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신경과학

Évaluations neurocomportementales dans un modèle murin de lésion cérébrale hypoxique-ischémique néonatale

Published: November 24, 2017
doi:
10.3791/55838
, , , , , , ,
1Department and Research Institute of Rehabilitation Medicine,Yonsei University College of Medicine, 2Brain Korea 21 PLUS Project for Medical Science,Yonsei University, 3Department of Rehabilitation Medicine,Yonsei University Wonju College of Medicine, 4Rehabilitation Institute of Neuromuscular Disease,Yonsei University College of Medicine, 5Graduate Program of NanoScience and Technology,Yonsei University

Summary

Nous avons effectué une occlusion unilatérale de l’artère carotide jour postnatal 7-10 CD-1 chiots pour créer un modèle de (HI) hypoxique-ischémique neonatal de souris et ont étudié les effets des lésions cérébrales HI. Nous avons étudié les fonctions neurocomportementales chez ces souris par rapport à des souris normales non exploités.

Abstract

Nous avons effectué une occlusion unilatérale de l’artère carotide sur souris CD-1 pour créer un modèle de (HI) hypoxique-ischémique néonatal et étudié les effets d’une lésion cérébrale néonatale HI en étudiant les fonctions neurocomportementales chez ces souris par rapport à non exploitées (c.-à-d., souris normales). Au cours de l’étude, méthode de riz-Vannucci a été utilisé pour induire des lésions cérébrales HI néonatale chez les souris (P7-10) 7-10 jours après la naissance. L’opération de HI a été effectuée sur les chiots par ligature de l’artère carotidienne unilatérale et l’exposition à l’hypoxie (8 % O2 et 92 % N2 pendant 90 min). Une semaine après l’opération, le cerveau endommagé ont été évalué à le œil nu à travers le crâne semi-transparente et ont été classé en sous-groupes selon l’absence (groupe « aucune lésion corticale ») ou la présence (groupe « lésion corticale ») de lésions corticales, comme une lésion dans l’hémisphère droit. Semaine 6, les tests neurocomportementaux suivants ont été réalisés afin d’évaluer les fonctions cognitives et motrices : échelle (PAT), de tâche évitement passif marche test et test de force de préhension. Ces tests comportementaux sont utiles pour déterminer les effets d’une lésion cérébrale néonatale HI et sont utilisés dans les autres modèles murins de maladies neurodégénératives. Dans cette étude, souris néonatales de la lésion du cerveau HI a montré des déficits moteurs qui correspondaient aux dommages de l’hémisphère droit. Les résultats des tests comportementaux sont pertinentes pour les déficits observés chez des patients humains de HI néonatales, telles que la paralysie cérébrale ou AVC néonatal. Dans cette étude, un modèle de souris d’une lésion cérébrale néonatale HI a été établi et a montré les différents degrés de déficits moteurs et cognitifs par rapport aux souris non exploités. Cet ouvrage fournit des informations de base sur le modèle de souris de HI. Images d’IRM montrent les différents phénotypes, séparés selon la gravité des lésions cérébrales par des épreuves motrices et cognitives.

Introduction

Une lésion cérébrale néonatale HI se produit au cours de la petite enfance (environ deux patients pour 1 000 enfants)1,2,3,4,5. Études concernant une lésion cérébrale néonatale HI sont importantes, et en utilisant un établi néonatale HI cerveau lésions souris modèle peut faciliter en vivo recherche préclinique sur les lésions cérébrales HI.

Les modèles traditionnels de HI sont utilisés sur des rats adultes6. Pour le modèle de nouveau-né, la méthode Rice-Vannucci est communément utilisée sur P7 rats7,8. Toutefois, étant donné que les rats et les souris sont légèrement différents9,10, même s’ils sont les deux rongeurs, nous avons réalisé une méthode modifiée de riz-Vannucci sur CD-1 chiots à P7-10, basé sur des études antérieures qui montraient que la période est de P7-10 mettant en vedette oligodendrocytes immatures, correspondant à peine humaine P011,12. Le modèle de souris néonatal HI est établi par les deux la ligature de l’artère carotidienne unilatérale et l’exposition des souris à une hypoxie avec 8 % d’oxygène en P7-10 chiots.

