Summary

Microcoil 협와 가벼운 자궁내 Hypoperfusion의 쥐 모델

Published: January 07, 2018
doi:

Summary

가벼운 자궁내 hypoperfusion 배아 일 17에 쥐의 자 궁과 난소 동맥의 주위에 감싸인 금속 microcoils와 동맥 협 착 증에 의해 제작 되었다. 이 절차는 태아 hypoperfusion 및 자궁내 성장 제한 생산.

Abstract

자궁내 hypoperfusion/허 혈은 자궁내 태아 성장 제한, 조산, 낮은 출생 무게의 주요 원인 중 하나입니다. 이 현상의 대부분의 연구는 심한 자궁내 허 혈과 어느 모델이 나 자궁내 hypoperfusion의 그라데이션 정도 가진 모델에서 수행 되었습니다. 아니 연구 균일 한 가벼운 자궁내 hypoperfusion (MIUH)에 모델에서 수행 되었습니다. MIUH의 연구에 대 한 두 가지 모델 사용 되었습니다: 동맥 아케이드의 양쪽의 봉합 결 찰에 따라 모델 함께 자 궁과 난소 동맥과 과도 모델 기반으로 양측 난소 동맥과 대동맥 patency 데 클리핑. 그 두 가지 설치류 모델 MIUH의 몇 가지 한계를가지고, 예를 들어, 모든 태아는 자 궁 경적에서 그들의 위치에 따라 MIUH를 받게 됩니다. 우리의 MIUH 모델에서 모든 태아는 자궁내 hypoperfusion의 대 등 한 수준으로 받게 됩니다. MIUH는 모든 4 개의 동맥 먹이 자 궁, 즉, 양측 자 궁 및 난소 동맥의 가벼운 협 착에 의해 달성 되었다.

동맥 협 착 증 먹이 동맥의 주위에 감싸인 금속 microcoils에 의해 유도 했다. Microcoils 제어, 최적화, 그리고 아주 작은 간 동물 다양성 및 낮은 사망률 감소 혈액 흐름을 재현 하 동맥 협 착 증의 생산, 따라서 정확한 평가 활성화 합니다. 0.24 m m 내부 직경 microcoils 사용 된 태 반 및 태아 혈액 흐름은 약간 감소 (약 30%는 태 반에 사전 협 수준에서). 우리의 MIUH 모델의 자손은 명확 하 게 신경, 신경 해부학 및 행동 테스트 결과에 오랫동안 변경 보여 줍니다.

Introduction

자궁내 성장 금지 (IUGR) (태아 성장 제한 라고도 함)와 유아 (출생 체중 < 임신 나이 대 한 10번째 백분위 수), (< 임신 37 주에 태어난), 조산 및 낮은 출생 무게 (< 2500 g) 계정에 대 한 모든 신생아 2,3의 거의 10%. 이러한 유아의 많은 뇌성 마비 및 발달 장애 (예를 들어, 관심-적자/과다 장애 (ADHD) 및 학습 장애) 3,,45같은 신경학 적인 문제를 제시. 그 조건 유사성과 그들의 병 인 및 결과에 차이가 있다. IUGR의 병 인은 multifactorial, 그리고 자궁내 hypoperfusion와 관련 된 태 반 부족 아닌 비정상적인 태아 7에서 가장 일반적인 것으로 간주 됩니다. Preterm의 병 뿐만 아니라, multifactorial 이며 자궁내 가장 빈번한 원인 8입니다.

개발 두뇌에 가벼운 자궁내 hypoperfusion (MIUH)의 영향 명확 하지 않습니다. 현재 자궁내 hypoperfusion/허 혈의 사용할 수 있는 동물 모델은 주로 심한 hypoperfusion 또는 reperfusion 9,,1011없이 hypoperfusion의 그라데이션 정도 포함 한다. 그러나 임상 설정에서, MIUH의 경우는 심각한 조건 포함 그 보다 훨씬 더 자주 해야 간주 됩니다. MIUH의 현재 사용할 수 있는 모델은 봉합 결 찰은 자 궁 또는 난소 동맥과 양측 난소 동맥과 대동맥 데 patency 12,13, 클리핑 관련 된 설치류 모델을 포함 하는 설치류 모델 14,15,,1617. 이 모델의 단점 중 하나는 깊은 hypoperfusion와 태아에서 태아는 자 궁의 동맥 아케이드 내 태아의 위치에 따라 거의 그대로 관류와에 이르기까지 광범위 한 간 태아 변화, 그리고 난소 동맥입니다. 이 모델의 또 다른 단점은 출생; 후 각 태아의 위치를 구별 하는 그들의 무 능력 따라서, 연구자 자궁내 hypoperfusion 출생 후 개별 강아지에 의해 경험의 심각도 구분할 수 없습니다.

