Summary
प्रोटोकॉल एक माउस मॉडल में हल्के दर्दनाक मस्तिष्क की चोट का वर्णन करता है। विशेष रूप से, हल्के मध्य रेखा बंद सिर की चोट को प्रेरित करने के लिए एक चरण-दर-चरण प्रोटोकॉल और पशु मॉडल के लक्षण वर्णन को पूरी तरह से समझाया गया है।
Abstract
दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (टीबीआई) के अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पशु मॉडल, अच्छी तरह से परिभाषित विकृति के साथ, चिकित्सीय हस्तक्षेपों का परीक्षण करने और तंत्र को समझने के लिए आवश्यक हैं कि टीबीआई मस्तिष्क समारोह को कैसे बदलता है। लोगों में देखे गए टीबीआई के विभिन्न पहलुओं और विशिष्टताओं को मॉडल करने के लिए टीबीआई के कई पशु मॉडल की उपलब्धता आवश्यक है। यह पांडुलिपि हल्के टीबीआई के माउस मॉडल को विकसित करने के लिए एक मध्य रेखा बंद सिर की चोट (सीएचआई) के उपयोग का वर्णन करती है। मॉडल को हल्का माना जाता है क्योंकि यह न्यूरोइमेजिंग या सकल न्यूरोनल हानि के आधार पर संरचनात्मक मस्तिष्क घावों का उत्पादन नहीं करता है। हालांकि, एक एकल प्रभाव पर्याप्त विकृति पैदा करता है कि संज्ञानात्मक हानि चोट के कम से कम 1 महीने बाद मापने योग्य है। स्टीरियोटैक्सिक रूप से निर्देशित विद्युत चुम्बकीय प्रभावक का उपयोग करके चूहों में सीएचआई को प्रेरित करने के लिए एक चरण-दर-चरण प्रोटोकॉल पेपर में परिभाषित किया गया है। हल्के मिडलाइन सीएचआई मॉडल के लाभों में कम मृत्यु दर के साथ चोट से प्रेरित परिवर्तनों की प्रजनन क्षमता शामिल है। मॉडल को न्यूरोइमेजिंग, न्यूरोकेमिकल, न्यूरोपैथोलॉजिकल और व्यवहार परिवर्तनों के लिए चोट के 1 साल बाद तक अस्थायी रूप से चित्रित किया गया है। मॉडल एक ही इम्पैक्टर डिवाइस का उपयोग करके नियंत्रित कॉर्टिकल प्रभाव के खोपड़ी मॉडल खोलने के लिए पूरक है। इस प्रकार, प्रयोगशालाएं एक ही प्रभावक के साथ हल्के फैलाव टीबीआई और फोकल मध्यम-से-गंभीर टीबीआई दोनों को मॉडल कर सकती हैं।
Introduction
दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (टीबीआई) मस्तिष्क पर एक बाहरी बल के कारण होती है, जो अक्सर गिरने, खेल की चोटों, शारीरिक हिंसा या सड़क दुर्घटनाओं से जुड़ी होती है। 2014 में, रोग नियंत्रण और रोकथाम केंद्रों ने निर्धारित किया कि 2.53 मिलियन अमेरिकियों ने टीबीआई सेसंबंधित दुर्घटनाओं के लिए चिकित्सा सहायता लेने के लिए आपातकालीन विभाग का दौरा किया। चूंकि हल्के टीबीआई (एमटीबीआई) टीबीआई मामलों के बहुमत का प्रतिनिधित्व करता है, पिछले कई दशकों में, एमटीबीआई के कई मॉडल अपनाए गए हैं, जिनमें वजन में गिरावट, पिस्टन-संचालित बंद सिर की चोट और नियंत्रित कॉर्टिकल प्रभाव, घूर्णी चोट, हल्के द्रव ताल की चोट और विस्फोट चोट मॉडल 2,3 शामिल हैं। एमटीबीआई मॉडल की विषमता लोगों में देखे गए एमटीबीआई से जुड़ी विभिन्न विशेषताओं को संबोधित करने और मस्तिष्क की चोट से जुड़े सेलुलर और आणविक तंत्र का मूल्यांकन करने में मदद करने के लिए उपयोगी है।
बंद सिर की चोट के आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले मॉडलों में से, पहले और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मॉडलों में से एक वजन ड्रॉप विधि है, जहां एक वस्तु को एक विशिष्ट ऊंचाई से जानवर के सिर (एनेस्थेटाइज्ड या जागृत) पर गिरा दिया जाता है। वजन घटाने की विधि में, चोट की गंभीरता कई मापदंडों पर निर्भर करती है, जिसमें क्रैनियोटॉमी का प्रदर्शन किया जाता है या नहीं, सिर तय या मुक्त होता है, और गिरने वाली वस्तु की दूरी और वजन 2,4 होता है। इस मॉडल का एक नुकसान चोट की गंभीरता में उच्च परिवर्तनशीलता और श्वसन अवसाद से जुड़ी उच्च मृत्यु दर 5,6 है। एक आम विकल्प एक वायवीय या विद्युत चुम्बकीय उपकरण का उपयोग करके प्रभाव प्रदान करना है, जिसे सीधे उजागर ड्यूरा (नियंत्रित कॉर्टिकल प्रभाव: सीसीआई) या बंद खोपड़ी (बंद सिर की चोट: सीएचआई) पर किया जा सकता है। पिस्टन-संचालित चोट की ताकत में से एक इसकी उच्च प्रजनन क्षमता और कम मृत्यु दर है। हालांकि, सीसीआई को क्रैनियोटॉमी 7,8 की आवश्यकता होती है, और एक क्रैनियोटॉमी स्वयं सूजन9 को प्रेरित करता है। इसके बजाय, सीएचआई मॉडल में, क्रैनियोटॉमी की कोई आवश्यकता नहीं है। जैसा कि पहले ही कहा गया है, प्रत्येक मॉडल की सीमाएं हैं। इस पेपर में वर्णित सीएचआई मॉडल की सीमाओं में से एक यह है कि सर्जरी एक स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम का उपयोग करके की जाती है, और जानवर का सिर स्थिर हो जाता है। जबकि पूर्ण सिर स्थिरीकरण प्रजनन क्षमता का आश्वासन देता है, यह प्रभाव के बाद आंदोलन के लिए जिम्मेदार नहीं है जो एमटीबीआई से जुड़ी चोट में योगदान कर सकता है।
यह प्रोटोकॉल माउस में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध विद्युत चुम्बकीय प्रभावक डिवाइस10 के साथ सीएचआई प्रभाव करने के लिए एक बुनियादी विधि का वर्णन करता है। यह प्रोटोकॉल अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य चोट प्राप्त करने के लिए शामिल सटीक मापदंडों का विवरण देता है। विशेष रूप से, जांचकर्ता के पास चोट की गंभीरता को सटीक रूप से परिभाषित करने के लिए मापदंडों (चोट की गहराई, निवास समय और प्रभाव का वेग) पर सटीक नियंत्रण है। जैसा कि वर्णित है, यह सीएचआई मॉडल एक चोट पैदा करता है जिसके परिणामस्वरूप द्विपक्षीय विकृति, दोनों फैलते हैं और सूक्ष्म (यानी, ग्लिया, अक्षीय और संवहनी क्षति की पुरानी सक्रियता), और व्यवहार फेनोटाइप 11,12,13,14,15। इसके अलावा, वर्णित मॉडल को हल्का माना जाता है क्योंकि यह चोट16,17 के 1 साल बाद भी एमआरआई या पैथोलॉजी पर सकल घावों के आधार पर संरचनात्मक मस्तिष्क घावों को प्रेरित नहीं करता है।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
किए गए प्रयोगों को केंटकी विश्वविद्यालय के संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) द्वारा अनुमोदित किया गया था, और अध्ययन के दौरान प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए आगमन और गाइड दोनों दिशानिर्देशों का पालन किया गया था।
