ラットの開腹脊髄損傷をモデル化するための低侵襲で高速な脊髄外側半断面技術
2022年3月23日
ここでは、椎弓切除術を排除するラットの開腹脊髄損傷をモデル化する新しい高速技術について説明します。側半切除は顕微鏡で見ながら行います。この技術は用途が広く、他の動物の脊髄の頸部、胸部、腰部にも使用できます。
脊髄損傷は今日でも蔓延しており、これらの損傷の理解を深め、可能な治療法を開発するための研究が必要であるため、このプロトコルは重要です。この技術は、圧迫や挫傷の損傷よりも正確で再現性が高く、椎弓切除術の損傷よりも侵襲性が低くなります。したがって、脊髄損傷のシミュレーションには、前述の手順よりも優れたオプションである可能性があります。
まず、メスの刃20を使用して、脊椎に沿った皮膚のすべての層を通して2〜2.5センチメートルの長さの切開を配置することによって手術領域を開きます。L1椎骨を中点として、この切開部を脊柱と平行に配置し、脊柱に沿って頭蓋方向とコドル方向の両方に約1センチメートル延長します。筋肉を取り巻く結合組織を切断することにより、創傷の側面を動員します。
次に、骨膜を貫通するように、脊椎に沿って2つの平行な切開を行います。切開部を両側の脊椎突起のすぐ隣に置き、胸椎13椎骨とL1椎骨の間の距離にまたがります。すべての脊椎靭帯が見えるまで、人工呼吸器の8で椎骨に付着している筋肉を解剖します。
リトラクターを配置します。次に、第13胸椎と第1腰椎の脊椎突起を取り除きます 歯科用骨鉗子を使用して、手術領域全体を視覚化します。滅菌ガーゼを使用して、必要に応じて手順全体の出血を制御します。
L1脊椎突起の残りの部分を慎重に持ち上げ、L1椎骨弓を持ち上げます。脊髄にアクセスするために靭帯を取り除きます。コドル脊椎突起をさらに上げ、切断された脊椎硬膜にアクセスできるようにします。
コドル脊椎突起を頭蓋方向に傾けて、軟膜を視覚化します。脊椎の正中線を示す後正中静脈を軟膜から探します。静脈を二等分線として使用し、静脈を温存しながらマイクロサージェリーメスを使用して切開します。
切開部を脊髄の前後径を通る横面の静脈の下に置きます。ブレードを中心線から横方向に離して半断面を実行します。前脊髄動脈を切らないように切開します。
脊髄を切断するときは、脊髄の腹側にある前脊髄動脈を温存するために、椎体に過度の圧力がかからないようにします。創傷閉鎖中は硬膜を直接閉じないでください。筋肉と脊椎突起をしっかりと縫合し、硬膜の小さな傷を間接的に閉じます。
背側結合組織層を縫合糸で閉じます。この新しい低侵襲脊髄損傷法は、椎弓切除術を使用した従来の手術アプローチよりもはるかに迅速に行われ、追加の特殊な器具を必要としません。ヘマトキシリン染色とエオシン染色を使用して、損傷部位を視覚化しました。
他の切片は、特定の神経損傷を模倣して脊髄に沿って行うことができる。また、電極や幹細胞を留置することができるため、再生も検討できます。脊髄損傷の開放創モデルを利用して、半解剖またはトランザクションのいずれかを実装するほとんどの技術は、この技術を使用して簡素化および高速化できます。
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概要
本研究では、椎弓切除術を必要としない、ラットにおける開窓式脊髄損傷モデル作製の新規かつ効率的な手法を提示します。この手法により、顕微鏡下での脊髄側方半切断の可視化が可能となり、複数の動物モデルにおける様々な脊髄領域に適用できます。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 脊髄損傷
- 動物モデルにおける外科的手法
背景
- 脊髄損傷は依然として多く発生しており、その理解と治療法の開発に向けた研究が必要です。
- 現在の手法は侵襲性が高く、再現性に欠けることが多くあります。
- この新しい手法は、従来のモデルに代わる低侵襲な選択肢を提供します。
- この技術は、異なる脊椎領域に合わせて容易に適応させることが可能です。
研究目的
- より迅速で再現性の高い脊髄損傷モデルを導入すること。
- 既存の手法と比較して、手術の精度を向上させ、侵襲性を最小限に抑えること。
- 電極や幹細胞の導入を可能にし、再生研究を促進すること。
使用された手法
- 本研究では、脊髄損傷モデルを作成するためにラットを用いた外科的プロトコルを利用した。
- 生物学的モデルには、脊髄の側方半切断を用いた。
- マルチオミクスのワークフローについての言及はなかった。
