大鼠中位神经再生评价的功能与生理方法
April 18th, 2020
呈现是一种在大鼠中产生不同类型的中位神经（MN）病变和修复的协议。此外，该协议演示如何使用几个非侵入性行为测试和生理测量来评估神经的功能恢复。
使用大鼠的中位神经，可以充分复制人类周围神经病变。临床上，这些病变大部分发生在上肢，这支持了使用这个实验模型。本文将展示，如何产生不同类型的中位神经病变在大鼠。
此外，我们将说明，如何评估功能恢复这种神经使用几个测试。中位神经起源于脊髓段C6到T1。中位数神经以绿色突出显示。在此视频中，手术窗帘不用于演示目的。
手术时请包括窗帘。右臂和胸腔区域的中层部分的皮肤被倾斜，直到深筋膜平面。出血容器被小心地连接。
接下来，在手臂的中周方面，小心切开胸膜，注意不要损伤血管和神经结构。一把剪刀是直白地打开下面，胸腔主肌肉的终端插入，为了逗弄这种肌肉，远离潜在的轴动脉和静脉，以及从胸腔丛的终端分支。插入胸腔的主要肌肉，然后与电烧。
然后，小肌肉被暴露和切割。然后，从胸血管和乌尔纳神经钝解解中神经，直到肘部区域。现在可以观察，布拉奇尔丛的不同终端分支，即中位数、乌尔纳尔、径向、轴和肌肉神经。
与中位神经暴露和隔离不同的机械损伤可以诱发。只需解剖中位数神经，就可以创建沙姆组。在粉碎组中，中位神经被压缩，使用显微外科钳15秒。
切除组的结果是切除中位神经的10毫米长段。中位数神经的近位树桩与 8 - 0 连接尼龙缝合，以防止斧弓生长。或者，可以旋转切除的段180度，并使用它作为自体神经移植。
在这种情况下，媒体神经部分的近位和近侧树桩被缝合到神经移植使用10-0尼龙缝合。物理治疗是治疗从周围神经损伤中恢复的患者的标准的一部分。有多种策略，提供术后物理治疗的老鼠，已提交中位神经损伤。
重要的是选择年轻的大鼠，并允许他们在手术前接触物理治疗仪器。这些可确保更轻松、更快地适应锻炼设置。此外，物理治疗仪器应允许大鼠有一定程度的自由度，理想情况下，使他们能够执行精细的运动与前爪。
有几种进行物理治疗的方法。例如，可以使用单个球体。把老鼠放在球体里，然后放在一个几乎没有障碍物的房间里。
让它探索半个小时的房间。每天做一次。老鼠也可以被关在单独的笼子里。
与合并的运行轮。这样，老鼠就可以锻炼，只要他们想要，只要他们想要。另一种可能性是容纳，老鼠在更大的笼子里。
使用皮革、绳索、运行轮和其他环保元素个性化笼子。这些使它们有足够的行动自由，符合它们的自然探索行为，并允许大鼠熟悉功能测试中存在的一些元素。在进行功能测试之前，请让大鼠熟悉您选择用作正强化的食物。
晚上进行试验，当大鼠自然更活跃时。从抓握测试开始。将老鼠放在网格上，用尾巴抬起它，让它抓住网格。
当大鼠能够抓住网格时， 具有类似的强度， 两个前爪。这意味着中位数神经正在发挥作用，抓握测试被认为是阳性的。如果无法用受伤的爪子抓住网格，则抓取测试被视为阴性。
对于 Pin Prick 测试，将大鼠放在平台上，等待几分钟，直到探索和主要的梳妆活动消退。当老鼠静止不动，站在前爪上时开始。在镜子的帮助下，将冯·弗雷的头发插入网状物，以戳前爪的手掌方面。
在每个前爪上重复五次，或者每次评估后等待几秒钟。得分的退出反应如下，零为无撤回响应，如果大鼠慢慢地从灯丝中删除爪子;如果大鼠快速响应刺激，并删除爪子或舔爪子，则为二。将老鼠放在梯子底部，轻轻触摸老鼠的尾巴。
一旦老鼠开始行走，启动计时器，一旦它鼻子穿过盒子入口，就停止计时器。记录时间并重复测试三次。把老鼠放在绳子底部，轻轻摸摸它的尾巴，劝它爬上去。
如果动物没有，在任务期间犹豫或停止攀爬，则认为测试有效。一旦动物开始攀爬，一旦老鼠的口声穿过平台的入口，就启动计时器。执行后给老鼠一点零食，正确完成任务，并允许它，休息几分钟，然后再重复它。
在走廊地板上放置一张图形纸。然后，抓住老鼠的尾巴，让它拿着画刷，浸在甲基蓝。放在走廊的入口处，让他走进箱子。
从走廊地板上取出图形纸，重复测试，直到获得对两个前爪的一个很好的、有代表性的印象。从获得的打印件中选择一个连续前爪打印良好的打印件，并测量以下参数。打印长度、手指张差、中间手指张开和姿态因子。
最后测量两个连续打印的第二个手指之间的距离，即步长。要执行热成像评估，请将一块双侧胶水放在海绵上。将老鼠放在它上，然后粘上前爪，如图所示。
等待一分钟，以消散处理老鼠的爪子的热交换。以 90 度和约 30 厘米距离大鼠的角度抓取相机。进行两次收购。
首先，一个全身热图，然后，近似相机到大鼠的上半身，使第二个。从获得的热图中，我们发现一个与前爪的棕榈区对应的兴趣区域。测量两爪上该区域的平均值、最小值和最高温度值，并计算温差。
要执行以下评估，请如前所述，暴露两侧的中位神经。首先将大鼠放在其背上，然后将电极放在皮肤上。大鼠大腿上的接地电极和左上肢的刺激和记录电极。
将记录电极，在Flexor数字神经下层肌肉腹部，和刺激电极，大约在中位数神经。以 10 毫伏的刺激振幅开始采集，并在 10 毫伏步长的步骤中逐渐增加采集，直到达到 2 伏。在采集过程中，注册第一个可见手指弯曲的刺激振幅。
这就是电机刺激阈值。获得复合肌肉作用潜力所需的最小刺激振幅，C.M.A.P.is神经刺激阈值。最后，选择一个.M.A.P，以响应上轴刺激，并测量以下参数，延迟，振幅和持续时间。
要执行柔性强度评估，首先通过五或六个丝缝合线环穿过每个前爪的手掌区域，并留下五厘米长。把老鼠放在它的背上。从左前爪开始，在测功机钩中钩住缝合线，然后将前爪与测功机对齐，而不会给挂钩带来太大的压力。
