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直接重建颈神经以恢复小鼠前肢运动功能

2025年8月29日

本文内容

摘要

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来源:Gao, Z., et al. 一种通过脊前通路进行神经跨接移植术直接吻合的小鼠模型。 J. Vis. Exp. (2021)。

本视频演示了通过直接颈神经再连接恢复小鼠前肢运动功能的方法。实验开始时,小鼠因右侧C7神经在其神经根处被切断而导致右前肢瘫痪。随后,将左侧C7神经切断,经椎前通路引导至右侧,并与右侧C7神经进行缝合。最后,清理手术部位并关闭切口。

方案

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所有涉及动物模型的实验程序均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

选用8周龄的雄性C57BL/6N小鼠。

1. 术前准备

  1. 确保备有足够的经高压灭菌的外科手术器械、设备、镇痛药物和麻醉药物。
  2. 确保手术台上留有足够的操作空间。
  3. 使用尿布包裹的定制外科泡沫板作为小鼠手术床,准备手术台。用医用胶带将加热垫固定在泡沫板上,并用无菌纱布覆盖加热垫。
  4. 使用血管钳弯曲一根 acupuncture 针,将其对折,再将对折后的针尖弯成钩状,制成牵开器。在 acupuncture 针末端固定一条橡胶条,并用图钉将橡胶条的末端固定在泡沫板上。
  5. 校准体视显微镜;选择具有足够工作距离的体视显微镜。用灭菌的铝箔覆盖变焦/聚焦按钮,以便术者在手术过程中进行调节。将灭菌铝箔覆盖在变焦/聚焦按钮上,使术者能够戴无菌手套操作。

2. 小鼠麻醉与准备

  1. 称重小鼠,并根据其体重进行麻醉(异氟烷 3%)。通过夹捏其足垫间区域以确认麻醉深度,若小鼠无反应,则表明麻醉充分。整个手术过程中应维持适当的麻醉深度(异氟烷 1%)。
  2. 双侧眼球涂抹眼膏,以防止手术期间角膜受到刺激或干燥。
  3. 使用自动剃毛器剃除颈部和胸部的毛发,准备手术区域。清除并清理松散的毛发。
  4. 将小鼠仰卧置于覆盖无菌纱布的加热垫上。整个手术过程中维持小鼠体温在 37 °C。使用医用胶带固定小鼠,使其前肢水平外展,并防止后肢和尾巴移动。在小鼠体表覆盖带有适当开口的无菌一次性手术巾。