- 主要な工程には、脊髄を露出させるための精密な切開と筋肉の剥離が含まれる。
- この手順は迅速に行えるよう設計されており、特殊な器具は必要としない。
主な結果
- この新しい手法は、従来の椎弓切除術のアプローチよりも迅速で効率的であることが証明されました。
- ヘマトキシリン・エオジン染色により、損傷部位の可視化が可能となりました。
- 特定の神経損傷をシミュレートするために、脊髄の他の部位を標的にすることも可能です。
- この手法により、再生メカニズムのさらなる探究が可能になります。
結論
- 本研究は、脊髄損傷研究における有望な低侵襲モデルを確立した。
- マルチオミクス解析は採用されなかったが、本手法は再生研究におけるさまざまな応用の可能性を開くものである。
- 全体として、脊髄損傷への理解と潜在的な治療戦略を向上させるものである。
よくある質問
業界における重要性
低侵襲な脊髄損傷モデルは、トランスレーショナル神経科学および前臨床的な治療評価において極めて重要です。この迅速な側方半切術の手法は、手技のばらつきと組織外傷を低減し、より再現性と予測性の高い動物モデルを実現します。その操作効率の高さと低侵襲性は、神経再生パイプラインにおける初期段階の発見およびメカニズム解明によるリスク低減に直接的に寄与します。
バイオ医薬品研究開発における戦略的活用
初期探索およびターゲット検証
- 仮説駆動型の研究に向けた、裂傷様脊髄損傷の精密なモデリングを可能にする。
- 二次的な組織損傷や骨破片を最小限に抑えることで、交絡変数を減少させる。
- 神経外傷研究における機能的ターゲット検証の再現性と正確性を向上させる。
- 損傷部位と範囲を制御可能にすることで、メカニズム解明によるリスク低減を支援する。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 下流の再生または神経保護化合物のスクリーニングに向けた、標準化された動物モデルの作製を容易にします。
- 一貫した損傷誘導を可能にし、定量的な行動学的および組織学的評価をサポートします。
- 処置時間を短縮し、前臨床スクリーニング研究のスループットを向上させます。
- 動物への負担を最小限に抑え、倫理的および運用上のベストプラクティスに準拠します。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 幹細胞の移植や電極の配置など、再生医療的介入を評価するための疾患関連システムを提供します。
- 脊柱管の完全性を維持し、基礎研究から前臨床検証へのトランスレーショナルな連続性をサポートします。
- 特定の神経損傷の標的モデリングを可能にし、治療法開発における予測価値を高めます。
- 再現性のある損傷結果に基づいた、リスク調整済みの進展決定を可能にします。
パイプラインおよびワークフローの統合
この手法は、ターゲット検証、メカニズム研究、および脊髄損傷モデルにおけるトランスレーショナルリサーチを橋渡しし、初期の創薬探索および前臨床研究のプロセスに統合されます。
- 探索生物学：制御された損傷誘導を可能にすることで、仮説検証およびパスウェイの解明を支援する。
- スクリーニング：候補治療法の定量的な評価に向けた、再現性の高いモデルを提供する。
- 分析：異なる条件下での比較に向けた、一貫した組織学的および行動学的アウトプットを提供する。
- トランスレーショナル研究：標的を絞った介入研究を可能にすることで、再生医療のワークフローと整合させる。
- 組織的再利用：多様な神経外傷研究プログラムに幅広く適応可能なプロトコルを提供する。
運用および企業への影響
- 科学的価値： 脊髄損傷モデルにおける予測の信頼性を高め、メカニズム上の曖昧さを軽減します。
- 運用の価値： 標準化、再現性、および手順の効率性を向上させます。
- 戦略的価値： 損傷に関する混同変数を最小限に抑えることで、より適切なgo/no-go決定と資本効率を支援します。
- ポートフォリオへの影響： 神経再生および神経保護候補物質のリスク調整後の優先順位付けを可能にします。
実施上の注意点
- 顕微鏡下脊髄手術および動物ハンドリングにおける外科的専門知識が必要です。
- 標準的な実験用外科器具および視覚的な制御のための顕微鏡へのアクセスが必要です。
- 損傷誘発および術後ケアプロトコルのチーム間での標準化が求められます。
- ラットの脊髄のさまざまな部位に適応可能ですが、半切断術は椎間隙に限定されます。
- 血管損傷を避け、モデルの整合性を確保するために、慎重な手技が不可欠です。