1. सर्जिकल सेटअप
नोट: चूहों को 4-5 / पिंजरे के समूहों में रखा जाता है, आवास कक्ष में आर्द्रता 43% -47% पर बनाए रखी जाती है, और तापमान 22-23 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा जाता है। चूहों को भोजन और पानी तक पहुंच प्रदान की जाती है और 12 घंटे / 12 घंटे प्रकाश / अंधेरे चक्र (सुबह 7 बजे / 7 बजे) के संपर्क में लाया जाता है।
- पशु सर्जरी करने के लिए एक नामित सर्जिकल क्षेत्र का उपयोग करें, जैसे कि हुड या समर्पित सर्जिकल प्रक्रिया कक्ष।
- सुनिश्चित करें कि सर्जिकल क्षेत्र में एक हीटिंग पैड, विद्युत चुम्बकीय प्रभावक से लैस एक स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम और आइसोफ्लुरेन गैस को प्रशासित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक संज्ञाहरण मास्क शामिल है ( चित्रा 1 ए देखें)।
- सुनिश्चित करें कि सर्जरी में शामिल सर्जन या कर्मी एक साफ लैब कोट, एक फेस मास्क, दस्ताने और एक सर्जिकल टोपी पहनें।
- बाँझ सर्जिकल उपकरण, बाँझ कपास-टिम्प्ड एप्लिकेटर और धुंध पैड का उपयोग करें। सर्जरी के दिन चूहों के बीच उपकरणों को निष्फल करने के लिए एक गर्म मोती स्टरलाइज़र का उपयोग करें।
- प्री-ऑप क्षेत्र में सर्जरी के लिए माउस तैयार करने के लिए एक संज्ञाहरण प्रेरण कक्ष का उपयोग करें।
- जानवर के तापमान को बनाए रखने के लिए हीटिंग पैड का उपयोग करें, पोस्ट-ऑप माउस होल्डिंग पिंजरों को साफ करें, और सर्जरी के बाद माउस के राइटिंग रिफ्लेक्स को रिकॉर्ड करने के लिए टाइमर का उपयोग करें।
2. पूर्व-सर्जरी प्रक्रिया
- सिर समर्थन उपकरण तैयार करें ( चित्रा 1 बी देखें)।
- 1 एमएल लेटेक्स पिपेट बल्ब (इन्फ्लेटेबल एंड) से रोल्ड एंड रिज को हटा दें ( चित्रा 1 सी देखें)।
- पैराफिल्म का उपयोग करके ट्यूबिंग में बल्ब संलग्न करें ( चित्रा 1 सी देखें)।
- स्टॉपकॉक का उपयोग करके ट्यूबिंग को 10 एमएल सिरिंज से कनेक्ट करें। सिरिंज को पानी से भरें ( चित्रा 1 सी देखें)।
नोट: 1 एमएल लेटेक्स पिपेट बल्ब को कानों से दूर प्रभाव बल को विस्थापित करने के लिए माउस के सिर के नीचे रखा जाएगा। उपयोग करने से पहले बल्ब से जितना संभव हो उतना हवा निकालने की कोशिश करें ताकि बल्ब ज्यादातर पानी से भरा हो और हवा से नहीं।
- इंपैक्टर सेटअप।
- 5 मिमी जांच टिप का चयन करें, इसे एक्ट्यूएटर के निचले केंद्र (बड़े सिलेंडर के अंदर) पर पिस्टन पर पेंच करें, और अत्यधिक बल लागू किए बिना धीरे से जांच को कसें। प्रभावों के बीच टिप को फिर से कसें ( चित्रा 1 बी देखें)।
- इम्पैक्टर को चालू करने से पहले, सुनिश्चित करें कि एक्सटेंड/रिकॉल स्विच सेंटर ऑफ पोजिशन में स्थित है। फिर, एक्ट्यूएटर पर केबल को इंपैक्टर कंट्रोल बॉक्स के फ्रंट पैनल पर जैक से कनेक्ट करें और सेंसर केबल को फ्रंट पैनल पर जैक से कनेक्ट करें। फिर, बैक पैनल पर पावर स्विच चालू करें ( चित्रा 1 डी देखें)।
नोट: एक्सटेंड/रिकॉल टॉगल स्विच को उपयोग में नहीं होने पर केंद्र बंद स्थिति में रहने की आवश्यकता होती है। - नियंत्रण बॉक्स के बाईं ओर बड़े नॉब को घुमाकर प्रभाव वेग सेट करें जब तक कि डिस्प्ले पर 5.0 ± 0.2 मीटर / सेकंड का प्रभाव वेग दिखाई न दे ( चित्रा 1 डी देखें)।
- डायल को तब तक चालू करके डवेल काउंटर को 100 एमएस पर सेट करें जब तक कि डिवेल 0.01 न पढ़ ले ( चित्रा 1 डी देखें)।
नोट: स्वचालित वापसी होने से पहले डवेल संपर्क का समय है। - प्लास्टिक सिलेंडर को विस्तार से रोकने के लिए एक आइस पैक पर इंपैक्टर एक्ट्यूएटर रखें, जो सिलेंडर को जगह पर लॉक करता है, सिलेंडर की आवाजाही और भविष्य के प्रभावों के वितरण को रोकता है ( चित्रा 1 ई देखें)।
- सर्जरी के लिए माउस तैयार करें।
- सर्जरी से पहले माउस का निरीक्षण करें और अध्ययन से माउस को खत्म करें यदि निम्नलिखित स्थितियों में से एक देखा जाता है: 4 महीने के माउस के लिए खराब कोट की स्थिति, सुस्ती, या खराब वजन (<20 ग्राम)।
- 1-2 मिनट के लिए हीटिंग पैड पर रखे इंडक्शन चैंबर का उपयोग करके 100% ऑक्सीजन में 4% -5% आइसोफ्लुरेन के साथ माउस को एनेस्थेटाइज करें।
- एक इलेक्ट्रिक हेयर क्लिपर का उपयोग करके ऑपरेटिव साइट से फर को शेव करें।
- बाँझ अल्कोहल प्रेप पैड के साथ सिर को साफ करें और सर्जरी शुरू होने से कम से कम 15 मिनट पहले मुंडा खोपड़ी पर एक सामयिक एनेस्थेटिक लागू करें।
- सर्जरी से पहले माउस को एक साफ होल्डिंग पिंजरे में वापस करें। सामयिक एनेस्थेटिक आवेदन (प्रेरण समय) के कम से कम 15 मिनट के बाद सर्जरी शुरू करें।
नोट: एनेस्थीसिया के लिए समय प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले एनेस्थेटिक के आधार पर भिन्न हो सकता है।
- एक और बार जांचें कि स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम, इम्पैक्टर और डिजिटल स्टीरियोटैक्सिक डिस्प्ले ( चित्रा 1 एफ देखें) उपयोग करने के लिए तैयार हैं।
- माउस को लगभग 3 मिनट के लिए 100% ऑक्सीजन में 4% -5% आइसोफ्लुरेन के साथ आइसोफ्लुरेन प्रेरण कक्ष में वापस करें।
- माउस को सिर के चरण में ठीक करें।
3. सर्जिकल प्रक्रिया
- हल्के एसिटल राल टेपरेड पॉइंट ईयर बार, एक बाइट बार और माउस एनेस्थीसिया मास्क का उपयोग करके माउस को स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम में सुरक्षित करें ( चित्रा 1 जी, एच देखें)। आइसोफ्लुरेन गैस कमरे की हवा में 100-200 एमएल / मिनट पर 2% -3% पर वितरित की जाती है। संज्ञाहरण की गहराई सुनिश्चित करने और आवश्यकतानुसार गैस के स्तर को समायोजित करने के लिए माउस के श्वसन की सावधानीपूर्वक निगरानी करें।
- कॉर्नियल सुखाने से रोकने के लिए आंखों पर बाँझ आंख स्नेहक लागू करें।
- पोविडोन-आयोडीन स्वैब और बाँझ अल्कोहल पैड के साथ खोपड़ी को तीन बार निष्फल करें।
- सुनिश्चित करें कि पैर की अंगुली-चुटकी प्रतिक्रिया की कमी को सत्यापित करके माउस को गहराई से एनेस्थेटाइज किया गया है।
