This works was supported by funding from a Florida Health grant (Brain and spinal cord injury research fund) (KKW).

Todos os procedimentos foram realizados sob protocolos # 201207692 aprovado pelo Comitê de Cuidado e Uso Institucional animal da Universidade da Flórida e de acordo com o National Institutes of Health Guide para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório. 1. Animal Care <ol><li> Use 3-4 meses de idade, machos C57BL / 6J. Fornecer roupa de cama, material de nidificação, alimentação e água ad libitum. Mantenha os ratos em ambientes com temperaturas controladas a 20 - 22 ° C com 12 horas de luz / 12 horas ciclos escuros constantes. </li></ol> 2. Pré-impacção Preparação <ol><li> Anexar uma ponta de metal de silicone revestido de borracha feitos sob medida para um dispositivo de impacto estereotáxica eletromagnética. Certifique-se a parte inferior plana da ponta é paralela à superfície da ponta da sonda (Figura 1A). </li><li> Anestesiar o mouse com 4% de isoflurano seguido de anestesia de manutenção de 2,5% de isoflurano. Verifique a anestesia através do medidor de vazão. monitor o nível de anestesia até que o animal atinge um nível cirúrgico de anestesia, mostrando a perda do reflexo interdigital. </li><li> Coloque o mouse em uma posição de bruços em uma almofada de aquecimento. Use um cone de nariz em forma de funil para manter o rato sob anestesia. Completamente raspar a cabeça, usando um aparador. Use vaselina pomada oftálmica nos olhos do rato para evitar a secura e sob anestesia. </li></ol> 3. Parâmetros de Impacto Ambiente NOTA: O sistema de impacto inclui uma caixa de controle para definir os parâmetros de impacto, um actuador para realizar a impactação, e um quadro estereotáxico digital com 3 eixos de movimento. <ol><li> Pré-definir a velocidade do dispositivo de impacto a 4 m / s e o tempo de paragem de 240 ms sobre a caixa de controlo. </li></ol> 4. Posicionamento do Centro de Impacto <ol><li> Coloque uma almofada de aquecimento suave sob o corpo do animal para manter a temperatura corporal próximo de 39 ° C. Montar o mouse em um quadro estereotáxico em um prone posição com as barras de ouvido blunt-end. </li><li> Abaixe a ponta impacto perto da cabeça do rato movendo o Z-motorista. Ajuste a ponta impacto plana (9 mm de diâmetro), movendo o X e Y motoristas meio caminho para as coordenadas do alvo acima da sutura sagital. </li><li> Certifique-se de uma extremidade da ponta de impacto é verticalmente paralelo a uma linha horizontal imaginária desenhada entre as duas orelhas (Figura 1C). O centro de impacto corresponde ao meio do caminho sutura sagital central, entre suturas interfrontal e lambdóide (interaurais 9 mm para interaurais 0 mm, lateral 4,5 mm). </li></ol> 5. Impacto ajuste de profundidade <ol><li> Para configurar correctamente a profundidade do impacto, use ponta da sonda adicional para substituir a ponta impacto revestido de borracha de silicone isolados. </li><li> Para se certificar de que não há deslocamento do centro de impacto após dicas de comutação, definir o X e Y canal no painel de controle estereotáxico digitais para zero antes de mudar as pontas. </li><li> Mova o prove ponta para o centro da área de impacto movendo manualmente os X e Y.-drives. </li><li> sensor de contato clipe para a cauda do rato. </li><li> Mova o pêndulo (unidade Z) para baixo até a ponta da sonda toca a superfície do local do impacto. </li><li> Defina o canal Z no painel de controle estereotáxico para zero. </li><li> Mova a ponta impacto de volta para a área de impacto ajustando manualmente X e Y drivers (não os botões de zero no painel de controle estereotáxico digital) até que X e Y motoristas são zero (onde a ponta impacto foi posicionado anteriormente). </li><li> Retrair o atuador movendo a chave de retração na caixa de controle. mover manualmente o pêndulo para baixo (driver Z) por 4 mm. </li></ol> 6. Impacto <ol><li> Desencadear o impacto clicando no botão impacto sobre a caixa de controle e atingir uma profundidade de deformação de 4 mm. </li></ol> 7. Pós-impactação <ol><li> Medir o tempo do impacto, até a primeira respiração do mouse usando um temporizador. </li><li&gt; Remover o animal do instrumento e colocá-los em uma almofada quente para manter a temperatura corporal. Não deixe o animal sem supervisão até que tenha recuperado a consciência suficiente para manter decúbito esternal. </li><li> Permitir a recuperação antes de retornar o animal de volta em uma gaiola limpa. Não devolva um animal para a companhia de outros animais até que esteja totalmente recuperado. </li><li> Observe e pesar os ratos diariamente. Se os ratos mostram sinais de dor, por via intraperitoneal com meloxicam injecta-a ​​1 - 2 mg / kg a cada 12-24 horas. </li></ol> 8. Impactação repetitivo <ol><li> Dê os ratos lesões adicionais nos dias 4, 7 e 10 após a lesão inicial (intervalo de 72 horas entre os impactos). </li></ol> 9. Imuno-histoquímica (IHC) <ol><li> perfusão transcardial <ol><li> Anestesiar os ratos por meio de injecção intraperitoneal com 200 m / kg de pentobarbital. </li><li> Avaliar e assegurar a anestesia cirúrgica plano por uma pitada dedo do pé. Secure o mouse na posição supina gravando suavemente as patas dianteiras e as patas traseiras para uma superfície de trabalho de isopor dentro de uma Cobertura de vapores químicos. </li><li> Faça uma incisão através da pele ao longo da linha média torácica a partir de apenas abaixo do apêndice xifóide até a clavícula. Faça duas incisões na pele adicionais no processo xifóide e prossiga ao longo da base da caixa torácica ventral lateralmente. </li><li> Abrir a cavidade torácica e expor o coração, cortando através da musculatura torácica e caixa torácica. </li><li> Fixe o coração batendo com uma pinça sem corte e fazer uma 1 - incisão de 2 mm de ventrículo esquerdo. </li><li> Imediatamente insira uma agulha de borboleta para o átrio direito. Comece a infusão de solução salina 20 ml, empurrando a seringa lentamente. </li><li> Mudar de solução salina a 4% paraformaldeído. Continue a perfusão com 20 ml de paraformaldeído. </li><li> Decapitar o mouse e remover a pele com uma tesoura. Isolar o cérebro do crânio utilizando um cortador de osso. </li></ol></li><li> Cryostat seccionamento <ol><li> tecidos cerebrais incorporar em temperatura de corte (OCT) formulação e congelamento ideal a -80 ° C. Colocar o cérebro no criostato com uma orientação sagital. seções do cérebro corte de 5 mm de espessura. </li></ol></li><li> coloração <ol><li> Secam-se as secções congeladas à temperatura ambiente durante 1 h. </li><li> Incubar as lâminas com 100 ul de soro de cabra 2% e 0,1% de Triton X-100 em fosfato salino tamponado (PBS) durante 1 h à TA. </li><li> Lavar as lâminas 3 vezes com 300 ul de PBS. Em seguida, as lâminas incubar com anti-GFAP (1: 200) ou anticorpo anti-ferritina (1: 200) em separado durante a noite a 4 ° C. </li><li> Lavar as lâminas 3 vezes com 300 ul de PBS. Em seguida, as lâminas incubar durante 2 horas à temperatura ambiente com anticorpo secundário conjugado com biotina. </li><li> Lavar as lâminas 3 vezes com 300 ul de PBS. Em seguida, incubar as lâminas com solução de complexo avidina-biotina (ABC) (01:50) à temperatura ambiente durante 30 min. </li><li>Lavar as lâminas 3 vezes com 300 ul de PBS. Em seguida, incuba-se 3,3&#39;-diaminobenzidina solução (DAB) de substrato (50 ml de PBS, 10 ul de H 2 O 2, 10 mg de DAB pílula, filtro antes de usar) para 5-8 min. Observe as lâminas sob o microscópio até as células positivas aparecem. </li><li> Lavar as lâminas em lenta água corrente da torneira durante 5 min. lâminas limpas com um laboratório-wipe. Em seguida, montar as seções com meio de montagem e lamela. </li></ol></li></ol>

