2008年10月6日
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。
大家好,我是来自塔夫茨大学医学院药理学与实验治疗学系 Emmanuel POTOs 实验室的 Brenda Geiger。这位是来自同一实验室的 Lauren Frank。今天我们将演示在啮齿类动物中进行的可存活立体定向手术。
该操作包括仪器的准备、动物的术前处理以及立体定位手术的实施。现在我们开始。在开始操作之前,先设置好立体定位仪及所需的所有材料。
确保手术区域和器械已清洁并灭菌。接下来,准备动物以进行手术。我将使用一只10周龄的Sprague Dawley大鼠来演示今天的手术。
我们还使用三个月大的喷雾多利大鼠和两个月大的C57黑六J小鼠,这些动物需要使用专用的平台适配器。通过腹腔注射含有60毫克/千克的氯胺酮和10毫克/千克的赛拉嗪的混合物来麻醉大鼠。使用温控加热垫以保持动物体温。
在确认动物已镇静并维持在适当的体温后,开始进行手术。手术开始时,使用电动剃刀将动物从耳朵至两眼之间区域的毛发剃除。对剃毛区域涂抹碘伏,但需注意保护眼睛,避免接触碘伏。
现在将动物固定到立体定位仪上。首先将一个耳棒插入一侧耳道,然后固定其位置,再滑入另一侧耳棒,使头部无法左右移动,但鼻部可以上下活动。使用立体定位仪前端固定装置并借助用户标尺,确保头部处于水平位置。
尺子与动物头皮中线之间应呈90度角。将动物固定后,使用无菌手术刀在头皮上做一前后方向的切口,切口从人字缝延伸至动物两眼之间稍前方的位置。
使用止血钳夹住皮肤以保持切口张开。用数根棉签将暴露的颅骨表面擦干。接着,将导管套管安装到其固定装置上。
然后在颅骨上找到bgma位置,并将导向套管直接置于该位置上方。记录bgma的前部、后部和侧向坐标。确定放置探针所需的正确坐标。
借助立体定位图谱,通过在bgma基础上增加或减少数值,将导管套管调整至正确坐标位置。降低导管套管直至其接触颅骨,记录此时的腹侧坐标,并在颅骨相应位置用铅笔做标记。
这是您将要进行钻孔的位置。开始钻孔前,请移除导向套管并对接钻头进行消毒。
然后在铅笔标记处钻一个直径0.5毫米的孔,直至穿透颅骨的厚度。用导管套件检查,确认其可通过孔洞且不接触孔壁。持续钻孔并检查,直到导管套件能够沿直线顺利通过孔洞。
注意不要穿透脑膜或血管。打孔完成后,使用无菌针头轻轻刺破脑膜,以确保引导套管能够无障碍地插入。接下来,使用手钻钻出六个用于颅骨螺钉的孔。
在套管孔前方两个、侧方两个和后方两个位置钻孔。将六枚不锈钢颅骨螺钉进行灭菌处理,并将其旋入颅骨直至牢固固定。插入螺钉后,用乙醇清洁导向套管,待其干燥后安装并缓慢将其下降至正确的腹侧坐标位置。
通过上下移动套管以防止损伤脑组织。确保套管两侧不与周围接触,并保持完全垂直插入。然后移除止血钳。
取少量液态牙科水泥调成稀糊状,用刮刀将其均匀涂抹在引导套管、颅骨螺钉及颅骨表面,形成一层薄层。随后,将锚定螺钉置于后部颅骨螺钉内侧靠后的位置,并用镊子固定。再配制一批较稠的水泥,用量足够完全覆盖引导套管和锚定螺钉,确保水泥变稠后能牢固固定所有部件。
但在其凝固之前,用刮刀将皮肤与牙科水泥帽分离,并塑形水泥帽,确保其四周光滑,不会刺激皮肤。随后,添加更多水泥以加固导向套管,并将其与颅骨固定装置的其余部分连接。待牙科水泥完全干燥后,将动物从装置上取下。
然后将局部抗生素杆菌肽涂抹于骨水泥帽的整个周围。接着,给予肌肉注射青霉素,随后皮下注射一次生理盐水。将动物放回笼中,并持续监测直至其恢复意识。
然后将动物送回其饲养环境以恢复。恢复后,每天监测动物,直至实验结束,观察感染迹象并评估疼痛和痛苦情况。
如果动物表现出疼痛症状,可根据需要每天两次皮下注射0.1至0.5毫克/千克的丁丙诺啡。此外,需进行局部杆菌肽治疗和全身性青霉素治疗。如果出现术后感染,或任何症状在手术后持续超过12小时,应实施安乐死。
我们刚刚向您展示了如何在啮齿类动物中进行可存活的立体定向手术。在进行该操作时,重要的是要记住在手术过程中保持无菌环境,并在术后密切监测动物,以避免感染;同时需正确将动物放置在气流栏中,以确保导管套位置准确无误。
以上就是全部内容。感谢观看,祝您的实验顺利成功。
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本文讨论了在自由活动动物中监测细胞外神经递质水平,将神经递质释放与行为联系起来。重点介绍了体内微透析和电化学检测技术的应用,以提高解剖学和化学分辨率。
可在啮齿类动物中实施的可存活立体定位手术,能够精确植入导管套管和微透析探针,用于活体测定细胞外神经递质水平。该技术对于研究中枢神经系统药效动力学、支持靶点验证以及降低神经精神和神经退行性疾病药物研发中机制性假设的风险至关重要。该方法具有高解剖和化学分辨率,有助于从早期发现到临床前研究的转化连续性。
该方法通过在活体动物模型中实现对中枢神经系统靶点和通路的假设驱动型探究,融入了从发现到临床前研究的连续过程。