- खोपड़ी को उजागर करते हुए, स्केलपेल का उपयोग करके आंखों और गर्दन के बीच लगभग 1 सेमी मध्यरेखा खोपड़ी चीरा लगाएं ( चित्र 1 आई देखें)।
- खोपड़ी को 1-2 मिनट के लिए सूखने दें।
- ब्रेग्मा (कोरोनल और लैम्ब्डोइड सीवन का प्रतिच्छेदन बिंदु) और लैम्ब्डा (धनु और लैम्बडॉइड सीवन का प्रतिच्छेदन) की पहचान करें ( चित्र 1 जे देखें)।
नोट: संदर्भ के लिए एक माउस मस्तिष्क एटलस का उपयोग किया जा सकता है। - सिर के नीचे सिर समर्थन उपकरण रखें और बल्ब को पानी से फुलाएं जब तक कि यह माउस के सिर के निचले हिस्से के खिलाफ दबा न जाए लेकिन सिर को काटने की पट्टी से दूर न उठा सके।
नोट: यह कदम सीएचआई से संभावित कान के मुद्दों को कम करने के लिए आवश्यक है। कान की सलाखों से कान को नुकसान पहुंचाने वाले किसी भी जानवर, जिसके परिणामस्वरूप रोलिंग या रक्तस्राव होता है, को अध्ययन से हटा दिया जाना चाहिए और इच्छामृत्यु दी जानी चाहिए। - प्रभावक को जानवर के सिर पर ले जाएं।
- एक्सटेंड पर एक्सटेंड/रिकॉल टॉगल स्विच (इंपैक्टर कंट्रोल बॉक्स पर) रखकर इंपैक्टर का विस्तार करें।
नोट: यह जांचना सुनिश्चित करें कि टिप पर नीचे खींचकर टिप पूरी तरह से विस्तारित है। - इंपैक्टर को तब तक पंक्तिबद्ध करें जब तक कि यह ब्रेग्मा पर केंद्रित न हो ( चित्र 1K देखें)।
- स्टीरियोटैक्सिक रीडर में डिजिटल स्टीरियोटैक्सिक एक्स और वाई निर्देशांक को 0 पर रीसेट करें (टच स्क्रीन नियंत्रण पर)
- जांच को ब्रेग्मा से लक्ष्य निर्देशांक तक ले जाकर प्रभाव स्थान पर जांच को संरेखित करें: औसत दर्जे का पार्श्व = 0.0 मिमी, पूर्ववर्ती-पश्चवर्ती = -1.6 मिमी।
- संपर्क सेंसर को जानवर के कान तक क्लिप करें।
- सतह के साथ पहला संपर्क होने तक विस्तारित जांच के साथ जांच की नोक को धीरे-धीरे कम करें। बीप पर रुकें।
- स्टीरियोटैक्सिक रीडर में डिजिटल स्टीरियोटैक्सिक जेड निर्देशांक को 0 पर रीसेट करें।
- सावधानीपूर्वक निरीक्षण करें कि क्या सिरा खोपड़ी (मध्यवर्ती-पार्श्व और पूर्ववर्ती-पीछे के विमानों) के साथ फ्लश किया गया है।
नोट: खोपड़ी के फ्रैक्चर और कान की क्षति को रोकने के लिए जांच टिप को रखना इस प्रक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण कदम है। - रिट्रैक्ट स्थिति में कंट्रोल बॉक्स पर टॉगल स्विच रखकर इम्पैक्टर को वापस लें। टिप वापस ले लेती है और प्रभाव के समय तक जानवर के सिर के साथ कोई संपर्क नहीं होता है।
- पृष्ठीय-उदर गहराई को -1.2 मिमी में समायोजित करके प्रभाव गहराई सेट करें।
नोट: प्रभाव की गहराई चोट की गंभीरता को प्रभावित करती है। गहराई को वांछित चोट की गंभीरता के लिए चूहों की विभिन्न उम्र, वजन और उपभेदों के लिए निर्धारित किया जाना चाहिए। लगातार चोट की गंभीरता को बनाए रखने के लिए गहराई को समय के साथ समायोजित / पुन: टिटर करने की आवश्यकता हो सकती है। गंभीरता का मूल्यांकन न्यूरोपैथोलॉजिकल रूप से किया जा सकता है: माइक्रोग्लिया और एस्ट्रोसाइट्स (आईएचसी), और व्यवहारिक रूप से: रेडियल आर्म वाटर भूलभुलैया और सक्रिय परिहार परीक्षण। - संज्ञाहरण की गहराई सुनिश्चित करने और आवश्यकतानुसार गैस स्तर को समायोजित करने के लिए माउस के श्वसन की सावधानीपूर्वक निगरानी करें।
नोट: अक्सर, आइसोफ्लुरेन गैस का प्रतिशत प्रभाव से पहले 10-20 सेकंड के लिए कम या बंद किया जाना चाहिए। श्वसन को थोड़ा तेज करने के लिए बारीकी से देखें। यदि प्रभाव के समय श्वसन बहुत धीमा है, तो एपनिया से प्रभाव के बाद जानवर पहले 60 सेकंड के भीतर मर सकता है। प्रभाव से पहले सेकंड में संज्ञाहरण की गहराई को समायोजित करके इसे रोका जा सकता है। - प्रभाव के लिए सही टॉगल स्विच दबाकर प्रभाव को प्रेरित करें। प्रोब टिप प्रदर्शित वेग पर नीचे चला जाता है, और फिर सेट के समय के लिए नीचे रहता है और पीछे हट जाता है।
नोट: शाम चूहों को सीएचआई चूहों के समान हैंडलिंग प्राप्त होती है, लेकिन प्रभाव वितरित नहीं किया जाता है। - सीएचआई प्रभाव के तुरंत बाद टाइमर शुरू करें ताकि सही समय (साइड स्थिति से प्रवण स्थिति में लौटने का समय) रिकॉर्ड किया जा सके या टाइमर शुरू करें जब माउस को शाम चूहों के लिए स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम से हटा दिया जाता है। औसत राइटिंग रिफ्लेक्स समय 5-15 मिनट है।
नोट: माउस तनाव और उम्र के आधार पर सही रिफ्लेक्स समय भिन्न हो सकता है। - दिखाई देने वाली खोपड़ी के फ्रैक्चर, रक्तस्राव और एपनिया के लिए चूहों का मूल्यांकन करें। अध्ययन से उदास खोपड़ी फ्रैक्चर या दृश्य रक्तस्राव वाले चूहों को बाहर रखें।
नोट: खोपड़ी के फ्रैक्चर के वर्गीकृत स्तर हैं। डिकंप्रेस्ड खोपड़ी फ्रैक्चर वाले जानवर, जहां हड्डी मस्तिष्क के ऊतकों में अपरिवर्तनीय रूप से दबा रही है, को इच्छामृत्यु (सीओ2 पहले, और द्वितीयक विधि के रूप में उपयोग किया जाता है)। यदि इम्पैक्टर टिप सही ढंग से सेट की गई है, तो इस प्रकार के खोपड़ी के फ्रैक्चर अत्यधिक दुर्लभ हैं। यदि खोपड़ी का फ्रैक्चर होता है, तो अधिक सामान्य प्रस्तुति खोपड़ी पर रक्त की एक छोटी बूंद और खोपड़ी की थोड़ी स्पर्शनीय खुरदरापन है, अक्सर नाक की हड्डी के पीछे के सिरे को जोड़ने वाले सीवन के साथ। इन चूहों को रिकॉर्ड में संभावित खोपड़ी फ्रैक्चर के रूप में नोट किया गया है, लेकिन आमतौर पर अध्ययन से बाहर नहीं रखा जाता है। - जानवर को स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम से हटा दें।
- त्वचा को एक साथ थपथपाकर खोपड़ी को बंद करें।
नोट: स्टेपल के विकल्प के रूप में खोपड़ी को बंद करने के लिए अवशोषित या गैर-अवशोषित सीवन का उपयोग किया जा सकता है। - बंद चीरे पर बाँझ कपास-टिम्प्ड एप्लिकेटर के साथ ट्रिपल एंटीबायोटिक मलहम लागू करें।
- पुनर्प्राप्ति के लिए माउस को एक साफ होल्डिंग पिंजरे में वापस करें। रिकवरी पिंजरे का आधा हिस्सा हीटिंग पैड (कम सेटिंग) पर है, जो जागने पर गर्मी से दूर जाने की क्षमता प्रदान करता है और बेहोश होने पर जानवर के तापमान को बनाए रखता है (चित्रा 1 एल देखें)।
