Name: 大鼠前庭系统的外科迷路切除术研究 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 3 s
Description: 学习大鼠外科迷路切除术以研究前庭系统与代偿机制。该方法操作简便快速，需注意保护镫骨动脉，适用于神经科学领域的功能缺失与恢复研究。

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本研究由韩国卫生科技研发计划资助&amp;韩国健康产业开发院（KHIDI）通过#38;D项目，由韩国保健福祉部资助 &amp;韩国（大韩民国）保健福祉部（资助编号：HI15C2651）

本研究遵循首尔国立大学医院机构动物护理和使用委员会（14-0148-C1A1）的规定进行，该委员会已获得国际实验动物评估和认证协会的认证。
注意：实验使用7至8周龄（200/250 g）的雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠进行。每只动物在实验开始前均在实验室环境中适应1周。动物饲养于温度和湿度受控的房间内，保持12小时光照:12小时黑暗的恒定循环，并可自由获取食物和水。
1. 迷路切除术
<ol>
	<li>将高压灭菌的手术器械用无菌垫覆盖。用70%乙醇消毒手术区域。手术过程中使用无菌手术巾并维持无菌条件。</li>
	<li>穿戴手术衣、口罩（覆盖口鼻）、帽子（覆盖头部）和一副无菌手套。手术器械只能接触无菌表面。</li>
	<li>肌肉注射或腹腔注射替来他明-唑拉西泮麻醉剂（40 mg/kg体重），以及肌肉注射或腹腔注射赛拉嗪（10 mg/kg体重）。 
	注：也可使用其他全身麻醉方式，包括异氟烷吸入麻醉。</li>
	<li>将大鼠置于加热垫上（初始温度设为42 °C）。在大鼠双眼涂抹润滑性眼膏，以防止麻醉期间角膜干燥。</li>
	<li>将大鼠置于右侧卧位。使用电动剃毛器剃除手术区域的毛发，并用70%乙醇对该部位进行消毒。</li>
	<li>在左侧耳后区域皮下注射1%盐酸利多卡因。</li>
	<li>使用15号手术刀片做一条约5.0 cm长的耳后切口。用虹膜剪分离肌肉和筋膜，暴露外耳道（图1A）。使用15号刀片或虹膜剪轻轻打开外耳道（图1B），充分暴露鼓膜（图2A）。</li>
	<li>在显微镜下（7.5倍或12.5倍放大倍数），用镊子去除鼓膜及除镫骨以外的所有听小骨。用15号刀片或虹膜剪分离枕骨鳞部嵴上的肌肉（图2B）。</li>
	<li>使用低速（&#60;3000 rpm）钻头配合金刚砂钻头（2.1 mm或1.4&#160;mm），在面神经出颅处周围磨开鼓室骨壁（图3A）。辨认镫骨动脉。钻孔过程中注意避免损伤镫骨动脉。</li>
	<li>继续在镫骨动脉上方磨开前庭，并暴露圆窗及骨性外半规管。在外半规管壶腹附近将其打开。沿外半规管平面继续磨开，并磨开上半规管的壶腹。&#160;</li>
	<li>使用18号或22号针头抽吸前庭内容物。注入并抽出1 cm3纯乙醇，重复3次。</li>
	<li>用间断单纯缝合法分两层缝合肌肉和皮肤。</li>
	<li>在动物未恢复足够意识以维持胸卧位之前，不得无人看管。使用加热垫或加热灯保持大鼠体温直至苏醒。苏醒后，将大鼠转移至常规环境条件下的单独笼具中饲养。</li>
	<li>根据需要在术后第1天给予抗生素（例如，头孢唑啉 20 mg/kg、复方新诺明 100 µL 皮下注射，或青霉素 300,000 IU）；也可给予镇痛药（非阿片类，例如，美塔嗪 2 mg/kg、卡洛芬 5 mg/kg 皮下注射）。</li>
</ol>
2. 假手术
<ol>
	<li>作为对照的假手术，执行相同的手术及术后操作（按照第1节），包括暴露外耳道和鼓膜（步骤1.7），去除鼓膜和听小骨，以及剥离枕骨鳞部脊上的肌肉（步骤1.8），但不打开半规管，也不注入乙醇。</li>
</ol>
3. 检查前庭功能的丧失
注意：前庭功能的丧失可通过行为学测试或前庭功能测试进行评估。13,17,18 行为学测试包括姿势不对称性和眼球震颤的评估。
<ol>
	<li>识别姿势不对称，包括自发或诱发的翻滚动作、向左侧倾倒，或在向损伤侧倾斜的同时移动18。参见视频 1。</li>
	<li>通过肉眼观察动物的自主眼球运动来识别眼球震颤。当静息状态下无自发性眼球震颤时，可轻轻向动物头部吹气以诱发18。参见视频 2。</li>
</ol>

