$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تمت الموافقة على جميع الإجراءات وفقا للمعاهد الوطنية للصحة، ودليل رعاية واستخدام الحيوانات، ووافقت عليها كل من اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC) والصحة والسلامة البيئية في جامعة واشنطن.
1. حساب الإحداثيات الزاوية
- باستخدام أطلس الدماغ التاجي، ضع علامة على مثلث قائم بحيث يمر نقص التهام عبر المنطقة المستهدفة ذات الاهتمام. في المثال التمثيلي(الشكل 1)،يتم توجيه النواة البطنية تحت المهاد (VMN) بزاوية 15 درجة من خط الوسط الإكليلي.
ملاحظة: وضع محور الدوران الموضح في الشكل 1 (وبالتالي طول الجانب ج) هو وضع عشوائي ويمكن تعديله لاستهداف أي منطقة في الدماغ. على الرغم من أن هذا قد يبدو غير بديهي، فإن الخطوات اللاحقة في البروتوكول سوف تعدل موضع الرأس في المحور z بحيث تتماشى هذه النقطة مع مركز الدوران المجسم (انظر القسم 6). ومع ذلك ، يوصى بعدم تجاوز زاوية دوران تاجية 15 درجة بسبب القيود المادية لجهاز حامل الرأس.
- قم بإنشاء الزاوية المطلوبة (أ) والطول المقدر للجانب B واستخدم علم المثلثات لحساب طول الجانبين A و C. هذه الخطوة مهمة لتحديد موضع الرأس بشكل صحيح أثناء الدوران.
ملاحظة: في المثال في الشكل 1، يتم استخدام خطوط الشبكة أطلس لتقريب طول الجانب B، مما ينتج عن طول 7.576 مم. يتم استخدام هذه المعلومات لحساب طول الجانب أ:

في هذا المثال، يشير 2.03 مم إلى مسافة R/L من خط الوسط الذي تدخل فيه قنية الألياف البصرية إلى الدماغ عندما يتم تدوير الرأس بمقدار 15 درجة.
- اختياريا، حساب طول الجانب C لتقريب D/V الإحداثي:

ملاحظة: 1) طول hypotenuse (C) لا يمثل عمق الحقن ولكن سوف تكون مفيدة في تحديد احداثي D / V، والتي قد تحتاج إلى تعديل لاستيعاب لزيادة طول مقابل الجانب باء للحقن مباشرة في. لذلك يوصى بإجراء حقن الاختبار لتحسين تنسيق D/V. 2) في هذا المثال استهداف VMN، يتم الحصول على مجموعتين من الإحداثيات: واحدة للتحنيم الدقيق غير الزاوية (A/P = -1.4، R/L = 0.4 عند 0°، D/V = -5.7) وواحدة لزراعة الألياف البصرية الزاوية (A/P = -1.4، R/L = 0.0 عند 15 درجة، D/V = -5.4).
2. إعداد ستريوتاكز لإجراء الزاوية
- تأكد من أن الإطار المجسم والميكرومانيبولاتور قد تمت معايرة (انظر دليل كوبف للبروتوكول الكامل).
- ضع مقياس الارتفاع المركزي في مأخذ لوحة قاعدة حامل الرأس.
- تأمين نطاق توسيط في حامل الأداة، ثم مشاهدة أسفل النطاق. ضبط موضع المايكرومايبوولاتور حتى يتم محاذاة مرمى وتركز على مرمى قياس.
ملاحظة: أثناء هذه الخطوة، يتم وضع النطاق في المستوى البؤري لمركز دوران حامل الرأس. وبمجرد تأسيسها، لا ينبغي نقل المايكرومانيبواتيور خلال الخطوات المتبقية.
- ضع قضبان الأذن في أصحابها ومركز لهم بحيث خطوط المؤشر على كلا الجانبين في 0(الشكل 3A).
- استخدم المقابض الوسطية الجانبية والخلفية الأمامية على حامل الرأس(الشكل 2)لمحاذاة قضبان الأذن في المستويات x و y فوق مرمى مقياس الارتفاع المركزي(الشكل 3A).
- لمحاذاة موضع شريط الأذن في المحور z، قم بإزالة قضبان الأذن من الحامل وإزالة مقياس ارتفاع الوسط. استبدال قضبان الأذن ومركز لهم مرة أخرى في 0.
- شاهد أسفل النطاق. استخدم مقبض التحول العمودي(الشكل 3B)ومقبض الإمالة الإكليلية، على التوالي، لخفض وتدوير قضبان الأذن حتى تظل مرمى النطاق مركزة بين قضبان الأذن طوال الدوران الإكليلي.