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K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glial+fibrillary+acidic+protein:+from+intermediate+filament+assembly+and+gliosis+to+neurobiomarker.">Glial fibrillary acidic protein: from intermediate filament assembly and gliosis to neurobiomarker.</a> Trends Neurosci. 38 (6), 364-374 (2015).</li><li>Liu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+expression+of+ferritin+in+cerebral+cortex+after+human+traumatic+brain+injury.">Increased expression of ferritin in cerebral cortex after human traumatic brain injury.</a> Neurol Sci. 34 (7), 1173-1180 (2013).</li><li>Jordan, B. 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The authors have no financial interest to disclose.

Para imitar lesões cerebrais morfologicamente semelhantes ao quadro clínico, os sintomas pós-concussão são esperadas. sintomas pós-concussão geralmente incluem dores de cabeça, tonturas, vertigens, fadiga, problemas de memória e de sono, dificuldade de concentração, bem como a ansiedade e humor deprimido. Como os sintomas somáticos pode ainda não ser mensurável em modelos animais, as mudanças da função motora e cognitiva e comportamento emocional são usados ​​como critérios para avaliar racionalmente concussão em modelos animais. Em um estudo publicado anterior, foi mostrado que o modelo do rato rCHI induz défices na aprendizagem espacial, memória e ansiedade 8. Mais importante, o modelo rCHI utilizados no presente protocolo representa clínica sem lesão cerebral invasiva ou estrutura do cérebro fractura, ambas as quais podem resultar em sangramento, hemorragia, edema, ou perda da morte de células / tecido aguda. A seguir, são dicas importantes para modelar com sucesso concussio consistenten / mTBI utilizando um sistema de impacto ímã eletrônico: Evitar uma segunda lesão cerebral directamente a seguir à primeira lesão cerebral que pode ser causado pelo movimento durante o impacto. A cabeça de rato pode mover-se ligeiramente para baixo durante o impacto. Para evitar uma contusão cerebral causada por um movimento rápido contra chão ou na cabeça alongamento, uma almofada de aquecimento suave deve ser colocado por baixo do corpo do rato. A cabeça eo corpo também deve ser mantido horizontal. Além disso, usar barras de ouvido blunt-end para corrigir o cabeça de rato na moldura estereotáxica, e não inseri-los dentro do canal auditivo. Isso protege o mouse do prejuízo causado pelas pontas afiadas durante o movimento. Corretamente posicionar o centro de impacto e estabelecer a zero. Ao contrário de ferimento na cabeça aberta, o posicionamento da ponta impacto é relativamente difícil. O tamanho da ponta do impacto e do centro de impacto afetar a gravidade da lesão e lesões. Com base na anatomia do cérebro do rato, o centro de impacto é projetado para corresponder a meio caminhoentre suturas interfrontal e lambdóide (interaurais 9 mm para interaurais 0 mm, lateral 4,5 mm). Assim, uma ponta optimizado 9 milímetros é necessária. A ponta de impacto deve ser ajustado para o alvo coordena a meio caminho acima da sutura sagital, e uma extremidade da ponta de impacto deve ser verticalmente paralelo a uma linha horizontal imaginária desenhada entre as duas orelhas (Figura 1C). A ponta impacto isolado com uma borracha de silicone blocos de revestimento do sensor de contato e impede a configuração de profundidade impacto. A ponta da sonda é necessária e deve ser paralela à superfície do botão na ponta de impacto. O centro do impacto é ajustada para o local de tocar ponta da sonda através do funcionamento do instrumento estereotáxico. Esfregando a cabeça com solução salina aumenta a electro-sensibilidade. Além disso, a sonda é removível ou concebidos para não ferir o cérebro durante o impacto. Uma forma alternativa é a construção de duas pontas com o mesmo comprimento; uma ponta revestida com borracha de silicone e a outra ponta seria de metal, que seráusado como uma ponta da sonda. As duas pontas devem ser alternado entre posicionamento e impactante. Monitorar breves sintomas inconscientes do rato imediatamente após um impacto. Como discutido acima, a maioria dos sintomas pós-concussão são difíceis de observar imediatamente num modelo animal do rato de laboratório. pacientes mTBI podem experimentar uma breve perda de consciência após a lesão. Para estabelecer os parâmetros de lesões visíveis, uma breve perda de consciência era um sintoma utilizado para avaliar a validade deste modelo TBI concussão. Perda de consciência (LOC) é normalmente utilizado como critério para classificar a gravidade da lesão em pacientes com TCE. Na maioria dos abalos relacionadas com o desporto, a duração do LOC é menos de um minuto 14. Ao otimizar as condições experimentais, tais como a velocidade de impacto e tempo de permanência, o LOC é inferior a 10 segundos após o impacto. A condição de ter um impacto ideal é uma profundidade de impacto 4 mm, 240 ms tempo de permanência, e 4 m / s velocidade de impacto. O aumento da velocidade de impacto e habitatempo pode causar um aumento da pressão intracraniana aguda ao longo de um grande período de tempo, o que pode resultar em lesão cerebral grave ou morte imediatamente de depressão respiratória. Ratos perderá peso corporal depois de cada impacto, mas vai recuperar o peso após 72 horas de recuperação. intervalos repetitivos 72 horas são escolhidos para imitar um período de recuperação para atletas lesionados antes de retornar ao seu esporte. Ao lado de perda de questões de consciência e respiratórias, os sintomas clínicos de uma concussão podem incluir convulsões, dores de cabeça, tonturas, náuseas e vómitos. No modelo, a dor pode ser o cérebro maioria sintoma desconfortável para os animais. escore de condição corporal e dor descrição da categoria deve ser utilizada como endpoints humanas. Além disso, outros parâmetros neurológicos específicos, tais como apreensão descontrolada, o comportamento circulando espontânea, perda de equilíbrio e incapaz de andar ou ficar deve ser considerada como endpoints humanas rCHI específicas do. Como este é um modelo de lesão leve, normalmente, não signisinais rença de dor são observados pós cada impacto. Analgésicos são tipicamente desnecessário neste nível de lesão cerebral. Este protocolo fornece as etapas-chave detalhadas para a modelagem de uma TCE leve concussão repetitivo. A velocidade e a profundidade de cada impacto pode ser ajustado, dependendo da gravidade da lesão desejada. Este modelo usa um sistema de impacto ímã eletrônico para entregar impactos. É estável com uma velocidade controlada com precisão, tempo de permanência e profundidade deformação. No entanto, porque é um traumatismo craniano fechado sem uma craniotomia, é impossível para posicionar precisamente o impacto cérebro de camundongo usando coordenadas estereotáxica. Também comutação as pontas de impacto / sonda pode resultar num deslocamento local do impacto, que é a principal causa de lesões inconsistentes. Considerando a lesão difusa e concussão saído como esperado, este modelo continua a ser preciso e fácil de controlar. Este modelo é benéfico para usar por sua precisão e simplicidade na determinação dos efeitos de impactolesão cerebral leve -relacionados, especialmente concussão esportes relacionados. Ele serve como uma plataforma para estudos pré-clínicos, tais como explorar biomarcadores de diagnóstico e prognóstico, bem como o ensaio de dispositivos médicos, medicamentos e solução de terapia genética. Este modelo também pode ser utilizado para os estudos de encefalopatia traumática crónica (CTE), que actualmente só é diagnosticada através do exame neuropatológico.

