実験視神経の脱髄のラットモデルにおける視覚誘発電位の記録
2015年7月29日
限局性脱髄は、リゾレシチンマイクロインジェクションを使用して視神経に誘導されます。視覚誘発電位は、視覚野上に埋め込まれた頭蓋骨電極を介して記録され、in vivo の視覚経路に沿ったシグナル伝導を調べます。このプロトコルは、電極移植と視神経マイクロインジェクションの根底にある外科的手順を詳しく説明しています。
次の実験の全体的な目標は、視神経の脱髄をin vivoで監視することです。これは、最初に視覚野に微小電極を埋め込むことによって達成されます。第 2 ステップとして、lyin が視神経にマイクロ インジェクションされ、脱髄の限局性病変が誘発されます。
その後、視覚的に誘発された可能性を録音することができます。最終的に、回帰分析では、視覚的に誘発される潜在的な遅延遅延とボリュームとの間に強い線形相関があることが示されています。このビデオでは、ラットの視覚誘発電位を記録する技術を紹介します。
埋め込まれた頭蓋骨電極を使用して、マイクロインジェクション技術を使用して視神経の焦点性脱髄の技術も示します。すべての実験は、マッコーリー大学医学部の研究室で行われています。この技術は、博士課程の学生であるNitin Chichiによって実演されます 手術を開始する前に、ケタミンとマイネの腹腔内注射で12週齢以上の成体ラットに麻酔をかけます。
離脱反射がないことを確認してください。手術中に動物に戻る反射に対処するために、必要に応じて10%のケタミンを投与する準備をしてください。次に、手術部位の皮膚を剃り、次に動物をヒートパッドの上に置いて準備を完了します。
ポビドンヨードで皮膚をこすり、動物をドレープし、眼科用軟膏を塗ります。また、無菌器具を使用して無菌を維持するようにしてください。手術を開始するには、頭の正中線に縦方向の皮膚切開を行います。
次に、結合組織をクリアして、頭蓋骨を十分に露出させます。次に、マイクロハンドドリルを使用して、bgmaの7mm後ろ、正中線から3mm横の小さなバーの穴を慎重に穴に入れます。頭蓋骨を通って皮質に約0.5ミリメートルのところにスクリュー電極を埋め込みます。
次に、正中線に参照スクリュー電極を埋め込み、必要に応じてbgmaに対して3ミリメートルの吻側に埋め込みます。歯科用セメントを塗布して、ネジ電極を包み込み、固定します。最後に、皮膚を縫合して閉じます。
電極は露出したままにしておくことができるので、録音のたびに皮膚を再度開く必要はありません。次に、動物が麻酔から回復する前に、非ステロイド性抗炎症薬またはnsaid、またはオピオイド鎮痛薬を迅速に投与します。最後に、抗生物質軟膏で皮膚を治療します。
動物をウォーミングパッド付きのリカバリーケージに入れ、完全に歩行できるようになるまで常に監視します。その後、少なくとも1週間は回復させます。VEP記録を行う前に、前述のように動物を手術のために準備し、目の眼窩の上の1〜1.5センチメートルの皮膚切開を行い、細かい虹彩はさみで目
を切開します。皮下組織を開き、眼窩腔にアクセスします。次に、立体視鏡の下で、結膜と前腱のカプセルを開きます。次に、外眼筋と眼窩内涙腺を引っ込めます。
視神経の周りの視神経の約3ミリメートルを露出させるには、眼科用ブレードを使用して硬膜とくも膜の物質層を縦方向に開きます。次に、ハミルトンのシリンジに取り付けられたガラス製のマイクロピペットを、球体から2mm後方の神経に挿入します。30秒以上かけて、ライインのボーラスに染料を注入して手順を完了します。
皮膚の切開部を縫合します。感染を防ぐために抗生物質軟膏を塗布します。動物を保温パッドに移動し、回復するまで監視します。
動物に麻酔をかけ、以前と同じように皮膚を準備した後、そこの暗い部屋に移します。ホメオテーマのブランケットシステムと温度プローブを使用して、暗所で監視しながら体温を摂氏37度半以内に保ちます。動物を5〜30分間適応させます。
30分後、1%tropic IDE点眼薬で瞳孔を拡張します。次に、はさみと鉗子を使用します。頭蓋骨の上の皮膚を開き、事前に配置されたNC2ネジ電極にアクセスします。
ネジをインピーダンスメーターに接続します。次に、電極インピーダンスを5キロオーム未満に測定して維持します。次に、刺激された目の反対側の視覚野にネジを接続します。
次に、テールに針電極を挿入して地面を表面化させます。次に、キャリブレーションされたミニガンツフェルド刺激装置をまぶたの周りの皮膚に配置して、目の隔離を改善します。次に、1ヘルツで100回のフラッシュを使用し、1ヘルツでローパスフィルターとハイバンドパスを使用して光刺激を配信します。
100ヘルツでフィルタリングします。完了したら、皮膚を縫合し、麻酔から回復するために動物を保温パッドの上に保ちます。週に数回から数週間に1回に1回に繰り返す録音が可能です。
とりなして、VEP トレースは N one レイテンシに大幅な遅延があることを示しています。視神経注射後、再現性を実証するために毎日録音が行われました。脱髄の部分的な視神経病変は、ルクサールファストブルーで染色された組織切片で観察することができました。
病変の体積を測定した後、潜伏遅延と病変のサイズとの相関関係が明らかになりました。この技術は、視神経に病変を誘発し、これらの病変をVPの変化と相関させるために、焦点性脱髄のモデルとして使用できます。誘発される病変のサイズはかなり変動するため、変化を組織学的に相関させることが重要です。
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概要
この研究は、リソレシチンマイクロ注射を通じて視神経の局所的な脱髄を調査します。視覚誘発電位を記録し、in vivoで視覚経路の信号伝導を評価します。
研究の主要な構成要素
科学の分野
- 神経科学
- 電気生理学
- 神経生物学
背景
- 脱髄は神経系の信号伝導に影響を与えます。
- 視覚誘発電位は視覚経路の完全性に関する洞察を提供します。
- リソレシチンは局所的な脱髄を誘発するために使用される一般的な薬剤です。
- 脱髄の理解は神経変性疾患の治療戦略に情報を提供します。
研究の目的
- in vivoで視神経の脱髄をモニターすること。
- 視覚誘発電位に対する脱髄の影響を評価すること。
- 病変容積と視覚誘発電位の遅延との間の相関関係を確立すること。
使用された方法
- 視覚皮質上のマイクロ電極の埋め込み。
- 視神経へのリソレシチンのマイクロ注射。
- 視覚誘発電位の記録。
- 遅延と病変容積の相関関係を評価するための回帰分析。
主な結果
- 視神経での局所的な脱髄の成功的な誘発。
- 視覚誘発電位の記録が遅延を示しました。
- 遅延と病変容積の間に強い線形相関が見られました。
- この技術は、視覚処理への脱髄の影響を効果的に実証します。
結論
- この研究は、in vivoでの脱髄効果を評価するための信頼できる方法を提供します。
- 結果は、脱髄と視機能の関係の理解に貢献します。
