Een Model van de Rat van milde uteriene hypoperfusie met Microcoil stenose
Summary
Milde uteriene hypoperfusie werd geproduceerd door slagader stenose met metalen microcoils gewikkeld rond de bloedvaten van de baarmoeder en eierstokken bij ratten ten embryonale dage 17. Deze procedure geproduceerd prenatale hypoperfusie en uteriene groei beperking.
Abstract
Uteriene hypoperfusie/ischemie is een van de belangrijkste oorzaken van een laag geboortegewicht, beperking van de uteriene/foetale groei en vroeggeboorte. De meeste studies van dit verschijnsel zijn uitgevoerd in beide modellen met ernstige uteriene ischemie of modellen met de mate van kleurovergang van de uteriene hypoperfusie. Geen enkele studie is uitgevoerd in een model op uniforme milde uteriene hypoperfusie (MIUH). Twee modellen zijn gebruikt voor studies van MIUH: een model gebaseerd op hechtdraad Afbinding van beide zijden van de arteriële arcade gevormd met de baarmoeder en eierstokken slagaders en een voorbijgaande model gebaseerd op de bilaterale ovariële slagaders en de aorta, hebben bij knippen. Die twee knaagdier modellen van MIUH hebben enkele beperkingen, bijvoorbeeld niet alle foetussen zijn onderworpen aan MIUH, afhankelijk van hun positie in de baarmoeder-hoorn. In ons MIUH model, zijn alle foetussen onderworpen aan een vergelijkbaar niveau van anticonceptie hypoperfusie. MIUH werd bereikt door milde stenose van alle vier slagaders voeden de baarmoeder, dat wil zeggen, de bilaterale baarmoeder en eierstokken slagaders.
Arteriële stenose was geïnduceerd door metalen microcoils gewikkeld rond de voeding slagaders. Het produceren van arteriële stenose met microcoils ons toegestaan om te controleren, optimaliseren en reproduceren van verminderde doorbloeding met zeer weinig spreiding over de dieren en een laag sterftecijfer, waardoor nauwkeurige evaluatie. Toen microcoils met een binnendiameter van 0,24 mm werden gebruikt, de bloedstroom in de placenta en foetus was mild daalde (ongeveer 30% van het niveau pre stenose in de placenta). De nakomelingen van ons MIUH model toont duidelijk aan dat langdurige wijzigingen in neurologische, neuroanatomische en gedragsmatige testresultaten.
Introduction
Zuigelingen met uteriene groei beperking (IUGR) (ook bekend als foetale groei beperking) (geboorte gewicht <10 percentiel voor zwangerschapsduur ), vroeggeboorte (geboren op < 37 weken van de dracht) en/of lage gewicht (< 2500 g) account voor de geboorte bijna 10% van alle pasgeborenen 2,3. Veel van deze zuigelingen presenteren met neurologische problemen zoals hersenverlamming en ontwikkelingsstoornissen (bijvoorbeeld aandacht-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) en leerstoornissen) 3,4,5. Deze voorwaarden hebben overeenkomsten en verschillen in hun etiologie en resultaten. De etiologie van IUGR is multifactoriële en placenta insufficiëntie uteriene hypoperfusie is gekoppeld wordt beschouwd als de meest voorkomende oorzaak van niet-afwijkende foetussen 7. De etiologie van vroeggeboorte is eveneens multifactoriële en chorioamnionitis is de meest voorkomende oorzaak 8.
De invloed van milde uteriene hypoperfusie (MIUH) op de ontwikkelende hersenen is onduidelijk. Momenteel betrekken beschikbare dierlijke modellen van anticonceptie hypoperfusie/ischemie voornamelijk ernstige hypoperfusie of de mate van kleurovergang van hypoperfusie met of zonder reperfusie 9,10,11. In klinische instellingen, echter gevallen van MIUH worden beschouwd als veel vaker dan die met betrekking tot dergelijke strenge voorwaarden. De momenteel beschikbare modellen van MIUH zijn een knaagdier model waarbij hechtdraad Afbinding van ofwel de baarmoeder of de eierstokken slagader en een knaagdier model waarbij de bilaterale ovariële slagaders en de aorta, hebben bij 12,13, knippen 14,,15,16,17. Een van de nadelen van deze modellen is de uitgebreide Inter foetus variabiliteit, variërend van foetussen met diepgaande hypoperfusie tot foetussen met bijna intact perfusie, afhankelijk van de positie van de foetus binnen de arteriële arcade van de baarmoeder en ovariële slagaders. Een ander nadeel van deze modellen is hun onvermogen om te onderscheiden van de positie van elke foetus na de geboorte; Vandaar, onderzoekers geen onderscheid kan maken de ernst van de uteriene hypoperfusie ervaren door een individuele pup na de geboorte.
