Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration
5 mei 2020
Dit protocol beschrijft een reproduceerbare benadering van gezichtszenuwchirurgie in het rattenmodel, inclusief beschrijvingen van verschillende induceerbare patronen van letsel.
Dit protocol kan wetenschappers helpen bij het bestuderen van resultaten na gezichtszenuwletsel en methoden om regeneratie over veel verschillende parameters te verbeteren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de rat anatomie maakt gemakkelijke toegang tot de gezichtszenuw, en de grote schaal stelt ons in staat om alle relevante letselpatronen te bestuderen. De toepassingen van deze techniek breiden zich uit tot de revalidatie van de patiënten na gezichtszenuwletsel.
Als regeneratief potentieel biedt de rat een reproduceerbaar en beknopt experimenteel model. En deze methode kan inzicht geven in chirurgische en medische therapieën voor gezichtszenuwparese of verlamming. En het is te vertalen naar andere hoofd-halsmodellen of andere perifere zenuwen.
Opereren onder een microscoop met beide handen kan een uitdaging zijn. Ik adviseer het beoefenen van het gebruik van verrekijker versie onder de microscoop voor een poging tot een gezichtszenuw dissectie. Na bevestiging van een gebrek aan respons op teensnuifje, breng zalf aan op de ogen van de rat en scheer het chirurgische gebied.
Stel een methode voor de identificatie van ratten vast en plaats een rol gaas onder de nek. Desinfecteer de blootgestelde huid met drie afwisselende chloorhexidine en 70% ethanol scrubs en plaats de rat onder een stereomicroscoop. Manipuleer het ipsilaterale oor in een voorste achterste richting om de natuurlijke vouwen van de postauriculaire huid te bepalen.
Gebruik een nummer 15 mes om een incisie van twee tot drie millimeter in de postauriculaire vouw te maken. De planning en de plaatsing van de incisie zijn de meest kritieke stappen voor het waarborgen van een betrouwbare identificatie van de gezichtszenuw terwijl het minimaliseren van de wondgrootte. Ontleden botweg door de directe onderhuidse fascia en plaats een micro-Weitlaner oprolmechanisme om de blootstelling aan het weefsel te verbeteren.
Identificeer de voorste digastric spier als het reist in een inferieure-naar-superieure richting in de richting van de invoeging langs de schedelbasis. Verspreid zachtjes door de spierbuik langs de spierinvoegpositie om de pees van de voorste digazitrische buik te onthullen. De pees zal verschijnen als een filmachtig wit proces afkomstig van de spier met een stevige invoeging op de schedelbasis.
Na identificatie van de voorste digastric spier en zijn pees, pas de Weitlaner oprolmechanisme aan de spierbuik verder in te trekken. Het blootgestelde gebied is de driedimensionale ruimte waarin de hoofdstam van de gezichtszenuw ligt. Ontleden langs de zenuw in een inferieure richting distally van de uitgang van de stylomastoid foramen.
Om een crush letsel patroon induceren, gebruik glad-surfaced juwelier tang stevig te grijpen en comprimeren van de zenuw toe te passen constante en reproduceerbare druk gedurende 30 seconden om een passende crush letsel te garanderen. Voor een eenvoudige transsectie, pak de onmiddellijke epineurium bovenlyseren van de zenuw met fijngetande tangen, en gebruik scherpe microscissors om de zenuw netjes transect op het gewenste punt met een enkele snede. Voor een zenuwspleet model, gebruik verstelbare remklauwen om de gewenste zenuwsleerlengte in te stellen om vergelijkbare verwondingspatronen tussen dieren te garanderen en de zenuw te transecteren zoals net is aangetoond.
Nadat de experimentele verwonding is afgeleverd, irrigeer de wond met steriele zoutoplossing en droog het weefsel met steriel gaas. voor het sluiten van de huidincisie volgens institutionele richtlijnen. Hier wordt live beeldvorming van de hoofdstam van de gezichtszenuw met een crush-letsel van ongeveer twee tot drie millimeter distaal getoond aan het takpunt van de eerste PES in een volwassen transgene Thy1-GFP-rat.
Beoordeling van de geleidelijke terugkeer van fluorescentie bij één, twee, drie en vier weken na de verwonding kan worden gebruikt als marker voor het monitoren van zenuwregeneratie bij deze transgene dieren. Histomorfometrische analyse kan worden gebruikt om transversale beelden van de marginale mandibulaire verdeling waardoor kwantificering van de axonale diameter, hoeveelheid puin, zenuwvezel, percentage van de zenuw, en dichtheid metingen te verkrijgen. Het is belangrijk om de plaatsing van het oprolmechanisme vaak aan te passen als dat nodig is om ervoor te zorgen dat de relevante anatomische zenuwen zichtbaar zijn bij het identificeren van de gezichtszenuw.
Na deze procedure kunnen de relevante zenuwen en spieren worden geoogst voor immunohistochemische analyse om de mate van regeneratie ten opzichte van andere experimentele groepen te beoordelen. Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg vrijgemaakt voor onderzoekers bij het bestuderen van de functionele resultaten na gezichtszenuwletsel. Specifiek, hoe het fenomeen van synkinese effect.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol beschrijft een reproduceerbare aanpak voor gezichtszenuwchirurgie in een ratmodel, met een specifieke focus op letselpatronen en regeneratieve resultaten. Het faciliteert onderzoek naar chirurgische technieken en medische therapieën voor de rehabilitatie van gezichtszenuwletsel.
Belangrijkste studieonderdelen
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Regeneratieve Geneeskunde
- Diermodellen
Achtergrond
- Het ratmodel biedt eenvoudige toegang tot de gelaatzenuw.