握住刺激电极，大约在中位神经中。将刺激振幅调整为 1.5 伏，并记录 30 秒的即时力。从获取的绘图中，分析最大值、最小值和平均值力值以及曲线下的区域。
Flexor 卡皮径向，由中位神经内侧，被双边去除，并按精度度量。关于一些代表性的结果，在抓举测试中，反应积极的大鼠比例在Sham组中最高，并且随着时间的推移，在神经移植组的大鼠中逐渐增加。针刺测试结果更高，在沙姆组相比，那些格拉夫特或切除组。
大鼠的速度在梯子运行测试中，是沙姆组最高的，比大鼠提交到中实验室病变。在较轻者中，运行梯子的时间往往会随着时间的推移而减少，以减小神经恢复的中位数。与在梯子跑步测试中观察到的情况类似，与中位神经受伤的群体相比，大鼠攀爬绳索所花的时间在Sham组中是逊比的。
在这个测试中，大鼠的速度在大鼠中增加，其中允许神经中位数恢复。如这些条形图所示，对行走大鼠的分析往往显示爪印形态的变化。这些变化往往更明显，在粉碎伤害比在段神经病变。
此图显示，热成像似乎是一个有用的工具，搜索温差，在手术后的前30天前30天。这些温差更明显，在神经伤害更重的老鼠中，如切除组的老鼠。大鼠的弯曲强度与神经恢复程度直接相关。
最接近正常时，恢复是最大的，如这些条形图比较强度，在切除和神经移植组两个爪子。关于电子造影术，可以观察到各种模式。正常的C.M.A.P.潜力，是典型的来自Sham组的老鼠。
虽然多相C.M.A.P.is与神经的可变程度病变有关，如在粉碎和神经移植组发生。在切除组，没有C.M.A.P.的波和形态的Flexor卡皮径向取决于中位神经恢复。这两个图像显示这些肌肉，在沙姆和切除组。
如本文所示，大鼠中位神经是周围神经病变和修复的方便模型。多种标准化策略可用于评估电机和感官恢复。其中许多是非侵入性的，允许日常评估。
最后，实验物理治疗设置，可以模拟临床背景下的恢复，促进对人类物种结果的考虑。
概述
本文介绍了一种在大鼠中创建各种类型的正中神经损伤并进行后续修复的协议。它还详细说明了通过非侵入性行为测试和生理测量评估功能恢复的方法。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 再生医学
- 行为评估
背景
- 正中神经对上肢功能至关重要。
- 大鼠模型有效用于研究外周神经损伤。
- 了解神经修复机制可以改善临床结果。
- 非侵入性方法对于评估恢复至关重要。
研究目的
- 建立一种可靠的方法来诱导大鼠的正中神经损伤。
- 评估不同修复技术的有效性。
- 使用行为测试评估功能恢复。
使用的方法
- 通过各种手术技术创建正中神经损伤。
- 使用物理治疗来增强术后恢复。
- 行为测试包括抓握和针刺测试以评估神经功能。
- 通过生理测量评估恢复情况。
主要结果
- 成功诱导并修复了不同类型的损伤。
- 功能恢复因干预类型而异。
- 行为测试提供了可靠的神经功能测量。
- 物理治疗显著帮助了恢复结果。
结论
- 该协议为研究神经损伤提供了宝贵的模型。
- 行为评估对于评估恢复有效。
- 需要进一步研究以优化修复技术。
常见问题
Executive Industry Relevance
This protocol establishes a rat median nerve lesion model that mirrors human upper extremity peripheral nerve injuries, enabling preclinical evaluation of regenerative therapies. By integrating standardized functional and physiological readouts, it supports target validation and mechanistic de-risking in early discovery. The model facilitates translational continuity from discovery through preclinical stages, improving predictive confidence in nerve repair strategies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in peripheral nerve regeneration pathways.
- Operational Value: Provides a reproducible lesion model for consistent target engagement assessment.
- Predictive Value: Supports biological de-risking by correlating molecular interventions with functional recovery metrics.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Delivers validated behavioral and physiological assays for quantifying nerve recovery.