Concussão, também chamado de leve lesão cerebral traumática (mTBI), é a ocorrência mais frequente de lesão cerebral traumática (TBI) e afeta milhões de pessoas em Estados Unidos. Concussões podem ser difíceis de diagnosticar e não há nenhuma cura específica para concussão. Há um crescente reconhecimento e alguma evidência de que trauma mecânico leve resultante de lesões desportivas, combate militar, e outras atividades fisicamente atraentes podem ter consequências neurológicas cumulativos e crônicos 1,2. No entanto, ainda há uma falta de conhecimento sobre concussões e seus efeitos. metodologia atual restringe os estudos de patologia e tratamento em seres humanos uma vez que apenas a avaliação neurológica e avaliação por imagem estão disponíveis para o diagnóstico clínico. Os modelos animais proporcionam um meio para estudar abalos de uma maneira eficiente e rigoroso, controlado e com a esperança de ainda mais o diagnóstico e tratamento de mTBI. Estudos têm adaptado TCE tradicionalmodelos como o impacto cortical controlado (CCI), o impacto por percussão fluida (FPI), lesão queda de peso e lesão física por explosão de realizar mTBI e estimular gravidades baixos de ferimento, alterando os parâmetros de lesão. Estes modelos são benéfico de usar devido à sua capacidade de se replicar trauma cerebral morfologicamente semelhante à condição clínica; no entanto, eles também têm as suas próprias limitações. A gravidade da lesão induzida por uma lesão aceleração (queda de peso) é muitas vezes altamente variável. Os dois resultados do CCI leve - hemorragia subaracnóide e contusão focal - não são comparáveis ​​com os abalos humanas típicas. CCI e FPI exigem uma craniotomia, que não é clinicamente relevante, enquanto a lesão física por explosão é um modelo mais controversa no que diz respeito à posição da exposição e da pressão de pico diferentes medidas, bem como a lesão secundária variável durante a exposição 3-6. Um modelo animal de concussão atualizada que podem traduzir a investigação pré-clínica no setti clínicang é necessário em investigação. A questão-chave na modelagem de TCE leve é ​​definir a gravidade da lesão experimental, que replica mais se aproxima da lesão em um ambiente clínico. Recentemente, diferentes grupos de pesquisa desenvolveu o traumatismo craniano fechado ou ferimento na cabeça de concussão (CHI) modelo 7-10. CHI é uma modificação de ICC sem uma craniotomia, mas ainda utiliza um sistema electrónico de impacto magnética tradicional para gerar um impacto da cabeça. A CHI pode induzir uma concussão variando de leve a moderada, ajustando os parâmetros de impacto. A perda de consciência (LOC) pode ser observado imediatamente após o impacto através da detecção de uma diminuição na taxa de respiração ou a cessação temporária da respiração. O período de LOC é utilizada para determinar a gravidade da lesão. Este trabalho inclui uma versão ligeiramente melhorada e actualizada de um modelo repetitivo CHI (rCHI) em ratos, juntamente com um protocolo detalhado passo-a-passo e resultados representativos. O rCHI estratégias modelo de investigação are benéfica para determinar efeitos mTBI e tratamentos potenciais, especialmente porque não existe um modelo animal individual capaz de imitar todas as alterações patológicas induzidas por concussão.

