus | Jeung Do Bio & Plant Co | Experimental Builder | |
| The ladder rung walking | Jeung Do Bio & Plant Co | Experimental Builder | |
| SDI Grip Strength System | San Diego Instruments Inc. | ||
| Grip-Strength Meter | Ugo Basile | 47200 | |
| Harvard Apparatus Fluovac anesthetizing system | Harvard Apparatus | ||
| Anesthetizing box | acryl box | ||
| I-Fran Liquid (Isofluorane) | Hana Pharm. Co., Ltd. | General Anesthetics ( isoflurane 100ml) | |
| CD-1 mice | Orient Co., Ltd. | ||
| Blue Nylon Mono Non-Absorbbable suture 5-0 50cm | Ailee Co., Ltd. | NB 521 | |
| IBM SPSS Statistics | IBM | Ver. 23 | |
Riferimenti
- Yager, J. Y. Animal models of hypoxic-ischemic brain damage in the newborn. Semin Pediatr Neurol. 11 (1), 31-46 (2004).
- Vannucci, R. C., et al. Rat model of perinatal hypoxic-ischemic brain damage. J Neurosci Res. 55 (2), 158-163 (1999).
- Im, S. H., et al. Induction of striatal neurogenesis enhances functional recovery in an adult animal model of neonatal hypoxic-ischemic brain injury. Neuroscienze. 169 (1), 259-268 (2010).
- Clowry, G. J., Basuodan, R., Chan, F. What are the Best Animal Models for Testing Early Intervention in Cerebral Palsy?. Front Neurol. 5 (258), 1-17 (2014).
- Colver, A., Fairhurst, C., Pharoah, P. O. Cerebral palsy. Lancet. 383 (9924), 1240-1249 (2014).
- Levine, S. Anoxic-ischemic encephalopathy in rats. Am J Pathol. 36, 1-17 (1960).
- Rice 3rd, J. E., Vannucci, R. C., Brierley, J. B. The influence of immaturity on hypoxic-ischemic brain damage in the rat. Ann Neurol. 9 (2), 131-141 (1981).
- Lafemina, M. J., Sheldon, R. A., Ferriero, D. M. Acute hypoxia-ischemia results in hydrogen peroxide accumulation in neonatal but not adult mouse brain. Pediatr Res. 59 (5), 680-683 (2006).
- Brazel, C. Y., Rosti 3rd, R. T., Boyce, S., Rothstein, R. P., Levison, S. W. Perinatal hypoxia/ischemia damages and depletes progenitors from the mouse subventricular zone. Dev Neurosci. 26 (2-4), 266-274 (2004).
- Buono, K. D., et al. Mechanisms of mouse neural precursor expansion after neonatal hypoxia-ischemia. J Neurosci. 35 (23), 8855-8865 (2015).
- Rumajogee, P., Bregman, T., Miller, S. P., Yager, J. Y., Fehlings, M. G. Rodent Hypoxia-Ischemia Models for Cerebral Palsy Research: A Systematic Review. Front Neurol. 7 (57), 1-20 (2016).
- Hagberg, H., Peebles, D., Mallard, C. Models of white matter injury: comparison of infectious, hypoxic-ischemic, and excitotoxic insults. Ment Retard Dev Disabil Res Rev. 8 (1), 30-38 (2002).
- Wi, S., Yu, J. H., Kim, M., Cho, S. R. In Vivo Expression of Reprogramming Factors Increases Hippocampal Neurogenesis and Synaptic Plasticity in Chronic Hypoxic-Ischemic Brain Injury. Neural Plast. 2016 (2580837), 1-11 (2016).
- Lu, Y., Christian, K., Lu, B. BDNF: a key regulator for protein synthesis-dependent LTP and long-term memory?. Neurobiol Learn Mem. 89 (3), 312-323 (2008).
- Manabe, T., et al. Facilitation of long-term potentiation and memory in mice lacking nociceptin receptors. Nature. 394 (6693), 577-581 (1998).
- Alonso, M., et al. BDNF-triggered events in the rat hippocampus are required for both short- and long-term memory formation. Hippocampus. 12 (4), 551-560 (2002).
- Seo, J. H., et al. In Situ Pluripotency Factor Expression Promotes Functional Recovery From Cerebral Ischemia. Mol Ther. 24 (9), 1538-1549 (2016).
- Kim, M. S., et al. Environmental enrichment enhances synaptic plasticity by internalization of striatal dopamine transporters. J Cereb Blood Flow Metab. 36 (12), 2122-2133 (2015).
- Lee, M. Y., et al. Alteration of synaptic activity-regulating genes underlying functional improvement by long-term exposure to an enriched environment in the adult brain. Neurorehabil Neural Repair. 27 (6), 561-574 (2013).
- Rha, D. W., et al. Effects of constraint-induced movement therapy on neurogenesis and functional recovery after early hypoxic-ischemic injury in mice. Dev Med Child Neurol. 53 (4), 327-333 (2011).
- Chong, H. J., Cho, S. R., Jeong, E., Kim, S. J. Finger exercise with keyboard playing in adults with cerebral palsy: A preliminary study. J Exerc Rehabil. 9 (4), 420-425 (2013).
- Chong, H. J., Cho, S. R., Kim, S. J. Hand rehabilitation using MIDI keyboard playing in adolescents with brain damage: a preliminary study. NeuroRehabilitation. 34 (1), 147-155 (2014).
- Seo, J. H., Yu, J. H., Suh, H., Kim, M. S., Cho, S. R. Fibroblast growth factor-2 induced by enriched environment enhances angiogenesis and motor function in chronic hypoxic-ischemic brain injury. PLoS One. 8 (9), e74405 (2013).
- Washington, P. M., et al. The effect of injury severity on behavior: a phenotypic study of cognitive and emotional deficits after mild, moderate, and severe controlled cortical impact injury in mice. J Neurotrauma. 29 (13), 2283-2296 (2012).
- Cho, S. R., et al. Astroglial Activation by an Enriched Environment after Transplantation of Mesenchymal Stem Cells Enhances Angiogenesis after Hypoxic-Ischemic Brain Injury. Int J Mol Sci. 17 (9), 1-15 (2016).
- Tsuji, M., et al. A novel reproducible model of neonatal stroke in mice: comparison with a hypoxia-ischemia model. Exp Neurol. 247, 218-225 (2013).
