2012年3月17日
对一种肌萎缩侧索硬化症(ALS)的小鼠模型进行临床和行为学评估。作为配套免疫组织化学分析的前提,本文详细展示了脊髓组织的制备过程。
大家好,我叫Lar Turner。我是德国英厄姆大学神经病学系的一名博士后。你好,我叫Lin Gunda。
我是一名医学生,目前正在该实验室完成我的毕业论文工作。今天我们将向您展示SODG 93 A小鼠模型的肌萎缩侧索硬化症临床检测。此外,我们将通过所谓的转棒实验来演示运动功能测试,另外还将通过悬挂钢丝抓力实验进行另一项运动功能测试,以开展免疫学分析。
在完成对 a s 小鼠的功能测试后,必须进行脊髓、STIC 神经和腓肠肌的摘除。我们将详细展示这些手术操作步骤,并在最后呈现一些典型的免疫学研究结果。好的,现在我们首先开始临床测试。
这是自由活动的野生型MOE,在我们的临床分类系统中未表现出任何临床症状,如肌肉震颤或帕金森样症状,评分为四分。这是转基因A LS moe。
在疾病早期阶段,该动物表现出右后肢严重震颤,被归类为评分三(SCORE three E)。严重的步态异常使该动物被归类为评分二(score two)。在悬挂钢丝试验中,至少一条后肢出现拖拽现象被归类为临床评分一(clinical score one),同时对粗略的肌肉肋力进行评估。将每只小鼠置于定制钢丝上,并小心地将其在铺有秸秆的按钮上方倒置。
连续三次训练每次至少180秒后,测量其坠落潜伏期。每只小鼠最多给予三次机会,使其在倒置的盖子上停留最长180秒,记录其最长停留时间,并与右侧的白毛野生型小鼠进行比较。左侧的斑块转基因小鼠非常虚弱,在达到最长时间之前即从盖子上掉落。
转杆仪用于测量运动协调性、平衡能力及运动学习能力。良好的表现需要高度的感觉运动协调能力。该装置由计算机控制、电机驱动的旋转轴组成,具有五个通道,可供五只小鼠使用。
通过底部塑料板上的压力自动检测小鼠的失误。在以每分钟15转的恒定速度连续训练三次、每次至少180秒后,测量动物能够在旋转棒上停留的时间。每只动物进行三次试验,记录其中最长的不掉落潜伏期。
左侧的健康野生型小鼠在转子杆上奔跑时没有困难。相比之下,右侧的转基因阿尔茨海默病小鼠甚至难以停留在转子杆上,一段时间后便从杆上滑落,从后方观察可见其严重的运动障碍。您可以看到左侧转基因小鼠明显的奔跑困难。
与健康的野生型小鼠相比,该小鼠无法跟上转棒速度,且不能用前肢向上推动。为了进行脊髓的免疫化学分析,必须将动物处死。必须始终严格遵守当地关于动物实验操作规范的指导原则。
在此背景下,本图简要概述了脊柱及其周围组织,展示了主要的解剖结构。我们将动物置于腹侧位置,从背部肌袋开始进行肌肉暴露。在去除肌肉组织后,即可暴露包裹脊髓的脊柱。
动物处死后,用含多聚甲醛的溶液灌流,随后即可取出脊髓。将动物置于手术台上,四肢完全固定于两侧,以暴露小鼠的背部。将动物润湿以压平毛发,便于后续进行皮肤切口。
为此,需使用锋利的手术刀。注意向两侧拉紧皮肤。为便于切割,应先处理腿部肌肉。
还需要切开它们的皮肤。完成皮肤切口后,将其轻轻拉开。使用一对镊子去除腿部肌肉和坐骨神经后,我们继续暴露脊髓,并将动物放置在新的手术台上。
现在可以很容易地识别颅骨、颈部、肌肉和脊柱。在确定所有这些结构后,便可顺利进入下一步操作。需要去除颈部的肌肉和项韧带。
注意切口不宜过深,以免损伤脊柱。下一步需完全去除椎旁肌肉,以暴露脊柱。为暴露脊柱,需进行多个部位的截骨操作。
我们从脊柱的颈椎部分开始,包括枕寰关节。为了进行椎板切除术,必须切断椎弓,以便将所有椎体突起从椎体上完全移除。如前所述,椎板切除术首先从切割椎弓开始。
然后可以将硬脊膜拉开。再次注意,避免损伤脊髓,因为还需要去除更多的椎骨。使用弯头剪刀同时剪开两侧的多个椎弓会非常有帮助。
然后牵拉背侧突起,彻底去除椎板并拉近视野。可以看到,剪刀必须从脊髓管侧边最外侧小心插入。需要去除椎柱残余的侧部结构,以便后续完整取出脊髓。
脊髓的解剖学标志是所谓的颈膨大和腰膨大。完成整个脊髓的切除后,需确保横断脊髓的所有腹侧根,并将其从脑膜的硬膜中完全游离。接下来,切断颈段脊髓。
向颅侧继续操作,并再次开始移除。需非常小心地接触脊髓,以免损伤该组织,因为这可能对后续的免疫化学分析造成严重限制。脊髓的移除继续在胸段进行,并延伸至腰段部分。
现在再次在马尾神经的一侧进行切割。此时我们能够完全将其释放。您可以看到脊髓被放置在其于脊柱中的原始位置旁边。
最后,将其放入多聚甲醛固定液中进行后固定。作为脊髓免疫组织化学分析的经典示例,可使用识别胆碱乙酰转移酶的抗体来鉴定脊髓前角中的运动神经元。此处可见健康野生型动物脊髓前角中存在大量运动神经元。
相比之下,处于终末期的肌萎缩侧索硬化转基因动物在前角中表现出少得多的运动神经元数量。通过观看本视频文章,您应该已经了解了SOD1-G93A小鼠这一肌萎缩侧索硬化模型的基本临床检查方法。
已展示两种运动行为学测试:转棒测试和悬挂丝线测试。这两种方法为评估基本运动功能提供了良好途径。它们操作简便、对运动功能障碍的检测敏感,且节省时间。
本视频的主要部分演示了脊髓组织的制备技术。该方法当然也可应用于其他任何小鼠疾病模型,是后续对脊髓疾病病理进行免疫化学分析的关键步骤。感谢您的观看。
我们希望本视频文章对您将来的实验有所帮助。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本研究通过临床和行为学评估,探讨了肌萎缩侧索硬化症(ALS)的小鼠模型。详细描述了脊髓制备步骤,作为进行免疫组织化学分析的先决条件。
在SOD1 (G93A) 肌萎缩侧索硬化(ALS)小鼠模型中进行可靠的临床和行为学检测,可对运动功能障碍及疾病进展进行定量评估,从而支持早期靶点验证和机制性风险排除。结合标准化评分与免疫组织化学分析,可为转化研究和项目筛选提供可靠的预测依据。这些能力为新型ALS治疗药物在临床前研发管线中的风险可控推进奠定了基础。
该工作流程通过整合行为学、临床和组织学终点指标,在肌萎缩侧索硬化症研究中连接了早期发现、先导化合物识别和临床前验证阶段。