We hebben een rat model van MIUH waarbij meerdere slagader stenose 1ontwikkeld. Verpakken van metalen micro-spoelen met een binnendiameter van 0,24 mm rond de eierstokken en baarmoeder slagaders veroorzaakt stenose, maar geen obstructie, van de bloedvaten (Figuur 1). Deze microcoils op de proximale delen van alle van de slagaders leveren de baarmoeder, dat wil zeggen, de bilaterale baarmoeder en eierstokken slagaders, toe te passen op embryonale dag 17 (equivalent aan embryonale weken 20-25 mensen 18) induceert een significant maar lichte afname de bloedtoevoer naar de placentas en foetussen. De afname van de doorbloeding na spoelen worden toegepast op alle vier slagaders voederen van de baarmoeder zijn grotendeels hetzelfde in elke placenta en foetus. Het sterftecijfer van de foetus is minder dan 20%. De pups zijn geboren via spontane arbeid 1-2 dagen eerder (embryonale dag 21-22) dan normaal. Bijna alle pups geboren zijn aanzienlijk laag geboortegewicht gewichten 1tentoonstellen. Grijze en witte zaak volumes zijn afgenomen zonder duidelijk weefsel schade 1. Pups presenteren met vertraagde overname van pasgeboren reflexen, spierzwakte en veranderde spontane activiteit 1. Dit model bootst de klinische tekenen en symptomen van kinderen geboren voortijdig of met IUGR; kinderen geboren premature tentoonstelling verminderd grijs en witte stof volume met of zonder witte stof letsel 6, heden vertraagd mijlpalen van de neurologische ontwikkeling, en kan gedragsproblemen, zoals ADHD 3,5; kinderen met IUGR minimale neuroanatomische veranderingen vertonen, en hebben een verhoogd risico van verminderde neurologische ontwikkeling zoals motorische en cognitieve vertraging 4,7. Vroeggeboorte en IUGR zijn verschillende omstandigheden, maar de twee voorwaarden delen het fundamentele mechanisme, d.w.z. beledigingen te onvolwassen hersenen voordat voldragen zwangerschapsduur.
Protocol
Representative Results
Discussion
De microcoil stenose van zowel de eierstokken en de baarmoeder slagaders in beide baarmoeder horens produceert consistente en reproduceerbare uteriene hypoperfusie in alle placentas en foetussen. Het niveau van hypoperfusie kan worden gewijzigd met behulp van microcoils met verschillende diameters van de innerlijke. Rat pups geboren uit een dam die slagader stenose is uitgevoerd met microcoils 0,24 mm binnendiameter tonen IUGR en vroeggeboorte (zie referentie 1 voor details). De pups vertonen neuroanatomische en gedragsm…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesteund door het uitwisselingsprogramma voor FY 2013 onderzoek tussen JSPS en CNRS, JSPS KAKENHI Grant nummer 26860858 en de Narishige Neuroscience Research Foundation. Wij danken Drs. Mariko Harada-Shiba en Kyoko Shioya voor nuttige discussies. Wij danken Mari Furuta, Mutsumi Sakamoto, Ritsuko Maki en Dr. Emi Tanaka voor uitstekende technische bijstand.
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) |
Riferimenti
- Ohshima, M., et al. Mild intrauterine hypoperfusion reproduces neurodevelopmental disorders observed in prematurity. Sci Rep. 6, 39377 (2016).
- 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).
- Levine, T. A., et al. Early childhood neurodevelopment after intrauterine growth restriction: a systematic review. Pediatrics. 135 (1), 126-141 (2015).
- Sucksdorff, M., et al. Preterm Birth and Poor Fetal Growth as Risk Factors of Attention-Deficit/ Hyperactivity Disorder. Pediatrics. 136 (3), e599-e608 (2015).
- Volpe, J. J. Brain injury in premature infants: a complex amalgam of destructive and developmental disturbances. Lancet Neurol. 8 (1), 110-124 (2009).
- Nardozza, L. M., et al. Fetal growth restriction: current knowledge. Arch Gynecol Obstet. 295 (5), 1061-1077 (2017).
- Chang, E. Preterm birth and the role of neuroprotection. Bmj. 350, g6661 (2015).
- 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).
- 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).
- Kubo, K. I., et al. Association of impaired neuronal migration with cognitive deficits in extremely preterm infants. JCI Insight. 2 (10), (2017).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Robinson, S., et al. Developmental changes induced by graded prenatal systemic hypoxic-ischemic insults in rats. Neurobiol Dis. 18 (3), 568-581 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
