घूर्णन त्वरण के आधार पर चूहों में डिफ्यूज एक्सोनल ब्रेन इंजरी का प्रेरण

Summary

यह प्रोटोकॉल मस्तिष्क फैलाना एक्सोनल चोट (दाई) के एक विश्वसनीय, आसान-से-प्रदर्शन और प्रजनन योग्य कृंतक मॉडल को मान्य करता है जो खोपड़ी फ्रैक्चर या कॉन्टसेशन के बिना व्यापक सफेद पदार्थ क्षति को प्रेरित करता है।

Abstract

दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (टीबीआई) मौत और विकलांगता का एक प्रमुख कारण है। फैलाना अक्षीय चोट (DAI) टीबीआई रोगियों के एक बड़े प्रतिशत में चोट का प्रमुख तंत्र है जो अस्पताल में भर्ती होने की आवश्यकता होती है। दाई मिलाते हुए, रोटेशन या विस्फोट की चोट से व्यापक अक्षीय क्षति शामिल है, तेजी से एक्सोनल खिंचाव चोट और माध्यमिक अक्षीय परिवर्तन है कि कार्यात्मक वसूली पर एक लंबे समय तक चलने वाले प्रभाव के साथ जुड़े रहे है के लिए अग्रणी । ऐतिहासिक रूप से, फोकल इंजरी के बिना दाई के प्रायोगिक मॉडलडिजाइन करना मुश्किल रहा है। यहां हम दाई के एक सरल, प्रजनन योग्य और विश्वसनीय कृंतक मॉडल को मान्य करते हैं जो खोपड़ी फ्रैक्चर या कॉन्टसेशन के बिना व्यापक सफेद पदार्थ क्षति का कारण बनता है।

Introduction

दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (टीबीआई) संयुक्त राज्य अमेरिका में मौत और विकलांगता का एक प्रमुख कारण है। टीबीआई सभी चोट से संबंधित मौतों के बारे में 30% के लिए योगदान^1,2. टीबीआई के प्रमुख कारण आयु समूहों के बीच भिन्न होते हैं और इसमें गिरता है, खेल के दौरान उच्च गति की टक्कर, जानबूझकर आत्म-हानि, मोटर वाहन दुर्घटनाओं और हमले^1,,2,,3शामिल हैं।

ब्रेन डिफ्यूज एक्सोनल इंजरी (दाई) एक विशिष्ट प्रकार की टीबीआई है जो मस्तिष्क के घूर्णन त्वरण, झटकों या विस्फोट की चोट से प्रेरित होती है जिसके परिणामस्वरूप चोट^{4,,5,,66,7,,8}के बाद तत्काल में अप्रतिबंधित सिर आंदोलन होता है। दाई में व्यापक अक्षीय क्षति शामिल है जिससे लंबे समय तक चलने वाली न्यूरोलॉजिकल हानि होती है जो खराब परिणाम, भारी स्वास्थ्य देखभाल लागत, और 33-64% मृत्यु दर^{1,,2,,4,,5,,9,,10,,11}से जुड़ी होती है। दाई के रोगजनन में हाल ही में हुए महत्वपूर्ण शोध के बावजूद, सर्वोत्तम उपचार^{विकल्प11,12,13,,14}पर आम सहमति नहीं बन पाई है ।

पिछले दशकों में, कई प्रयोगात्मक मॉडलों ने दाई^{11,,12,15,,16}के विभिन्न पहलुओं को सही ढंग से दोहराने का प्रयास किया है।^, हालांकि, इन मॉडलों में अन्य फोकल चोटों की तुलना में दाई की अनूठी प्रस्तुति दी गई सीमाएं हैं। ये पूर्व मॉडल न केवल सफेद पदार्थ क्षेत्रों में अक्षीय चोट का कारण बनते हैं बल्कि फोकल सेरेब्रल चोटों का भी परिणाम है। चिकित्सकीय रूप से, दाई माइक्रो नकसीर के साथ है, जो सफेद पदार्थ को नुकसान का एक प्रमुख कारण बन सकता है।

दाई की प्रमुख नैदानिक विशेषताओं को दोहराने के लिए केवल दो पशु मॉडल दिखाए गए हैं। Gennarelli और सहयोगियों ने १९८२ में पहली पार्श्व सिर रोटेशन डिवाइस का उत्पादन किया, एक गैर अमानवीय रहनुमा मॉडल¹⁵में दाई के साथ कोमा प्रेरित करने के लिए गैर प्रभाव सिर घूर्णन त्वरण का उपयोग कर । इस रहनुमा मॉडल ने 10-20 सुश्री सुश्री के भीतर 60 डिग्री के माध्यम से सिर को विस्थापित करने के लिए त्वरण और मंदी के लिए नियंत्रित एकल रोटेशन को नियोजित किया। यह तकनीक बिगड़ी चेतना और व्यापक अक्षीय क्षति का अनुकरण करने में सक्षम थी जो मानव दिमाग में देखी गई गंभीर टीबीआई के प्रभाव ों के समान थी। हालांकि, रहनुमा मॉडल बहुत महंगे^{हैं 4},^11,,16. पिछले मॉडल पर भाग के आधार पर, घूर्णन त्वरण मस्तिष्क चोट का एक सुअर मॉडल १९९४ में डिजाइन किया गया था (रॉस एट अल.) इसी तरह के परिणाम¹⁴के साथ ।

इन दो पशु मॉडलों, हालांकि उन्होंने विशिष्ट विकृति की विभिन्न प्रस्तुतियों का उत्पादन किया, दाई रोगजनन की अवधारणाओं में बहुत कुछ जोड़ा है। रैपिड हेड रोटेशन को आम तौर पर दाई को प्रेरित करने के लिए सबसे अच्छी विधि के रूप में स्वीकार किया जाता है, और कृंतक रैपिड हेड रोटेशन अध्ययन^11,,16के लिए एक कम महंगा मॉडल प्रदान करते हैं। यहां, हम दाई के एक सरल, प्रजनन योग्य और विश्वसनीय कृंतक मॉडल को मान्य करते हैं जो खोपड़ी फ्रैक्चर या कॉन्टसेशन के बिना व्यापक सफेद पदार्थ क्षति का कारण बनता है। यह वर्तमान मॉडल दाई के रोगविज्ञान और अधिक प्रभावी उपचार के विकास की बेहतर समझ को सक्षम करेगा।

Protocol

यह प्रयोग हेलसिंकी और टोक्यो की घोषणाओं की सिफारिशों और यूरोपीय समुदाय के प्रायोगिक पशुओं के उपयोग के लिए दिशा-निर्देशों के बाद किए गए थे । इन प्रयोगों को बेन-गुरियन यूनिवर्सिटी ऑफ नेगेव की एनिमल केयर…

Representative Results

तालिका 1 प्रोटोकॉल समयरेखा दिखाता है। दाई के इस मॉडल में मृत्यु दर 0% थी। एक मान-व्हिटनी परीक्षण ने संकेत दिया कि हस्तक्षेप के बाद 48 घंटे में 15 नकली चूहों की तुलना में 15 दाई चूहों के लिए न्यूरोलॉजिकल …

Discussion

यह प्रोटोकॉल दाई के एक कृंतक मॉडल का वर्णन करता है। दाई में, मस्तिष्क पर घूर्णन त्वरण एक कतरनी प्रभाव का कारण बनता है जो एक्सोनल और जैव रासायनिक परिवर्तनों को ट्रिगर करता है जो प्रगतिशील प्रक्रिया में ?…

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