Summary

新生児低酸素性虚血性脳損傷のマウス モデルにおける神経行動学的評価

Published: November 24, 2017
doi:

Summary

生後に一側内頚動脈閉塞を行った 7 10 CD-1 マウス新生児低酸素性虚血性 (HI) モデルを作成する子犬とこんにちは脳損傷の効果を検討しました。非運営正常なマウスと比較してこれらのマウスの神経行動学的機能を検討した.

Abstract

CD-1 マウス新生児低酸素性虚血性 (HI) モデルを作成するに一側内頚動脈閉塞を実施し、に比べて非操作 (つまり、これらのマウスの神経行動学的機能を研究することによって新生児こんにちは脳損傷の効果を調査通常の) マウス。調査中, 米ヴァンヌッチ メソッドは生後 7-10 (P7-10) マウスの新生児のこんにちは脳の損傷を誘導するために使用されました。こんにちは操作は、一方的な頚動脈結紮と低酸素症 (8% O2と 90 分の 92% N2 ) への露出によって、子犬に実行されました。術後、1 週間破損した脳半透明頭蓋骨を通して肉眼で評価され、不在 (「大脳皮質損傷なし」グループ) や大脳皮質損傷の存在 (「大脳皮質損傷」グループ) に基づくサブグループに分類されました。など右半球の病変。週 6、認知・運動機能を評価する以下の神経行動学的検査を行った: 受動的回避反応タスク (PAT)、はしご歩行テスト、およびグリップ強度テスト。これらの行動テスト新生児こんにちは脳損傷の影響を決定する上で有用ですが、その他の神経変性疾患のマウス ・ モデルで使用されます。本研究では、新生児こんにちは脳損傷マウスは右半球損傷に対応したモーターの赤字を示した。行動テスト結果、脳性麻痺または新生児脳梗塞など、人間の新生児こんにちは患者にみられる欠損に関連します。この研究では、新生児のこんにちは脳損傷のマウス モデルは運動障害と非操作マウスに比べて認知障害の程度が異なるを示したおよび設立されました。この作品は、こんにちマウス モデルの基本情報を説明します。MRI 画像は、運動と認知機能テストで脳の損傷の重症度に応じて区切られた異なる表現型を示しています。

Introduction

幼い頃 (約 1,000 人の子供あたりの 2 人の患者)1,2,3,4,5中に新生児のこんにちは脳損傷が発生します。新生児こんにちは脳損傷に関する研究が重要であり、確立された新生児こんにちは脳損傷マウス モデルを用いた体内こんにちは脳損傷の臨床研究を促進できます。

ラット6従来の HI モデルが使用されます。新生児モデルの米ヴァンヌッチ メソッドは P7 ラット7,8よく使用されます。ただし、ラットおよびマウスなのでわずかに異なる9,10、にもかかわらず両方の齧歯動物を行った修正米ヴァンヌッチ法 P7-10 P7 10 ある期間であることを示した前の研究を基に CD 1 子犬の特徴未熟なオリゴデンドロ サイト、人間用語 P011,12に対応します。新生児のこんにちのマウスモデルは P7 10 子犬の両方一側内頚動脈の結紮とマウスの 8% の酸素と低酸素への露出によって確立されます。

マウス右半球の後外側領域にさまざまな脳の病変の程度を示したプロシージャに服従します。認知およびモーター欠損、PAT に基づく神経行動学的評価を識別し、はしごの歩行テスト、およびグリップ強度テストを行った。非運営 (すなわち、通常) とこんにちはマウスとの違いを分析しました。この作品は、HI マウス モデルに関する基本的な情報を示します。MRI 画像は、運動と認知機能テストを使用して脳の損傷の重症度に応じて、分離、異なった表現型を示しています。

Protocol

すべての動物施設評価認定の研究所動物ケア (AAALAC) 協会の認定を受けて、食べ物を与えられる (27 × 22.5 × 14 cm3) 標準的な檻の中で収容され、水を交互に 12 h/暗下で自由サイクル。著者動物保護の規則に従い、実験手順が承認された機関動物ケアおよび使用委員会の延世大学医科大学 (IACUC 号 2010-0252; 2013-0220)。 1. こんにちは新生児の脳損傷マウスモデル <o…

Representative Results

すべてのデータは、平均値 (SEM) の平均 ± 標準誤差として表されます。独立した、またはtを使用して 2 つのグループ間の変数の比較を行った-SPSS の統計ソフトウェアのテストします。P-値 < 0.05 は、統計的に有意と考えられていた。 新生児こんにちは外傷による脳損傷の別の重要度を示したし、それに応じて?…

Discussion

本研究では、HI P7 10 CD-1 マウスの新生児脳障害し、関連する認知およびモーター欠損で脳障害を識別しました。この中に、片側の右頚動脈の閉塞は重要でした。この手順で動脈を破損し、破れたでした。動脈涙を経験したほとんどの子犬が死亡しました。逆に、研究者は、一方的な右頚動脈ではなく別の血液静脈を結紮、子犬の脳は少しだけ破損しているし、重要な表現が認められなかった<s…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、国立研究財団 (NRF 2014R1A2A1A11052042; 2015M3A9B4067068)、科学省と技術、韓国、韓国健康技術 R & D プロジェクト (HI16C1012)、厚生労働省からの助成金によって支えられた &福祉・韓国・延世大学医学 (6-2016-0126) の「東和」学部研究支援プログラム。

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

  1. Yager, J. Y. Animal models of hypoxic-ischemic brain damage in the newborn. Semin Pediatr Neurol. 11 (1), 31-46 (2004).
  2. Vannucci, R. C., et al. Rat model of perinatal hypoxic-ischemic brain damage. J Neurosci Res. 55 (2), 158-163 (1999).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Colver, A., Fairhurst, C., Pharoah, P. O. Cerebral palsy. Lancet. 383 (9924), 1240-1249 (2014).
  6. Levine, S. Anoxic-ischemic encephalopathy in rats. Am J Pathol. 36, 1-17 (1960).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Buono, K. D., et al. Mechanisms of mouse neural precursor expansion after neonatal hypoxia-ischemia. J Neurosci. 35 (23), 8855-8865 (2015).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Manabe, T., et al. Facilitation of long-term potentiation and memory in mice lacking nociceptin receptors. Nature. 394 (6693), 577-581 (1998).
  16. 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).
  17. Seo, J. H., et al. In Situ Pluripotency Factor Expression Promotes Functional Recovery From Cerebral Ischemia. Mol Ther. 24 (9), 1538-1549 (2016).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).

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Citazione di questo articolo
Kim, M., Yu, J. H., Seo, J. H., Shin, Y., Wi, S., Baek, A., Song, S., Cho, S. Neurobehavioral Assessments in a Mouse Model of Neonatal Hypoxic-ischemic Brain Injury. J. Vis. Exp. (129), e55838, doi:10.3791/55838 (2017).

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