نموذج الفئران الرواية والترجمة من ارتجاج الجمع بين القوة والتناوب مع في فيفو الدماغ غسيل الكلى
Summary
تغيير الناقل العصبي هو آلية الخلل العصبي الذي يحدث بعد الارتجاج ويسهم في العواقب على المدى الطويل كارثية في بعض الأحيان. هذا النموذج الفئران يجمع بين غسيل الكلى، مما يسمح في الجسم الحي كمية الناقل العصبي، مع تقنية انخفاض الوزن ممارسة التسارع السريع والتباطؤ في الرأس والجذع، وهو عامل مهم من الصدمة الدماغية البشرية.
Abstract
الأعراض المعرفية والحركية المستمرة هي عواقب معروفة للارتجاجات / إصابات الدماغ الصادمة الخفيفة (mTBIs) التي يمكن أن تعزى جزئيا إلى تغير انتقال الأعصاب. في الواقع، أظهرت دراسات غسيل الكلى الدماغي في القوارض الإفراج المفرط خارج الخلايا الغلوتامات في الحصين في غضون 10 دقيقة الأولى بعد الصدمة. يوفر غسيل الكلى الدقيق ميزة واضحة في أخذ العينات المستمرة للناقل العصبي في الجسم الحي مع عدم الحاجة إلى التضحية بالحيوان. وبالإضافة إلى التقنية المذكورة أعلاه، هناك حاجة إلى نموذج مغلق لإصابة الرأس الذي يمارس التسارع السريع والتباطؤ في الرأس والجذع، لأن هذا العامل غير متوفر في العديد من النماذج الحيوانية الأخرى. نموذج ولاية واين انخفاض الوزن يحاكي هذا العنصر الأساسي من الصدمة الدماغية القحفية البشرية، مما يسمح بتحريض تأثير على رأس القوارض غير المقيدة مع انخفاض الوزن. لدينا رواية ونموذج الفئران الترجمة يجمع بين غسيل الكلى الدماغي مع نموذج ولاية واين إسقاط الوزن لدراسة, في الفئران الكبار التخدير طفيفة وغير المقيدة, التغيرات الحادة في مستويات العصبي خارج الخلية بعد ارتجاج. في هذا البروتوكول، تم إدخال مسبار غسيل الكلى الدقيق داخل الحصين كمنطقة ذات أهمية، وترك إدراجها في الدماغ عند الارتطام. هناك كثافة عالية من المحطات والمستقبلات في الحصين، مما يجعلها منطقة ذات صلة لتوثيق انتقال الأعصاب المتغيرة بعد ارتجاج. عند تطبيقها على الفئران Sprague-Dawley الكبار, لدينا نموذج مجتمعة الزيادات الناجمة عن تركيزات الغلوتامات خارج الخلية فرس النهر في غضون 10 دقيقة الأولى, بما يتفق مع أعراض ما بعد الارتجاج التي تم الإبلاغ عنها سابقا. يوفر هذا النموذج المشترك لإسقاط الوزن أداة موثوقة للباحثين لدراسة الاستجابات العلاجية المبكرة للارتجاجات بالإضافة إلى إصابات الدماغ المتكررة، لأن هذا البروتوكول يحفز على صدمة خفيفة في الرأس المغلق.
Introduction
والغرض من هذه الطريقة هو تزويد الباحثين بأداة موثوقة تستنسخ بأمانة الميكانيكا الحيوية للصدمات الدماغية القحفية البشرية مع السماح بالتوصيف الطولي للآثار الجزيئية للارتجاجات/الدماغ الصادم الخفيف الإصابة (mTBIs). تجمع هذه الطريقة بين غسيل الكلى الدماغي مع نموذج انخفاض الوزن في ولاية واين لتوثيق، في الفئران الكبار المُسِنة وغير المقيدة، والتغيرات الحادة في مستويات العصبي خارج الخلية بعد الارتجاج. مع هذا الأسلوب طفيفة التوغل, الناقلات العصبية مثل الغلوتامات, GABA, تورين, الجلايسين وسيرين يمكن أن تكون كمية بسرعة وباستمرار بعد الصدمة, في الجسم الحي, في حين لا تضطر إلى التضحية الحيوان.
