방법 논문

일반적인 마모셋에 있는 마이크로 전극 배열의 이식을 위한 입체 외과(칼리트릭스 jacchus)

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DOI:

10.3791/60240

2019년 9월 29일

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이 논문에서

요약

이 작품은 일반적인 마모셋에서 마이크로 전극 어레이의 입체적, 신경외과 적 이식을 수행하는 프로토콜을 제시한다. 이 방법은 구체적으로 자유롭게 행동하는 동물의 전기 생리학적 기록을 가능하게 하지만 이 종의 다른 유사한 신경 외과 적 개입에 쉽게 적응할 수 있습니다 (예를 들어, 약물 투여를위한 캐뉼라 또는 뇌 자극을위한 전극).

초록

Marmosets(Callithrix jacchus)는신경 과학을 포함한 생물 의학 및 전임상 연구에서 인기를 얻고있는 작은 비 인간 영장류입니다. 계통학적으로, 이 동물은 설치류보다는 인간에게 훨씬 더 가깝습니다. 그(것)들은 또한 음성및 사회적인 상호 작용의 넓은 범위를 포함하여 복잡한 행동을 표시합니다. 여기서, 일반적인 마모셋에서 기록 전극 어레이의 이식에 대한 효과적인 입체신경외과적 수술이 기재되어 있다. 이 프로토콜은 또한 성공적으로 수술을 수행하는 데 필요한 동물 관리의 수술 전 및 사후 단계를 자세히 설명합니다. 마지막으로, 이 프로토콜은 수술 후 1주일 후에 자유롭게 행동하는 마모셋에서 국부적인 필드 전위 및 스파이크 활성 기록의 예를 보여줍니다. 전반적으로,이 방법은 깨어 자유롭게 마모셋을 행동에서 뇌 기능을 연구 할 수있는 기회를 제공합니다. 동일한 프로토콜은 다른 작은 영장류와 함께 일하는 연구원에 의해 쉽게 사용될 수 있습니다. 또한, 자극 전극, 미세 주사, 옵트로로드 또는 가이드 캐뉼라의 이식 또는 이산 조직 영역의 절제와 같은 임플란트를 필요로 하는 다른 연구를 허용하도록 용이하게 변형될 수 있습니다.

서론

일반적인마모셋(Callithrix jacchus)은신경과학을 포함한 많은 연구 분야에서 중요한 모델 유기체로 인정받고 있습니다. 이 신세계 영장류는 설치류와 다른 비인간 영장류(NHP)에 대한 중요한 상호 보완적인 동물 모델을 나타내며, 이러한 rhesus macaque. 설치류와 마찬가지로, 이 동물들은 작고 조작하기 쉬우며, 큰 NHP와 비교하여1,2,3,4를돌보고 번식하는 데 비교적 경제적이다. 더욱이, 이들 동물들은 다른 NHP1,2,3에비해 트위닝 및 높은 fecundity에 대한 성향을 가지고 있다. 마모셋이 다른 많은 영장류에 비해 또 다른 장점은 현대 분자 생물학 도구3,4,5,6,

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프로토콜

동물 실험은 실험실 동물의 관리 및 사용을 위한 건강 가이드의 국가 학회에 따라 수행되고 산토스 Dumont 연구소 윤리위원회 (프로토콜 02/2015AAS)에 의해 승인되었습니다.

1. 수술 준비

  1. 사용할 스테레오택스프레임과 호환되는 전극 홀더에 각 전극 어레이를 부착합니다.
  2. 하나의 전극 홀더를 스테레오택시 마이크로매니퓰레이터에 연결하고 하나의 마이크로와이어를 중외 좌표에 설정합니다. 필요한 경우 추가 전극 어레이 및 홀더에 대해 이 작업을 반복합니다.
    참고: 마이크로와이어 간의 상대거리가 일정하기 때문에 모든 마이크로와이어의 내식 좌표를 사용하여 전체 어레이에 대한 이식 좌표를 계산할 수 있습니다. 배열에 길이가 다른 번들이 있는 경우 가장 긴 와이어의 내외 좌표는 중외 0을 설정하는 데 가장 편리합니다.
  3. 스테레오택시 마이크로매니저에서 전극 홀더를 분리하고 적어도 2시간 동안 자외선(UV) 캐비닛에서 어셈블리(전극 홀더에 부착된 전극)를 살균합니다.
  4. 24G 바늘을 스테레오택시 프로브 홀더에 부착하고 마이크로 매니퓰레이터에 연결하고 바늘 끝에 대한 중간 좌표를 설정합니다.
    참고: 수술 전에 모든 두개두엽의 좌표는 어레이의 표적 이식 부위의 전방 후방(AP) 및 ....

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결과

본 연구의 목적은 일반적인 마모셋에서 전기 생리학적 기록을 위한 미세 전극 어레이의 이식에 대한 입체신경외과적 수술을 설명하는 것이었다. 일반적인 수술 (마취 유도에서 마취 회복까지)은 이식 된 배열의 수에 따라 약 5-7 시간 동안 지속됩니다. 여기서, 두 개의 배열은 각 뇌 반구에 하나씩 대칭적으로 이식되었다. 각 어레이에는 기저 중추골-코르티코탈라믹 회로의 여러 구조를 대상으로 7개의 번들에 배열된 32개의 스테인리스 스틸 마이크로와이어가 포함되어있지만(그림 1),전극 설계 및 표적 뇌 영역은 실험. 성공적인 수술과 수술 후 수술 후, 동물은 3-5 일 이내에 완전히 회복되어야합니다. 어레이가 제대로 접지되고 이식된 경우 성숙한 신경교암흉터가 확립되기 전에 몇 주 또는 몇 달에 걸쳐 자유롭게 행동하는 동물에서 스파이크(그림 2A) 및.......