<table><tbody><tr><td>anesthesia machine</td><td>Eagle Eye Anesthesia, Inc</td><td>Model 150&amp;nbsp;</td><td>anesthesia</td></tr><tr><td>Electromagnetic Impactor</td><td>LeicaBiosystems</td><td>Impact One Stereotaxic Impactor</td><td>perform impaction</td></tr><tr><td>Digital Stereotaxic instrument</td><td>LeicaBiosystems</td><td>39462501</td><td>mount mouse and positioning tips</td></tr><tr><td>Sicilone rubber-coated metal tip</td><td>Precision Tool &amp;amp; Engineering, Gainesvill FL</td><td>custom-made</td><td>impact tip</td></tr><tr><td>Lithium Ion All-in-One Trimmer</td><td>WAHL Home Products</td><td>9854-600</td><td>shave mouse hair</td></tr><tr><td>paper clips</td><td>custom-made</td><td></td><td>probe tip</td></tr><tr><td>Cotton tipped applicators</td><td>MEDLINE</td><td>MDS202055</td><td>scrub head with saline</td></tr><tr><td>Tissue Tek O.C.T.</td><td>ASKURA FINETEK USA INC</td><td>4583</td><td>tissue embedding</td></tr><tr><td>anti-GFAP</td><td>Dako</td><td>CA93013</td><td>antibody for IHC</td></tr><tr><td>anti Ferritin</td><td>Sigma</td><td>F6136</td><td>antibody for IHC</td></tr><tr><td>VECTASTAIN Elite ABC&amp;nbsp; kit</td><td>Vector laboratories</td><td>PK-6100</td><td>IHC detection system</td></tr><tr><td>Permount Mounting Medium</td><td>Fisher Scientific</td><td>SP15-100</td><td></td></tr><tr><td>Aperio XT ScanScope scanner</td><td>Leica Microsystems Inc,</td><td></td><td>slides scanning</td></tr><tr><td>Leica AutoStainer XL</td><td>Leica the pathology Company</td><td>ST2010</td><td>H&amp;amp;E staining</td></tr><tr><td>DAB&amp;nbsp;</td><td>sigma</td><td>D3939</td><td>IHC detection system</td></tr></tbody></table>

a repetitive concussive head injury model in mice

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of knowledge on the injury and its effects. To develop a better understanding of concussions, animals are often used because they provide a controlled, rigorous, and efficient model. Studies have adapted traditional animal models to perform mTBI to stimulate mild injury severity by changing the injury parameters. These models have been used because they can produce morphologically similar brain injuries to the clinical condition and provide a spectrum of injury severities. However, they are limited in their ability to present the identical features of injuries in patients. Using a traditional impact system, a repetitive concussive injury (rCHI) model can induce mild to moderate human-like concussion. The injury degree can be determined by measuring the period of loss of consciousness (LOC) with a sign of a transient termination of breathing. The rCHI model is beneficial to use for its accuracy and simplicity in determining mTBI effects and potential treatments.

Neste modelo (Figura 1 AC), houve breves períodos de respiração ofegante e rasas. A perda de consciência (inconsciente) é definida como uma diminuição na taxa de respiração ou cessação temporária da respiração antes de retomar a respiração normal. Um impacto no centro da cabeça provocada inconsciência de curto prazo (7,5 ± 4,7, 7,8 ± 5,5, 10,2 ± 8,8, 9,5 ± 8,0 seg a cada impacto separadamente, Figura 1D). Cérebro do rato apresentaram morfologia normal, H &amp; E coloração histológica, que não indicou óbvio lesões ou tecidos estruturais danos resultantes do impacto (Figura 2A). Em resposta a TBI, os astrócitos são conhecidas por sofrerem alterações certas incluindo a activação, proliferação, ou gliose reactiva 11,12. Aumento de proteína glial fibrilar (GFAP) células positivas ácidas com corpos de grandes células e sinapses grossos são os astrócitos activados. o corpus caloso a partir de cérebros de rato rCHI mostraram sinais evidentes de activação de astrócitos em 7 dias após o último impacto (Figura 2B). Microbleeds no tecido são comuns em mTBI e podem conduzir à libertação de ferro da hemoglobina 13. A sobrecarga de ferro no soro podem ser detectados por testes de ferritina em contextos clínicos 13. As células imunopositivas ferritina no córtex do rato foram encontrados um dia após o último impacto e durou, pelo menos, sete dias, sugerindo que múltiplos impactações pode resultar em micro-hemorragias cortical (Figura 2C). <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/54530/54530fig1.jpg" /> Figura 1. A Mouse Model of repetitivo Concussive Head Injury. (A) 1 mm de espessura de silicone ponta revestida de borracha feito sob medindo 9 mm de diâmetro com uma ponta de prova. (B) Um rato é mounted em um quadro estereotáxico em uma posição propensa com uma almofada de aquecimento suave sob o corpo. (C) O posicionamento do centro impacto. A extremidade da ponta de impacto é verticalmente paralelo a uma linha horizontal imaginária desenhada entre os dois ouvidos. O centro de impacto corresponde a meio caminho entre suturas interfrontal e lambdóide (interaurais 9 mm para interaurais 0 mm, lateral 4,5 mm). (D) A apnéia é definida como breves períodos de cessação temporária da respiração. Média e desvio padrão são mostrados no painel inferior. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54530/54530fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/54530/54530fig2.jpg" /> Figura 2. Histologia para repetitivo Concussive Head Injury. (A, esquerda) Um cérebro de ratinho foi removido, após a perfusão com paraformaldeído a 4%. Nenhum dano tecidual foi encontrado. <strongColoração&gt; (A, direita) H &amp; E foi realizada num rato um dia após a última lesão. Barra de escala = 1,5 mm. (B) Amplificação do marcador bioquímico para a gliose (GFAP) no corpo caloso 7 dias após a última lesão. Barra de escala = 200 pm. (C) por imuno-histoquímica, a-H-ferritina de cadeia foi encontrado para ser expresso no córtex do cérebro após lesão. A inserção de imagens representam ampliada células positivas. Barra de escala = 200 mm. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54530/54530fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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A Repetitive Concussive Head Injury Model in Mice

