マウスで制御子宮裂傷の傷害
May 9th, 2013
再現性を作成するための新たな手法モデルが記載されている。この技術は、±0.01程度の精度で振動ブレードを用いて脊髄の頸部のファセット及び裂傷の固定により、脊椎安定化に基づいている。
実験の全体的な目標は、マウス脊髄の再現可能な裂傷病変を生成することです。これは、動物がルイビル傷害システム装置に配置されているときに、頸椎板を後方に露出させることによって達成されます。第2のステップとして、特別に設計された安定化装置を使用して、マウス脊椎の標的椎骨を固定します。
次に、層状弓の間の標的脊髄は、最後に亜色靭帯を取り除いた後、特定されます。深さ0.75mmの頸部背側半身部は、振動ブレードとマイクロドライバーを使用して正確に作成されます。私たちが研究室で開発した技術の主な利点は、裂傷脊髄損傷を非常に正確に製造する方法が作成されたことです。
これは、これまでに使用されてきた技術、つまりハサミやメスが、脊髄損傷の不完全で不正確な方法である問題を引き起こしたため、重要です。現在、脊髄の挫傷、脊髄が裂傷装置から離れる変位、および脊髄損傷で発生する過度の出血を回避する方法があります。この技術を使用することで、脊髄損傷の深さを視覚的に推定する方法を回避する非常に正確な方法を作成できます。
この技術を使用することで、軸索の再生や脊髄損傷の治療法の創出において本質的に重要である可能性のある裂傷モデルで使用される実験的脊髄損傷の方法に革命を起こすことができると感じています。この手順を実証するのは、当研究室の脳神経外科研究者である脳神経外科医のeing Jang氏で、この手順は、次の手術器具、2〜3対の鉗子、3組のマイクロハサミ、30ゲージ針、マイクロURS縫合糸、ニードルホルダースキンクリップ、クリップアプリケーターを滅菌することから始めます。その後、脊椎安定剤を消毒し、ケタミン、キシラジン、またはトリエタノール腹腔内投与のカクテルでマウスに麻酔をかけます。
次に、ネズミの首から毛を剃ります。ポビドンヨード溶液と70%アルコールで肌をきれいにします。次に、マウスを予温加熱パッドで手術台に移します。
角膜の乾燥を防ぐために、眼科用軟膏を目に塗ります。麻酔導入後、子宮頸部下部脊椎の皮下脂肪ペットへの後頸部正中線皮膚切開を行います。顕微鏡下で、C 2の僧帽筋の間に正中線の皮膚切開を行い、セミファイナリストの頭筋を横方向に引っ込めます。
次に、正中線筋解剖をT2棘突起に拡張し、信頼性の高いランドマークとして機能します。T2棘突起から筋肉を分離します。次に、T2棘突起の軟骨部分を取り除きます。
その後、マイクロハサミを使用して、C4からT2までの両側の層状弓から傍脊髄筋を解剖します。それは棘突起に隣接して始まり、両方の層状弓を越えてファセットジョイントまで伸びています。横方向のファセットが露出したら、マウスをマウス脊椎スタビライザーのU字型チャネルに置きます。
次に、マウススタビライザーのステンレス鋼アームを、露出したファセットの下に両側に配置します。アームが所定の位置に配置されたら、スチールアームのつまみネジを締めて、顕微鏡下で脊椎を固定します。C 5 層状弓と C 6 層状弓の間の靭帯フラムを切除して、層間腔間の下にある硬膜を露出させます。
30ゲージの針を使用して小さな耳鼻咽喉科を作成し、マイクロハサミを使用して耳鼻咽喉科を拡張します。脊髄は今、制御された裂傷病変を受ける準備ができています。この手順では、脊椎スタビライザーとマウスをルイビル傷害システム装置ステージに置き、ブレードが取り付けられ、その位置がマイクロドライバーによって制御されます。
発振器に取り付けられた2.3ミリメートルのフラットブレードで、Cの5〜6枚の薄板の間の背側HEMI切片病変を行うための3つの可動域が可能です。振動ブレードの振幅を0.5ミリメートルに設定すると、振幅が小さいと完全な臍帯裂傷の容易さが損なわれる可能性があります。次に、顕微鏡下でブレードバイブレータースイッチをオンにし、マウスの脊髄を振動ブレードの真下に置きます。
次に、マイクロドライバー制御記録でステージを揺動ブレードに向かって上昇させます。ブレードが脊髄の背静脈にほとんど触れないときのゼロ位置、脊髄裂傷の深さはゼロ位置に対して測定されます。次に、マイクロドライバーコントロールでステージ位置を上げます。
マイクロドライバーノブを360度回すと、ステージが0.25mm上昇します。したがって、0.75ミリメートルの背側半身部病変は、ブレードが脊髄を裂傷し始め、生理食塩水による灌漑で手術野を潤滑し始めるときにマイクロドライバーノブを3回すことによって作成されます。所定の深さに達したら、バイブレーターのスイッチをオフにし、マウスとクランプを支えるステージをカッティングブレードから下げます。
手術部位に生理食塩水で洗浄することにより、血液を除去します。その後、止血は通常1分以内に起こるため、綿のQチップでその部分を乾かします。最後に、マウスを脊椎スタビライザーから取り外し、ステンレス鋼で皮膚を閉じます。
ミシェルクリップ。頸椎は、この図に示すように、腕を外側のファセットの下に配置してからつまみネジをロックすることによって固定され、硬膜はC5〜6C、6〜7、およびC7〜Tのラミネートの間に露出し、骨を取り外すことなく1つ。これは、0.5、0.8、1.1、および1.4ミリメートルの深さでの4つの背側脊髄裂傷の矢状図を示しています。
彼らはこの技術を使用した高い精度を示しています。脊髄損傷の発生に内在している問題の1つは、頸椎の安定化の欠如でした。私たちのグループが開発した脊椎スタビライザーを使用して、絶対的に動かない頸椎を作成することができるようになりました。
これにより、脊髄挫傷、脊髄注射、および脊髄研究のすべての方法で脊髄への細胞移植を使用して、脊髄損傷を強化できるようになります。
概要
この記事では、マウスの頸髄腔内切断損傷の再現可能なin vivoモデルを作成する新しい技術について説明します。この方法は、脊椎固定と振動刃を用いた正確な切断を活用し、高い精度を達成します。
主要な研究要素
科学の分野
- 神経科学
- 脊髄損傷モデル
- 実験技術
背景
- 脊髄損傷の既存の方法は、不完全または不正確な損傷をもたらすことが多い。
- 過去の技術では、挫滅傷や過度の出血などの問題がありました。
- 正確なモデルは、軸索再生の研究と脊髄損傷の潜在的な治療法の研究に不可欠です。
- 脊髄損傷の作成における精度の向上が研究の進歩にとって重要です。
研究目的
- マウスの脊髄切断損傷を作成するための信頼性の高い方法を開発すること。
- 実験結果を向上させるために、脊髄損傷モデルの精度を高めること。
- 脊髄損傷の回復と治療の研究を促進すること。
使用された方法
- 特別に設計されたデバイスを使用したマウスの頸椎固定。
- 頸椎板の背面露出と脊髄の特定。
- 正確な深さ測定を伴う振動刃を用いた制御された切断。
- 術後ケアと損傷の精度の評価。
主要な結果
- この技術により、脊髄の制御された正確な切断が可能になります。
- 指定された深さでの損傷作成に高い精度を示しました。
- 従来の損傷方法に関連する合併症を減少させました。
- 実験的脊髄損傷モデルを革新する可能性があります。
結論
- この新しい技術は、脊髄損傷モデルの再現性を大幅に改善します。
- 損傷作成方法の以前の制限に対処します。
- この方法は、脊髄損傷回復メカニズムの研究を強化する可能性があります。
よくある質問
Executive Industry Relevance