우리는 여러 동맥 협 착 증 1를 포함 하는 MIUH의 쥐 모델을 개발 했습니다. 난소 및 자 궁 동맥 주위 0.24 m m 내부 직경 금속 마이크로 코일을 배치 하면 협, 하지만 혈관 (그림 1)의 방해 하지. 중요 하지만 가벼운 감소 유도 배아 일 17 (인간 18에 배아 주 20-25에 해당)에 모두 양측 자 궁 및 난소 동맥, 자 궁, 즉, 공급 동맥의 근 위 부분에 이러한 microcoils을 적용 반응과 및 태아 혈액 흐름입니다. 코일은 자 궁을 먹이 모든 4 개의 동맥에 적용 된 후 혈액 흐름의 감소는 크게 동일 하 각 태 반 및 태아. 태아 사망률은 20% 미만. 새끼는 1-2 일 이전 (배아 하루 21-22) 정상 보다 자발적인 노동을 통해 태어난 다. 거의 모든 강아지는 크게 낮은 출생 무게 1전시 태어난 다. 회색 및 흰색 물질 볼륨 없이 명백한 조직 손상 1감소 됩니다. 새끼 신생아 반사, 근육의 약점, 그리고 변경 된 자발적인 활동 1의 지연된 취득 제시. 이 모델을 모방 태어난 중간 또는 IUGR; 어린이의 임상 증상과 아이 태어난된 preterm 전시 감소 회색 및 백색 질 또는 백색 질 부상 6, 존재 하지 않고, 신경 발달의 이정표를 지연 볼륨과 ADHD 3,5; 같은 행동 문제가 발생할 수 있습니다. 어린이 IUGR와 최소한의 신경 해부학 변경, 전시 하 고 모터와 인지 지연 4,7등 장애인된 신경 개발의 증가 위험을가지고. 조산 및 IUGR 다른 조건, 하지만 기본적인 메커니즘, 즉 임신 전체 기간 전에 미 숙 두뇌에 게 모욕을 공유 하는 두 가지 조건.

Protocol

모든 실험은 실험 동물 관리 및 사용 국가 대뇌와 순환기 센터, 스이타 시, 일본의 위원회에 의해 승인 하는 프로토콜에 따라 수행 했다. 1. 다음 동물 및 MIUH 수술에 대 한 자료 준비 임신 주 17에 초과 임신 Sprague-Dawley 쥐 준비 즉, 배아 하루 17 (E17). 댐 평균 몸 무게는 307.0 ± 40.7 g (의미 ± SD, n = 9). 금속 microcoils; 준비 내부 직경 0.24 m m, 금 코팅 강철로 만든.</…

Representative Results

양측 자 궁 및 난소 동맥, 자 궁, 즉, 먹이 동맥의 모든 microcoils를 적용 한 후 모든 태아 hypoperfusion의 대 등 한 수준으로 받게 됩니다. 0.24 m m 내부 직경 microcoils의 응용 하면 그로 인하여 가벼운 감소 반응과 태아에 혈액 흐름을 일으키는 그 동맥의 가벼운 협 (그림 3; 약 30%는 태 반에 사전 협 수준에서 참조 자세한 내용은 1 참조). 댐에서 태어난 새끼 IUG…

Discussion

모두 자 궁 뿔에 난소와 자 궁 동맥의 microcoil 협 일관 되 고 재현 가능한 모든 반응과 태아에서 자궁내 hypoperfusion을 생성합니다. Hypoperfusion의 수준은 다른 내부 직경을 가진 microcoils를 사용 하 여 수정할 수 있습니다. Microcoils 0.24 m m 내경 동맥 협 착 증에 수행 된 댐에서 태어난 쥐 새끼 IUGR과 조산 (자세한 내용은 참조 1 참조)를 보여 줍니다. 새끼 신경 해부학 및 행동 변경 preterm 어린이 관찰 증상과…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 JSP와 CNRS, JSP KAKENHI 보조금 번호 26860858, Narishige 신경 과학 연구 재단 사이 년도 2013 연구 교환 프로그램에 의해 지원 되었다. 우리 박사 마 리코 하라다-시바와 쿄 시오 야 도움이 토론에 대 한 감사. 우리 마리 Furuta, 무쓰 미 사카모토, 리츠 코 마 키, 및 박사 Emi 다나카 우수한 기술 지원에 대 한 감사.