الارتجاج/mTBI هو اضطراب فيفولوجيا ً باثولوجية يؤثر على أداء الدماغ الناجم عن آلية قوة خارجية. ارتجاج / mTBI هو الشكل الأكثر شيوعا من إصابات الدماغ الصادمة، مما يمثل 70-90٪ من الحالات1. معظم الاختلالات الوظيفية الحادة بعد ارتجاج يمكن أن يعزى إلى إصابة الدماغ الأولية والثانوية2،3: (1) يتم تسبب إصابة الدماغ الأولية عن طريق التسارع السريع وتباطؤ الرأس والجذع الذي يضر أنسجة الدماغ عن طريق الضغط تليها تمتد وقص المحاور خلال رد فعلعنيف 4و5و6 و (2) إصابة الدماغ الثانوية هي الاستجابة الخلوية غير المباشرة للصدمة. يحدث بعد ساعات وأيام من إصابة الدماغ الأولية ويلعب دورا هاما في ضعف المحرك والإدراك لوحظ مع مرور الوقت. العديد من الأعراض يمكن أن تعزى إلى تغيير انتقال الأعصاب مثل الإفراج عن الغلوتامات خارج الخلية المفرطة أظهرت سابقا في أول 10 دقيقة بعد الإصابة7,8,9. وبالنظر إلى كثافة عالية من المحطات والمستقبلات، والحصين هو بنية الدماغ عرضة بشكل خاص لهذه الاستجابة السامة بعد الإصابة. المشاركة بشكل كبير في الوظيفة المعرفية10,11, ذكرت الدراسات في القوارض أن تلف فرس النهر المرتبطة بالارتجاج يمكن أن يؤدي إلى العاهات في تكييف الخوف وتعلم الذاكرة المكانية12 , 13-وكان الهدف الرئيسي من هذه المنهجية هو وضع نموذج للجرذان من الارتجاج/الـ mTBI، باستخدام إجراء إسقاط وزن الرأس المغلق في ولاية واين لإعادة إنتاج آليات الإصابة الأولية في الدماغ بأمانة، وإدراج الدماغ غسيل الكلى الدقيق للدراسة في الجسم الحي، والتغيرات العصبية خارج الخلية الحادة بسبب إصابة الدماغ الثانوية بعد ارتجاج. تم قياس تركيزات الغلوتامات خارج الخلية وGABA في الحصين لتكون بمثابة نتائج تمثيلية لأسلوبنا.
وقد جمعت الدراسات السابقة القوارض غسيل الكلى المجهري ونماذج أخرى من الإصابة، مثل انخفاض وزن الجمجمة المفتوحة وتأثير القشرية التي تسيطر عليها، لإثبات التغيرات الحادة في مستويات الناقل العصبي خارج الخلية بعد إصابة متفاوتة الخطورة درجات14،15،16،17. ومع ذلك، بالإضافة إلى درجات عالية من التباين، والقيمة المترجمة لنماذج مثل انخفاض الوزن الجمجمة المفتوحة وتأثير القشرية التي تسيطر عليها يعوقها نقص متأصل في الصلاحية الإيكولوجية بسبب عاملين: (1) هذه النماذج تسبب إصابات كثيرا أكثر شدة من الارتجاجات المتصلة بالرياضة التي يعاني منها في البشر، والتي تنطوي على تحميل الدماغ مباشرة و (2) هذه النماذج تتطلب استئصال الجمجمة أو استئصال الجمجمة، رئيس القوارض يجري تقييدها تماما في إطار مجسم، وعرقلة السريع تسارع وتباطؤ الرأس والجذع، وبالتالي استنساخ سيئة الميكانيكا الحيوية للارتجاج.
غسيل الكلى الدقيق هو طريقة طفيفة التوغل التي توفر ميزة واضحة لأخذ العينات العصبية مثل الغلوتامات, GABA, التورين, الجلايسين وسيرين, في الجسم الحي وباستمرار بعد الصدمة, في حين لا تضطر إلى التضحية الحيوان. بالإضافة إلى المزايا التي تقدمها غسيل الكلى الدقيق، وضعت جامعة ولاية واين نموذج إسقاط الوزن الجمجمة المغلقة (بدلا من الجمجمة المفتوحة من نماذج أخرى)، والذي يسمح بتحريض mTBI على القوارض التخدير طفيفة وغير المقيدة، مما يسمح للتسارع السريع والتباطؤ في الرأس والجذع18. كما ذكر سابقا، تسارع وتباطؤ الرأس والجذع هو سمة حيوية أساسية من الارتجاجات المتصلة بالرياضة ينظر إليها في البشر أن نماذج mTBI القوارض السابقة فشلت في التصدي. يمكن إجراء عملية إسقاط الوزن بسرعة كبيرة ولا يتطلب أي جراحة مسبقة أو شق فروة الرأس. بعد الحث على الارتجاج ، تستعيد القوارض رد الفعل الصحيح بشكل عفوي تقريبًا ولا تعاني من الشلل أو النوبات أو الضائقة التنفسية بعد تأثير واحد. النزيف داخل الجمجمة وكسور الجمجمة نادرة، ولم يتم الإبلاغ إلا عن حالات عجز طفيفة في التنسيق الحركي في القوارض. هذا النموذج الفئران هو سهل الاستخدام, غير مكلفة ويسهل التحديد الكمي للناقلات العصبية الصادرة في المرحلة الحادة بعد ارتجاج دون إزالة التحقيق غسيل الكلى خلال التأثير.