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</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

该技术是一种用于造成突然、永久且完全性前庭功能丧失的有效方法。该方法可用于研究前庭系统疾病，例如前庭神经炎、听神经瘤以及梅尼埃病。许多研究已采用该技术来探讨前庭核的神经可塑性或相关的中枢处理过程5,17,18,19。
手术成功最关键的步骤包括：1）保留镫骨动脉，2）在精确位置进行细致的钻孔，3）严密控制出血。较大的耳后切口会导致较大的外部伤口，从而影响患侧肢体的活动；然而，较小的切口会限制手术视野，使手术时间延长。适当的牵拉对于维持足够的手术视野至关重要13。在完成耳后切口后，面神经可于鼓泡上方、二腹肌与胸锁乳突肌之间被识别，其走向为向前下方延伸至面部。耳后动脉和耳大神经则沿相反方向走行。任何对面神经的损伤都会导致术后面瘫。为了获得更广阔的手术视野并避免损伤镫骨动脉，我们倾向于切除...

前庭器官对维持平衡和眼动控制至关重要。正常的前庭功能依赖于双侧内耳前庭器官传入信号的对称性。前庭功能减退或丧失可引起眩晕、眼球震颤和姿势失衡。急性损伤后，前庭功能可在数天内自发恢复，这一过程称为前庭代偿。1,2前庭静态功能缺损的代偿是一种与同侧和对侧前庭核之间自发性静息活动失衡相关的恢复过程。前庭动态功能缺损的代偿主要通过 通过 感觉与行为替代（使用视觉或躯体感觉输入）3这些过程在神经可塑性研究中具有重要意义4,5.
目前已开发出多种方法用于研究前庭系统以及前庭代偿过程中神经可塑性的机制，例如手术性迷路切除术、化学性迷路切除术和前庭神经切断术5,6,7,8。前庭神经切断术可导致完全性前庭功能丧失，是一种确定的方法，但该手术更具侵入性且操作难度更高，可能引起脑组织损伤8,9。该方法相比迷路切除术需要更高的外科技术，并耗时更长。化学性迷路切除术包括使用庆大霉素、对氨基苯胂酸盐和丁卡因等药物，操作较为简便，且可获得可靠的结果10,11,12。然而，此类方法可能同时损伤耳蜗，且前庭功能的丧失可能随时间逐渐发生11。此外，这些化学物质对脑组织的影响尚不明确，而脑组织应保持完好以确保后续评估的准确性。手术性迷路切除术最早于1842年在动物研究中提出15，并于1936年首次在大鼠中报道16。此后，该技术已被广泛应用于多种动物研究中5,17,18,19。手术性迷路切除术是一种特异性高、结果可靠且相对简单的技术13,14。此外，前庭损伤的症状在术后立即出现。本文中，我们描述了用于大鼠的迷路切除术外科技术。

