该协议验证了大脑扩散性连体损伤 (DAI) 的可靠、易于执行和可重复的啮齿动物模型,这种模型可引起大范围的白质损伤,而不会造成颅骨骨折或挫伤。
创伤性脑损伤 (TBI) 是导致死亡和残疾的主要原因。扩散性斧伤 (DAI) 是需要住院的很大一部分 TBI 患者的主要伤害机制。DAI 涉及因晃动、旋转或爆炸伤害而造成的广泛斧头损伤,导致快速的斧头拉伸损伤和与功能恢复的长期影响相关的二次斧头变化。从历史上看,没有焦伤的DAI实验模型一直难以设计。在这里,我们验证了DAI的简单、可重复和可靠的啮齿动物模型,该模型不会造成广泛的白质损伤,而不会造成颅骨骨折或挫伤。
创伤性脑损伤 (TBI) 是美国死亡和残疾的主要原因。结核病占所有与伤害有关的死亡1,22的约30%。TBI的主要原因因年龄组而异,包括跌倒、运动期间高速碰撞、故意自残、机动车碰撞和袭击11、2、3。2,3
脑扩散性斧头损伤(DAI)是一种特殊类型的TBI,由旋转加速、晃动或爆炸损伤引起的大脑在受伤后瞬间不受限制的头部运动44,5,6,7,8。5,6,7,8DAI涉及广泛的斧子损伤,导致长期神经损伤,与不良的结果,沉重的医疗费用,和33-64%的死亡率1,1,2,4,5,9,10,11。2,4,5,9,10,11尽管最近对DAI的发病机制进行了大量研究,但关于最佳治疗方案11、12、13、14,12,13,14仍没有达成共识。
在过去的几十年里,许多实验模型试图准确地复制DAI11、12、15、1612,15,16的不同方面。11然而,与其他焦伤相比,DAI 具有独特的表现方式,这些模型存在局限性。这些以前的模型不仅在白质区域造成斧伤,而且还会导致焦点脑损伤。临床上,DAI伴有微出血,这可能是白质损伤的主要原因。
只有两种动物模型被证明复制DAI的主要临床特征。Gennarelli和他的同事在1982年制造了第一个侧头旋转装置,使用非冲击头旋转加速诱导昏迷与DAI在非人类灵长类动物模型15。这种灵长类动物模型采用控制的单次旋转来加速和减速,在10-20毫秒内将头部通过60°取代。 这项技术能够模拟意识受损和广泛的斧头损伤,类似于在人类大脑中观察到的严重TBI的影响。然而,灵长类动物模型是非常昂贵的44,11,16。11,16部分基于以前的模型,猪模型旋转加速脑损伤是在1994年(罗斯等人)设计,类似的结果14。
这两种动物模型虽然产生了不同的典型病理学的介绍,但大大增加了DAI发病机制的概念。快速头部旋转被公认为诱导DAI的最好方法,啮齿动物为快速头部旋转研究11、16,16提供了一个更便宜的模型。在这里,我们验证了DAI的简单、可复制和可靠的啮齿动物模型,该模型在不造成颅骨骨折或挫伤的情况下造成广泛的白质损伤。目前的模型将使人们更好地了解DAI的病理生理学和更有效的治疗方法的发展。
该协议描述了DAI的啮齿动物模型。在DAI中,大脑旋转加速导致剪切效应,触发斧和生化变化,导致在渐进过程中失去六角函数。二次斧子变化是由快速的斧子拉伸损伤产生的,其范围和严重程度44、5、105,10是可变的。在主损伤后几到数天内,生化变化将导致斧功能44、5、105,<…
The authors have nothing to disclose.
作者感谢内森·克利奥林博士(内盖夫本-古里安大学机械工程系)在生物力学测量方面的协助。此外,我们还感谢乌克兰德尼普罗大学生理学系的奥莱娜·斯潘诺夫斯卡教授、玛丽安娜·库舍里亚瓦教授、马克西姆·克里沃诺索夫教授、达里娜·亚库缅科教授和叶夫根尼亚·贡恰雷克教授对我们的讨论给予的支持和有益贡献。
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 |