نموذج الفئران لدينا الجمع بين غسيل الكلى الجزئي والارتجاج هو مناسب للباحثين الذين يسعون إلى توصيف الآثار الجزيئية للارتجاج طوليا ويمكن استخدامها في مجموعة واسعة من الدراسات العلاجية. في الواقع، على الرغم من عدة سنوات من البحوث والحاجة الماسة، لم يمر أي دواء لمنع الآثار الطويلة الأجل للارتجاج المرحلة التجريبية السريرية19. ويمكن أن يكون أحد الأسباب المحتملة لهذه الإخفاقات هو استخدام النماذج الحيوانية التي لا تستنسخ بأمانة القوى البيوميكانيكية الصادمة للارتجاجات كما يعاني منها البشر. الطريقة المعروضة هنا تفي بتعريف الارتجاجات البشرية التي تحدد أن إصابة الدماغ الأولية ناجمة عن تأثير حاد وكذلك تسارع سريع وتباطؤ في الرأس والجذع2و3.
وعلاوة على ذلك، لدينا نموذج مجتمعة مناسبة للباحثين دراسة آثار إصابات الدماغ خفيفة خفيفة المتكررة (rmTBI) منذ واحدة من خصائصه الرئيسية التي تميزه عن النماذج الحيوانية الأخرى من ارتجاج هو أنه يجعل من الممكن للحث المتكررة ، وإصابات خفيفة لنفس الحالة18. في البشر، ويرتبط rmTBI مع أعراض أكثر شدة ما بعد الصدمة، وأطول أوقات الانتعاش، وتفاقم العاهات الحركية والمعرفية التي تميل إلى الانتشار مع مرور الوقت20،21. كما جعلت النماذج الحيوانية الأخرى ذات الصلة من الممكن فهم أفضل للفيزيولوجيا المرضية ما بعد الصدمة من rmTBI22،23،24،25،26،27 . وقد ثبت زيادة ضعف الدماغ في القوارض بعد ما لا يقل عن 5 mTBI في فترات 24 ساعة. التهاب الأعصاب يزيد مع عدد من mTBI من ذوي الخبرة وعلامات التنكّن العصبي تظهر28. ومن شأن تكرار mTBI منع انتقال microglia من وضع proinflammatory إلى وضع طبيعي للانتعاش، مما أدى إلى نشاط السمية المنفعلة لفترات طويلة وتفعيل الآليات العصبية 29. مع نموذجنا، يمكن أن تتعرض الفئران لتأثير 1 يوميا على مدى فترة أسبوع واحد لما مجموعه 5 التعرض. وبالنظر إلى بساطة هذا النموذج الحيواني، فإنه يمكن أن يسهل توصيف الآثار التراكمية لإطلاق الناقل العصبي العشوائي الحاد التي تنشأ مباشرة بعد mTBI.
هذا النموذج يسمح أيضا الحيوانات أن تتعرض بسهولة إلى 2 آثار في اليوم الواحد, مما يجعل من الممكن لدراسة ظروف أكثر شدة مثل عندما يتلقى رياضي تأثير صدمة أخرى في غضون وقت قصير من الضربة الأولى30. كما هو مبين في دراسة سابقة31، توقيت ضربة ثانية على الرأس يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأوعية الدموية وتلف axonal. كلما اقتربت الضربة الثانية من الضربة الأولى، كلما كانت العواقب أكثر ضرراً. هذا النموذج مناسب للتحقيق في كيفية تأثير هذه الحالة بالذات على الإفراج عن ناقل عصبي خارج الخلية.
في هذه الطريقة، تم استخدام الحصين كمنطقة ذات أهمية بسبب أهميتها في أبحاث الارتجاج ولكن يمكن جمع عينات غسيل الكلى الدقيقة من مناطق أخرى ذات أهمية أيضا. ومع ذلك، فإن أي منطقة دماغ أخرى يجب أن تؤخذ في الاعتبار بسبب المساحة التي خلفها موقع الارتطام من قنية الدليل، بما في ذلك الأسمنت الأسنان المحيط به، يمكن أن يستغرق مساحة كبيرة على رأس الفئران. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن تعديل معلمات غسيل الكلى الدقيقة المعروضة في هذه الطريقة مثل قطع الوزن الجزيئي للغشاء وطول هائجه النشط، والفواصل الزمنية لأخذ العينات ومعدل التدفق وفقا لنوع الجزيء الذي تمت دراسته. على سبيل المثال، تتطلب المجموعة الفعالة من السيتوكينات المؤيدة للالتهابات المشاركة في الارتجاجات غشاء ًا بحجم مسام أكبر بكثير.