Concussion presents the most common type of traumatic brain injury. Therefore, a repetitive concussive animal model, which replicates the important features of an injury in patients, may provide a means to study concussion in a rigorous, controlled, and efficient manner.

A principal modelo lesões repetitivas Concussive em Ratos

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of ...

a-repetitive-concussive-head-injury-model-in-mice

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Medicine

11.9K visualizações.  University of Florida. Concussion presents the most common type of traumatic brain injury. Therefore, a repetitive concussive animal model, which replicates the important features of an injury in patients, may provide a means to study concussion in a rigorous, controlled, and efficient manner.

Vídeo: A Repetitive Concussive Head Injury Model in Mice

The Spared Nerve Injury (SNI) Model of Induced Mechanical Allodynia in Mice

Peripheral neuropathic pain is a severe chronic pain condition which may result from trauma to sensory nerves in the peripheral nervous system. The spared nerve injury (SNI) model induces symptoms of neuropathic pain such as mechanical allodynia i.e. pain due to tactile stimuli that do not normally provoke a painful response [1]. 
The SNI mouse model involves ligation of two of the three branches of the sciatic nerve (the tibial nerve and the common peroneal nerve), while the sural nerve is left intact [2]. The lesion results in marked hypersensitivity in the lateral area of the paw, which is innervated by the spared sural nerve. The non-operated side of the mouse can be used as a control. The advantages of the SNI model are the robustness of the response and that it doesn&#x2019;t require expert microsurgical skills.
The threshold for mechanical pain response is determined by testing with von Frey filaments of increasing bending force, which are repetitively pressed against the lateral area of the paw [3], [4]. A positive pain reaction is defined as sudden paw withdrawal, flinching and/or paw licking induced by the filament. A positive response in three out of five repetitive stimuli is defined as the pain threshold. 
As demonstrated in the video protocol, C57BL/6 mice experience profound allodynia as early as the day following surgery and maintain this for several weeks.

The Spared Nerve Injury SNI Model of Induced Mechanical Allodynia in Mice

The Spared Nerve Injury animal model is described here as a mouse model of peripheral neuropathic pain following partial denervation of the sciatic nerve by lesioning the tibial and common peroneal nerve branches, leaving the remaining sural nerve intact. Behavioral modification resulting from mechanical allodynia is quantified by von Frey filaments.

Poupado da lesão do nervo Model (SNI) de alodinia mecânica induzida em camundongos

Peripheral neuropathic pain is a severe chronic pain condition which may result from trauma to sensory nerves in the peripheral nervous system. The spared ...

Medicina

Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Use of genetically modified mice enhances our understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders such as a spinal cord injury (SCI). Freehand manual control used to produce a laceration model of SCI creates inconsistent injuries often associated with a crush or contusion component and, therefore, a novel technique was developed. Our model of cervical laceration SCI has resolved inherent difficulties with the freehand method by incorporating 1) cervical vertebral stabilization by vertebral facet fixation, 2) enhanced spinal cord exposure, and 3) creation of a reproducible laceration of the spinal cord using an oscillating blade with an accuracy of &plusmn;0.01 mm in depth without associated contusion. Compared to the standard methods of creating a SCI laceration such as freehand use of a scalpel or scissors, our method has produced a consistent lesion. This method is useful for studies on axonal regeneration of corticospinal, rubrospinal, and dorsal ascending tracts.

A novel technique to create a reproducible in vivo model of cervical spinal cord laceration injury in the mouse is described. This technique is based on spine stabilization by fixation of the cervical facets and laceration of the spinal cord using an oscillating blade with an accuracy of &plusmn;0.01 mm.

Controlada por laceração do colo do útero em camundongos

Use of genetically modified mice enhances our  understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders  such as a spinal cord ...

A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor vehicle accidents, and falls, a reliable animal model of mTBI had previously not been developed for this important aspect of development. The modified weight-drop technique employs a glancing impact to the head of a freely moving rodent transmitting acceleration, deceleration, and rotational forces upon the brain. When applied to juvenile rats, this modified weight-drop technique induced clinically relevant behavioural outcomes that were representative of post-concussion symptomology. The technique is a rapidly applied procedure with an extremely low mortality rate, rendering it ideal for high-throughput studies of therapeutics. In addition, because the procedure involves a mild injury to a closed head, it can easily be used for studies of repetitive brain injury. Owing to the simplistic nature of this technique, and the clinically relevant biomechanics of the injury pathophysiology, the modified weight-drop technique provides researchers with a reliable model of mTBI that can be used in a wide variety of behavioural, molecular, and genetic studies.