<table><tbody><tr><td>ASPIRATOR KB-012</td><td>KOH BONG &amp;amp; CO., LTD.</td><td>KB-012</td><td>医用吸引器</td></tr><tr><td>刀片：#15</td><td>Fine Science Tools</td><td>#10015-00</td><td>适用于#7手术刀柄的刀片，#15</td></tr><tr><td>碳钢钻头</td><td>Fine Science Tools</td><td>#19007-05</td><td>轴径：2.3 mm，长度：44 mm，每包10个钻头</td></tr><tr><td>Carl Zeiss Surgical GmbH</td><td>Carl Zeiss</td><td>#6627100863</td><td>手术显微镜</td></tr><tr><td>Dumont #3c</td><td>Fine Science Tools</td><td>#11231-20</td><td>标准尖端 0.17 × 0.10 mm，11 cm</td></tr><tr><td>Dumont #5SF</td><td>Fine Science Tools</td><td>#11252-00</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #7B</td><td>Fine Science Tools</td><td>#11270-20</td><td>锯齿状 0.17 × 0.10 mm，11 cm</td></tr><tr><td>超精细Bonn剪：直型</td><td>Fine Science Tools</td><td>#14084-08</td><td>虹膜剪，最适合在高倍放大下进行显微解剖</td></tr><tr><td>精细虹膜剪：直型</td><td>Fine Science Tools</td><td>#14094-11</td><td>由马氏体不锈钢制成，含钼和钒</td></tr><tr><td>指环式耳标打孔器</td><td>Fine Science Tools</td><td>#24212-01</td><td>1 mm，为使用编号系统的研究人员提供稳定性和控制性</td></tr><tr><td>Hartman</td><td>Fine Science Tools</td><td>#13002-10</td><td>尖端宽度：1 cm，带锯齿，10 cm</td></tr><tr><td>短型手术刀柄 #7 实心</td><td>Fine Science Tools</td><td>#10003-12</td><td>#7短型，12 cm</td></tr><tr><td>小血管电凝器</td><td>Fine Science Tools</td><td>#18000-03</td><td>替换头，直刀型，可最大限度减少出血，从而提供无需夹钳和止血钳的清晰手术视野</td></tr><tr><td>Strong 207S</td><td>SAESHIN</td><td>207S</td><td>低速下具有强大扭矩，可配备速度或开关脚踏控制器</td></tr><tr><td>吸引管</td><td>JEUNGDO B&amp;amp;P CO., LTD.</td><td>H-1927-8</td><td>Frazier型，18 cm</td></tr><tr><td>VICRYL</td><td>ETHICON</td><td>W9570T</td><td>合成可吸收无菌外科缝线</td></tr><tr><td>Weitlaner-Locktite</td><td>Fine Science Tools</td><td>#17012-13</td><td>最大张开距离：4.5 cm，2 × 3钝齿，11 cm</td></tr><tr><td>Zoletil</td><td>Virbac, France</td><td></td><td>替来他明-唑拉西泮</td></tr><tr><td>Rompun</td><td>Bayer</td><td></td><td>赛拉嗪</td></tr><tr><td>Rimadyl</td><td>Pfizer</td><td></td><td>卡洛芬</td></tr><tr><td>Septra</td><td>Pfizer</td><td></td><td>甲氧苄啶-磺胺类&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

大鼠前庭系统研究中的手术迷路切除术

Surgical Labyrinthectomy of the Rat to Study the Vestibular System

为了研究前庭系统或前庭代偿过程，已开发出多种引起前庭损伤的方法，包括手术性或化学性迷路切除术以及前庭神经切断术。手术性迷路切除术是一种相对简单、可靠且快速的方法。本文描述了大鼠迷路切除术的手术技术。在全身麻醉下做耳后切口，暴露外耳道和鼓膜，随后去除鼓膜及听小骨，但保留镫骨。位于镫骨与卵圆窗之间的镫骨动脉结构脆弱，必须加以保护，以获得清晰的手术视野。使用直径2.1 mm的钻头在镫骨上方钻孔，以开放前庭。随后通过此孔反复注入并吸出100%乙醇。在显微镜下进行精细解剖并严格控制出血，对于获得可靠结果至关重要。术后立即可观察到前庭功能丧失的症状，如眼球震颤、头倾斜和翻滚样运动。可采用转棒实验或旋转椅测试对前庭功能进行客观、定量的评估。