Protocol
Representative Results
Discussion
الخطوات الحاسمة في البروتوكول
ولتوليد نتائج موثوقة، تتطلب الخطوات الحاسمة في هذا البروتوكول اهتماما خاصا. خلال جراحة زرع قنية، وتجنب استخدام المزيد من الاسمنت من الضروري، وخاصة عندما يكون السائل جدا لمنع تسرب فوق موقع الارتطام. لتجنب حجب موقع الزرع، استخدم مُعَلّبًا بنفس طول القنية. أثناء إجراء غسيل الكلى الدقيق، أدخل المسبار ببطء في القنية وتأكد من أنه يتم إدراجه بالكامل لأخذ العينات. قبل الحث ارتجاج، تأكد من أن ورقة الألومنيوم هو مشقوق بشكل صحيح مع شفرة الحلاقة حادة. خلاف ذلك، فإن تأثير من الوزن النحاسي لن تكون كافية لتمزيق ورقة الألومنيوم والفئران سوف تبقى الصدر إلى أسفل بدلا من الخضوع لدوران 180 درجة والهبوط على ظهره. إذا كان هذا هو الحال، فإن الإصابات الناجمة عن تأثير حادة، وليس على عكس ما ينظر إليه في نماذج انخفاض الوزن الجمجمة المفتوحة وتكون أكثر شدة بكثير. خلال تحريض ارتجاج، وتجنب التأثير على قنية مع الوزن لأن هذا من شأنه أن يولد ضررا بالغا في جمجمة الفئران. من المستحسن للغاية العمل في فرق من 2 لتقييد أخطاء التلاعب أثناء التجربة.
التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
خلال إجراء غسيل الكلى الدقيق، يجب أن يكون التدفق ثابتًا وينتج حجمًا مناسبًا لمعدل التسريب، بمجرد ربط المسبار بالمضخة. يمكن أن تشير أحجام أقل إلى وجود انسداد في غشاء التحقيق أو فقاعات الهواء في الخطوط. وفي حالة الانسداد، ينبغي التخلص من المسبار واستبداله. ومع ذلك، يمكن إخراج فقاعات الهواء عن طريق تعميم ACSF في الخطوط. إذا لم يكن هناك انسداد أو فقاعات الهواء لاحظت وليس هناك حتى الآن أي تدفق، يمكن خفض جزء صغير من أنبوب تدفق أقرب إلى النهاية.
قيود الأسلوب
وقد قيمت دراسات أخرى باستخدام جامعة ولاية واين انخفاض الوزن بعض التغييرات الهيكلية والجزيئية الأساسية18. غير أن إجراء تحقيق أوسع نطاقا من شأنه أن يحافظ على شرعية هذا الإجراء. ومن شأن المعلومات المتعلقة بالتغيرات البيولوجية والعصبية التشريحية التي تحدث على المستويين الجيني والخلوي أن تزيد من ترسيخ القيمة الموثوقة والترجمة لأسلوبنا. وعلاوة على ذلك، تقييم الوظيفة المعرفية هو مقياس موثوق به للنتائج المتعلقة mTBI في نماذج القوارض33. في حين تم قياس الوقت إلى اليمين في هذا البروتوكول وتأخر كثيرا في الحالات المصابة بالمقارنة مع الحالات الشامية، ينبغي أن تركز الدراسات في المستقبل على قياس منهجي للوظيفة المعرفية بعد الحث على الصدمة في القوارض.
أهمية الأسلوب فيما يتعلق بالأساليب القائمة/البديلة.
الأهمية الرئيسية للطريقة ذات شقين: أولا، فإنه يسمح الحث الناجح للارتجاج مع إجراء جامعة ولاية واين، والذي يسمح بالتسارع السريع والتباطؤ في الرأس والجذع. وبهذه الطريقة، تم تجنب نتائج الإصابات الخطيرة مثل الاعتقالات القلبية التنفسية، وكسر الجمجمة، وارتفاع معدل الوفيات، وعلامات الكدمات الدماغية المرئية في موقع الارتطام. ثانيا، هذه التقنية microdialysis بنجاح تكرار أظهرت سابقا حادة وقصيرة الأجل الإفراج عن الغلوتامات خارج الخلية التي تجري في غضون 10 دقيقة الأولى بعد الحث الصدمة14،16. وعلاوة على ذلك، فإن الحفاظ على التحقيق المدرج في جميع أنحاء الإجراء بأكمله يقلل بشكل كبير من احتمال إحداث ضرر لحاجز الدم في الدماغ الحساس ة والحساسة من قبل mTBI المرتبطة بإدراج مسبار غسيل الكلى المجهري المتكرر34.
التطبيقات المستقبلية أو الاتجاهات للطريقة.