The modified weight-drop technique is an easy, cost-effective procedure used for the induction of mild traumatic brain injury in juvenile rats. This novel technique produces clinically relevant symptomology that will advance the study of mild traumatic brain injury (mTBI) and concussion.

Um novo modelo de Mild Traumatic Brain Injury para ratos jovens

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor ...

A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal neurological deficits and even amnesia. Athletes participating in contact sports are at high risk of exposure to large number of mTBIs. In terms of the level of injury in a sporting athlete, a mTBI is defined as a mild injury that does not cause gross pathological changes, but does cause short-term neurological deficits that are spontaneously resolved. Despite previous attempts to model mTBI in mice and rats, many have reported gross adverse effects including skull fractures, intracerebral bleeding, axonal injury and neuronal cell death. Herein, we describe our highly reproducible animal model of mTBI that reproduces clinically relevant symptoms. This model uses a custom made pneumatic impactor device to deliver a closed-head trauma. This impact is made under precise velocity and deformation parameters, creating a reliable and reproducible model to examine the mechanisms that contribute to effects of single or repetitive concussive mTBI.

Athletes absorb several hundred mild traumatic brain injuries (mTBI)/concussions every year; however, the consequence of these on the brain is poorly understood. Therefore, an animal model of single and repetitive mTBI that consistently replicates clinically relevant symptoms provides the means to advance the study of mTBI and concussion.

Um modelo de mouse de lesões cerebrais traumáticas leves simples e repetitivas

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal ...

A Novel and Translational Rat Model of Concussion Combining Force and Rotation with In Vivo Cerebral Microdialysis

Persistent cognitive and motor symptoms are known consequences of concussions/mild traumatic brain injury (mTBIs) that can be partly attributable to altered neurotransmission. Indeed, cerebral microdialysis studies in rodents have demonstrated an excessive extracellular glutamate release in the hippocampus within the first 10 min following trauma. Microdialysis offers the clear advantage of in vivo neurotransmitter continuous sampling while not having to sacrifice the animal. In addition to the aforementioned technique, a closed head injury model that exerts rapid acceleration and deceleration of the head and torso is needed, as such a factor is not available in many other animal models. The Wayne State weight-drop model mimics this essential component of human craniocerebral trauma, allowing the induction of an impact on the head of an unrestrained rodent with a falling weight. Our novel and translational rat model combines cerebral microdialysis with the Wayne State weight-drop model to study, in lightly anesthetized and unrestrained adult rats, the acute changes in extracellular neurotransmitter levels following concussion. In this protocol, the microdialysis probe was inserted inside the hippocampus as region of interest, and was left inserted in the brain at impact. There is a high density of terminals and receptors in the hippocampus, making it a relevant region to document altered neurotransmission following concussion. When applied to adult Sprague-Dawley rats, our combined model induced increases in hippocampal extracellular glutamate concentrations within the first 10 min, consistent with the previously reported post-concussion symptomology. This combined weight-drop model provides a reliable tool for researchers to study early therapeutic responses to concussions in addition to repetitive brain injury, since this protocol induces a closed-head mild trauma.

Neurotransmitter alteration is a mechanism of neural dysfunction that occurs after concussion and contributes to the sometimes-catastrophic long-term consequences. This rat model combines microdialysis, allowing in vivo neurotransmitter quantification, with a weight-drop technique exerting rapid acceleration and deceleration of the head and torso, an important factor of human craniocerebral trauma.

Um romance e modelo de rato translacional de concussão combinando força e rotação com Microdiálise cerebral in vivo

Persistent cognitive and motor symptoms are known consequences of concussions/mild traumatic brain injury (mTBIs) that can be partly attributable to ...

Neurociência

Low-intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-head Mild Traumatic Brain Injury in Rodents

Traumatic brain injury (TBI) is a large-scale public health problem. Mild TBI is the most prevalent form of neurotrauma and accounts for a large number of medical visits in the United States. There are currently no FDA-approved treatments available for TBI. The increased incidence of military-related, blast-induced TBI further accentuates the urgent need for effective TBI treatments. Therefore, new preclinical TBI animal models that recapitulate aspects of human blast-related TBI will greatly advance the research efforts into the neurobiological and pathophysiological processes underlying mild to moderate TBI as well as the development of novel therapeutic strategies for TBI.
Here we present a reliable, reproducible model for the investigation of the molecular, cellular, and behavioral effects of mild to moderate blast-induced TBI. We describe a step-by-step protocol for closed-head, blast-induced mild TBI in rodents using a bench-top setup consisting of a gas-driven shock tube equipped with piezoelectric pressure sensors to ensure consistent test conditions. The benefits of the setup that we have established are its relative low-cost, ease of installation, ease of use and high-throughput capacity. Further advantages of this non-invasive TBI model include the scalability of the blast peak overpressure and the generation of controlled reproducible outcomes. The reproducibility and relevance of this TBI model has been evaluated in a number of downstream applications, including neurobiological, neuropathological, neurophysiological and behavioral analyses, supporting the use of this model for the characterization of processes underlying the etiology of mild to moderate TBI.

