Name: 脊髄虚血再灌流のマウスモデルにおいて胸部大動脈閉塞によって再現可能対麻痺 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-03T21:55:00.000+00:00
Duration: 5 min 59 s
Description: 学ぶ脊髄虚血再灌流損傷のマウスモデル構築法。胸部大動脈閉塞により再現可能な対麻痺を誘導し、神経学的評価を行う手法を解説。高リスク大動脈手術後の麻痺予防戦略の研究に応用可能です。

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私たちは、このプロジェクトの財務支援のための研究と教育のための胸部外科の財団に感謝したいと思います。

1。術前準備と麻酔<ol><li>作業中は無菌テクニックを守ってください。すべての楽器をレイアウト。 </li><li>それは適切な温度（36.5℃）に温めることができるように前に麻酔導入に温度調節ベッドをオンにします。レーザードップラー灌流モニターの電源をオンにし、それが誘導中に起動できるように。 </li><li>誘導室でマウスを置きます。 <ol><li>慎重に誘導中にマウスの呼吸数を監視します。 </li><li>とすぐに呼吸数を視覚的に鈍化しているように、誘導室からマウスを外します。 </li><li>麻酔の妥当性を評価するために、つま先のピンチを実行します。 </li></ol></li><li>マウスが正常に麻酔をかけて、仰臥位にマウスを置きます。 </li><li>ノーズコーンに顔を挿入し、加熱テーブルにすべての四肢を固定します。 <ol><li>四肢がNO deviatiで、解剖学的位置に固定されることを保証するために特別な注意を払う1側にオン。マウスが不適切に配置されている場合、それは胸骨切開時に内胸動脈離断を回避することは困難である。 </li></ol></li><li>バリカンまたは市販の除毛クリームを使用して、正中線胸部から髪を削除し、下肢腹面を残した。 <ol><li>脱毛クリームを使用した場合、アルカリ火傷が発生する可能性があるように、より大きく30秒の場所にクリームを放置しないようにします。 </li></ol></li><li>十分な麻酔を維持するために、揮発性麻酔薬気化器濃度を滴定する。 <ol><li>予想気化画分を高流量O 2でイソフルランを用いて、1〜5％の間である。 </li><li>揮発性麻酔薬気化器の濃度が自発呼吸を維持しながら、手術刺激中に麻酔を維持するために滴定されるべきである。 </li></ol></li></ol> 2。直腸プローブレーザードップラー配置<ol><li>マウスの直腸に潤滑直腸プローブを挿入します。 OPERに所定の位置に固定しますベッドating。 </li><li> 36.5℃の目標直腸温するための加熱のベッドを調整</li><li>マウスの大腿動脈を介して小さな切開を行い、離れて皮下組織から皮膚を解剖。 </li><li>大腿動脈を介してレーザードップラープローブを挿入します。 </li><li>灌流モニターが800灌流単位より大きく登録するまで、プローブ位置を調整します。 <ol><li>所定の位置にしっかりと安全なプローブ。 適切に固定しないプローブが誤って低潅流測定を持つことができます。 </li></ol></li></ol> 3。大動脈弓/鎖骨下動脈の解剖<ol><li>胸骨切痕2cm上の皮膚切開を行い、静かに皮下組織から皮膚を解剖。 </li><li>無料の顎下腺を解剖。 <ol><li>出血が発生した場合には、穏やかな圧力は、綿棒で適用することができます。 </li><li>無血管平面に正中線を通して顎下腺を分割。 </li></ol></li><li>そっとピンセットで胸骨を持ち上げ、組み合わせのプレを使用してオッズ比は胸骨の正中線を通して1cmの正中胸骨切開を行う。 正中線からの偏差の制御が困難になります内胸動脈出血する可能性があります。 </li><li>胸骨の端にそれぞれの側に5-0後退縫合糸を配置し、横方向に動作してベッドに縫合糸を固定して胸骨を撤回。 気胸を防ぐために、あまりにも横方向に後退縫合糸を置かないでください。 </li><li>気管に沿って鈍的切開自由ストラップの筋肉を使って。左ストラップ筋曝露を改善するためにハサミで分割することができる。 </li><li>周囲の組織から胸腺を解放解剖。大血管を可視化されるまで、鈍的切開を続ける。胸膜腔に入ることを防ぐために、細心の注意を払ってください。 </li><li>大動脈弓と左鎖骨下動脈に血管クランプを置きます。 </li><li>遠位の流れを適切に中断していることを確認します。これは、灌流単位で&gt; 90％の減少として見られる。 <ol><li>デジ用の閉塞を継続4-8分間赤。 </li></ol></li><li>血管クランプを外し、胸の閉鎖前に、止血を確認してください。 </li></ol> 4。胸骨切開と皮膚の閉鎖<ol><li>マウスの左側に引き出し縫合糸を取り除く。 </li><li>右後退縫合糸で胸骨切開を閉じます。 <ol><li> （以前に置か後退ステッチを使用して）、単一の胸骨縫合糸が胸骨閉鎖に適しています。別のステッチを配置することは不要であり、気胸と出血のリスクを増大させる。 </li></ol></li><li> 5-0ステッチを実行しているとの緊密な肌。 </li></ol> 5。回収率と術後の評価<ol><li>回復ケージにマウスを転送します。ケージは、回収室の周囲温度を増加させ、環境への熱損失を低減するために加温パッド上に配置されるべきである。 </li><li>密接兆候呼吸困難や発作活動のためのマウスを監視します。機関ガイドラインに従って鎮痛を管理する。 Euthanizeマウスはすぐに発作や呼吸困難が観察されている場合。 <ol><li> CO 2チャンバー安楽死は、私たちの好ましい方法である。 CO 2が使用できない場合、頚椎脱臼も一つの選択肢です。 </li><li>完全な回復には使用される揮発性麻酔薬と集中の長さに応じて、1〜2時間で期待することができる。 </li></ol></li><li>通常のケージにマウスを返します。ケージの床の上に食べ物や水の場所に配置します。 </li><li>ロコモーション8用バッソマウスのスケールを使用して、12時間間隔で神経学的状態を評価する。 </li></ol>