नोट: माउस को रिकवरी पिंजरे में इसके किनारे रखा गया है। घुटन को रोकने के लिए, जानवर को बिस्तर के बिना या एक ऊतक पर एक रिकवरी पिंजरे में रखें यदि बिस्तर पिंजरे में है। - एक्सटेंशन/रिट्रैक्ट टॉगल स्विच को सेंटर/ऑफ पोजिशन पर वापस करें।
नोट: यदि स्विच को विस्तारित या वापस लेने की स्थिति में छोड़ दिया जाता है, तो धारा चलती रहेगी, जिससे पिस्टन सूज जाता है। इम्पैक्टर तब तक कार्यात्मक नहीं होगा जब तक कि पिस्टन ठंडा नहीं हो जाता। - इंपैक्टर को अपने धारक से हटा दें और धीरे से इसे आइस पैक पर रखें।
नोट: एक आइस पैक पर इम्पैकर रखने से इम्पैक्टर की संभावित सूजन को कम करने में मदद मिलती है। - सही रिफ्लेक्स होने तक जानवर की निगरानी करें और सही होने तक के समय का दस्तावेजीकरण करें ( चित्रा 1 एम देखें)।
नोट: राइटिंग रिफ्लेक्स को उस क्षण के रूप में परिभाषित किया जाता है जब माउस एक प्रवण स्थिति में लौटता है। पिंजरे को अबाधित छोड़ दिया जाना चाहिए; माउस सही हो सकता है यदि पिंजरे को छुआ जाता है, स्थानांतरित किया जाता है, या कुछ शोर के संपर्क में लाया जाता है। - जब वे जागते हैं और सतर्क होते हैं तो चूहों को उनके घर के पिंजरे में वापस कर दें। आमतौर पर, चोट लगने के बाद 1 घंटे के भीतर, जानवर पूरी तरह से सचेत और एम्बुलेट होते हैं। इसके अलावा, पिंजरे के तल पर कुछ नम भोजन जोड़ें।
4. सर्जरी के बाद की देखभाल
- सर्जरी के बाद 5 दिनों के लिए जानवरों की निगरानी करें।
- उनके वजन और किसी भी शारीरिक / व्यवहार परिवर्तन जैसे श्वास दर (गुणात्मक श्वसन समारोह), चाल, शरीर और बालों के कोट की स्थिति, खाने, पीने, शौच और पेशाब को रिकॉर्ड करें।
- असुविधा के किसी भी संकेत के लिए माउस का निरीक्षण करें और सूजन, एक्स्यूडेट्स या लाल किनारों के लिए सर्जिकल घाव। एक पशु चिकित्सक से संपर्क करें यदि जानवर दर्द और असुविधा के लक्षण दिखाता है (स्वर, हिलना नहीं, हाइपोथर्मिया, पीता या खाता नहीं है)।
- एनेस्थीसिया के तहत और हीटिंग पैड पर सर्जरी के 7-10 दिनों के बाद स्टेपल को हटा दें।
नोट: यदि गैर-अवशोषित सीवन का उपयोग किया जाता है, तो उन्हें संज्ञाहरण के तहत सर्जरी के 7-10 दिनों के बाद हटा दिया जाना चाहिए।
5. सफाई
- सर्जिकल क्षेत्र और उपकरणों को साफ और निष्फल करें।
- प्रत्येक उपयोग के बाद और दिन के अंत में अल्कोहल प्रेप पैड के साथ जांच टिप को साफ करें।
नोट: इम्पैक्टर को कारखाने में कैलिब्रेट किया जाता है और समय और उपयोग के साथ स्थिर होने की सूचना दी जाती है। कोई नियमित अंशांकन की आवश्यकता नहीं है। हालांकि, इंपैक्टर और स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम का नियमित रूप से निरीक्षण किया जाना चाहिए। इसके अलावा, मॉडल एंडपॉइंट परिधि जैसे रिफ्लेक्स समय, मृत्यु दर और न्यूरोपैथोलॉजी को सही करने की निगरानी संभावित प्रयोगात्मक बहाव का मूल्यांकन करने के लिए की जानी चाहिए।
6. बहिष्करण मानदंड
- खराब स्वास्थ्य स्थिति के साथ सर्जरी से पहले जानवरों को बाहर रखें, जैसे 4 महीने के माउस के लिए खराब वजन <20 ग्राम, सुस्ती और खराब कोट की स्थिति।
- सर्जरी के दौरान जटिलताओं वाले जानवरों को बाहर रखें जैसे कि उदास खोपड़ी फ्रैक्चर, सर्जरी से संबंधित एक दृश्य रक्तस्राव, या कान से रक्तस्राव।
- सर्जरी के बाद निम्नलिखित लक्षणों के साथ अध्ययन से जानवरों को बाहर रखें: खाने और / या सामान्य रूप से स्थानांतरित करने में विफलता, असामान्य स्वर, वजन घटाने, या सर्जरी के बाद घाव को सामान्य रूप से ठीक करने में विफलता।
नोट: इस मॉडल का उपयोग हल्के टीबीआई के दोहराए जाने वाले मॉडल के रूप में किया जा सकता है। यदि चूहों को पहली सर्जरी से 24 घंटे की दूरी पर दूसरी सर्जरी मिलती है, तो स्टेपल या सीवन को हटाया जा सकता है, और खोपड़ी को उजागर करने के लिए उसी चीरा का उपयोग किया जा सकता है। यदि सर्जरी के बीच लंबा समय बीतता है तो एक नया चीरा लगाने की आवश्यकता होती है।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
यह स्टीरियोटैक्सिक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंपैक्टर डिवाइस बहुमुखी है। इसका उपयोग खुली खोपड़ी नियंत्रित कॉर्टिकल प्रभाव (सीसीआई) या बंद सिर की चोट (सीएचआई) सर्जरी दोनों के लिए किया जाता है। इसके अलावा, चोट की गंभीरता को चोट के मापदंडों जैसे प्रभाव वेग, निवास समय, प्रभाव गहराई, प्रभाव टिप और चोट लक्ष्य को बदलकर नियंत्रित किया जा सकता है। यहां 5.0 मिमी स्टील टिप इंपैक्टर का उपयोग करके एक सीएचआई सर्जरी का वर्णन किया गया है। इस चोट को हल्का माना जाता है क्योंकि कोई संरचनात्मक मस्तिष्क घाव नहीं होते हैं। वयस्क चूहों में मृत्यु दर 0.9% 11,14 से कम है और पुराने चूहों (>8 महीने की उम्र) में ~ 2.5% तक पहुंचने के लिए थोड़ा बढ़ जाती है। एपनिया के कारण पहले 2 मिनट के दौरान मृत्यु दर होती है, जिसे प्रभाव से पहले सेकंड में संज्ञाहरण की गहराई की सावधानीपूर्वक निगरानी करके काफी हद तक रोका जा सकता है।
इस सीएचआई मॉडल का लाभ यह है कि प्रभाव कॉर्टिकल ड्यूरल सतह (क्रैनियोटॉमी) को उजागर करने की आवश्यकता के बिना द्विपक्षीय डिफ्यूज पैथोलॉजी पैदा करता है। एक और विशेषता जो इसे एक प्रभावी टीबीआई मॉडल बनाती है, वह यह है कि सर्जिकल प्रक्रिया के बाद खोपड़ी के फ्रैक्चर या कान के मुद्दों के कारण 1% से कम चूहों को अध्ययन से बाहर रखा गया है। महत्वपूर्ण रूप से मॉडल एक ही प्रभाव के साथ न्यूरोपैथोलॉजिकल और व्यवहार संबंधी हानि पैदा करता है, जो दोहराए जाने वाले हल्के सीएचआई मॉडल15 से जुड़ी प्रयोगात्मक जटिलता को कम करता है। उदाहरण के लिए, माइक्रोग्लिया और एस्ट्रोसाइट रूपात्मक परिवर्तनों के एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य अस्थायी पैटर्न की पहचान की जाती है11 (चित्रा 2 ए, बी)। मॉडल को मान्य करते समय, पूर्वकाल-पीछे के निर्देशांक की प्रारंभिक सीमाओं का उपयोग -1.5 मिमी ± 0.2 मिमी और प्रभाव गहराई 1.0 ± 0.2 मिमी के रूप में करने की सिफारिश की जाती है। निर्देशांक को चूहों की उम्र और तनाव के साथ-साथ उपयोग किए गए उपकरणों के ब्रांड और मॉडल