手术的成功通过行为学测试得到验证。所有动物均表现出单侧前庭功能丧失的典型行为。术后立即出现自发性桶状翻滚，在恢复早期通过吹气刺激头部或轻触身体即可诱发（视频 1）。术后3天，动物活动时向损伤侧倾斜，并偶尔向左侧跌倒。术后2天内观察到自发性眼震（视频 2）。术后3天内观察到诱发性眼震。
手术通常需要 &lt;30分钟。在50台手术过程中，2只大鼠在术中死亡，3只在术后1天内死亡。总体死亡率为10%（50台手术中/后共死亡5只）。所有死亡均因镫骨动脉损伤所致。术后1周内未观察到延迟性死亡及感染。术后数天内，大鼠可能出现进食减少和体重下降。
<img alt="显示脑组织暴露的神经科学外科手术示意图，标注图解，方向标记。" class="xfigimg" src="/fi...

本方案描述了大鼠的手术性迷路切除术，这是一种研究前庭系统的有效方法。

为研究前庭系统或前庭代偿过程，已开发出多种导致前庭损伤的方法，包括……

在大鼠中进行手术性迷路切除术的总体目标是研究前庭系统及前庭代偿过程。该方法可能在前庭功能丧失后的前庭代偿过程中引发急性并发症。该技术的主要优势在于操作简便、耗时短且效率高。通常，初次接触该方法的研究人员在保留镫骨动脉方面会遇到困难，因为镫骨动脉靠近钻孔位置。首先，用无菌垫覆盖已灭菌的手术器械，并使用70%乙醇对操作区域进行消毒。使用机构批准的方法麻醉大鼠后，将大鼠置于设定为 42 摄氏度的加热垫上。在大鼠双眼涂抹润滑眼膏，以防止麻醉期间眼睛干燥。将大鼠置于右侧卧位。然后，剃除手术区域的毛发，并用70%乙醇对术区进行消毒。放置无菌铺巾，并在手术过程中保持无菌条件。在左侧耳后区域皮下注射1%盐酸利多卡因。然后，使用15号手术刀片做一个5厘米长的耳后切口，用虹膜剪分离肌肉和筋膜，暴露外耳道。接着，轻轻撑开外耳道，充分暴露鼓膜。用镊子去除鼓膜及除镫骨以外的所有听小骨。使用虹膜剪或15号刀片分离枕骨嵴上的肌肉。使用装有2.1毫米切割钻头以及2.1毫米和1.4毫米金刚砂钻头的钻机，在低速下对茎乳孔处的鼓室骨周围进行钻孔。请花一点时间辨认镫骨动脉。这是最关键的一步。必须谨慎操作钻头。钻孔过程中需小心，避免损伤镫骨动脉。继续在镫骨动脉上方钻开前庭，并暴露圆窗和骨性外半规管。在外半规管靠近壶腹处将其打开，然后沿外半规管的平面继续钻孔，以钻开上半规管的壶腹。使用18号或22号针头抽吸前庭内容物。然后注入并回抽1 cm³的100%乙醇，重复三次。用单纯间断缝线分两层缝合肌肉和皮肤。监测大鼠生命体征，并保持其体温直至苏醒。当大鼠恢复胸卧位后，将其送回饲养室。一只此前两天接受迷路切除术的Sprague-Dawley大鼠表现出明显的自发性翻滚行为。在早期恢复阶段，轻触即可诱发该行为。迷路切除术后的大鼠也出现了自发性眼震。观看本视频后，您应能够充分理解中耳和迷路的解剖结构。一旦掌握该技术，若操作得当，可在二十分钟内完成。

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医学

大鼠前庭系统的外科迷路切除术研究

在自由活动动物的不同脑区中监测细胞外神经递质水平，有助于揭示神经递质释放与行为之间的关联。结合电化学检测的活体微透析技术可提供优异的解剖学和化学分辨率，并可用于研究药理学或生理学干预如何改变基础神经递质传递。...

