마우스에 반복적 인 충격 포 헤드 손상 모델
Summary
Concussion presents the most common type of traumatic brain injury. Therefore, a repetitive concussive animal model, which replicates the important features of an injury in patients, may provide a means to study concussion in a rigorous, controlled, and efficient manner.
Abstract
Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of knowledge on the injury and its effects. To develop a better understanding of concussions, animals are often used because they provide a controlled, rigorous, and efficient model. Studies have adapted traditional animal models to perform mTBI to stimulate mild injury severity by changing the injury parameters. These models have been used because they can produce morphologically similar brain injuries to the clinical condition and provide a spectrum of injury severities. However, they are limited in their ability to present the identical features of injuries in patients. Using a traditional impact system, a repetitive concussive injury (rCHI) model can induce mild to moderate human-like concussion. The injury degree can be determined by measuring the period of loss of consciousness (LOC) with a sign of a transient termination of breathing. The rCHI model is beneficial to use for its accuracy and simplicity in determining mTBI effects and potential treatments.
Introduction
뇌진탕은라고도 가벼운 외상성 뇌 손상 (mTBI), 외상성 뇌 손상 (TBI)의 가장 흔한 발생하고 미국에서 수백만의 사람에 영향을 미친다. 뇌진탕 진단하는 까다로운 일이 될 수 있으며, 충격에 대한 특별한 치료법은 없습니다. 성장 인식 및 스포츠 부상, 군사 전투 및 기타 물리적으로 결합 추구로 인한 경미한 기계적 외상 누적 만성 신경 학적 결과 1, 2를 가질 수 있다는 몇 가지 증거가있다. 그러나, 여전히 뇌진탕과 그 효과에 대한 지식의 부족입니다. 만 신경 학적 평가 및 이미징 평가는 임상 진단에 사용할 수 있기 때문에 현재 방법론은 인간의 병리와 치료의 연구를 제한합니다. 동물 모델은 추가 진단 및 mTBI의 치료의 희망 효율적이고 엄격하고 통제 된 방식으로 뇌진탕을 연구 할 수있는 수단을 제공한다.
연구는 기존의 TBI 적응이러한 제어 대뇌 피질의 영향 (CCI)와 같은 모델은 유체 타악기에 미치는 영향 (FPI), 체중 감소 부상 및 폭발 부상 mTBI을 수행하고 부상 매개 변수를 변경하여 낮은 부상의 심각도를 자극합니다. 이 모델 인해 임상 상태에 형태 학적으로 유사한 뇌 외상을 복제 할 수있는 능력을 사용하는 것이 유리하다; 그러나, 그들은 또한 그들 자신의 한계를 가지고있다. 가속 부상 (체중 감소)에 의해 유도 부상의 심각도는 종종 매우 가변적이다. 온화한 CCI의 두 가지 결과 – 지주막 하 출혈 및 초점 타박상은 – 전형적인 인간의 뇌진탕과 비교할 수 없습니다. 폭발 부상이 노출 3-6 동안 서로 다른 노출 위치 및 피크 압력 측정에 관해서 논쟁 모델뿐만 아니라 변수 보조 부상 상태에서 CCI와 FPI는 임상 적으로 관련없는 개두술을 필요로합니다. 업데이트 진탕 동물 모델을 즉, 임상 setti에 전임상 연구를 번역 할 수 있습니다NG 연구에 필요하다.
가벼운 TBI 모델링의 핵심 문제는 가장 밀접하게 임상 설정에서 부상을 복제 실험 부상의 심각도를 정의하는 것입니다. 최근 다른 연구 그룹은 폐쇄 머리 부상 또는 진탕 머리 부상 (CHI) 모델 7-10을 개발했다. CHI는 개두술없이 CCI의 변형이지만, 여전히 두부 충돌을 생성하는 기존의 전자파 영향 시스템을 사용한다. 카이는 효과 매개 변수를 조정하여 중간에 온화한에 이르기까지 뇌진탕을 유도 할 수 있습니다. 의식 (LOC)의 손실은 호흡 속도 또는 호흡 과도 종단의 감소를 검출함으로써 충격 후 즉시 관찰 될 수있다. LOC의 기간은 상처의 정도를 결정하는 데 사용된다. 본 논문은 자세한 단계별 프로토콜과 대표적인 결과와 함께 마우스의 반복적 인 CHI (rCHI) 모델의 약간 개선 및 업데이트 된 버전이 포함되어 있습니다. rCHI 모델 연구 전략 a를뇌진탕에 의한 병리학 적 변화를 모두 모방 할 수없는 각각의 동물 모델이 없습니다 특히 때문에, mTBI 효과와 잠재적 인 치료를 결정하는데 도움이 다시.