This technique addresses a critical bottleneck in preclinical spinal cord injury research by enabling reproducible, precise laceration lesions in mice. By eliminating variability from manual methods, it enhances target validation and mechanistic de-risking in axon regeneration studies. The improved lesion consistency supports predictive confidence in therapeutic candidate evaluation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through consistent cervical spinal cord laceration models.
- Operational Value: Reduces biological noise from inconsistent injuries, improving target engagement assessment.
- Strategic Value: Supports predictive confidence in pathway modulation studies for neurotherapeutic candidates.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a standardized biological platform for evaluating compound effects on axonal regeneration tracts.
- Operational Value: Ensures reproducible lesion depth (±0.01 mm) for reliable compound screening readouts.
- Strategic Value: Enables scalable assay development for corticospinal, rubrospinal, and dorsal ascending tract analysis.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Creates disease-relevant spinal cord injury models without confounding contusion or hemorrhage components.
- Operational Value: Facilitates continuity from discovery through preclinical validation with standardized injury parameters.
- Strategic Value: Improves risk-adjusted advancement decisions by reducing mechanistic ambiguity in recovery studies.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing in spinal cord injury models.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of axonal regeneration pathways via precise dorsal hemi section lesions.
- Screening: Delivers quantitative, reproducible injury models enabling consistent compound evaluation across studies.
- Analytics: Generates standardized lesion depth measurements that allow cross-condition comparison and effect size calculation.
- Translational Research: Maintains disease relevance through controlled laceration without contusion, supporting biomarker alignment in recovery pathways.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable stabilization and precision laceration platform for multiple spinal cord injury research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through elimination of injury variability and contusion artifacts.
- Operational Value: Standardization and reproducibility via vertebral facet fixation and oscillating blade depth control.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions by reducing false negatives from inconsistent lesion models in axon regeneration studies.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization of neurotherapeutic candidates based on reliable preclinical efficacy data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgical techniques and spinal cord anatomy.
- Depends on specialized instrumentation including spine stabilizer, oscillating blade, and micro driver system.
- Necessitates cross-team standardization of surgical protocols for lesion reproducibility.
- Involves adaptation considerations for different mouse strains and vertebral fixation approaches.
- Limited to dorsal hemi section applications; not suitable for contusion or compression injury models.
