2015年2月23日
本文介绍了一种在小鼠面神经上进行切断或压榨性轴突切断术的手术方案。面神经轴突切断术可用于研究神经损伤后的生理反应,并测试治疗技术。
本实验的总体目标是暴露面神经,以研究周围神经损伤。面神经起源于脑干的脑桥,经茎乳孔离开颅骨,随后分支形成其主要组成部分。
暴露后,面神经在其自茎乳孔穿出处进行自体切断。有两个主要解剖标志有助于定位面神经。第一个是外耳道,由珍珠白色软骨板通过薄膜连接而成。
另一个是二腹肌的前腹,它位于面神经及其从茎乳孔穿出的位置之上。面神经损伤后,研究人员可以研究多种因素,例如运动神经元死亡或基因表达。面神经损伤模型是目前研究最为透彻的周围神经损伤模型之一。
该技术的优点在于操作简便、可重复性高,且后续的面神经麻痹不会影响重要的生理功能。此外,由于神经系统具有高度对称性,未损伤的一侧可作为实验的配对内对照。为确保整个操作过程中无菌技术的实施,务必提前将所有器械进行高压灭菌,并准备好玻璃珠灭菌器,以便在不同手术之间对器械进行消毒。
通过在加热垫上放置吸水垫、设置显微镜并用胶带固定鼻罩使其与视野边缘对齐,来准备手术台。麻醉小鼠后,需确保小鼠对包括脚趾夹捏在内的各种操作均无任何生理反应。随后将气流从麻醉舱转移至鼻罩,并涂抹眼膏。
将小鼠左侧卧于手术垫上,下方放置加热垫。持续监测动物呼吸,并根据需要调整异氟烷气流以维持麻醉状态。接下来,为暴露手术区域,用胶带将右耳固定至鼻罩。
应观察到耳后静脉穿过耳部。接下来,用70%乙醇润湿毛发并剃除术区毛发。去除毛发后,用碘酒和70%乙醇交替擦拭三次,彻底清洁术区皮肤。
继续进行手术。务必使动物头部侧方朝上,口部摆正,耳缘静脉呈水平走向。这将有助于更方便地找到面神经。
为确定第一处切口的位置,从耳垂处沿耳后静脉向耳突后方区域进行追踪。然后使用弹簧剪刀,在耳突后方2至3毫米处做一个4毫米的切口,此步骤出于教学目的。该切口将被扩大,以暴露其下方的解剖结构。
现在对皮下脂肪和筋膜进行钝性分离。血管和肌肉容易被剪刀损伤。如果发生出血。
用无菌棉签施加压力至少 30 秒。如果出现明显的液体流失,可用 25 或 27 号针头向腹腔内注射最多半毫升的生理盐水。现在利用关键解剖标志定位面神经。
副神经位于面神经的浅层,可见其从颅骨的乳突部穿行而出。为支配斜方肌,需辨认软骨性耳道,该结构呈珍珠白色,位于面神经的头侧。
面神经环绕耳道的髁状部分。随后辨认位于面神经上方及邻近面神经的前腹二腹肌的肌腹。在此结构下方进行解剖,以暴露面神经。
它是一个坚实的白色结构,附着于深层筋膜层。辨认面神经的主要分支,并从后方追溯其源自茎乳孔的起源。
使用精细镊子夹住并撑开手术部位,同时用弹簧剪的尖端沿面神经走行方向进行分离。用镊子可触碰到Raymond处的乳突骨孔。现在,辨认出面神经主干,以进行神经挤压损伤。
用精细镊子以恒定压力挤压30秒,以切断所有轴突。然后将挤压角度垂直旋转,再次挤压30秒。
在不同实验之间保持压力一致。现在相关解剖标志已确定,我将演示更为精细的手术技术。采用较小的切口,从耳垂处沿耳后静脉向耳突后方走行,于耳突后方 2 至 3 毫米处做一 4 毫米长的切口。
现在,利用三个解剖标志——副神经、耳道和二腹肌前腹,钝性分离皮下脂肪和筋膜。暴露面神经,沿面神经向茎乳孔方向追踪,直至到达面神经主干;用精细镊子轻柔固定,然后用剪刀切断该神经。
避免对神经施加过大的牵拉力,否则可能导致其从脑干撕脱。然后将神经残端分开,或切除一段神经,确保神经无法重新连接。最后,仔细检查神经,确认其已完全切断。
在完成解剖后,将所有脂肪和肌肉复位至其大致原始位置。随后使用7.5毫米伤口夹、缝合钉或氰基丙烯酸酯胶水关闭切口。必要时,此时可给予镇痛剂,关闭麻醉装置,并将小鼠放回无垫料的空笼中。
在动物恢复期间,检查其是否存在面瘫迹象,胡须是否瘫痪。如果胡须向脸颊后侧偏斜,鼻子会显得偏移,且眼睛对气流刺激无眨眼反应。若该动物为雌性,应将其与另一只雌性动物同笼饲养。
但如果雄性小鼠单独饲养,需在其眨眼功能恢复前每天涂抹眼膏以预防角膜并发症。同时,在手术部位愈合前持续监测小鼠是否出现感染或其他并发症的迹象。在接受面部神经横断手术的8周龄野生型小鼠中,运动神经元丢失的程度因小鼠的年龄和遗传背景而存在显著差异。
在坐骨神经切断术后28天,约有86%的运动神经元存活。在肌萎缩侧索硬化症的SOD1小鼠模型以及免疫缺陷的重组激活基因2敲除小鼠的激光捕获显微切割实验中,观察到更为显著的细胞丢失。
采用显微解剖技术分离面神经运动核的组织。可完整获取整个面神经运动核,也可分别单独收集其亚核。
该技术具有很高的精确性。可单独捕获运动神经元,剩余的神经组织也可收集用于后续分析。采用定量PCR检测腹内侧亚核(以虚线表示)和腹外侧亚核(以实线表示)中与神经再生反应相关的四个基因的表达水平。
在这些亚核之间发现了一些差异。Gap 43 表达在亚核之间的差异最为显著。一旦掌握该技术,手术可在短短几分钟内完成。
务必注意正确摆放动物体位,在准确位置做切口,并利用解剖学标志定位面神经。头颈部区域结构复杂,容易迷失方向,如果感到困惑,只需找到软骨性耳道并沿其向后追溯,即可找到面神经。
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本文介绍了一种在小鼠面神经上进行切断或压榨性轴突切断术的手术方案。该操作对于研究神经损伤后的生理反应以及评估治疗技术至关重要。
面神经轴突切断模型为研究运动神经元对周围神经损伤的反应提供了一个可重复的平台,有助于在神经退行性变研究中验证靶点。该模型采用单侧损伤并以内侧对侧作为自身对照,支持在临床前研究中进行机制性风险降低和提高预测可信度。该模型适用于多种基因修饰小鼠,有助于在神经修复项目中进行转化生物标志物评估和信号通路解析。
该模型可整合到从靶点验证到表型筛选,再到临床前药效测试的发现工作流程中,尤其适用于神经保护或神经修复类化合物。