Summary

Förbereda Undercut Modell av Posttraumatiskt Epileptogenesis hos gnagare

Published: September 15, 2011
doi:

Summary

Delvis isolerad cortex ("bjuda") är en effektiv djurmodell av posttraumatiska epileptogenesis. Här visar vi hur man gör en ny kirurgisk enhet och använda den för att göra mer precisa och konsekventa skador för att generera denna modell.

Abstract

Delvis isolerad cortex ("bjuda") är en djurmodell av posttraumatiska epileptogenesis. Det kirurgiska ingreppet innebär att skära genom motoriska cortex och undersidan vit substans (underskred) så att en viss region i hjärnbarken till stor del är isolerad från den närliggande cortex och subkortikala regioner 1-3. Efter en fördröjning på två eller flera veckor efter operationen, kan epileptiforma utsläpp dels vara införd i hjärnan skivor från gnagare 1, och elektriska eller beteende anfall kan observeras in vivo från andra arter som katt och apa 4-6. Detta väletablerad djurmodell är effektivt att generera och härmar flera viktiga egenskaper för traumatisk hjärnskada. Men det är utmanande tekniskt försöka göra exakta kortikala lesioner i små gnagare hjärnan med fria händer. Baserat på det förfarande som ursprungligen fastställts i Dr David Prins labb vid Stanford University 1, här presenterar vi en förbättrad teknik för att utföra en operation för utarbetandet av denna modell hos möss och råttor. Vi visar hur man gör en enkel kirurgisk enhet och använda den för att få en bättre kontroll av skärande djup och vinkel för att generera mer precisa och konsekventa resultat. Enheten är enkel att göra, och förfarandet är snabb att lära sig. Den generationen av denna djurmodell ger ett effektivt system för studie om mekanismer posttraumatiska epileptogenesis.

Protocol

1. Göra en enkel anordning för underskred operation Den underskred enhet vi skapat består av tre delar (Fig. 1): (1) en bärande platta av rostfritt stål eller plast som möjliggör anslutning av en vägledande rör och en nål, och sitter tvärs över kraniella fönstret under operationen, (2) en vägledande rör som har en nål i läge och tillstånd nål rotation, och (3) en nål som är böjd 90 grader på ~ 3 mm från spetsen och är lös i rotation och insättningen. Klipp en bit 1-1,5 mm …

Discussion

Den underskred modellen är ett mycket effektivt system för att studera posttraumatiska epileptogenesis. En typisk operation tar bara ungefär 20-30 minuter till slut, och framkallat eller spontana epileptiform aktivitet kan registreras i skivor från de flesta djur två veckor efter operationen 1-2. Ännu viktigare, härmar denna modell aspekter av förändringar efter traumatisk hjärnskada såsom blödning, inflammation, ödem, axotomy och neuronal död 7. Inte bara har epileptiform aktivitet o…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Detta arbete stöddes av NIH / NINDS bevilja 4R00 NS 057.940, och ge SCBI 200-12 från ryggmärgen och hjärnskada forskningsfond från Indiana State Department of Health.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number
Foredom micromotor kit equipment Foredom K.1070
1.5 inch 22-gauge syringe needle material BD company 305156
1.5 inch 25-gauge syringe needle material BD company 305127
Cyanoacrylate glue material Ted Pella 14450

References

  1. Hoffman, S. N., Salin, P. A., Prince, D. A. Chronic neocortical epileptogenesis in vitro. J Neurophysiol. 71, 1762-1773 (1994).
  2. Topolnik, L., Steriade, M., Timofeev, I. Hyperexcitability of intact neurons underlies acute development of trauma-related electrographic seizures in cats in vivo. Eur J Neurosci. 18, 486-496 (2003).
  3. Graber, K., Prince, D. A. . Models of Seizures and Epilepsy. , 477-493 (2005).
  4. Nita, D. A., Cisse, Y., Timofeev, I., Steriade, M. Increased propensity to seizures after chronic cortical deafferentation in vivo. J Neurophysiol. 95, 902-913 (2006).
  5. Sharpless, S. K., Halpern, L. M. The electrical excitability of chronically isolated cortex studied by means of permanently implanted electrodes. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 14, 244-255 (1962).
  6. Echlin, F. A., Battista, A. Epileptiform Seizures from Chronic Isolated Cortex. Arch Neurol. 9, 154-170 (1963).
  7. Prince, D. A. Epileptogenic neurons and circuits. Adv Neurol. 79, 665-684 (1999).
  8. Marin-Padilla, M. Developmental neuropathology and impact of perinatal brain damage. II: white matter lesions of the neocortex. J Neuropathol Exp Neurol. 56, 219-235 (1997).
  9. Jin, X., Prince, D. A., Huguenard, J. R. Enhanced excitatory synaptic connectivity in layer v pyramidal neurons of chronically injured epileptogenic neocortex in rats. J Neurosci. 26, 4891-4900 (2006).
  10. Li, H., Prince, D. A. Synaptic activity in chronically injured, epileptogenic sensory-motor neocortex. J Neurophysiol. 88, 2-12 (2002).
  11. Salin, P., Tseng, G. F., Hoffman, S., Parada, I., Prince, D. A. Axonal sprouting in layer V pyramidal neurons of chronically injured cerebral cortex. J Neurosci. 15, 8234-8245 (1995).
  12. Avramescu, S., Nita, D. A., Timofeev, I. Neocortical post-traumatic epileptogenesis is associated with loss of GABAergic neurons. J Neurotrauma. 26, 799-812 (2009).
  13. Avramescu, S., Timofeev, I. Synaptic strength modulation after cortical trauma: a role in epileptogenesis. J Neurosci. 28, 6760-6772 (2008).
check_url/kr/2840?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Xiong, W., Ping, X., Gao, J., Jin, X. Preparing Undercut Model of Posttraumatic Epileptogenesis in Rodents. J. Vis. Exp. (55), e2840, doi:10.3791/2840 (2011).

View Video