Les souris soumis à la procédure ont montré divers degrés de lésions cérébrales dans la région postéro-latérales de l’hémisphère droit. Pour identifier les déficits cognitifs et moteurs, les évaluations neurocomportementales que se fondant sur la PAT, échelle marche test et test de force de préhension ont été effectuée. Les différences entre souris HI non exploitées (c.-à-d., normale) et ont été analysés. Cet ouvrage présente des informations de base sur le modèle de souris de HI. Les images d’IRM montrent les différents phénotypes, séparés selon la gravité des dommages de cerveau à l’aide de tests de moteurs et cognitifs.

Protocol

Tous les animaux étaient logés dans une cage standard (27 × 22,5 × 14 cm3) dans un établissement accrédité par l’Association pour l’évaluation et l’accréditation du laboratoire Animal Care (AAALAC) et donné la nourriture et l’eau ad libitum en vertu de l’alternance lumière/obscurité de 12 h cycles. Les auteurs ont suivi des règlements de protection des animaux, et les procédures expérimentales ont été approuvées par l’animalier institutionnel et utilisation Comité de Yon…

Representative Results

Toutes les données sont exprimées en la moyenne ± erreur-type de la moyenne (SEM). La comparaison des variables entre les deux groupes a été réalisée à l’aide d’un indépendants ou appariés t-test sur le logiciel de statistiques SPSS. Une p-valeur < 0,05 était considérée comme statistiquement significative. Le cerveau néonatal blessure HI a montré différente gravité des dégâts et ont été…

Discussion

Dans cette étude, nous avons induit des lésions cérébrales HI une souris néonatales à P7-10 CD-1 et nous avons identifié la lésion du cerveau avec les déficits cognitifs et moteurs. Au cours de cette procédure, l’occlusion de l’artère carotide droite unilatérale était critique. Dans cette étape, l’artère peut être endommagé et déchiré. La plupart des chiots qui ont connu une détérioration de l’artère est mort. Réciproquement, si les chercheurs ligaturé une autre veine de sang au lieu de la…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Cette étude a été financée par des subventions de la National Research Foundation (NRF-2014R1A2A1A11052042 ; 2015M3A9B4067068), le ministère de la Science et technologie, République de Corée, la Korean Health Technology R & D Project (HI16C1012), ministère de la santé et Bien-être, République de Corée et le programme d’aide de recherches « Dongwha » Faculté de 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
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References

  1. Yager, J. Y. Animal models of hypoxic-ischemic brain damage in the newborn. Semin Pediatr Neurol. 11 (1), 31-46 (2004).
  2. Vannucci, R. C., et al. Rat model of perinatal hypoxic-ischemic brain damage. J Neurosci Res. 55 (2), 158-163 (1999).
  3. Im, S. H., et al. Induction of striatal neurogenesis enhances functional recovery in an adult animal model of neonatal hypoxic-ischemic brain injury. 신경과학. 169 (1), 259-268 (2010).
  4. 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).
  5. Colver, A., Fairhurst, C., Pharoah, P. O. Cerebral palsy. Lancet. 383 (9924), 1240-1249 (2014).
  6. Levine, S. Anoxic-ischemic encephalopathy in rats. Am J Pathol. 36, 1-17 (1960).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Buono, K. D., et al. Mechanisms of mouse neural precursor expansion after neonatal hypoxia-ischemia. J Neurosci. 35 (23), 8855-8865 (2015).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Manabe, T., et al. Facilitation of long-term potentiation and memory in mice lacking nociceptin receptors. Nature. 394 (6693), 577-581 (1998).
  16. 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).
  17. Seo, J. H., et al. In Situ Pluripotency Factor Expression Promotes Functional Recovery From Cerebral Ischemia. Mol Ther. 24 (9), 1538-1549 (2016).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).

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Mouse ModelNeonatal Hypoxic-ischemic Brain InjuryNeurobehavioral AssessmentsCerebral PalsyNeonatal StrokesCarotid Artery LigationHypoxiaCortical InjuryHippocampal InjuryPassive Avoidance TaskMotor FunctionCognitive Function
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Kim, M., Yu, J. H., Seo, J. H., Shin, Y., Wi, S., Baek, A., Song, S., Cho, S. Neurobehavioral Assessments in a Mouse Model of Neonatal Hypoxic-ischemic Brain Injury. J. Vis. Exp. (129), e55838, doi:10.3791/55838 (2017).
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