- さらなる研究では、脱髄状態の治療介入を探ることができます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Visual evoked potential (VEP) recording in a rat model of optic nerve demyelination provides a translationally relevant platform for evaluating functional consequences of demyelination and remyelination. This approach enables quantitative, longitudinal assessment of optic nerve integrity, supporting predictive confidence in preclinical neuroprotective and remyelinating therapy development. The model directly informs early discovery and target validation for central nervous system demyelinating disorders.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to demyelination and remyelination mechanisms.
- Supports biological de-risking by correlating functional VEP changes with histological lesion size.
- Facilitates functional target validation through quantitative, reproducible readouts.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for assessing compound effects on optic nerve function.
- Delivers standardized, reproducible VEP measurements suitable for comparative studies.
- Enables longitudinal tracking of intervention efficacy within individual animals.
Translational & Preclinical Research
- Aligns functional VEP outputs with disease-relevant demyelination and remyelination processes.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation of neuroprotective strategies.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on quantitative functional endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
This model integrates from early discovery through preclinical research, bridging mechanistic studies and translational evaluation of candidate therapies.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and mechanistic de-risking by linking VEP latency changes to lesion volume.
- Screening: Provides reproducible, quantitative VEP outputs for compound evaluation.
- Analytics: Enables statistical correlation of functional and histological data to inform decision-making.
- Translational Research: Supports alignment with disease-relevant endpoints for optic nerve pathology.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable platform for diverse neuroprotective and remyelinating therapy pipelines.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in demyelination research.
- Operational Value: Standardizes functional assessment and supports reproducibility across studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency in CNS portfolio development.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of neuroprotective and remyelinating candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent surgery, electrophysiology, and histological analysis.
- Needs specialized instrumentation for VEP recording and microinjection procedures.
- Demands rigorous cross-team standardization of electrode placement and stimulation protocols.
- Adaptation may be necessary for different demyelination models or CNS regions.
- Lesion size variability necessitates histological correlation for robust interpretation.