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토론

이 작품은 마모셋 뇌에서 마이크로 전극 기록 어레이의 이식에 관여하는 절차에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 이 동일한 프로토콜은 다른 작은 영장류에서 수제 또는 시판 여부에 관계없이 전극을 이식 할 때 쉽게 사용할 수 있습니다. 또한, 그것은 쉽게 뇌 구조의 정확한 타겟팅을 필요로 하는 다른 실험 적인 끝에 대 한 적응 될 수 있다. 따라서 이 프로토콜은 가장 다양할 수 있는 측면이기 때문에 입체 좌표 및 두개골 드릴링 기법에 대해 의도적으로 모호합니다. 예를 들어, 이 수술에 사용된 어레이를 이식하기 위해 각개두개는 각 반구에 두 개의 적절한 크기의 창을 열기 위해 수행되었습니다. 그러나, 튼튼한 이식 할 때, 가이드 캐뉼라와 같은 개별 구조는이 또는 durectomy가 필요하지 않습니다. 오히려, 경막의 수준에 간단한 버 구멍은 충분합니다. 마찬가지로, 비전기 임플란트가 관련될 때 나사를 접지할 필요가 없습니다. 따라서, 외과 적 프로토콜에서 3.9 단계는 생략 될 수 있다. 대신, 치과 아크릴은 단순히 노출 된 두개골, .......

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 글

저자는 촬영 및 편집에 대한 기술 적 지원에 대한 베르나르도 루이스에게 감사드립니다. 이 작품은 산토스 두몬트 연구소 (ISD), 브라질 교육부 (MEC) 및 쿠르데나카오 드 아페르페이소아멘토 드 페소알 드 니벨 슈페리어 (CAPES)에 의해 지원되었다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Equipments
683 소형 동물 인공 호흡기Harvard Apparatus, Inc.55-0000
마취 어셈블리BRASMEDCOLIBRI
이발사 이발기MundialHC-SERIES
치과 드릴NorgenB07-201-M1KG
동종 가열 패드 및 모니터Harvard Apparatus, Inc.50-7212
마모셋 입체 프레임나리시게 과학 기기 연구실SR-6C-HT
환자 모니터 및 맥박 산소 농도계Bionet Co., LtdBM3
입체 미세 조작기나리시게 과학 기기 연구소SM-15R
수술 현미경OptoSM PLUS IBZ
Instruments
Allis 조직 집게 Sklar36-2275
Alm Retractor, 둥근 점, 4x4 이빨RhosseRH11078
각진 McPherson 집게Oftalmologiabr11301A
곡선 외과 용 가위Harvard Apparatus, Inc.72-8422
곡선 조직 집게Sklar47-1186
섬세한 해부 집게WPIWP5015
치과 드릴 비트MicrodontISO.806.314.001.524.010
Essring 조직 집게Sklar19-2460
FG 1/4 치과 드릴 비트MicrodontISO.700.314.001.006.005
Halsey 바늘 홀더WPI15926-G
Halstead 모기 집게WPI503724-12
지혈 집게, 직선Sklar17-1260
Jewler 집게Sklar66-7436
McPherson-Vannas Optathalmic microscissor, 3 mm 포인트Argos InstrumentalARGOS-4004
Pereosteal RaspatoryGolgran38-1
두피칼 손잡이Harvard Apparatus, Inc.72-8354
스크루 드라이버EurotoolSCR-830.00
Sodering IronHikari21K006
외과 가위Harvard Apparatus, Inc.72-8400
톱니집게WPI501266-G
<강력한>일회용/일회용
1 ml 멸균 주사기 26 G 바늘Descarpack7898283812785
130 cm x 140 cm 수술 필드, 사전 멸균된ProtDesc7898467276344
24G 바늘, 사전 멸균 된Descarpack7898283812846
50cm x 50cm 수술 분야, 사전 멸균Esterili-med110100236
Cotton Tipped Probes, 사전 멸균 된Jiangsu Suyun Medical Materials Co. LTD23007
Cotton tipped QutipsHigie Topp7898095296063
Electrode ArrayHome made
커프가 없는 기관내관, 내경 2.0mm, 외경 2.9mm솔리도어7898913077201
주석 도금 구리선, 직경
M1.4x3 스테인리스강 나사USMICROSCREWM14-30M-SS-P
의료용 테이프Missner7896544910102
나일론 수술용 봉합ShalonN540CTI25
스칼팔 블레이드, 사전 멸균AdvantiVe1037
솔더KesterSN63PB37
멸균 식염수 0.9%Isofarma7898361700041
멸균 수술용 장갑Maxitex7898949349051
멸균 수술 가운ProtDesc7898467281208
수술용 거즈, 15cm x 26cm 사전 멸균 Hé ika7898488470315
GelfoamPfizer
Drugs/Chemicals
0.25mg/ml 아트로핀Isofarma
10% 리도카인 스프레이Produtos Quí micos farmacê 주식회사
2.5% Enrofloxacino 수의학 항생제Chemitec0137-02
Dexametasona 수의학 항염증제MSDR06177091A-00-15
과산화수소Farmax7896902211537
IsoflouraneBioChimico7897406113068
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Riohex 2% 수술용 비누Rioquí 운모7897780209418
실버 페인트SPI 공급05002-AB
트라마돌 클로라이드 50 mg/mlUniã o Quí 운모7896006245452
리프레시 젤 (폴리아크릴산)알레르간
된 0.15mm사 7896676405644

참고문헌

  1. Okano, H., Hikishima, K., Iriki, A., Sasaki, E. The common marmoset as a novel animal model system for biomedical and neuroscience research applications. Seminars in Fetal and Neonatal Medicine. 17 (6), 336-340 (2012).
  2. Harris, R. A., et al.

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