<ol><li>Conrad, M. F., Ye, J. Y., Chung, T. K., Davison, J. K., Cambria, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+cord+complications+after+thoracic+aortic+surgery%3A+long-term+survival+and+functional+status+varies+with+deficit+severity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vasc.+Surg%22%5BJournal%5D)">Spinal cord complications after thoracic aortic surgery: long-term survival and functional status varies with deficit severity.</a> J. Vasc. Surg. 48, 47-53 (2008).</li>
<li>Okita, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fighting+spinal+cord+complication+during+surgery+for+thoracoabdominal+aortic+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Gen.+Thorac.+Cardiovasc.+Surg%22%5BJournal%5D)">Fighting spinal cord complication during surgery for thoracoabdominal aortic disease.</a> Gen. Thorac. Cardiovasc. Surg. 59, 79-90 (2011).</li>
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<li>Kakinohana, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+paraplegia+after+spinal+cord+ischemic+injury+requires+caspase-3+activation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Delayed paraplegia after spinal cord ischemic injury requires caspase-3 activation in mice.</a> Stroke. 42 (8), 2302-2307 (2011).</li>
<li>Wang, Z., Yang, W., Britz, G. W., Lombard, F. W., Warner, D. S., Sheng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+simplified+spinal+cord+ischemia+model+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Development of a simplified spinal cord ischemia model in mice.</a> J. Neurosci. Methods. 189, 246-251 (2010).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((model+of+ischemic+spinal+cord+injury+with+delayed+paralysis+caused+by+aortic+cross-clamping%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesiology%22%5BJournal%5D)">model of ischemic spinal cord injury with delayed paralysis caused by aortic cross-clamping.</a> Anesthesiology. 113, 880-891 (2010).</li>
<li>Kang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+systemic+hypothermia+on+a+murine+model+of+thoracic+aortic+ischemia+reperfusion%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vasc.+Surg%22%5BJournal%5D)">The effects of systemic hypothermia on a murine model of thoracic aortic ischemia reperfusion.</a> J. Vasc. Surg. 52, 435-443 (2010).</li>
<li>Li, J., Benashski, S., McCullough, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Post-stroke+hypothermia+provides+neuroprotection+through+inhibition+of+AMP-activated+protein+kinase%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Post-stroke hypothermia provides neuroprotection through inhibition of AMP-activated protein kinase.</a> J. Neurotrauma. 28 (7), 1281-1288 (2011).</li>
</ol>

著者らは、競合する経済的利益を宣言していません。

脊髄虚血再灌流への二次対麻痺はあまり理解されていない病態9の複合体の結果である。これは最も一般的に胸腹部大動脈手術後に見られますが、このような大動脈解離、外傷、塞栓現象、血管炎、および全身性低血圧10など他の傷害の様々な対麻痺になることがあります。この損傷の更なる理解を得て、この損傷を排除する将来の標的を提供するために、動物モデルが必要となっている。 この合併症を呈するいずれか即時または遅延麻痺に罹患した患者。このモデルは、他は十分に臨床的に見られる麻痺の11峰性分布を平行。適度な虚血（4分）遅れ麻痺を生産しながら、長時間の虚血（8分）即時かつ永続的な麻痺が生じた。 提示されているモデルは、文献を必要とするものに比べて利点を有するateral開胸12,13。胸骨正中切開露光は無傷胸膜腔を出て、気管挿管または胸膜腔の負圧を再確立する必要がなくなる。臨床的には、胸骨切開は横開胸よりもはるかに少ない術後疼痛に関連しており、術後の鎮痛剤の要件を減ら...