Protocol
Representative Results
Discussion
임상 상태에 형태 학적으로 유사한 뇌 손상을 모방하기 위해 사후 뇌진탕 증상이 예상된다. 포스트 뇌진탕의 증상은 일반적으로 두통, 현기증, 현기증, 피로, 기억과 수면 문제, 문제가 집중뿐만 아니라 불안하고 우울한 기분을 포함한다. 신체 증상이 아직 동물 모델에서 측정되지 않을 수 있기 때문에, 모터 및인지 기능, 정서적 행동의 변화는 합리적으로 동물 모델에서 뇌진탕을 평가하기위한 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This works was supported by funding from a Florida Health grant (Brain and spinal cord injury research fund) (KKW).
Materials
| anesthesia machine | Eagle Eye Anesthesia, Inc | Model 150 | anesthesia |
| Electromagnetic Impactor | LeicaBiosystems | Impact One Stereotaxic Impactor | perform impaction |
| Digital Stereotaxic instrument | LeicaBiosystems | 39462501 | mount mouse and positioning tips |
| Sicilone rubber-coated metal tip | Precision Tool & Engineering, Gainesvill FL | custom-made | impact tip |
| Lithium Ion All-in-One Trimmer | WAHL Home Products | 9854-600 | shave mouse hair |
| paper clips | custom-made | probe tip | |
| Cotton tipped applicators | MEDLINE | MDS202055 | scrub head with saline |
| Tissue Tek O.C.T. | ASKURA FINETEK USA INC | 4583 | tissue embedding |
| anti-GFAP | Dako | CA93013 | antibody for IHC |
| anti Ferritin | Sigma | F6136 | antibody for IHC |
| VECTASTAIN Elite ABC kit | Vector laboratories | PK-6100 | IHC detection system |
| Permount Mounting Medium | Fisher Scientific | SP15-100 | |
| Aperio XT ScanScope scanner | Leica Microsystems Inc, | slides scanning | |
| Leica AutoStainer XL | Leica the pathology Company | ST2010 | H&E staining |
| DAB | sigma | D3939 | IHC detection system |
Referências
- Baugh, C. M., et al. Chronic traumatic encephalopathy: neurodegeneration following repetitive concussive and subconcussive brain trauma. Brain Imaging Behav. 6 (2), 244-254 (2012).
- McKee, A. C., et al. Chronic traumatic encephalopathy in athletes: progressive tauopathy after repetitive head injury. J. Neuropathol Exp Neurol. 68 (7), 709-735 (2009).
- Petraglia, A. L., Dashnaw, M. L., Turner, R. C., Bailes, J. E. Models of mild traumatic brain injury: translation of physiological and anatomic injury. Neurosurgery. 75 Suppl (4), S34-S49 (2014).
- Goldstein, L. E., McKee, A. C., Stanton, P. K. Considerations for animal models of blast-related traumatic brain injury and chronic traumatic encephalopathy. Alzheimers Res Ther. 6 (5), 64 (2014).
- Gold, E. M., et al. Functional assessment of long-term deficits in rodent models of traumatic brain injury. RegenMed. 8 (4), 483-516 (2013).
- Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. Animal models of traumatic brain injury. Nat Rev Neurosci. 14 (2), 128-142 (2013).
- Luo, J., et al. Long-term cognitive impairments and pathological alterations in a mouse model of repetitive mild traumatic brain injury. Front Neurol. , 5-12 (2014).
- Yang, Z., et al. Temporal MRI characterization, neurobiochemical and neurobehavioral changes in a mouse repetitive concussive head injury model. Sci Rep. 10 (5), 11178 (2015).
- Zhang, J., et al. Inhibition of monoacylglycerol lipase prevents chronic traumatic encephalopathy-like neuropathology in a mouse model of repetitive mild closed head injury. J Cereb Blood Flow Metab. 35 (3), 443-453 (2015).
- Petraglia, A. L., et al. The spectrum of neurobehavioral sequelae after repetitive mild traumatic brain injury: a novel mouse model of chronic traumatic encephalopathy. J Neurotrauma. 31 (13), 1211-1224 (2014).
- Lumpkins, K. M., Bochicchio, G. V., Keledjian, K., Simard, J. M., McCunn, M., Scalea, T. Glial fibrillary acidic protein is highly correlated with brain injury. J Trauma. 65 (4), 778-782 (2008).
- Yang, Z., Wang, K. K. Glial fibrillary acidic protein: from intermediate filament assembly and gliosis to neurobiomarker. Trends Neurosci. 38 (6), 364-374 (2015).
- Liu, H., et al. Increased expression of ferritin in cerebral cortex after human traumatic brain injury. Neurol Sci. 34 (7), 1173-1180 (2013).
- Jordan, B. D., et al. The clinical spectrum of sport-related traumatic brain injury. Nat Rev Neurol. 9 (4), 222-230 (2013).