के लिए समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है। एक बार सेटिंग्स मान्य हो जाने के बाद, उन्हें एक प्रयोग के लिए स्थिर रखा जाना चाहिए। सत्यापन के लिए, चोट के 3 दिनों बाद माइक्रोग्लिया और एस्ट्रोसाइट्स के न्यूरोपैथोलॉजिकल लक्षण वर्णन की सिफारिश की जाती है। इम्यूनोहिस्टोकेमिकल (आईएचसी) धुंधला पन बास्टेटर एट अल.18 में विधियों का पालन करते हुए पूरा किया गया था। विशेष रूप से, खरगोश विरोधी जीएफएपी (1: 10,000) के साथ ग्लियल सक्रियण के लिए और खरगोश विरोधी आईबीए 1 (1: 10,000) का उपयोग करके एस्ट्रोसाइट्स के लिए 30 μm कोरोनल फ्री-फ्लोटिंग सेक्शन दाग दिए गए थे। जीएफएपी और आईबीए -1 दोनों का पता लगाने के लिए एक एचआरपी संयुग्मित बकरी विरोधी खरगोश आईजीजी (1: 200) का उपयोग किया गया था। प्रत्येक क्षेत्र में धुंधलापन को मापने के लिए परिमाणीकरण सॉफ्टवेयर का उपयोग किया गया था। इसके अलावा, चोट के 1 दिन बाद, नियोकॉर्टेक्स में अक्षीय चोट मार्कर पाए गए, और माइटोकॉन्ड्रियल चयापचय में परिवर्तन 28 दिनों के बाद सीएचआई16 (डेटा नहीं दिखाया गया) तक पाया गया।
मॉडल को मान्य करने के लिए द्वितीयक समापन बिंदु व्यवहार संबंधी परख होंगे। रेडियल आर्म वाटर भूलभुलैया (RAWM)12 में प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य CHI-प्रेरित घाटे और सक्रिय परिहार13 व्यवहार पाए गए (चित्रा 3)। चूहों को एक 8-हाथ रॉएम में परीक्षण किया गया था, जो एक विशेष शिक्षण परीक्षण था, जैसा कि माचेडा एट अल .12 में वर्णित है। संक्षेप में, चूहों को 4 दिन के प्रोटोकॉल में कुल 28 परीक्षणों में परीक्षण किया गया था और लक्ष्य हाथ में स्थित मंच का पता लगाने के लिए 60 एस थे। प्रति दिन परीक्षणों की कुल संख्या सात थी; दिन 1 और दिन 2 को प्रशिक्षण दिवस और दिन 3 और 4 को परीक्षण दिवसों के रूप में माना जाता था। प्रशिक्षण के दिनों के दौरान, चूहों को मंच का पता लगाने के लिए प्रशिक्षित किया गया था, दृश्यमान और छिपे हुए परीक्षणों के बीच बारी-बारी से; परीक्षण के दिनों के दौरान, मंच को सभी परीक्षणों के दौरान छिपाया गया था। प्रयोगों को एक कैमरे का उपयोग करके रिकॉर्ड किया गया था, और व्यवहार विश्लेषण (त्रुटियों की संख्या, कुल दूरी और विलंबता) के लिए एक ट्रैकिंग सिस्टम का उपयोग किया गया था। चूहों को चोट के 2 सप्ताह बाद परीक्षण किया गया था। जबकि सेक्स का कोई प्रभाव नहीं था, सीएचआई चूहों ने कार्य को सफलतापूर्वक करने और मंच तक पहुंचने के लिए अधिक त्रुटियां कीं (चित्रा 3 ए)। इसके अलावा, 6-हाथ रॉएम परीक्षण11,14,15,16 में स्मृति हानि का भी पता चला है। सक्रिय परिहार, एक सहयोगी सीखने-आधारित परीक्षण, का उपयोग CHI के इस हल्के मॉडल से जुड़े संज्ञानात्मक घाटे को मापने के लिए किया गया है। चूहों को 5 दिन के प्रोटोकॉल का उपयोग करके परीक्षण किया गया था और 50 परीक्षणों / दिन13 के संपर्क में लाया गया था। चूहों को एक वातानुकूलित उत्तेजना (सीएस, प्रकाश) को जोड़कर हल्के पैर के झटके (वातानुकूलित उत्तेजना, यूएस) से बचने के लिए प्रशिक्षित किया गया था। समय के साथ, सीएस प्रस्तुत किए जाने पर चूहों ने अमेरिका से बचना सीख लिया। सीएचआई चूहों में शाम चूहों की तुलना में सक्रिय परिहार में संज्ञानात्मक कार्य बिगड़ा हुआ था (चित्रा 3 बी)। शाम मादा चूहों ने पुरुषों की तुलना में काफी तेजी से सीखा, लेकिन सेक्स ने सीएचआई चूहों13 में भूमिका नहीं निभाई। व्यवहार सक्रिय / निष्क्रिय परिहार सॉफ्टवेयर का उपयोग करके दर्ज किया गया था। चोट के बाद पहले सप्ताह से परे मोटर फ़ंक्शन में प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यकमी का पता नहीं चला है।
इस हल्के टीबीआई मॉडल में, मस्तिष्क के लिए कोई सकल संरचनात्मक घाव नहीं पाया गया, और एक एकल प्रभाव ने द्विपक्षीय ग्लियल सक्रियण और माइक्रोग्लिया आकृति विज्ञान में परिवर्तन को प्रेरित किया। इसके अलावा, संज्ञानात्मक घाटे इस टीबीआई मॉडल से जुड़े हैं।
चित्र 1: चरण 1: सर्जिकल क्षेत्र सेटअप। (A) सीएचआई सर्जरी करने के लिए आवश्यक सर्जिकल क्षेत्र और उपकरणों का एक उदाहरण (इम्पैकर के लिए आइस पैक, इम्पैक्टर, इम्पैक्टर कंट्रोल बॉक्स और सर्जिकल टूल्स से लैस स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम) दिखाया गया है। (बी) 5 मिमी स्टील प्रोब टिप, बाइट बार और हेड सपोर्ट उपकरण का एक क्लोज-अप दृश्य, जो मध्य रेखा प्रभाव के लिए आवश्यक स्थिति को दर्शाता है। (सी) हेड सपोर्ट उपकरण पैराफिल्म द्वारा ट्यूबिंग से जुड़े 1 एमएल लेटेक्स पिपेट बल्ब से बनाया गया है। बल्ब को फुलाने के लिए एक 10 एमएल सिरिंज को पानी से भरा जाता है, जिसमें बल्ब को एक बार स्थिति में फुलाए रखने के लिए स्टॉपकॉक होता है। (डी) इंपैक्टर कंट्रोल बॉक्स: (1) प्रभाव वेग को समायोजित करने के लिए एक बड़ा नॉब, (2) एक डवेल काउंटर, (3) एक विस्तारित / वापसी टॉगल स्विच, (4) एक टॉगल स्विच, जो नीचे धकेलने पर, प्रभाव प्रदान करेगा। (ई) जब उपयोग में नहीं होता है, तो प्रभावक को ओवरहीटिंग और संभावित खराबी को रोकने के लिए एक आइस पैक पर रखा जाता है। (एफ) एक डिजिटल स्टीरियोटैक्सिक डिस्प्ले का उपयोग एक्स (पूर्वकाल-पीछे), वाई (मेडियल-लेटरल), और जेड (पृष्ठीय-वेंट्रल) निर्देशांक स्थापित करने के लिए किया जाता है। चरण 2: सर्जिकल प्रक्रिया। (G, H) एनेस्थेटाइज्ड और शेव किए गए माउस को स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम में सुरक्षित किया जाता है, (I) (जे) ब्रेग्मा, (के) को उजागर करने के लिए एक मध्य रेखा चीरा लगाया जाता है जिसका उपयोग सर्जरी के दौरान इम्पैक्टर को लाइन करने के लिए किया जाता है। चरण 3: पुनर्प्राप्ति। (एल) माउस को स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम से हटा दिया जाता है। खोपड़ी को एक साथ थपथपाकर या घुमाकर बंद करने के बाद, इसे इसके किनारे पर एक साफ रिकवरी पिंजरे में रखा जाता है। (एम) माउस की निगरानी तब तक की जाती है जब तक कि माउस रोल नहीं हो जाता है और राइटिंग रिफ्लेक्स