可存活的啮齿类动物立体定位手术

在一项初步的嗅觉追踪任务中，大鼠利用视觉和气味轨迹或在红外光下通过路径整合（即先前运动的综合记录）返回有食物的庇护所的能力表明，海马体对路径整合是必需的。...

海马伞-穹窿损伤后大鼠嗅觉追踪保留但路径整合受损的视频演示

本视频展示了一种从小鼠幼崽内耳中分离前庭神经元的方法。该方法详细阐述了内耳解剖、前庭神经节采集以及将神经节解离为单个细胞的各个步骤。随后，将这些细胞培养在玻璃底培养皿中，以建立前庭神经元培养体系。...

从小鼠内耳分离前庭神经节神经元

由于前庭毛细胞位于颅骨最坚硬部分——岩骨颞骨的深处，其功能分析较为复杂。目前大多数毛细胞功能研究均采用急性分离的毛细胞。本文介绍一种用于膜片钳电生理记录和双光子显微成像研究的小鼠前庭上皮半完整制备方法。...

用于电生理学和高分辨率双光子显微镜的小鼠前庭感觉上皮离体半完整制备方法

线粒体功能障碍是细胞衰老的一个标志。本文采用无创近红外（NIr）治疗来改善衰老小鼠前庭感觉上皮中的线粒体功能。...

近红外光可提高小鼠前庭感觉上皮中线粒体功能标志物的表达

本文介绍了一种经半规管进行局部给药的耳蜗造口术（canalostomy），该方法可将药物递送至成年及新生小鼠的内耳，同时对听力和前庭功能造成的损伤最小。该技术可用于向小鼠内耳接种病毒载体、药物以及小分子化合物。...

耳道造口术作为向成年及新生小鼠内耳局部给药的一种外科手术方法

本方案通过让小鼠长期佩戴固定装置，产生持续的感觉冲突，适用于研究长期学习的实验。小鼠在饲养笼中自由活动时，视觉与前庭输入之间会持续存在感觉不匹配。...

自由活动小鼠中的长期感觉冲突

本文介绍了利用升降机垂直运动和摩天轮旋转来评估被动运动对啮齿类动物自主神经功能和行为影响的实验方案。...

利用电梯垂直运动和摩天轮旋转评估大鼠被动运动的自主神经与行为效应

本方案描述了一种低成本显微注射系统的构建方法，将其立体定位植入大鼠深部脑结构的操作步骤，以及在清醒且自由活动的大鼠中进行定时四乙基氯化铵微注射的流程。该研究的目的是通过抑制下丘脑结构的神经活动，揭示其在排卵调控中的参与作用。...

通过河豚毒素微量注射可逆性失活揭示大鼠脑内特定区域在排卵调节中的作用

本文介绍了内耳前庭神经节和螺旋神经节神经元的分离、解离、培养以及膜片钳记录的详细实验方法。...

从新生啮齿类动物前庭和螺旋神经节分离并培养神经元胞体用于膜片钳记录

本文介绍了一种在迷路切除术期间于生理条件下获取人类前庭终器并利用免疫染色对其进行分析的技术。...

在迷路切除术期间生理条件下前庭终器的获取

学习大鼠外科迷路切除术以研究前庭系统与代偿机制。该方法操作简便快速，需注意保护镫骨动脉，适用于神经科学领域的功能缺失与恢复研究。

大鼠前庭系统研究中的手术迷路切除术

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