- Quantitative Outputs: Generates measurable endpoints such as grip strength, withdrawal latency, and electrophysiological thresholds.
- Screening Scalability: Supports compound evaluation through standardized, repeatable functional tests.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models human upper limb peripheral nerve injury due to anatomical and functional homology.
- Translational Continuity: Bridges discovery findings to preclinical validation via consistent recovery metrics.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions based on recovery trajectories across lesion and repair groups.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum, supporting hypothesis testing, assay standardization, and data-driven progression decisions.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification and target validation through lesion induction and recovery tracking.
- Screening: Enables assay readiness via reproducible functional tests that quantify motor and sensory recovery.
- Analytics: Provides quantitative measurements including grip force, nerve conduction latency, and thermographic differentials for comparative analysis.
- Translational Research: Connects to preclinical work through recovery metrics that align with human clinical outcomes.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for evaluating multiple regenerative candidates across injury models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances target validation and reduces mechanistic ambiguity in nerve repair mechanisms.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility across laboratories and timepoints.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and reduces late-stage biological risk in regenerative programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of nerve regeneration candidates based on functional recovery profiles.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgical techniques and nerve dissection.
- Dependent on instrumentation for electrophysiology, thermography, and force measurement.
- Necessitates cross-team standardization of behavioral test administration and scoring.
- Involves adaptation considerations when translating protocols across rodent strains or injury models.
- Limited by the need for postoperative physiotherapy simulation to mirror clinical rehabilitation.