होता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: सीएचआई के बाद एस्ट्रोसाइट्स (जीएफएपी) और माइक्रोग्लिया (आईबीए 1) रूपात्मक परिवर्तनों के अस्थायी पैटर्न । (ए) कम आवर्धन पर जीएफएपी धुंधला होना सीएचआई समूह के कॉर्टेक्स में देखे गए धुंधलापन में क्षेत्रीय वृद्धि को दर्शाता है। एस्ट्रोसाइट्स की रूपात्मक उपस्थिति को उच्च-आवर्धन इनसेट में दिखाया गया है, जो मध्य मस्तिष्क वर्गों और कॉर्टेक्स के समान क्षेत्रों से लिया गया था। (बी) चोट के बाद 1 दिन, 7 दिन और 2 महीने में कॉर्टेक्स में आईबीए 1 पॉजिटिव धुंधलापन सीएचआई (एन = 7-14, 50/50 पुरुष / महिला) के बाद नियोकॉर्टेक्स में माइक्रोग्लिया आकृति विज्ञान में परिवर्तन दिखाता है। चूहे (सीडी -1/129 पृष्ठभूमि) सर्जरी के समय 8 महीने के थे। इस आंकड़े को 11 से अनुकूलित किया गया है और अनुमति के साथ पुन: प्रस्तुत किया गया है। स्केल बार = 1 मिमी, 50 μm और 100 μm जैसा कि चित्र में दर्शाया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
(A) चोट के 2 सप्ताह बाद, CHI- और शाम-संचालित चूहे दोनों RAWM कार्य सीखने में सक्षम थे, लेकिन CHI चूहों ने शाम चूहों की तुलना में अधिक त्रुटियां कीं (*** p < 0.0005); शाम (एन = 20/20 पुरुष / महिला); सीएचआई (एन = 20/20 पुरुष / महिला)। सर्जरी के समय चूहे (C57BL/6J) 3-4 महीने के थे। (बी) चोट के 4 सप्ताह बाद, सीएचआई और शाम-संचालित चूहे सक्रिय परिहार कार्य सीखने में सक्षम थे, लेकिन सीएचआई चूहों ने शाम चूहों की तुलना में कम पैर-झटके से परहेज किया (*** पी = 0.0005; **** पी < 0.0001); शाम (एन = 10/10 पुरुष / महिला); सीएचआई (एन = 9/10 पुरुष / महिला)। सर्जरी के समय चूहे (C57BL/6J) 3-5 महीने के थे। डेटा को एसईएम के औसत ± रूप में दिखाया गया है। (ए) इस आंकड़े को 12 से अनुकूलित किया गया है और अनुमति के साथ पुन: प्रस्तुत किया गया है। (बी) इस आंकड़े को 13 से अनुकूलित किया गया है और अनुमति के साथ पुन: प्रस्तुत किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
वर्णित मॉडल का उपयोग करके एक सुसंगत चोट मॉडल को फिर से बनाने में कई कदम शामिल हैं। सबसे पहले, जानवर को स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम में सही ढंग से सुरक्षित करना महत्वपूर्ण है। जानवर का सिर पार्श्व रूप से हिलने में सक्षम नहीं होना चाहिए, और खोपड़ी को ब्रेग्मा और लैम्ब्डा के साथ पूरी तरह से सपाट होना चाहिए। कान की सलाखों को सही ढंग से रखना इस सर्जरी का सबसे कठिन पहलू है, और यह केवल अभ्यास के साथ सीखा जा सकता है। यदि खोपड़ी समतल नहीं है, तो सिर को सीएचआई को प्रेरित करने से पहले समायोजित किया जाना चाहिए। सिर की स्थिति को समायोजित करने में विफलता खोपड़ी फ्रैक्चर का कारण बनेगी। यह मूल्यांकन करने के लिए कि खोपड़ी सपाट है, किसी को खोपड़ी और नोक के चारों ओर सभी कोणों से प्रभाव टिप के बीच की खाई को देखना चाहिए। उदास खोपड़ी के फ्रैक्चर वाले चूहों को प्रयोगों से बाहर रखा जाना चाहिए, क्योंकि उनके पास उन चूहों की तुलना में बहुत मजबूत भड़काऊ प्रतिक्रिया और अधिक गंभीर चोट है जो खोपड़ी फ्रैक्चरसे पीड़ित नहीं थे। इसके अतिरिक्त, खोपड़ी के फ्रैक्चर वाले चूहे अधिक गंभीर टीबीआई परिणाम दिखाते हैं, जैसे कि पोस्ट-ट्रॉमेटिक श्वसन अवसाद, माध्यमिक रिबाउंड चोट, और अंततः मृत्यु20।
इस अध्ययन में, जानवर के सिर को कान की सलाखों के साथ सुरक्षित किया गया था। विशेष रूप से, केवल एक पतला बिंदु के साथ माउस-विशिष्ट एसिटल राल कान सलाखों का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, न कि बड़े चूहे के कान सलाखों। गैर-पंचर रबर-टिप ईयर बार का उपयोग करना संभव है, लेकिन ये कान की सलाखों खोपड़ी को संपीड़ित करेंगी, सीएचआई के बायोमैकेनिक्स को बदल देंगी, और कम प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हैं। इसके अलावा, कान की सलाखों का उपयोग करने की एक सीमा है, क्योंकि यह किसी भी घूर्णी बलों की अनुमति नहीं देता है। फिर भी, कान की सलाखों की अधिक प्रजनन क्षमता सीमित संख्या में घूर्णी बलों से अधिक है जो सिर के अनिर्धारित होने पर उत्पन्न हो सकते हैं।
हालांकि, कान की सलाखों के साथ सिर को ठीक करने से कान को चोट लग सकती है यदि प्रभाव बल सभी कानों पर रखे जाते हैं। कानों से दूर बलों को विस्थापित करने के लिए सिर के नीचे रखा गया एक सिर समर्थन उपकरण विकसित किया गया था। कई तकिए जैसी वस्तुओं का परीक्षण करने के बाद, जो सबसे अच्छा काम करता था वह पानी से भरा 1 एमएल लेटेक्स पिपेट बल्ब था। जानवर के सिर के नीचे पिपेट बल्ब को जानवर के स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम में होने के बाद विस्तारित किया जा सकता है, जिससे इसे तंग फिट होने और सिर के नीचे पूर्ण समर्थन प्रदान करने की अनुमति मिलती है। जब सही तरीके से रखा जाता है, तो चोट के बाद कान से कोई रक्तस्राव या कान की क्षति (रोलिंग / सिर झुकाव) के व्यवहार संबंधी संकेत नहीं होने चाहिए।
सीएचआई मॉडल के कुछ संस्करण खोपड़ी के फ्रैक्चर की घटना को कम करने के लिए रबर टिप जांच21,22 या धातु हेलमेट 23,24 का उपयोग करते हैं। जब तक 5 मिमी इंपैक्टर टिप खोपड़ी के साथ फ्लश होती है, तब तक उनमें से किसी का भी उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होती है। यह नए उपयोगकर्ताओं के लिए आकर्षक हो सकता है जिनके पास स्टीरियोटैक्सिक सर्जरी के साथ व्यापक अनुभव नहीं है, ताकि चोट को प्रेरित किया जा सके। यदि खोपड़ी औसत-पार्श्व विमान में स्तर नहीं है, तो ऐसा इसलिए है क्योंकि कान की सलाखों को सही ढंग से नहीं रखा गया है। इस समस्या का एकमात्र समाधान जानवर को इम्पैक्टर से निकालना और माउस को एक शाम की चोट के लिए असाइन करना है। यदि टिप को पूर्ववर्ती-पीछे के विमान पर फ्लश नहीं किया जाता है, तो काटने की पट्टी की ऊंचाई को समायोजित करने और टिप को ब्रेग्मा के साथ फिर से संरेखित करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, एक सपाट टिप के साथ 5 मिमी इंपैक्टर का उपयोग छोटे व्यास के इम्पैक्टर टिप्स की तुलना में खोपड़ी फ्रैक्चर19 पैदा करने की संभावना को कम करता है। विचार करने के लिए अन्य महत्वपूर्ण कारक विषय की उम्र और वजन हैं, साथ ही खोपड़ी की मोटाई25 और चूहों के उपभेद26 हैं।