下肢麻痺が胸腹部の介入を複雑にし続けています。脊髄虚血-再灌流傷害（SCIR）として知られている損傷は、高リスク患者1の最大20％において麻痺をもたらす。このような左心バイパス、腰椎cerbrospinal流体排水溝、低体温循環停止および肋間動脈再移植などの外科的補助剤は、この合併症2の発生率が減少しているが、あまりにも多くの患者が影響を受け続けています。 臨床的には、脊髄虚血および再灌流傷害は、介入3以下麻痺即時または遅延のいずれかと見られている。しかし、この損傷の我々の理解は、機械的な細部の欠如によって窒息されています。その結果、いくつかのオプションは、それが発生した後に傷害を減衰させるために用意されています。 我々はこのようにして、小さな動物、ネズミ、脊髄虚血のモデル、および再灌流傷害を参加しているより良い、その病因を特徴づける。これまでの研究の大半は、この傷害、すなわちラット4、ウサギ5、および豚6モデルを特徴づけるために、より大きな動物モデルを使用している。しかしながら、これらは、それらのコスト、複雑さ、可変の再現性、及び、最も重要なのは、遺伝子操作のための利用可能な技術の欠如によって制限される。これらの公開の動物モデルの中で最も信頼性の高いウサギ腹部大動脈のクロスクランプが含まれます。しかし、人間の前脊髄ニューロンは、ほとんどの場合、より近位枝7から自分の血管供給を導出する。これらのモデルにおける脊髄の変数血管解剖は臨床使用に彼らの結果を移行することが困難に追加されます。 この原稿は、臨床的に関連して使用するのが簡単である胸部大動脈閉塞後、即時または遅延対麻痺のためのモデルを提示します。ミニsternoto経由大動脈弓の露出私は、低侵襲であり、最小の罹患率および死亡率を有する高度に再現性のある結果を誘発することができる。課題や技術的なニュアンスなしていないこのモデルがあるが、これらを容易に実現することができる後肢麻痺のモデルを生成するために慎重な切開および組織処理によって克服することができる。

<table><tbody><tr><td>VMS麻酔器</td><td>MDS Matrx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>イソフルラン</td><td>獣医</td><td>13985-528-60</td><td>2.0%鼻コーン&nbsp;</td></tr><tr><td>誘導室</td><td>獣医は</td><td>941444</td><td></td></tr><tr><td>加熱ベッド</td><td>Vestavia科学</td><td></td><td></td></tr><tr><td>レーザードップラーモニター</td><td>ムーア機器</td><td>を装備しますVMS-LDF1</td><td></td></tr><tr><td>5-0縫合糸、ポリエステル</td><td>Surgidac</td><td>VD-551</td><td>テーパー針</td></tr><tr><td>マイクロ解剖クリップ生物</td><td>医学研究機器</td><td>14-1030、14-1060</td><td></td></tr>外科用<tr><td>器具</td><td>細かい手術器具</td><td></td><td>鉗子、ニードルホルダー</td></tr></tbody></table>

脊髄虚血再灌流のマウスモデルにおいて胸部大動脈閉塞によって再現可能対麻痺

Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion

背景 下肢麻痺は、大動脈の介入を複雑にし続けています。根底にある病理の理解の欠如が発生したにこの傷害を減少させるための進歩を妨げてきた。現在のモデルは、胸部大動脈閉塞後再現性の下肢麻痺を示しています。 方法 成体雄性C57BL6マウスをイソフルランで麻酔した。 cervicosternal切開を通して大動脈を露出させた。胸部下行大動脈と左鎖骨下動脈を胸膜腔への進入せずに同定された。これらの動脈のスケルトン化を、4分（中等度虚血）または8分（長期の虚血）のための即時の閉鎖（偽）または閉塞が続いた。胸骨切開し、皮膚を閉じ、マウスを回復するための加温床に移した。回復後、機能分析は、48時間まで、12時間間隔で得た。 結果 偽手術を受けたマウスは、観察可能な後肢の赤字を示さなかった。 4分間の中等度の虚血を受けたマウスは、12時間で最小機能赤字は48時間で麻痺を完了するために、進行が続きました。長時間の虚血を受けたマウスは、術後の期間にどの位置においても観察可能な後肢の動きと直接麻痺を持っていた。全く観察術中や術後の死亡はなかった。 結論 即時または遅延は、マウスモデルにおいて達成することができるかどうかを再現可能な下肢麻痺。さらに、胸骨正中切開と慎重な解剖、高い生存率、および再現性を使用することによって達成することができる。