- يتم الآن معايرة ستيريوتاكز وجاهزة. لا تقم بإجراء أي تعديلات أخرى على وضع حامل الرأس.
3. إعداد المواد للحقن / زرع
- تأكد من تعقيم جميع الأدوات والأدوات الجراحية والمواد ووضعها في حقل جراحي معقم بجوار الضريبة المجسمة.
- التعامل مع وتخزين البنى الفيروسية وفقا لمستوى السلامة البيولوجية والمتطلبات التنظيمية المؤسسية ذات الصلة بالسلامة البيولوجية.
- وضع الفيروس في الحقنة ، مع الحرص على استخدام ممارسات المناولة المناسبة ومعدات الحماية الشخصية.
4. التخدير
- سجل وزن جسم الفأر قبل الجراحة.
- تخدير عميق الماوس باستخدام isoflurane.
- تأكد من تخدير الماوس بعمق من خلال إجراء اختبار قرصة إصبع القدم حتى تغيب الاستجابة المتكف. إذا استمر الحيوان في إظهار ردود فعل قوية ، فزيد من تركيز و / أو مدة التخدير.
- تطبيق مرهم العين على كل عين لإبقائها رطبة أثناء الجراحة.
- حلق فروة الرأس من خلف الأذنين مباشرة إلى خلف العينين بمقص شعر.
- تزويد الماوس مع مسكن IACUC المعتمدة.
- مراقبة الحيوان باستمرار طوال العملية الجراحية وتقديم الدعم الحراري.
5. إجراء العمليات الجراحية
- ضع الرأس في حامل الرأس عن طريق وضع القواطع العلوية في الفجوة في شريط اللدغة ، مع التأكد من أن اللسان تحت شريط اللدغة.
- قم بتأمين الرأس في قضبان الأذن عن طريق إدخال قضبان الأذن برفق في اللحم السمعي الخارجي، مع ضمان وضع قضبان الأذن بشكل متناظر (عادة بين ثلاثة وأربعة لفأر بالغ). هذه الخطوة حاسمة لضمان أن الرأس مستقرة وتتركز على التناوب.
- إعداد منطقة شق حلق بالتناوب مع ثلاث الدعك من بيتادين ومسحات الكحول، أو مع بديل إعداد الموقع الجراحية المعتمدة مؤسسيا.
- ضع ستارة جراحية على الحيوان للحفاظ على حقل جراحي معقم وتقليل خطر العدوى بعد الجراحة.
- كشف الجمجمة عن طريق إجراء شق على طول خط الوسط القوسي من فروة الرأس. كشط بلطف سطح الجمجمة لإزالة أي اللفافة وفضح الغرز.
ملاحظة: إذا كان من الصعب تصور خطوط الغرز، يمكن تطبيق بيروكسيد الهيدروجين على الجمجمة باستخدام قضيب معقم يميل إلى القطن لتحسين التصور خياطة.
- وضع نطاق توسيط في حامل ووسط مرمى على bregma(الشكل 4، لوحة اليسار). صفر المايكرومانيبواتور.
- نقل مرمى caudally إلى لامبدا، مشيرا إلى المسافة bregma-lambda (B-L).
ملاحظة: إذا خطوط خياطة لا تتبع خط مستقيم على طول خط الوسط، فمن المستحسن إنشاء خط الوسط باستخدام "خط من أفضل تناسب" من خلال كل من bregma و lambda. ومع ذلك، إذا تم اتباع الخطوات المذكورة أعلاه، يجب أن يكون الموضع الأولي للنطاق الشبكي في منتصف الطريق بين قضبان الأذن وقريبة من خياطة خط الوسط B-L.
- إذا كانت المسافة B-L أقل أو أكبر بكثير من 4.21 مم، قم بتعديل البريغما المعينة تدريجيا للحصول على مسافة B-L من 4.21 مم ± 0.2 مم.
- استبدل نطاق التوسيط بمؤشر المحاذاة. وضع المسابير على لامبدا وbregma وضبط مقبض الميل الظهري على حامل الرأس إلى مستوى في الطائرة القوس (الأنف التي تواجه صعودا أو أسفل)، ثم استخدام نطاق مركزة لإعادة تعيين bregma.
- استخدم مؤشر المحاذاة إلى مستوى في المستوى التاجي باستخدام مقبض الميل التاجي. قياس في نقاط متعددة في جميع أنحاء المحور الوردي / caudal لحساب التشوهات السطحية في الجمجمة.
- لاحظ الموضع على قرص مقبض الميل الإكليلي، حيث أن هذا هو موضع الدوران 0°.
