ラットにおける羊膜内リポ多糖で出生前低酸素性虚血を使用した未熟児のモデル化脳症
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
未熟児の脳症（EOP）が最高の事前並進目標に。早産に関連する異常、中枢神経系（CNS）に含まれる用語であり、早産に関連した脳損傷のための新しい治療戦略を発見、EOPの前臨床モデルは、同様のメカニズムが含まれている必要があります出生前のグローバル傷害のヒトで観察され、母体の胎盤胎児システムの複数のコンポーネントを含みます。理想的には、モデルが成熟した動物において機能欠損の類似のスペクトルを生成し、病態生理学の複数の側面を再現する必要があります。人間の全身胎盤灌流欠損、胎盤underperfusionおよび/または早期早産で病原体誘発性の炎症に関連する絨毛羊膜炎を模倣するために、我々は、羊膜内リポ多糖（LPS）と組み合わせ出生前過渡全身低酸素虚血（TSHI）のモデルを開発しました。妊娠のSprague Dawleyラットにおいて、TSHI子宮動脈閉塞oを介してnは胎生18日（E18）は、胎児における増加CNS損傷に関連した段階的な胎盤underperfusion欠陥を誘発します。羊膜内LPS注射と組み合わせると、胎盤の炎症が増加し、CNS損傷は、関連する白質、歩行や画像異常に配合されます。出生前TSHIとTSHI + LPS出生前侮辱は、ニューロン、オリゴデンドロサイトおよび軸索の喪失を引き起こし、子宮内侮辱を反復するなど、EOPモデルの基準のいくつかを満たす、サブプレートの喪失、および非常に生まれた子供で観察されたものを模倣成体動物における機能欠損早産。また、このモデルは、発散損傷の種類によって誘発される炎症の切開を可能にします。
Introduction
37週の推定妊娠期間1前にアメリカで生まれた乳児の12％以上では、未熟児の周産期脳損傷（PBI）は、永久的な障害の重要な原因です。未熟児からPBI、未熟児とも呼ばれる脳症（EOP）は、全体の中枢神経系（CNS）に影響を与えます。 CNS損傷は、多くの場合、 子宮内で開始し、絨毛羊膜炎や、低酸素症および敗血症などの合併症を含む出生後の出産前のプロセスによって悪化します。全身侮辱からPBIは、神経発達を変化させ、感情的な規制、メモリと実行機能1,2に影響を与え 、脳性麻痺、てんかん、認知遅延及び多数の神経精神障害につながります。多くの進歩がなされているが、限られた理解は、早産からCNS損傷の細胞および分子結果が早産で生まれている子供の神経学的後遺症の多くに変換する方法のまま。知識後肢の欠如リアルタイムのCNS損傷の重症度の診断や新興介入の通知投与者。また、この脆弱性の患者集団のための年齢に適切な治療戦略は、とらえどころのないまま。
子宮内炎症は、極端な未熟児では非常に一般的であり、3複雑な胎児母体の胎盤炎症カスケードを伴います。子宮内感染はしばしば無症状です。急性炎症、または組織学的絨毛羊膜炎と一致特定の胎盤所見は、胎児の炎症反応の主要な決定であり、早産3-5に関連した脳損傷と一致しています。実際、胎児の炎症反応は、早産からの長期転帰改善のための明確な臨床的意義を持っています。妊娠期間（SGA）のために小さいまたは感染を経験する人幼児は、神経学的欠損3,4に対して非常に脆弱です。絨毛羊膜炎は、一般的な病理診断以下の早産で<sup> 6,7、および組織学的検査は、非常に早産4児の胎盤の70％に炎症の徴候を明らかにしています。さらに、絨毛羊膜炎は、2年8で認知機能障害と関連しています。非常に早産で生まれた乳児の胎盤における母体の血管underperfusionの証拠はまた、子供の頃9に脳性麻痺と関連しています。絨毛羊膜炎および胎盤灌流欠損の相乗影響はよく年齢10,11の2年間で、この患者集団における異常な神経学的転帰の非常に高いリスクによって示されています。
病原体によって誘発される炎症に関連する人間の全身胎盤灌流欠陥や絨毛羊膜炎を模倣するために、我々はラットで羊膜内リポ多糖（LPS）と組み合わせ出生前過渡全身低酸素虚血（TSHI）のモデルを開発しました。私たちの目標は、子宮内炎症が含まれるように、単独でラット12-16でTSHIの我々のモデルを適応させることでした早産に関連するCNS損傷の前臨床モデル化を容易にします。 TSHIだけではオリゴデンドログリア系細胞、皮質ニューロンの永続的な損失を明らかにした、出生前脳損傷16と一致してけがの段階的なパターンにつながる進行性の虚血性の間隔で、細胞死を増加させ、およびプロ炎症性サイトカインのレベルの上昇。彼らは17-19を老化としてこのモデルの虚血性の構成要素への変更は、メモリの符号化の欠損、短期および長期記憶とラットにおける軽度の筋骨格系の変化を示しました。実際、我々は以前にTSHI + LPSの組み合わせは、オリゴデンドロサイトおよびニューロン喪失、軸索損傷、細胞の炎症や機能異常20を含む EOPの病態生理学的特徴を、再現することが実証されています。
Protocol
Representative Results
Discussion
未熟児の脳症が原因傷害のメカニズムを重複病因、神経発達の時間経過、人間の脳のネットワーク形成の複雑さの複雑な相互作用の動物でモデル化することは困難であり、中枢神経系の多様な表現型は、ヒト早産児でマニフェスト侮辱します。 EOPは、特定の細胞型の脆弱性に関連している（ すなわち 、未成熟オリゴデンドロサイト）21だけでなく、多様な発生調節経路（ ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者はダンFirl、クリス・コルベットとジェシーデンソン、博士に感謝しています。資金は、ニューメキシコ大学のLJに、SRにNIH NINDS R01 NS060765によってLJにP30 CoBREパイロットプログラムと子の健康署名プログラムを用意しました。
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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