Neurobehavioral vurderinger i en musemodell av Neonatal Hypoxic-iskemisk hjerneskade
Summary
Vi utførte ensidige arteria carotis okklusjon postnatal dag 7-10 CD-1 mus pups å opprette en neonatal hypoxic-iskemiske (HI) modell og undersøkt virkningene av HI hjerneskade. Vi studerte neurobehavioral funksjoner i disse musene sammenlignet med ikke-opererte normal mus.
Abstract
Vi utførte ensidige arteria carotis okklusjon på CD-1 mus å opprette en neonatal hypoxic-iskemiske (HI) modell og undersøkt virkningene av neonatal HI hjerneskade ved å studere neurobehavioral funksjoner i disse musene sammenlignet med ikke-opererte (dvs. normal) mus. Studien, ble ris-Vannucci metoden brukt til å indusere neonatal HI hjerneskade i postnatal dag 7-10 (P7-10) mus. HI operasjonen ble utført på valpene ensidige arteria carotis ligatur og eksponering for hypoksi (8% O2 og 92% N2 for 90 min). En uke etter operasjonen, skadet hjernen ble evaluert med det blotte øye gjennom semi-transparent skallen og ble kategorisert undergrupper basert på fravær (“ingen kortikale skader” gruppe) eller tilstedeværelse (“kortikale skader” gruppe) av kortikale skader, som en leksjonen i høyre halvkule. Uke 6, følgende neurobehavioral tester ble utført for å evaluere det kognitive og motoriske funksjoner: passive unngåelse oppgave (PAT), stigen gå test, og grep styrke test. Testene opptreden er nyttig for å bestemme effekten av neonatal HI hjerneskade og brukes i andre musen modeller av nevrodegenerative sykdommer. I denne studien viste neonatal HI hjernen skade mus motor underskudd som tilsvarte høyre hjernehalvdelen skade. Atferdsmessige testresultatene være relevante til underskuddene observert i menneskelige Nyfødte HI pasienter, for eksempel cerebral parese eller neonatal slagpasienter. I denne studien var en musemodell av neonatal HI hjerneskade etablert og viste ulike grader av motor underskudd og kognitiv svekkelse i forhold til ikke-opererte mus. Dette arbeidet gir grunnleggende informasjon om HI musemodell. Mr bilder viser i Norge, med avhengig av graden av hjerneskade motoriske og kognitive tester.
Introduction
Neonatal HI hjerneskade oppstår under tidlig barndom (ca to pasienter per 1.000 barn)1,2,3,4,5. Studier om neonatal HI hjerneskade er viktig, og bruker en etablert neonatal HI hjernen skade musemodell kan lette i vivo prekliniske undersøkelser på HI hjerneskade.
Tradisjonelle HI modeller brukes på voksen rotter6. For den neonate modellen brukes ris-Vannucci metoden vanligvis på P7 rotter7,8. Men siden rotter og mus er litt annerledes9,10, selv om de begge gnagere, vi utført en endret ris-Vannucci metode på CD-1 pups på P7-10, basert på tidligere studier som viste at P7-10 er perioden med umoden oligodendrocytes, tilsvarer human frist P011,12. Neonatal HI musemodell er etablert gjennom både av ligation av den ensidige arteria carotis og eksponering for mus hypoksi med 8% oksygen i P7-10 pups.
Mus utsatt for prosedyren viste ulike grader av hjernen lesjoner i posterolateral-området i den høyre hjernehalvdelen. For å identifisere den kognitive og motor underskudd, neurobehavioral vurderingene er basert på PAT, ble stigen gå test, og grep styrke test utført. Forskjellene mellom ikke-opererte (dvs. vanlig) og HI mus ble analysert. Dette arbeidet gir grunnleggende informasjon om HI musemodell. Mr bildene viser i Norge, atskilt avhengig av graden av hjerne skader bruker motoriske og kognitive tester.
Protocol
Representative Results
Discussion
I denne studien vi indusert HI hjerneskade i neonatal P7-10 CD-1 mus og identifisert hjernen lesjonen med relevante kognitive og motor underskudd. Under denne prosedyren var okklusjon av de ensidige høyre arteria carotis avgjørende. I dette trinnet kunne arterien bli skadet og revet. De fleste pups som opplevd en arterie rive døde. Omvendt, hvis forskere samskrevet en annen blod blodåre i stedet for den ensidige høyre arteria carotis, hjerne pup bare mildt ble skadet og ingen betydelig fenotypen kunne observeres<sup…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne studien ble støttet av tilskudd fra National Research Foundation (NRF-2014R1A2A1A11052042, 2015M3A9B4067068), departementet for vitenskap og teknologi, Sør-Korea, koreansk helse teknologi R & D Project (HI16C1012), helse & Velferd, Sør-Korea og programmet “Dongwha” fakultet forskning assistanse ved 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).