लोगों में, एक हल्का टीबीआई चोट के बाद पहले मिनटों के दौरान मृत्यु से जुड़ा नहीं होता है। जानवरों में, यहां तक कि एक हल्की चोट भी मौत का कारण बन सकती है। हालांकि, इस मॉडल में, मृत्यु दर लगभग हमेशा सर्जिकल जटिलताओं से जुड़ी होती है, अकेले चोट नहीं। प्रभाव के बाद माउस के मरने का सबसे आम कारण संज्ञाहरण की गहराई है। यह तब हो सकता है जब सर्जरी में अपेक्षा से अधिक समय लगा या यदि आइसोफ्लुरेन गैस उस जानवर के लिए आवश्यकता से अधिक सांद्रता पर थी। यदि जानवर की सांस धीमी या श्रमशील है, तो यह एक संकेत हो सकता है कि प्रभाव देने से पहले संज्ञाहरण की गहराई को कम किया जाना चाहिए। यदि प्रभाव के समय जानवर की सांस धीमी या श्रम की जाती है, तो जानवर को एपनिया होने की संभावना होगी और वह मर सकता है।
हल्के टीबीआई के कई मॉडल हैं। प्रत्येक की ताकत और कमजोरियां हैं, और यह मॉडल अलग नहीं है। जैसा कि बताया गया है, यहां टीबीआई के एकल हिट मॉडल का वर्णन किया गया है, फिर भी मॉडल का उपयोग दोहराए जाने वाले टीबीआई15 का कारण बनने के लिए किया गया है। इस प्रोटोकॉल में वर्णित चरणों को दोहराए जाने वाले टीबीआई चोट को प्रेरित करने के लिए दोहराया जा सकता है। विभिन्न टीबीआई मॉडल का मूल्यांकन करते समय, यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि क्या मॉडल में वांछित विकृति है जिसे कोई मॉडल करने का प्रयास कर रहा है। किसी को यह भी विचार करना चाहिए कि मॉडल कितना प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है। यह दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है कि इस या किसी भी टीबीआई मॉडल का उपयोग करने के लिए प्रारंभिक बिंदु स्वतंत्र रूप से मान्य और चिह्नित करना है कि मॉडल पहले की रिपोर्ट के अनुसार काम करता है।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।
Acknowledgments
इस काम को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान द्वारा पुरस्कार संख्या R01NS120882, RF1NS119165, और R01NS103785 और रक्षा विभाग पुरस्कार संख्या AZ190017 के तहत समर्थित किया गया था। सामग्री पूरी तरह से लेखकों की जिम्मेदारी है और राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान या रक्षा विभाग के आधिकारिक विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करती है।
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
9 mm Autoclip Applier | Braintree scientific | ACS- APL | Surgery |
9 mm Autoclip Remover | Braintree scientific | ACS- RMV | Surgery |
9 mm Autoclip, Case of 1,000 clips | Braintree scientific | ACS- CS | Surgery (Staples) |
Aperio ImageScope software | Leica BioSystems | NA | IHC |
BladeFLASK Blade Remover | Fisher Scientific | 22-444-275 | Surgery |
Cotton tip applicator | VWR | 89031-270 | Surgery |
Digitial mouse stereotaxic frame | Stoelting | 51730D | Surgery |
Dumont #7 Forceps | Roboz | RS-5047 | Surgery |
Ear bars | Stoelting | 51649 | Surgery |
EthoVision XT 11.0 | Noldus Information Technology | NA | RAWM |
Fiber-Lite | Dolan-Jeffer Industries | UN16103-DG | Surgery |
Fisherbrand Bulb for Small Pipets | Fisher Scientific | 03-448-21 | Head support apparatus |
Gemini Avoidance System | San Diego Instruments | NA | Active avoidance |
Heating Pad | Sunbeam | 732500000U | Surgery prep |
HRP conjugated goat anti-rabbit IgG | Jackson Immuno Research laboratories | 111-065-144 | IHC |
Induction chamber | Kent Scientific | VetFlo-0530XS | Surgery prep |
Isoflurane, USP | Covetrus | NDC: 11695-6777-2 | Surgery |
Mouse gas anesthesia head holder | Stoelting | 51609M | Surgery |
Neuropactor Stereotaxic Impactor | Neuroscience Tools | n/a | Surgery: Formally distributed by Lecia as impact one |
NexGen Mouse 500 | Allentown | n/a | Post-surgery, holding cage |
Parafilm | Bemis | PM992 | Head support apparatus |
Peanut - Professional Hair Clipper | Whal | 8655-200 | Surgery prep |
Povidone-Iodine Solution USP, 10% (w/v), 1% (w/v) available Iodine, for laboratory | Ricca | 3955-16 | Surgery |
Puralube Vet Oinment,petrolatum ophthalmic ointment, Sterile ocular lubricant | Dechra | 17033-211-38 | Surgery |
Rabbit anti-GFAP | Dako | Z0334 | IHC |
Rabbit anti-IBA1 | Wako | 019-19741 | IHC |
8-arm Radial Arm Water Maze | MazeEngineers | n/a | RAWM |
Scale | OHAUS CS series | BAL-101 | Surgery prep |
Scalpel Handle #7 Solid 6.25" | Roboz | RS-9847 | Surgery |
Sterile Alcohol Prep Pads (isopropyl alcohol 70% v/v) | Fisher Brand | 22-363-750 | Surgery prep |
SumnoSuite low-flow anesthesia system | Kent Scientific | SS-01 | Surgery |
10 mL syringe Luer-Lok Tip | BD Bard-Parker | 302995 | Head support apparatus |
Timers | Fisher Scientific | 6KED8 | Surgery |
Topical anesthetic cream | L.M.X 4 | NDC 0496-0882-15 | Surgery prep |
Triple antibiotic ointment | Major | NDC 0904-0734-31 | Post-surgery |
Tubing | MasterFlex | 96410-16 | Head support apparatus |
Vaporizer Single Channel Anesthesia System | Kent Scientific | VetFlo-1210S | Surgery prep |
References
- Capizzi, A., Woo, J., Verduzco-Gutierrez, M. Traumatic brain injury: An overview of epidemiology, pathophysiology, and medical management. The Medical Clinics of North America. 104 (2), 213-238 (2020).
