Modellierung Enzephalopathie praematurorum Mit Prenatal Hypoxie-Ischämie mit Intra-Frucht Lipopolysaccharide bei Ratten
Summary
Encephalopathy of prematurity encompasses the central nervous system abnormalities associated with injury from preterm birth. This report describes a clinically relevant rat model of in utero transient systemic hypoxia-ischemia and intra-amniotic lipopolysaccharide administration (LPS) that mimics chorioamnionitis, and the related impact of infectious stimuli and placental underperfusion on CNS development.
Abstract
Enzephalopathie bei Frühgeborenen (EOP) ist eine Bezeichnung, die das zentrale Nervensystem (ZNS) umfasst Anomalien mit Frühgeburt assoziiert. Um beste Voraus translationale Ziele und entdecken Sie neue therapeutische Strategien für Hirnverletzung mit Frühgeburt assoziiert, müssen präklinischen Modellen EoP ähnliche Mechanismen gehören der pränatalen globalen Verletzungen bei Menschen beobachtet und beinhalten mehrere Komponenten der mütterlichen Plazenta und Fötus-System. Im Idealfall sollten Modelle ein ähnliches Spektrum von funktionellen Defiziten in der reifen Tier zu produzieren und zu rekapitulieren mehrere Aspekte der Pathophysiologie. Die menschliche systemische Plazentaperfusion Fehler, Minder Plazenta und / oder Chorioamnionitis mit pathogen-induzierten Entzündung in der frühen Frühgeburt assoziiert imitieren, entwickelten wir ein Modell der pränatalen transiente systemische Hypoxie-Ischämie (TSHI) in Kombination mit intraFrucht Lipopolysaccharid (LPS). Bei trächtigen Sprague Dawley Ratten, TSHI über Gebärmutterarterien-Okklusionsvorrichtung on embryonalen Tag 18 (E18) induziert eine abgestufte Plazentaminder Defekt mit zunehmender ZNS-Schäden in den Fötus verbunden. Wenn bei innerFrucht LPS-Injektionen kombiniert wird Plazenta Entzündungen erhöht und ZNS-Schäden ist mit assoziierten weißen Substanz, Gang- und Abbildungs Anomalien verschärft. Pränatale TSHI und TSHI + LPS pränatalen Beleidigungen treffen mehrere der Kriterien eines EoP Modell einschließlich rekapituliert die intrauterine Beleidigung, was zu Verlust von Neuronen, Oligodendrozyten und Axone, Verlust der Anschlussplatte und Funktionsdefizite bei erwachsenen Tieren, die denen bei Kindern extrem geboren beobachtet imitieren Früh. Darüber hinaus ermöglicht die Präparation der Entzündung, die durch divergierende Verletzungstypen induzierten dieses Modell.
Introduction
Mit über 12% der Kinder in den Vereinigten Staaten vor der 37. Woche geschätzt Gestationsalter 1 geboren, ist perinatalen Hirnschädigung (PBI) von Frühgeborenen eine wesentliche Ursache für bleibende Behinderung. PBI von Frühgeburten, die auch als Enzephalopathie praematurorum (EOP), wirkt das gesamte zentrale Nervensystem (ZNS). ZNS-Verletzung oft beginnt in utero und durch vorgeburtliche Verfahren einschließlich chorioamnionitis und postnatalen Komplikationen wie Hypoxie und Sepsis verstärkt. PBI von systemischen Beleidigungen ändert Entwicklung des Nervensystems und führt zu Zerebralparese, Epilepsie, kognitive Verzögerung und zahlreichen neuropsychiatrischen Störungen, die emotionale Regulation, Gedächtnis und exekutive Funktion 1,2. Obwohl große Fortschritte erzielt wurden, bleibt, wie die zellulären und molekularen Folgen der ZNS-Verletzung von Frühgeburten zu übersetzen, um die Vielzahl der neurologischen Folgen bei Kindern, die Frühgeborenen geboren werden ein begrenztes Verständnis. Dieser Mangel an Wissen HinterInnen Echtzeit-Diagnose von ZNS-Verletzungsschwere und informierte Dosierung von Schwellen Interventionen. Zusätzlich altersgerechte therapeutische Strategien für diese gefährdete Patientengruppe bleibt schwer fassbar.
Intrauterine Entzündung ist sehr häufig in extremen Frühgeburt und eine komplexe fetalen-mütterlichen Plazenta-Entzündungskaskade 3. Intrauterine Infektion oft subklinisch. Spezifische Plazenta Ergebnisse stehen im Einklang mit einer akuten Entzündung oder histologische Chorioamnionitis, sind entscheidend für den fetalen Entzündungsreaktion und fallen mit Hirnverletzung mit Frühgeburt 3-5 verbunden. Tatsächlich hat die fetale Entzündungsreaktion deutliche klinische Implikationen für die langfristigen Ergebnisse von Frühgeburten. Säuglinge, die klein für das Gestationsalter (SGA), der Erfahrung oder Infektion sind besonders anfällig für neurologische Defizite 3,4. Chorioamnionitis ist eine typische pathologische Diagnose folgenden Frühgeburt <sup> 6,7, und die histologische Untersuchung zeigt Anzeichen einer Entzündung in 70% der Plazenten von Säuglingen sehr frühgeborenen 4 geboren. Ferner wird Chorioamnionitis mit kognitiven Beeinträchtigungen nach zwei Jahren 8 verbunden. Der Nachweis der mütterlichen Gefäßminder in der Plazenta von Säuglingen extrem Frühgeborenen geboren wird auch mit zerebraler Lähmung in der Kindheit 9 verbunden. Die synergistische Wirkung der Chorioamnionitis und Plazenta Perfusionsdefekte ist gut mit dem bemerkenswert hohen Risiko für abnorme neurologische Ergebnisse in dieser Patientengruppe bei zwei Jahren 10,11 dargestellt.