6. محاذاة المحاور المركزية للدوران للإحداثيات الزاوية
- تأمين نطاق توسيط في حامل الأداة ووضع micromanipulator إلى تنسيق محسوب من القسم 1. لاحظ أن تنسيق R/L للزرع الزاوية يتوافق مع طول الجانب A.
- في المثال في الشكل 1، تكون الإحداثيات الزاوية لوضع الألياف البصرية التي تستهدف VMN (A / P = -1.4 ، R / L = [2.03] عند دوران إكليلي 0 ° ، [0.00] عند دوران إكليلي 15 درجة ، D / V = -5.4).
- رؤية أسفل النطاق ووضع علامة على هذا التنسيق (R/L 2.03 مم من خط الوسط لكل مثال VMN; الشكل 4، لوحة الأوسط). تمثل هذه العلامة النقطة التي تدخل فيها القنية الدماغ بمجرد تدوير الرأس.
- قم بتغيير موضع الميكروماينيبوالاتور عبر خط الوسط (R/L = 0.00). استخدم مقبض الميل الإكليلي لتدوير الرأس إلى الزاوية المحسوبة في القسم 1.
- إذا كانت خطوط النطاق المتقاطعة تصطف بالفعل مع العلامة، انتقل إلى القسم 7.
- إذا لم تصطف مرمى النطاق مع العلامة المرجعية، فاضبط موضع الرأس في المحور z باستخدام مقبض التحول الرأسي(الشكل 2)حتى خط الشعيرات المتصالبة لأعلى أقرب ما يمكن إلى العلامة.
- تدوير الرأس مرة أخرى إلى موقف 0 درجة التاجية. إذا تم تعديل الإزاحة العمودية في الخطوة 6.3، إعادة تعيين bregma باستخدام نطاق توسيط.
- كرر الخطوتين 6.3 و 6.4 حتى تصل الشعيرات باستمرار إلى العلامة المرجعية عند تدوير الرأس(الشكل 4C).
- وفي هذه المرحلة، ينبغي الآن مواءمة نقطة الدوران التعسفية التي أنشئت في الباب 1 مع مركز الدوران المجسم.
7. الميكرويكشن
- وضع الحفر المجسمة في حامل والمناورة micromanipulator إلى تنسيق الحقن الأول.
- في المثال لاستهداف VMN، حفر في A / P = -1.4 و R / L = 0.4 بينما الرأس هو المستوى.
- خفض الحفر حتى بت هو فقط فوق الجمجمة. بدوره على الحفر، وانخفاض بلطف حتى بت قد حفرت للتو من خلال الجمجمة (وليس دورا).
- كرر لموقع الحقن العكسي.
- استخدمي إبرة معقمة للسائق لإدخال ثني 90 درجة إلى إبرة 27-30G (على سبيل المثال، حقنة الأنسولين المعقمة 0.5 مل)، واستخدم الإبرة المنحنية لكزة بلطف من خلال ماتر دورا.
- ملاحظة: في حالة حدوث نزيف، قم بتطبيق الضغط باستخدام قضيب معقم يميل إلى القطن وانظفه بالماء المعقم حتى يتوقف النزيف.
- عندما تكون على استعداد لحقن، ضع بعناية حقنة هاملتون مليئة في حامل مجسمة.
ملاحظة: لم تعد الإحداثيات على micromanipulator تنطبق بعد التبديل إلى أداة جديدة. استخدام مركز ثقب التجشؤ كهدف جديد للحقن.
- ضع الإبرة بعناية فوق ثقب التجشؤ.
- خفض الإبرة حتى يمس قليلا دورا داخل وسط ثقب بور. حرج: صفر micromanipulator فقط في المحور z، بحيث يتم الحفاظ على الإحداثيات على micromanipulator لنطاق توسيط مجسمة والحفر.
- خفض الإبرة ببطء في الدماغ، ويراقب عن كثب لضمان أن الإبرة لا ينحرف على حافة ثقب بور. استمر في الانخفاض حتى 0.05 مم في الجهاز البطني إلى تنسيق الحقن D/V وانتظر دقيقة واحدة. هذه الخطوة الإضافية يخلق صغيرة "جيب" لتقليل التدفق الخلفي الفيروسي على إزالة إبرة.
- رفع الإبرة ببطء إلى تنسيق D / V وبدء الحقن.
ملاحظة: معدل التدفق وحجم تختلف تبعا للمنطقة المستهدفة والتصميم التجريبي. لإسكات optogenetic من الخلايا العصبية VMN، هو المطلوب تغطية كافية، لذلك يتم حقن 200 nL من الفيروس بمعدل 1 nL/s.
- بعد الحقن المجهري، انتظر 10 دقائق في موقع الحقن لتقليل efflux من الفيروس أثناء الانسحاب.