- Bodnar, C. N., Roberts, K. N., Higgins, E. K., Bachstetter, A. D. A systematic review of closed head injury models of mild traumatic brain injury in mice and rats. Journal of Neurotrauma. 36 (11), 1683-1706 (2019).
- Shultz, S. R., et al. The potential for animal models to provide insight into mild traumatic brain injury: Translational challenges and strategies. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 76, 396-414 (2017).
- Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M.
Animal models of traumatic brain injury). Nature Reviews Neuroscience. 14 (2), 128-142 (2013). - Albert-Weissenberger, C., Varrallyay, C., Raslan, F., Kleinschnitz, C., Siren, A. L. An experimental protocol for mimicking pathomechanisms of traumatic brain injury in mice. Experimental and Translational Stroke Medicine. 4, 1 (2012).
- Chen, Y., Constantini, S., Trembovler, V., Weinstock, M., Shohami, E. An experimental model of closed head injury in mice: pathophysiology, histopathology, and cognitive deficits. Journal of Neurotrauma. 13 (10), 557-568 (1996).
- Dixon, C. E., Clifton, G. L., Lighthall, J. W., Yaghmai, A. A., Hayes, R. L. A controlled cortical impact model of traumatic brain injury in the rat. Journal of Neuroscience Methods. 39 (3), 253-262 (1991).
- Schwulst, S. J., Islam, M. Murine model of controlled cortical impact for the induction of traumatic brain injury. Journal of Visualized Experiments. (150), e60027 (2019).
- Cole, J. T., et al. Craniotomy: True sham for traumatic brain injury, or a sham of a sham. Journal of Neurotrauma. 28 (3), 359-369 (2011).
- Brody, D. L., et al. Electromagnetic controlled cortical impact device for precise, graded experimental traumatic brain injury. Journal of Neurotrauma. 24 (4), 657-673 (2007).
- Webster, S. J., Van Eldik, L. J., Watterson, D. M., Bachstetter, A. D. Closed head injury in an age-related Alzheimer mouse model leads to an altered neuroinflammatory response and persistent cognitive impairment. The Journal of Neuroscience. 35 (16), 6554-6569 (2015).
- Macheda, T., Roberts, K. N., Morganti, J. M., Braun, D. J., Bachstetter, A. D. Optimization and validation of a modified radial-arm water maze protocol using a murine model of mild closed head traumatic brain injury. PLoS One. 15 (8), 0232862 (2020).
- Macheda, T., Snider, H. C., Watson, J. B., Roberts, K. N., Bachstetter, A. D. An active avoidance behavioral paradigm for use in a mild closed head model of traumatic brain injury in mice. Journal of Neuroscience Methods. 343, 108831 (2020).
- Bachstetter, A. D., et al. Attenuation of traumatic brain injury-induced cognitive impairment in mice by targeting increased cytokine levels with a small molecule experimental therapeutic. Journal of Neuroinflammation. 12, 69 (2015).
- Bachstetter, A. D., et al. The effects of mild closed head injuries on tauopathy and cognitive deficits in rodents: Primary results in wild type and rTg4510 mice, and a systematic review. Experimental Neurology. 326, 113180 (2020).
- Lyons, D. N., et al. A mild traumatic brain injury in mice produces lasting deficits in brain metabolism. Journal of Neurotrauma. 35 (20), 2435-2447 (2018).
- Yanckello, L. M., et al. Inulin supplementation mitigates gut dysbiosis and brain impairment induced by mild traumatic brain injury during chronic phase. Journal of Cellular Immunology. 4 (2), 50-64 (2022).
- Bachstetter, A. D., et al. Early stage drug treatment that normalizes proinflammatory cytokine production attenuates synaptic dysfunction in a mouse model that exhibits age-dependent progression of Alzheimer's disease-related pathology. The Journal of Neuroscience. 32 (30), 10201-10210 (2012).
- Zvejniece, L., et al. Skull fractures induce neuroinflammation and worsen outcomes after closed head injury in mice. Journal of Neurotrauma. 37 (2), 295-304 (2020).
- Flierl, M. A., et al. Mouse closed head injury model induced by a weight-drop device. Nature Protocols. 4 (9), 1328-1337 (2009).
- Yang, Z., et al. Temporal MRI characterization, neurobiochemical and neurobehavioral changes in a mouse repetitive concussive head injury model. Scientific Reports. 5, 11178 (2015).
- Petraglia, A. L., et al. The spectrum of neurobehavioral sequelae after repetitive mild traumatic brain injury: a novel mouse model of chronic traumatic encephalopathy. Journal of Neurotrauma. 31 (13), 1211-1224 (2014).
- Laskowitz, D. T., et al. COG1410, a novel apolipoprotein E-based peptide, improves functional recovery in a murine model of traumatic brain injury. Journal of Neurotrauma. 24 (7), 1093-1107 (2007).
- Lloyd, E., Somera-Molina, K., Van Eldik, L. J., Watterson, D. M., Wainwright, M. S. Suppression of acute proinflammatory cytokine and chemokine upregulation by post-injury administration of a novel small molecule improves long-term neurologic outcome in a mouse model of traumatic brain injury. Journal of Neuroinflammation. 5, 28 (2008).
- Lillie, E. M., Urban, J. E., Lynch, S. K., Weaver, A. A., Stitzel, J. D. Evaluation of skull cortical thickness changes with age and sex from computed tomography scans. Journal of Bone and Mineral Research. 31 (2), 299-307 (2016).
- Kawakami, M., Yamamura, K. Cranial bone morphometric study among mouse strains. BMC Evolutionary Biology. 8, 73 (2008).