Die menschliche systemische Plazentaperfusion Mängel und Chorioamnionitis mit pathogen-induzierten Entzündung zu imitieren, entwickelten wir ein Modell der pränatalen transiente systemische Hypoxie-Ischämie (TSHI) in Kombination mit intraFrucht Lipopolysaccharid (LPS) bei Ratten. Unser Ziel war es unser Modell der TSHI allein bei Ratten 12-16 Anpassung an intrauterine Entzündung sind,In den präklinischen Modellierung von ZNS-Verletzung mit Frühgeburt assoziiert zu erleichtern. TSHI allein hat anhaltende Verlust von Oligodendrozyten Linie Zellen, kortikalen Neuronen zeigte, erhöhte Zelltod und erhöhten proinflammatorische Zytokin Ebenen, mit fortschrittlichen ischämischen Intervalle, die zu einer abgestuften Verletzungsmuster im Einklang mit der pränatalen Hirnverletzung 16. Änderungen an den ischämischen Komponenten dieses Modells haben auch gezeigt, Defizite in der Speichercodierung, Kurz- und Langzeitgedächtnis und einem milden Muskel-Skelett-Veränderungen bei Ratten, wenn sie 17-19 altern. In der Tat haben wir bereits gezeigt, dass die Kombination von TSHI + LPS rekapituliert die pathophysiologischen Markenzeichen EoP, einschließlich Oligodendrozyten und Neuronenverlust, axonalen Schädigung, zelluläre Entzündung und Funktionsstörungen 20.
Protocol
Representative Results
Discussion
Enzephalopathie bei Frühgeborenen ist schwierig, bei Tieren aufgrund der komplexen Zusammenspiel von Ursachen, neurologische Entwicklungszeit natürlich, Kompliziertheit der menschlichen Hirnnetzwerkbildung, überlappenden Mechanismen der Schädigung zu modellieren und die diversen Phänotypen von CNS beleidigt manifest in der menschlichen Frühgeborenen. EOP mit spezifischen Zelltyp Lücken zugeordnet (dh unreifen Oligodendrozyten) 21, sowie verschiedene entwicklungsregulierte Wege (dh Unt…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken Dan Firl, Chris Corbett und Jesse Denson, PhD. Die Finanzierung wurde von NIH NINDS R01 NS060765 SR vorgesehen, die P30 Cobre Pilotprogramm zur LJ und die Kindergesundheit Signature-Programm zu LJ an der Universität von New Mexico.
Materials
| Saline Solution, 0.9% | Sigma | S8776 | |
| LPS 011B4 | Sigma | L2630 | |
| Evan's Blue Dye | Sigma | E2129 | |
| Surgical gloves | Biogel | 40870 | |
| OR Towels | Cardinal Health | 287000-008 | Sterile |
| PDI Alcohol Prep Pads | Fisherbrand | 06-669-62 | |
| Mini Arco Rechargeable Clippers | Kent Scientific Corp. | CL8787 | |
| Betadine surgical scrub | Purdue Products L.P. | 67618-151-17 | |
| Eye Lubricant | Refresh Lacri Lube | 00023-0312 | |
| Blunt Forceps | Roboz | RS-8100 | |
| Scissors | Roboz | RS-6808 | |
| Surgical Scissors | Roboz | RS-5880 | |
| Surgical Scissors | F.S.T. | 14002-16 | |
| Syringe | BD | 309628 | 1 ml |
| Needle | BD | 305122 | 25G 5/8 |
| Needle | BD | 305128 | 30G 1 |
| Cotton-tipped Applicators | Fisherbrand | 23-400-114 | Small, 6 inch sterile |
| Cotton Gauze Sponge | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| Needle Holders | Kent Scientific Corp. | INS600109 | 12.5 CM STR |
| Vessel Clips | Kent Scientific Corp. | INS600120 | 30G Pressure |
| 3-0 Perma Hand Silk Sutures | Ethicon | 1684G | Black braided, 3-0 (2 metric), 18", non-absorbable, PS-1 24mm needle, 3/8 circle |
| Insulin Syringes | BD | 328438 | 0.3cc 3mm 31G |
| Pentobarbital | |||
| Buprenorphine | |||
| Bupivacaine | |||
| Isoflurane | |||
| Lithium Carbonate | Acros Chemicals | 554-13-2 | |
| Superfrost Plus Microscope Slides | VWR | 48311-703 | |
| Hematoxylin | Leica | 3801521 | Surgipath Gill II Hematoxylin |
| Eosin | Leica | 3801601 | Surgipath Eosin |
| Xylenes | Fisherbrand | X3S-4 | Histological Grade |
| Permount | Fisherbrand | SP15-100 | |
| Coverglass | Fisherbrand | 12-548-5P | Fisher Finest Premium Coverglass |
References
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