Materials

Stereomicroscope
Isoflurane anesthesia machine
Anesthesia induction box
Heating pad
Diaper 30×40 cm
Depilatory foam or shaver
Iodine disinfectant solution
Gauze 10×20 cm 
Surgical drape 45×45 cm with a round opening 5 cm in diameter
Spray bottle with ethanol for disinfection
Cotton swab
Forceps with large blunt tips
Forceps with angled fine tips
Scissors
Surgical scalpel, blade size is 27mm long (no.10, Axel, AS ONE Corporation, Osaka, Japan)
Surgical suture needle
Metal microcoils; inner diameter 0.24 mm, made from gold-coated steel (SAMINI Co. Ltd., Shizuoka, Japan)
Silk suture 4-0
Sterile saline (0.9% sodium chloride)
Heating water bath
Plastic syringes (50ml) and needles (18G)

References

  1. Ohshima, M., et al. Mild intrauterine hypoperfusion reproduces neurodevelopmental disorders observed in prematurity. Sci Rep. 6, 39377 (2016).
  2. Anderson, P., Doyle, L. W., Victorian Infant Collaborative Study, G. Neurobehavioral outcomes of school-age children born extremely low birth weight or very preterm in the 1990s. JAMA. 289 (24), 3264-3272 (2003).
  3. Levine, T. A., et al. Early childhood neurodevelopment after intrauterine growth restriction: a systematic review. Pediatrics. 135 (1), 126-141 (2015).
  4. Sucksdorff, M., et al. Preterm Birth and Poor Fetal Growth as Risk Factors of Attention-Deficit/ Hyperactivity Disorder. Pediatrics. 136 (3), e599-e608 (2015).
  5. Volpe, J. J. Brain injury in premature infants: a complex amalgam of destructive and developmental disturbances. Lancet Neurol. 8 (1), 110-124 (2009).
  6. Nardozza, L. M., et al. Fetal growth restriction: current knowledge. Arch Gynecol Obstet. 295 (5), 1061-1077 (2017).
  7. Chang, E. Preterm birth and the role of neuroprotection. Bmj. 350, g6661 (2015).
  8. Coq, J. O., Delcour, M., Massicotte, V. S., Baud, O., Barbe, M. F. Prenatal ischemia deteriorates white matter, brain organization, and function: implications for prematurity and cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 58, 7-11 (2016).
  9. Jantzie, L. L., Corbett, C. J., Firl, D. J., Robinson, S. Postnatal Erythropoietin Mitigates Impaired Cerebral Cortical Development Following Subplate Loss from Prenatal Hypoxia-Ischemia. Cereb Cortex. 25 (9), 2683-2695 (2015).
  10. Kubo, K. I., et al. Association of impaired neuronal migration with cognitive deficits in extremely preterm infants. JCI Insight. 2 (10), (2017).
  11. Delcour, M., et al. Mild musculoskeletal and locomotor alterations in adult rats with white matter injury following prenatal ischemia. Int J Dev Neurosci. 29 (6), 593-607 (2011).
  12. Gilbert, J. S., Babcock, S. A., Granger, J. P. Hypertension produced by reduced uterine perfusion in pregnant rats is associated with increased soluble fms-like tyrosine kinase-1 expression. Hypertension. 50 (6), 1142-1147 (2007).
  13. Granger, J. P., et al. Reduced uterine perfusion pressure (RUPP) model for studying cardiovascular-renal dysfunction in response to placental ischemia. Methods Mol Med. 122, 383-392 (2006).
  14. Mazur, M., Miller, R. H., Robinson, S. Postnatal erythropoietin treatment mitigates neural cell loss after systemic prenatal hypoxic-ischemic injury. J Neurosurg Pediatr. 6 (3), 206-221 (2010).
  15. Olivier, P., Baud, O., Evrard, P., Gressens, P., Verney, C. Prenatal ischemia and white matter damage in rats. J Neuropathol Exp Neurol. 64 (11), 998-1006 (2005).
  16. Robinson, S., et al. Developmental changes induced by graded prenatal systemic hypoxic-ischemic insults in rats. Neurobiol Dis. 18 (3), 568-581 (2005).
  17. Rice, D., Barone, S. Critical periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models. Environ Health Perspect. 108, 511-533 (2000).
  18. Basilious, A., Yager, J., Fehlings, M. G. Neurological outcomes of animal models of uterine artery ligation and relevance to human intrauterine growth restriction: a systematic review. Dev Med Child Neurol. 57 (5), 420-430 (2015).
  19. Delcour, M., et al. Neuroanatomical, sensorimotor and cognitive deficits in adult rats with white matter injury following prenatal ischemia. Brain Pathol. 22 (1), 1-16 (2012).
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Cite This Article
Tsuji, M., Coq, J., Ogawa, Y., Yamamoto, Y., Ohshima, M. A Rat Model of Mild Intrauterine Hypoperfusion with Microcoil Stenosis. J. Vis. Exp. (131), e56723, doi:10.3791/56723 (2018).

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