We present here a protocol of a blast wave model for rodents to investigate neurobiological and pathophysiological effects of mild to moderate traumatic brain injury. We established a gas-driven, bench-top setup equipped with pressure sensors allowing for reliable and reproducible generation of blast-induced mild to moderate traumatic brain injury.

Modelo de onda de explosão de baixa intensidade para avaliação pré-clínica de lesão cerebral traumática leve de cabeça fechada em roedores

Traumatic brain injury (TBI) is a large-scale public health problem. Mild TBI is the most prevalent form of neurotrauma and accounts for a large number of ...

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and understanding the mechanisms of how a TBI alters brain function. The availability of multiple animal models of TBI is necessary to model the different aspects and severities of TBI seen in people. This manuscript describes the use of a midline closed head injury (CHI) to develop a mouse model of mild TBI. The model is considered mild because it does not produce structural brain lesions based on neuroimaging or gross neuronal loss. However, a single impact creates enough pathology that cognitive impairment is measurable at least 1 month after injury. A step-by-step protocol to induce a CHI in mice using a stereotaxically guided electromagnetic impactor is defined in the paper. The benefits of the mild midline CHI model include the reproducibility of the injury-induced changes with low mortality. The model has been temporally characterized up to 1 year after the injury for neuroimaging, neurochemical, neuropathological, and behavioral changes. The model is complementary to open skull models of controlled cortical impact using the same impactor device. Thus, labs can model both mild diffuse TBI and focal moderate-to-severe TBI with the same impactor.

The protocol describes mild traumatic brain injury in a mouse model. In particular, a step-by-step protocol to induce a mild midline closed head injury and the characterization of the animal model is fully explained.

Modelo de Lesão Cerebral Traumática Leve em Camundongos com Controle Eletromagnético

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...

Indução de rmTBI em camundongos por meio de um método de lesão de cabeça fechada

Modified Mouse Model of Repetitive Mild Traumatic Brain Injury Incorporating Thinned-Skull Window and Fluid Percussion

Mild traumatic brain injury is a clinically highly heterogeneous neurological disorder. Highly reproducible traumatic brain injury (TBI) animal models with well-defined pathologies are urgently needed for studying the mechanisms of neuropathology after mild TBI and testing therapeutics. Replicating the entire sequelae of TBI in animal models has proven to be a challenge. Therefore, the availability of multiple animal models of TBI is necessary to account for the diverse aspects and severities seen in TBI patients. CHI is one of the most common methods for fabricating rodent models of rmTBI. However, this method is susceptible to many factors, including the impact method used, the thickness and shape of the skull bone, animal apnea, and the type of head support and immobilization utilized. The aim of this protocol is to demonstrate a combination of the thinned-skull window and fluid percussion injury (FPI) methods to produce a precise mouse model of CHI-associated rmTBI. The primary objective of this protocol is to minimize factors that could impact the accuracy and consistency of CHI and FPI modeling, including skull bone thickness, shape, and head support. By utilizing a thinned-skull window method, potential inflammation due to craniotomy and FPI is minimized, resulting in an improved mouse model that replicates the clinical features observed in patients with mild TBI. Results from behavior and histological analysis using hematoxylin and eosin (HE) staining suggest that rmTBI can lead to a cumulative injury that produces changes in both behavior and gross morphology of the brain. Overall, the modified CHI-associated rmTBI presents a useful tool for researchers to explore the underlying mechanisms that contribute to focal and diffuse pathophysiological changes in rmTBI.

Autor em destaque: Otimizando modelos de roedores para investigar os mecanismos e reabilitação em lesões cerebrais traumáticas leves repetidas

This protocol presents a modified mouse model of repetitive mild traumatic brain injury (rmTBI) induced via a closed-head injury (CHI) method. The approach features a thinned-skull window and fluid percussion to reduce the inflammation commonly caused by meninges exposure, along with improved reproducibility and accuracy in modeling rmTBI in rodents.

Modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva incorporando janela de crânio afinado e percussão fluida

Mild traumatic brain injury is a clinically highly heterogeneous neurological disorder. Highly reproducible traumatic brain injury (TBI) animal models ...

A principal modelo lesões repetitivas Concussive em Ratos

Resumo

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Modelo de Lesão Cerebral Traumática Leve em Camundongos com Controle Eletromagnético

Modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva incorporando janela de crânio afinado e percussão fluida

Modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva incorporando janela de crânio afinado e percussão fluida

Modelo de camundongo modificado de lesão cerebral traumática leve repetitiva incorporando janela de crânio afinado e percussão fluida