회전 가속도에 따라 쥐에 확산 축 차 뇌 손상의 유도

Summary

이 프로토콜은 두개골 골절이나 타박상없이 광범위한 백색 물질 손상을 유도하는 뇌 확산 축축한 손상 (DAI)의 신뢰할 수 있고 수행하기 쉽고 재현 가능한 설치류 모델을 검증합니다.

Abstract

외상성 뇌 손상 (TBI)은 사망과 장애의 주요 원인입니다. 확산 축축손상(DAI)은 입원을 요구하는 TBI 환자의 상당수에서 부상의 우세한 메커니즘이다. DAI는 흔들림, 회전 또는 폭발 부상으로 인한 광범위한 축색 손상을 수반하여 기능 회복에 오래 지속되는 영향과 관련된 급속한 축축성 스트레치 부상 및 보조 축색 변화를 초래합니다. 역사적으로, 초점 부상없이 DAI의 실험 모델은 설계하기 어려웠다. 여기에서 우리는 두개골 골절이나 타박상없이 광범위한 백색 물질 손상을 일으키는 DAI의 간단하고 재현 가능하며 신뢰할 수있는 설치류 모델을 검증합니다.

Introduction

외상성 뇌 손상 (TBI)은 미국에서 사망과 장애의 주요 원인입니다. TBT는 모든 상해 관련 죽음의 대략 30%에^{기여합니다1,2}. TBI의 주요 원인은 연령대별로 다르며 낙상, 스포츠 중 고속 충돌, 의도적 인 자해, 자동차 충돌 및 폭행^1,,2,,3을포함합니다.

뇌 확산 축축손상(DAI)은 부상 후 순식간에 무제한 적인 머리 움직임으로 인한 뇌의 회전 가속, 흔들림 또는 폭발 에 의해 유도된 TBI의 특정 유형인^{4,5,,66,57,,8.} DAI는 나쁜 결과, 부담스러운 건강 관리 비용 및 33-64% 사망률^{1,,2,,4,,55,9,,10,,11와}관련되었던 오래 지속되는 신경 손상으로 이끌어 내는 광범위한 축색 손상을 관련시킵니다. DAI의 병인에 대한 중요한 최근 연구에도 불구하고, 최상의 치료 옵션^{11,,12,,13,,14에}대한 합의가 없었다.

지난 수십 년 동안, 수많은 실험 모델은 DAI^{11,,12,,15,,16의}다양한 측면을 정확하게 복제하려고 시도했습니다. 그러나, 이 모형은 그밖 초점 상해에 비교된 DAI의 유일한 프리젠테이션을 주어 한계가 있습니다. 이 이전 모형은 백색 물질 지구에 있는 축축한 상해를 일으키는 원인이 될 뿐 아니라 또한 초점 대뇌 상해 귀착됩니다. 임상적으로, DAI는 백색 물질에 손상의 중요한 원인을 구성할 수 있는 미세 출혈을 동반합니다.

단지 2개의 동물 모형은 DAI의 중요한 임상 특징을 복제하기 위하여 보였습니다. Gennarelli 및 동료는 비인간 영장류 모델^15에서DAI와 혼수 상태를 유도하기 위해 비충격 헤드 회전 가속을 사용하여 1982년에 최초의 측면 헤드 회전 장치를 생산했습니다. 이 영장류 모델은 10-20 ms 내에서 60 °를 통해 머리를 대체하기 위해 가속 및 감속을위한 제어 단일 회전을 채택했다. 그러나 영장류 모델은 매우⁴비싸다^4,11,,16. 이전 모델에 기초하여, 회전 가속 뇌 손상의 돼지 모델은 유사한 결과^14와1994 (Ross et al.)에 설계되었습니다.

이 2개의 동물 모형은, 전형적인 병리학의 다른 프리젠테이션을 일으켰더라도, DAI 병인의 개념에 크게 추가했습니다. 신속한 헤드 회전은 일반적으로 DAI를 유도하는 가장 좋은 방법으로 받아들여지고, 설치류는 신속한 헤드 회전 연구^11,,16에대해 더 저렴한 모델을 제공한다. 여기에서는 두개골 골절이나 타박상없이 광범위한 백색 물질 손상을 유발하는 DAI의 간단하고 재현 가능하며 신뢰할 수있는 설치류 모델을 검증합니다. 이 현재 모형은 DAI의 병리생리학의 더 나은 이해 및 더 효과적인 처리의 발달을 가능하게 할 것입니다.

Protocol

실험은 헬싱키와 도쿄 선언의 권고와 유럽 공동체의 실험 동물 사용에 대한 지침에 따라 수행되었습니다. 실험은 네게브의 벤 구리온 대학의 동물 관리위원회에 의해 승인되었다. 1. 실험 절차에 대한 쥐 준비 참고 : 300-350g의 무게 성인 남성 스프라그 – Dawley 쥐를 선택합니다. 기관 동물 관리 및 사용 위원회에서 이러한 실험을 수행하기위한 승인을…

Representative Results

표 1은 프로토콜 타임라인을 보여 줍니다. DAI의 이 모형에 있는 사망률은 0%이었다. Mann-Whitney 시험은 개입 후 48시간 동안 15마리의 SHAM 쥐에 비해 15마리의 DAI 쥐에 대해 신경학적 적자가 현저히 크다는 것을 나타냈다(Mdn = 1 대 0), U = 22.5, p< 0.001, r=0.78 (표 2참조). 데이터는 개수로 측정되며 중앙값 및 25-75 백분위수 범위로 표시됩니다. 뇌 조직의 탈라믹 ?…

Discussion

이 프로토콜은 DAI의 설치류 모델을 설명합니다. DAI에서, 두뇌에 회전 가속은 진보적인 프로세스에 있는 축색기능의 손실로 이끌어 내는 축축및 생화확적인 변경을 일으키는 원인이 되는 전단 효력을 일으키는 원인이 됩니다. 이차 축색 변화는 급속한 축색 스트레칭 부상에 의해 생성되며 그 정도와^{심각도4,,5,,10에}가변적이다. …

Materials

0.01 M sodium citrate	SIGMA – ALDRICH
2.5% normal horse serum	SIGMA – ALDRICH	H0146	Liquid
4 % buffered formaldehyde solution
Anti-Amyloid Precursor Protein, C – terminal antibodyproduced in rabbit	SIGMA – ALDRICH	Lot 056M4867V
biotinylated secondary antibody	Vector	BA-1000-1.5	10 mM sodium phosphate, pH 7.8, 0.15 M NaCl, 0.08% sodium azide, 3 mg/ml bovine serum albumin
bone-cutting forceps
DAB Peroxidase (HRP) Substrate Kit (with Nickel), 3,3’-diaminobenzidine	vector laboratory
embedding cassettes
ethanol 99.9 %	ROMICAL		Flammable Liquid
guillotine
Hematoxylin	SIGMA – ALDRICH	H3136-25G
Hydrogen peroxide solution	Millipore	88597-100ML-F
Isofluran, USP 100%	Piramamal Critical Care, Inc
Olympus BX 40 microscope	Olympus
paraffine	paraplast plus leica biosystem		Tissue embedding medium
phosphate-buffered saline (PBS)	SIGMA – ALDRICH	P5368-10PAK	Contents of one pouch, when dissolved in one liter of distilled or deionized water, will yield 0.01 M phosphate buffered saline (NaCl 0.138 M; KCl – 0.0027 M); pH 7.4, at 25 °C.
Streptavidin HRP	ABCAM	ab64269	Streptavidin-HRP for use with biotinylated secondary antibodies during IHC / immunohistochemistry.
xylene