マウスは、偽手術を受けた（n = 3）または4（n = 3）で8分間の大動脈閉塞（n = 3）であった。術後マウスはバッソマウススコア（ 図1）によって等級付けした。偽手術を受けたマウスは、術後の任意の時点で観察可能な機能欠損がありませんでした。適度な虚血（4分）にかけたマウスは、48時間で麻痺を完了するために、進行性の機能低下との12時間の時点で、通常の後肢機能の近くに持っていた。長時間の虚血·グループ（8分）のマウスはいずれの回復可能な機能（図2）することなく、手術後の完全な麻痺を持っていた。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50910/50910fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50910/50910fig1.jpg" /> 図1。バッソは後肢運動機能8</s...

脊髄虚血 - 再灌流障害のメカニズムの理解の欠如は、高リスク大動脈操作次の麻痺を防止するために更なる補助剤を妨げてきた。このように、動物モデルの開発が不可欠である。この原稿は、マウスモデルにおける胸部大動脈閉塞後再現性の下肢麻痺を示しています。

Background
Lower extremity paralysis continues to complicate aortic interventions. The lack of understanding of the underlying pathology has hindered ...

本実験の全般的な目的は、マウスモデルを用いて脊髄虚血の影響を研究することです。まず、大腿動脈にレーザードップラー血流計プローブを挿入します。次に、大動脈弓および左鎖骨下動脈にアクセスするために胸骨切開を行います。次に、脊髄への動脈血流を十分に減少させるため、大動脈および鎖骨下動脈の慎重な剥離を行います。結果を得ます。Basoマウススコアに基づく術後の神経学的欠損であるchoを確認します。側胸壁切開などの他の既存の手法に対する本手法の主な利点は、胸膜腔を侵害しないことです。この手法は、脊髄の病態生理や虚血再灌流障害に関する疑問の解明に寄与し、薬理学的介入の可能性を提供します。本手法の意義は、脊髄虚血後の対麻痺を防止する治療法への応用にまで及びます。この手法は、胸腔内手術を困難にする対麻痺についての知見を提供できるだけでなく、低血圧や血管疾患など、急性脊髄虚血を引き起こす他の疾患プロセスにも適用可能です。一般的に、この手法に不慣れな者は、死亡、出血、または気胸を避けるために細心の注意が必要なため、大動脈弓の剥離に苦労します。そのため、文献に広く記載されている側胸壁切開アプローチにおいて、我々の動物モデルで死亡率が高くなるという困難に数回直面した後、本手法を考案しました。縦隔の剥離操作中に術中死亡を招く恐れがあり、極めて慎重な操作が求められるため、本手法の視覚的な実演は非常に重要です。本文のプロトコルに従ってマウスを麻酔し、十分に鎮静されていることを確認した後、胸部正中線および左下肢の腹面の除毛を行います。潤滑剤を塗布した直腸プローブをマウスの直腸に挿入し、手術台に固定します。加熱台を調整し、直腸温度の目標値を36.5 °Cに設定します。次に、大腿動脈の上に小さな切開を加え、皮膚を皮下組織から剥離します。その後、大腿動脈の上にレーザードップラープローブを挿入します。大動脈弓および鎖骨下動脈の剥離を行うために、灌流モニターの値が800灌流ユニット以上になるまでプローブの位置を調整します。胸骨切痕の上方に2 cmの皮膚切開を加え、皮膚を皮下組織から慎重に剥離します。出血が生じた場合は、顎下腺を剥離して除けます。綿棒を用いて、無血管層に軽く圧迫を加えます。ピンセットを用いて、下顎腺を正中線に沿って分ける。胸骨をそっと持ち上げ、はさみを用いて胸骨の正中線に沿って1 cmの正中胸骨切開を慎重に行う。胸骨の両端に5-0の牽引縫合糸を配置し、胸骨を外側に牽引して手術台に縫合糸で固定する。次に、鈍的剥離を用いて、気管に沿った胸骨肩甲筋を遊離させます。その後、はさみで左の胸骨肩甲筋を分割し、術野の視認性を高めます。胸腺を周囲の組織から剥離して遊離させます。大血管が視認できるまで鈍的剥離を続けます。胸腔内に進入しないよう細心の注意を払いながら、大動脈弓と左鎖骨下動脈に血管クランプを装着します。灌流ユニットの減少率が90%を超えていることを確認し、末梢への血流が適切に遮断されていることを検証します。塞栓を4～8分間継続します。時間が経過したら、血管クランプを取り外し、止血を確認してから胸骨正中切開部と皮膚を閉鎖します。まず、マウスの左側の牽引縫合糸を外すことから始めてください。右側の牽引縫合糸を用いて胸骨切開部を閉鎖し、5-0の連続縫合で皮膚を閉鎖します。マウスをヒーターパッド上のケージ内で回復させ、その後、餌と水がある通常ケージに戻します。呼吸困難の兆候がないか監視し、必要に応じて、規定のプロトコルに従って安楽死させてください。最後に、動物のモニタリングには、運動能を評価するBasoマウススケールを使用します。12時間間隔で、マウスにシャム手術または4〜8分間の大動脈閉塞術を施しました。術後、動物はここに示すBasoマウススコアリングシステムによって評価されました。このグラフは、偽手術を受けたマウスでは、術後どの時点においても観察可能な機能欠損がなかったことを示しています。中等度の虚血にさらされたマウスでは、12時間後には後肢機能がほぼ正常でしたが、その後段階的に機能が低下し、48時間までには完全な麻痺に至りました。また、長時間虚血群のマウスでは、手術後に完全な麻痺が生じ、機能の回復は見られませんでした。このビデオを視聴することで、大動脈弓を安全に解剖し、脊髄への動脈血流を適切に減少させる方法について十分に理解することができます。