وبالنظر إلى الجوانب السهلة الاستخدام لإجراء تخفيض الوزن في جامعة ولاية واين والتغيرات الحادة في مستوى العصبيخارج الخلايا التي تقاس بغسيل الكلى الدقيق، فإن نموذج الفئران الذي يجمع بين غسيل الكلى الدقيق والارتجاج يوفر للباحثين مستوى موثوق به أداة لإعادة إنتاج بأمانة الميكانيكا الحيوية للصدمة الدماغية القحفية البشرية وتميز طوليا الآثار الجزيئية للارتجاجات. ويمكن أيضا أن تستخدم لدينا نموذج الفئران في مجموعة واسعة من الدراسات العلاجية كما أنه يوفر فرصة قيمة لدراسة آلية وفعالية العوامل الدوائية في الجسم الحي، باستمرار ودون الحاجة إلى التضحية الحيوان. وعلاوة على ذلك، فإن توافر نموذج الفئران مثل النموذج المعروض هنا يمكن أن يسهل إلى حد كبير فهم أفضل للعلاقة بين الاختلالات العصبية والعواقب السلوكية للارتجاجات.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونحن ممتنون للويس كيوتشيو لرعاية الحيوانات وصيانتها، ومورغان رغنيز للمساعدة في إجراء التسريب داخل القلب، وديفيد كاستونغواي للمساعدة في التبريد. وقد دعم هذا العمل رئيس مؤسسة كارولين دوراند في علم الصدمات الحادة في جامعة مونتريال الممنوحة لـ LDB.
Materials
| Animal Preparation | |||
| Sprague Dawley Rats | Charles River Laboratories | SAS SD 40 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Microdialysis Guide Cannula Implantation Surgery | |||
| Ketamine Hydrochloride (100 mg/ml) | Bioniche | 1989529 | |
| Xylazine Hydrochloride (100 mg/ml) | Bimeda | 8XYL004C | |
| Solution of Chlorhexidine Gluconate 2% and Isopropyl Alcohol 2% | Carefusion | 260100C | |
| Lidocaine Hydrochloride | Alveda Pharma | 0122AG01 | |
| Bupivacaine Hydrochloride | Hospira | 1559 | |
| Ophthalmic Ointment | Baussh and Lomb inc. | 2125706 | |
| Stereotaxic Frame | Stoelting | 51600 | |
| Stereotaxic Cannula Holder Arm | Harvard Apparatus | 72-4837 | |
| Drill | Dremel | 8050-N/18 | |
| Suture Thread Coated Vicryl Rapide 4-0 | Ethicon | VR2297 | |
| Dental Acrylic Cement | Harvard Apparatus | 72-6906 | |
| Screws | JI Morris Company | P0090CE125 | |
| Isoflurane | Baxter | CA2L9100 | |
| Cannula Gauge 20 10.55mm | HRS Scientific | C311G/SPC | |
| Dummy-Cannula 10.55mm | HRS Scientific | C311DC/1/SPC | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Microdialysis Procedure | |||
| CMA 402 Syringe Pump | Harvard Apparatus Canada | CMA-8003110 | |
| Microsyringe 2.5ml Glass | Harvard Apparatus Canada | CMA-8309021 | |
| Syringe Clip Medium For 1-2.5ml | Harvard Apparatus Canada | CMA-3408310 | |
| Low-Torque Dual Channel Quartz-Lined Swivel | Instech Laboratories Inc. | 375/D/22QM | |
| GSC Cast Iron Support Ring Stand | Fisher Scientifique | S13748 | |
| Fisherbrand Castaloy Adjustable-Angle Clamps | Fisher Scientifique | 05769Q | |
| NaHCO3 Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich Canada | S5761-500G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| MgCl2 Magnesium Chloride | Sigma-Aldrich Canada | M8266-100G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| NaCl Sodium Chloride | Sigma-Aldrich Canada | S7653-1KG | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| L-Ascorbic Acid | Sigma-Aldrich Canada | A5960-25G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| KCl Potassium Chloride | Sigma-Aldrich Canada | P9333-500G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| NaH2PO4 Sodium Phosphate Monobasic | Sigma-Aldrich Canada | S0751-1KG | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| CaCl2 Calcium Chloride | Sigma-Aldrich Canada | 383147-100G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| Lighter | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| Epoxy Glue | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| Super Glue Gel | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| Heat Shrink Tube 0.063" Inner Diameter Gardner Bender | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| Cut-Off Wheels Dremel #409 | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| BD Needle 26 Gauge 0.5 Inch PrecisionGlide Sterile 305111 | Fisher Scientifique | 14-826-15 | For Laboratory Constructed Probes |
| BD Needle 21 Gauge 1.5 Inch PrecisionGlide Sterile 305167 | Fisher Scientifique | 14-826-5B | For Laboratory Constructed Probes |