3. 手术步骤

  1. 注射曲马多作为预先镇痛(20 mg/kg,腹腔注射或i.p.)。在锁骨上缘标记横切口位置。使用碘伏消毒液和乙醇交替擦拭三个循环,对术区进行消毒。术前通过脚趾夹捏试验确认麻醉深度。
  2. 在显微镜下操作,使用无菌手术刀沿标记线做一4 mm的横向切口。根据手术需要,在操作过程中可适当扩大切口。
  3. 钝性分离皮下筋膜,辨认下颌下腺的下缘。将下颌下腺向上牵拉,暴露锁骨上窝和胸骨。
    注意:该区域可能存在小口径血管。可使用电凝止血。
  4. 沿中线从头侧向尾侧切开胸骨,行部分正中胸骨切开术(约4 mm)。在胸骨切开过程中注意保护胸膜、心脏及血管。
  5. 辨认胸骨舌骨肌。使用两把由针灸针自制的小型牵开器轻柔牵开胸骨,暴露气管和食管上方的胸骨舌骨肌。将该肌牵开,以显露颈总动脉、颈内静脉、膈神经、迷走神经、气管和食管。
    注意:应轻柔牵拉胸骨,避免发生开放性气胸。与人类不同,小鼠的食管并不位于气管后方,而是位于气管左侧并与其相邻。
  6. 辨认左侧臂丛神经。在左侧颈内静脉外侧缘,将筋膜和脂肪组织向外牵拉,暴露臂丛神经。寻找由颈段C5和C6神经组成的上干,其具有三个分支。沿上干向尾侧继续辨认由C7神经组成的中干,以及由C8和胸段T1神经组成的下干。
    注意:臂丛神经表面有纵向走行的血管。可使用电凝防止出血。分离左侧臂丛神经时,应注意保护乳糜管,避免形成乳糜瘘。
  7. 获取左侧C7神经。在锁骨下方,将中干(C7神经)的前支和后支远端分离至分支汇合为神经束的水平,并通过局部注入0.1 mL 2%利多卡因阻滞C7神经。使用Vannas弹簧剪在C7神经与外侧束和后束汇合处将其切断。修剪C7神经,使各分支长度相近。
    注意:C7神经的前支和后支,以及上下干的前后分支在汇合前走行较长,因此应在切除前充分游离C7神经。实际上,C7神经并不总是分为两支;有时可分为三支,极少数情况下甚至可分为四支。
  8. 切除左侧C6椎体腹侧板。小心保护膈神经,在C6节段水平切断前斜角肌,以暴露C7神经根。使用显微镊剪断C7神经支配椎旁肌的小分支。轻柔牵出C7神经,并小心切除C6椎体腹侧板。
    注意:左侧颈总动脉内侧与食管外侧之间存在一个骨性突起,此即第六颈椎的腹侧板。C6椎体腹侧板外侧缘的纵行肌肉为前斜角肌,膈神经走行于前斜角肌表面。
  9. 获取右侧C7神经。在右侧同样切断前斜角肌,并在靠近椎间孔处横断右侧C7神经根。从其分支水平开始游离右侧C7神经。
    注意:应小心切断右侧C7神经,防止损伤神经下方的血管。
  10. 转移左侧C7神经。
    1. 部分切除椎体两侧的颈长肌。钝性分离并扩大气管-食管与椎体之间的间隙。
    2. 将一根对折的5-0尼龙缝线从椎体右侧经椎前路径穿至左侧。
    3. 用适当粗细的塑料输液管钩住左侧C7神经,并经椎前路径引导至右侧。
    4. 轻柔牵开气管和食管,使用12-0尼龙缝线在无张力条件下将左侧C7神经的前支和后支与右侧C7神经根对接。在神经周围外膜缝合4–5针,以牢固吻合神经。
      注意:选择合适直径的塑料输液管至关重要。管径过细可能损伤神经,过粗则可能压迫气管和食管。此外,气管-食管与椎体之间的间隙呈“V”形,切除部分颈长肌可缩短神经移植物的转移路径。

4. 伤口闭合

  1. 用无菌生理盐水冲洗伤口,并用无菌纱布擦干。
  2. 用5-0单股缝线缝合胸骨并关闭皮肤。

5. 术后护理

  1. 等待小鼠从麻醉中苏醒。将小鼠转移至一个无垫料但用加热毯预热过的清洁笼具中。观察小鼠直至其能够自主活动。术后使用曲马多(20 mg/kg,腹腔注射)作为镇痛药物。
  2. 将小鼠放入恢复笼中并持续监测直至完全恢复。手术后恢复小鼠的饮水和饮食。术后每天监测小鼠是否出现功能障碍或感染迹象,包括营养不良、弓背姿势和毛发凌乱。术后两周时应进行缝线拆除。
    注意:连续三天每日在伤口表面涂抹红霉素软膏。
  3. 若观察到任何并发症(如伤口水肿),应立即处理。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
1 mL 注射器KDLK-20200808
12-0 尼龙缝线Chenghe20082
5-0 编织丝线MERSILK,ETHICONQK312
75% 乙醇GENERAL-REAGENTP1762077
针灸针Chengzhen190420用于制作牵开器
自动剃毛器CodosCHC-332
C57BL/6N 小鼠SLAC laboratory (上海)C57BL/6Slac
电凝器Gutta CutterSD-GG01
红霉素眼膏白云山H1007
碘伏消毒液Lionser20190220
医用胶带Transpore,3M1527C-0
显微持针器ChengheX006-202003
显微镊子ChengheB001-201908
显微剪刀66VT1911-2S276
手术显微镜OLYMPUSSZX7
眼科剪刀ChengheX041D1251
戊巴比妥钠Sigma20170608
塑料输液管KDLC-20191225
无菌生理盐水KLL121021109
血管钳金钟J31020
加热垫RWD69027

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