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Medicine

医学

片側後肢虚血の誘発のための外科手術は、レーザードップラー血流イメージングによる虚血の確認を、示されている。...

後脚虚血症のマウスモデル

呼吸不全は、子宮頸部脊髄損傷後の死亡の主要な原因である。部分的な頚椎損傷によって誘発される呼吸不全の、再現性の定量化、および信頼性の前臨床動物モデルを持つことは、その後の呼吸器および非呼吸神経可塑性を理解するのに役立つと推定される補修戦略をテストすることができます。...

ポスト病変呼吸神経可塑性を研究するための子宮頸脊髄損傷のマウスモデル

光血栓症は、脊髄に限局性虚血を誘発する低侵襲で再現性の高い手順であり、マウスの脊髄損傷のモデルとして機能します。...

マウスの脊髄損傷のモデルとしての光血栓誘発性局所虚血

この記事では、新生児マウスで再現可能な脊髄圧迫損傷(SCI)を生成する方法について説明します。このモデルは、自発的な機能回復の根底にある適応可塑性のメカニズムを研究するための有利なプラットフォームを提供します。...

新生児マウス脊髄圧縮損傷モデル

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マウスモデルにおける下腹部大動脈クランプすることにより、再現性動脈侵食に起因けが

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脊髄虚血ラットモデルにおける大動脈閉塞後の再現性のある運動障害

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脳虚血再灌流のマウス モデルを確立して、脳卒中の病態を調査します。我々 は遠位右中大脳動脈と右総頚動脈を結紮し、10 または 40...

2 血管閉塞マウス脳虚血・再灌流モデル

このプロトコルは、脊髄損傷研究のための最小限の副次的損傷で、マウスモデルにおける安定したトランセクション型脊髄損傷の誘導のための正確なラミネクトミーを作成する方法を記述する。...

マウスにおける完全なトランセクション型脊髄損傷の誘導

脊髄微小循環は脊髄損傷において極めて重要な役割を果たす。ほとんどの方法では、微小循環を標的とした治療法の開発に不可欠な脊髄微小循環のリアルタイム評価はできません。ここでは、虚血/再灌流の大型動物モデルでレーザードップラーフローニードルプローブを用いたプロトコルを提案する。...

イシュ血症/再灌流の豚モデルにおける脊髄微小灌流のリアルタイム評価

げっ歯類の腸虚血再灌流障害(IRI)の広く使用されている外科モデルを生成する方法について説明します。この手順では、上腸間膜動脈の閉塞とそれに続く血流の回復が含まれます。このモデルは、獣医学とヒト医学の両方において、腸管IRIの閉塞性の原因を調査する研究に有用です。...

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