| 26G Stainless Steel Tubing One Foot | HRS Scientific | SST-26/FT | For Laboratory Constructed Probes |
| Polyethylene Tubing PE/20 .024" OD X .015" ID | HRS Scientific | C315CT | For Laboratory Constructed Probes |
| Polyethylene Tubing PE/10 .024" OD X .011" ID | HRS Scientific | C314CT | For Laboratory Constructed Probes |
| Polyethylene Tubing PE/50 .038" OD X .023" ID | HRS Scientific | C313CT | For Laboratory Constructed Probes |
| 30S WIRE ST.ST 0.008X 1’ Long | HRS Scientific | 008BSH/30S | For Laboratory Constructed Probes |
| Polymicro Technologies Flexible Fused Silica Capillary Tubing Inner Diameter 50µm, Outer Diameter 150µm | Molex LLC Polymicro Technologies | 106815-0015 | For Laboratory Constructed Probes |
| Spectra Por 132294 Micro-Dialysis Hollow Fiber Membranes 13 kD MWCO | Spectrum Labs | FSSP9778671 | For Laboratory Constructed Probes |
| Stainless Steel Collar | Sirnay In.c | 304 | For Laboratory Constructed Probes / Custome made |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Concussion Apparatus | |||
| Brass Weight | Rapido Métal Inc. | Attach metal loop to base | |
| Metal Loop | Rona Inc. | Available at most hardware stores | |
| PVC Guide Tube | Rona Inc. | Available at most hardware stores | |
| Alluminum Foil | Alcan | Available at most grocery stores | |
| Tape | Available commercially | ||
| GSC Cast Iron Support Ring Stand | Fisher Scientifique | S13748 | |
| U-Shaped Plexiglas Frame | Présentoirs PlexiPlus Inc. | Custom made | |
| Foam Cushion | Mousse D&R Foam Inc. | Custom made | |
| Razor Blades | VWR International | 55411-055 | |
| Super Strong Trilene XT 20 lb. Berkley | Canadian Tire | Available at most hardware stores | |
| Isoflurane | Baxter | CA2L9100 | |
| Stop Watch | Available at most sporting goods retailer |
| Animal Preparation | |||
| Sprague Dawley Rats | Charles River Laboratories | SAS SD 40 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Microdialysis Guide Cannula Implantation Surgery | |||
| Ketamine Hydrochloride (100 mg/ml) | Bioniche | 1989529 | |
| Xylazine Hydrochloride (100 mg/ml) | Bimeda | 8XYL004C | |
| Solution of Chlorhexidine Gluconate 2% and Isopropyl Alcohol 2% | Carefusion | 260100C | |
| Lidocaine Hydrochloride | Alveda Pharma | 0122AG01 | |
| Bupivacaine Hydrochloride | Hospira | 1559 | |
| Ophthalmic Ointment | Baussh and Lomb inc. | 2125706 | |
| Stereotaxic Frame | Stoelting | 51600 | |
| Stereotaxic Cannula Holder Arm | Harvard Apparatus | 72-4837 | |
| Drill | Dremel | 8050-N/18 | |
| Suture Thread Coated Vicryl Rapide 4-0 | Ethicon | VR2297 | |
| Dental Acrylic Cement | Harvard Apparatus | 72-6906 | |
| Screws | JI Morris Company | P0090CE125 | |
| Isoflurane | Baxter | CA2L9100 | |
| Cannula Gauge 20 10.55mm | HRS Scientific | C311G/SPC | |
| Dummy-Cannula 10.55mm | HRS Scientific | C311DC/1/SPC | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Microdialysis Procedure | |||
| CMA 402 Syringe Pump | Harvard Apparatus Canada | CMA-8003110 | |
| Microsyringe 2.5ml Glass | Harvard Apparatus Canada | CMA-8309021 | |
| Syringe Clip Medium For 1-2.5ml | Harvard Apparatus Canada | CMA-3408310 | |
| Low-Torque Dual Channel Quartz-Lined Swivel | Instech Laboratories Inc. | 375/D/22QM | |
| GSC Cast Iron Support Ring Stand | Fisher Scientifique | S13748 | |
| Fisherbrand Castaloy Adjustable-Angle Clamps | Fisher Scientifique | 05769Q | |
| NaHCO3 Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich Canada | S5761-500G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| MgCl2 Magnesium Chloride | Sigma-Aldrich Canada | M8266-100G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| NaCl Sodium Chloride | Sigma-Aldrich Canada | S7653-1KG | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| L-Ascorbic Acid | Sigma-Aldrich Canada | A5960-25G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| KCl Potassium Chloride | Sigma-Aldrich Canada | P9333-500G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| NaH2PO4 Sodium Phosphate Monobasic | Sigma-Aldrich Canada | S0751-1KG | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| CaCl2 Calcium Chloride | Sigma-Aldrich Canada | 383147-100G | For Artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF) |