- سحب ببطء micropipette من الدماغ بمعدل تقريبي من 1 ملم / دقيقة.
- بمجرد أن تكون الإبرة خالية من الجمجمة ، أخرج حجما صغيرا من الفيروس لضمان عدم انسداد الإبرة بالدم أو الأنسجة. استخدم قضيبا معقما يميل إلى القطن لإزالة الفيروس قبل المتابعة.
- كرر الخطوات 7.6-7.12 للجانب المقابل.
- ختم ثقوب الثقوب microinjection بور مع الشمع العظام لتحسين الشفاء (الشكل 5B).
8. زرع الألياف البصرية
ملاحظة: بعد الحقن الفيروسي، تزرع قنية الألياف البصرية الثنائية في الزاوية المحسوبة لكل قسم 1. لاحظ أن هذه الإحداثيات يجب أن تكون بالفعل ملحوظة على الجمجمة من القسم 6.
- كرر الخطوات 7.1 -7.4 للإحداثيات الزاوية.
- إعادة الرأس إلى مستوى 0 درجة الموقف.
- بعد ذلك، استخدم الحفر اليدوي لإنتاج أربعة ثقوب إضافية لالمسامير العظام: يجب وضع اثنين الأمامي واثنين من الخلفي(الشكل 5A). وسوف تكون بمثابة المراسي للصق الألياف البصرية على الجمجمة (الشكل 5D).
ملاحظة: تأكد من الفضاء الثقوب بعيدا بما فيه الكفاية من ثقوب الثقب تنسيق الزاوية لاستيعاب الجزء الحديدي من الألياف البصرية التي تجلس فوق الجمجمة.
- بلطف قدر الإمكان، استخدم مفك مسطح الرأس صغيرة لتعيين مسامير العظام بحيث أنها تجلس بحزم في الجمجمة ولكن لا تخترق الدماغ.
- المشبك قنية الألياف البصرية في حامل القنية ووضعه في حامل مجسمة.
- تدوير الرأس إلى الزاوية المحسوبة، مشيرا مرة أخرى إلى أن الإحداثيات على micromanipulator لا تنطبق على الأداة الجديدة. استخدام مركز ثقوب الثقوب الزاوية كهدف زرع.
- خفض الألياف البصرية حتى يمس فقط دورا داخل وسط ثقب بور (الشكل 5C). صفر micromanipulator في المحور ض ، ثم أبطأ ببطء الألياف البصرية إلى D / V الزاوية تنسيق (-5.4 في المثال VMN).
- استخدام هلام سيانواكريلات لربط الألياف البصرية فيرول مسامير مرساة ipsilateral، ثم تطبيق المسرع مع طرف micropipette (الشكل 5D).
- مرة واحدة وقد تصلب هلام سيانواكريلات تماما، وتخفيف بلطف حامل القنية ورفع حتى واضحة من الألياف البصرية فيرول.
- كرر الخطوات 8.5-8.9 للتنسيق الزاوية العكسية، ثم مستوى الرأس. لمزيد من الأمن، وجعل اتصال إضافي بين اثنين من القنية الألياف البصرية الزاوية مع هلام سيانواكريلات والمسرع(الشكل 5D).
- إعداد كمية صغيرة، رقيقة نسبيا من الاسمنت الأسنان. تنطبق على سطح الجمجمة، والتأكد من تغطية بدقة مسامير مرساة وقاعدة من القنية الألياف البصرية. ترك ما يكفي من الحديد نظيفة للتزاوج اللاحقة مع كابلات التصحيح الألياف البصرية.
- بمجرد الانتهاء من الأسمنت الجاف، قم بإزالة الماوس من الجهاز المجسم.
- ضع الماوس في قفص الانتعاش مع الدعم الحراري. السماح لها لاسترداد ونقل إلى قفص المنزل بمجرد أن يظهر في حالة تأهب، والمحمول، والاستمالة.
9. الرعاية بعد الجراحة
- مراقبة الحيوانات يوميا لمدة 3 أيام بعد الجراحة للسلوك، والموقف، والنشاط، والاستمالة، والاحتفاظ بسجلات تناول الطعام ووزن الجسم.
- إذا أظهرت الحيوانات أي مؤشرات عامة للألم أو سوء الصحة، استشر الخدمات البيطرية.
- السماح للفئران على الأقل 2 أسابيع للتعافي والتعبير الفيروسي قبل بدء الدراسات السلوكية.
10. علم الوراثة البصرية
- لأداء دراسات علم الوراثة البصرية، راجع سيدوروآخرون.
- التحقق من صحة التعبير الفيروسي ووضع الألياف عند الانتهاء من الدراسات.