| Lighter | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| Epoxy Glue | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| Super Glue Gel | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| Heat Shrink Tube 0.063" Inner Diameter Gardner Bender | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| Cut-Off Wheels Dremel #409 | Canadian Tire | For Laboratory Constructed Probes / Available at most hardware stores | |
| BD Needle 26 Gauge 0.5 Inch PrecisionGlide Sterile 305111 | Fisher Scientifique | 14-826-15 | For Laboratory Constructed Probes |
| BD Needle 21 Gauge 1.5 Inch PrecisionGlide Sterile 305167 | Fisher Scientifique | 14-826-5B | For Laboratory Constructed Probes |
| 26G Stainless Steel Tubing One Foot | HRS Scientific | SST-26/FT | For Laboratory Constructed Probes |
| Polyethylene Tubing PE/20 .024" OD X .015" ID | HRS Scientific | C315CT | For Laboratory Constructed Probes |
| Polyethylene Tubing PE/10 .024" OD X .011" ID | HRS Scientific | C314CT | For Laboratory Constructed Probes |
| Polyethylene Tubing PE/50 .038" OD X .023" ID | HRS Scientific | C313CT | For Laboratory Constructed Probes |
| 30S WIRE ST.ST 0.008X 1’ Long | HRS Scientific | 008BSH/30S | For Laboratory Constructed Probes |
| Polymicro Technologies Flexible Fused Silica Capillary Tubing Inner Diameter 50µm, Outer Diameter 150µm | Molex LLC Polymicro Technologies | 106815-0015 | For Laboratory Constructed Probes |
| Spectra Por 132294 Micro-Dialysis Hollow Fiber Membranes 13 kD MWCO | Spectrum Labs | FSSP9778671 | For Laboratory Constructed Probes |
| Stainless Steel Collar | Sirnay In.c | 304 | For Laboratory Constructed Probes / Custome made |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Concussion Apparatus | |||
| Brass Weight | Rapido Métal Inc. | Attach metal loop to base | |
| Metal Loop | Rona Inc. | Available at most hardware stores | |
| PVC Guide Tube | Rona Inc. | Available at most hardware stores | |
| Alluminum Foil | Alcan | Available at most grocery stores | |
| Tape | Available commercially | ||
| GSC Cast Iron Support Ring Stand | Fisher Scientifique | S13748 | |
| U-Shaped Plexiglas Frame | Présentoirs PlexiPlus Inc. | Custom made | |
| Foam Cushion | Mousse D&R Foam Inc. | Custom made | |
| Razor Blades | VWR International | 55411-055 | |
| Super Strong Trilene XT 20 lb. Berkley | Canadian Tire | Available at most hardware stores | |
| Isoflurane | Baxter | CA2L9100 | |
| Stop Watch | Available at most sporting goods retailer |
References
- Cassidy, J. D., et al. Incidence, risk factors and prevention of mild traumatic brain injury: results of the WHO Collaborating Centre Task Force on Mild Traumatic Brain Injury. Journal of Rehabilitation Medecine. 43, 28-60 (2004).
- McCrory, P., et al. What is the definition of sports-related concussion: a systematic review. British Journal of Sports Medecine. 51 (11), 877-887 (2017).
- McCrory, P., et al. 5th International Conference on Concussion in Sport (Berlin). British Journal of Sports Medecine. 51 (11), 837 (2017).
- Cernak, I. Animal models of head trauma. NeuroRx. 2 (3), 410-422 (2005).
- Davis, A. E. Mechanisms of traumatic brain injury: biomechanical, structural and cellular considerations. Critical Care Nursing Quarterly. 23 (3), 1-13 (2000).
- Gaetz, M. The neurophysiology of brain injury. Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 115 (1), 4-18 (2004).
- Giza, C. C., Hovda, D. A. The new neurometabolic cascade of concussion. Neurosurgery. 75, S24-S33 (2014).
- Guerriero, R. M., Giza, C. C., Rotenberg, A. Glutamate and GABA imbalance following traumatic brain injury. Current neurology and neuroscience reports. 15 (5), 27 (2015).
- Meldrum, B. S. Glutamate as a neurotransmitter in the brain: review of physiology and pathology. Journal of Nutrition. 130 (4S Suppl), (2000).
- Morris, R. G., Garrud, P., Rawlins, J. N., O’Keefe, J. Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions. Nature. 297 (5868), 681-683 (1982).
- Olton, D. S., Papas, B. C. Spatial memory and hippocampal function. Neuropsychologia. 17 (6), 669-682 (1979).
- Ray, S. K., Dixon, C. E., Banik, N. L. Molecular mechanisms in the pathogenesis of traumatic brain injury. Histology and histopathology. 17 (4), 1137-1152 (2002).
- Reger, M. L., et al. Concussive brain injury enhances fear learning and excitatory processes in the amygdala. Biological Psychiatry. 71 (4), 335-343 (2012).
- Faden, A. I., Demediuk, P., Panter, S. S., Vink, R. The role of excitatory amino acids and NMDA receptors in traumatic brain injury. Science. 244 (4906), 798-800 (1989).
- Folkersma, H., et al. Increased cerebral (R)-[(11)C]PK11195 uptake and glutamate release in a rat model of traumatic brain injury: a longitudinal pilot study. Journal of neuroinflammation. 8, 67 (2011).
- Katayama, Y., Becker, D. P., Tamura, T., Hovda, D. A. Massive increases in extracellular potassium and the indiscriminate release of glutamate following concussive brain injury. Journal of neurosurgery. 73 (6), 889-900 (1990).
- Nilsson, P., Hillered, L., Ponten, U., Ungerstedt, U. Changes in cortical extracellular levels of energy-related metabolites and amino acids following concussive brain injury in rats. Journal of cerebral blood flow and metabolism : official journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 10 (5), 631-637 (1990).
- Kane, M. J., et al. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury. Journal of neuroscience. 203 (1), 41-49 (2012).
- Dewitt, D. S., Perez-Polo, R., Hulsebosch, C. E., Dash, P. K., Robertson, C. S. Challenges in the development of rodent models of mild traumatic brain injury. Journal of Neurotrauma. 30 (9), 688-701 (2013).
- Eisenberg, M. A., Andrea, J., Meehan, W., Mannix, R. Time interval between concussions and symptom duration. Pediatrics. 132 (1), 8-17 (2013).
- Guskiewicz, K. M., et al. Cumulative effects associated with recurrent concussion in collegiate football players: the NCAA Concussion Study. JAMA. 290 (19), 2549-2555 (2003).
- Luo, J., et al. Long-term cognitive impairments and pathological alterations in a mouse model of repetitive mild traumatic brain injury. Frontiers in neurology. 5, 12 (2014).
- Meehan, W. P., Zhang, J., Mannix, R., Whalen, M. J. Increasing recovery time between injuries improves cognitive outcome after repetitive mild concussive brain injuries in mice. Neurosurgery. 71 (4), 885-891 (2012).
- Prins, M. L., Hales, A., Reger, M., Giza, C. C., Hovda, D. A. Repeat traumatic brain injury in the juvenile rat is associated with increased axonal injury and cognitive impairments. Developmental neuroscience. 32 (5-6), 510-518 (2010).
- Schwetye, K. E., et al. Traumatic brain injury reduces soluble extracellular amyloid-beta in mice: a methodologically novel combined microdialysis-controlled cortical impact study. Neurobiology of disease. 40 (3), 555-564 (2010).
- Shitaka, Y., et al. Repetitive closed-skull traumatic brain injury in mice causes persistent multifocal axonal injury and microglial reactivity. Journal of neuropathology and experimental neurology. 70 (7), 551-567 (2011).
- Willie, J. T., et al. Controlled cortical impact traumatic brain injury acutely disrupts wakefulness and extracellular orexin dynamics as determined by intracerebral microdialysis in mice. Journal of neurotrauma. 29 (10), 1908-1921 (2012).
- Bolton, A. N., Saatman, K. E. Regional neurodegeneration and gliosis are amplified by mild traumatic brain injury repeated at 24-hour intervals. Journal of neuropathology and experimental neurology. 73 (10), 933-947 (2014).
- Blaylock, R. L., Maroon, J. Immunoexcitotoxicity as a central mechanism in chronic traumatic encephalopathy-A unifying hypothesis. Surgical neurology international. 2, 107 (2011).
- McCrory, P., Davis, G., Makdissi, M. Second impact syndrome or cerebral swelling after sporting head injury. Current Sports Medecine Reports. 11 (1), 21-23 (2012).
- Fujita, M., Wei, E. P., Povlishock, J. T. Intensity- and interval-specific repetitive traumatic brain injury can evoke both axonal and microvascular damage. Journal of Neurotrauma. 29 (12), 2172-2180 (2012).
- Paxinos, G., Watson, C. . The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , (1998).
- Bales, J. W., Wagner, A. K., Kline, A. E., Dixon, C. E. Persistent cognitive dysfunction after traumatic brain injury: A dopamine hypothesis. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 33 (7), 981-1003 (2009).
- Sumbria, R. K., Klein, J., Bickel, U. Acute depression of energy metabolism after microdialysis probe implantation is distinct from ischemia-induced changes in mouse brain. Neurochemical Research. 36 (1), 109-116 (2011).