- Deze chirurgische techniek kan helpen bij het beoordelen van zenuwletsel en regeneratiemethoden.
- De anatomische kenmerken van de rat maken een gedetailleerde studie van verschillende letselpatronen mogelijk.
Doel van de studie
- Om therapeutische benaderingen voor facialisparese of facialisverlamming te evalueren.
- Om het begrip van regeneratie na letsel aan de nervus facialis te vergroten.
- Om een gedetailleerde chirurgische techniek te ontwikkelen die reproduceerbaar is in verschillende studies.
Gebruikte methoden
- De studie maakt gebruik van een ratmodel voor chirurgische interventie aan de gelaatszenuw.
- De belangrijkste procedures omvatten een crush-letsel en een transectie, waarbij specifieke chirurgische stappen zijn beschreven voor reproduceerbaarheid.
- Live imaging en histomorfometrische analyses worden gebruikt om regeneratie-uitkomsten te monitoren.
- Er wordt nadruk gelegd op methodische dissectie onder een microscoop, waarvoor vaardigheid en voorbereiding vereist zijn.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle visualisatie en manipulatie van de gelaatszenuw maken het mogelijk om regeneratieve processen te beoordelen.
- Fluorescentie-imaging en histomorfometrische analyse bieden kwantificeerbare maten voor het herstel van de zenuw.
- De techniek biedt belangrijke inzichten in synkinese-fenomenen na zenuwletsel.
Conclusies
- Deze studie stelt een fundamenteel protocol vast voor het analyseren van letsel en regeneratie van de nervus facialis.
- Het stelt onderzoekers in staat om functionele resultaten en therapeutische benaderingen in neurale rehabilitatie te onderzoeken.
- De methodologie vertoont significante implicaties voor bredere toepassingen in studies naar perifere zenuwen.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor directie
Het model voor aangezichtszenuwwervelletsel bij ratten biedt een reproduceerbaar platform voor het evalueren van axonale regeneratie en inhibitie, wat de validatie van targets bij de ontwikkeling van neuroregeneratieve therapieën ondersteunt. De schaalbaarheid en anatomische toegankelijkheid maken een consistente beoordeling van letselpatronen en regeneratieve responsen mogelijk, wat het preklinische risicobeheer van neurotrofe of anti-inhibitoire kandidaten faciliteert. Dit model slaat een brug tussen fundamenteel onderzoek en translationeel onderzoek door kwantificeerbare histomorfometrische en functionele read-outs te bieden die relevant zijn voor strategieën voor het herstel van de menselijke aangezichtszenuw.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt onderzoek mogelijk naar axonale inhibitiemechanismen en regeneratieve paden na gedefinieerde zenuwcrushing, transsectie of gap-letsels.
- Operationele waarde: Ondersteunt de consistente toediening van neuroactieve reagentia of cellen om target-interactie en padmodulatie te beoordelen.
- Voorspellende waarde: Histomorfometrische kwantificering van de axondale diameter, vezeldichtheid en debrisklaring biedt objectieve metrieken voor de effectiviteit van het target en mechanische risicoreductie.
Screening & assayontwikkeling
- Klaarheid van de assay: Genereert gestandaardiseerde letselmodellen die geschikt zijn voor screenings met een hoge reproduceerbaarheid van pro-regeneratieve verbindingen of inhiberende antagonisten.
- Kwantitatieve output: Live imaging van fluorescentielabelled axonen en histomorfometrische analyse maken longitudinale, kwantificeerbare tracking van regeneratie mogelijk.
- Schaalbaarheid: Het ratmodel maakt chirurgische manipulatie mogelijk over verschillende segmenten, van intracraniaal tot extratemporaal, wat een multiparametrische evaluatie ondersteunt.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Translationele Continuïteit: Vergemakkelijkt de beoordeling van functioneel herstel en het verminderen van synkinese, wat aansluit bij klinische eindpunten in de rehabilitatie van de gelaatszenuw.
- Preklinische Modellering: Maakt evaluatie mogelijk van centrale of eindorgaanmanipulaties en cellulaire therapieën in een ziekterellevant perifeer zenuwstelsel.
- Risicogebaseerde Vooruitgang: Betrouwbare overlevingspercentages en consistentie tussen soorten ondersteunen go/no-go-beslissingen voorafgaand aan translatie naar hogere diersoorten.
Integratie van Pipeline & Workflow
Het model integreert in discovery-workflows door targetvalidatie mogelijk te maken via gecontroleerde zenuwletsel, gevolgd door de ontwikkeling van assays voor compound-screening, en ondersteunt de preklinische evaluatie van regeneratieve therapieën via functionele en structurele uitkomstmaten.
- Discovery Biology: Faciliteert hypothese-testen op axonale groeiremmers en -stimulatoren via gestandaardiseerde letselparadigma's.
- Screening: Biedt reproduceerbare zenuwletselmodellen voor het beoordelen van de effecten van verbindingen op regeneratiekinetiek en -getrouwheid.
- Analytics: Histomorfometrische en fluorescentie-gebaseerde read-outs leveren kwantificeerbare gegevens voor dosis-respons- en target-engagement-analyses.
- Translationeel Onderzoek: Verbindt axonale regeneratiemetrieken aan functionele uitkomsten zoals synkinesie, wat de klinische relevantie ondersteunt.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar chirurgisch platform voor iteratieve tests over meerdere therapeutische modaliteiten en tijdspunten.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert mechanistische ambiguïteit in studies naar axonale regeneratie door middel van kwantificeerbare, reproduceerbare metrieken voor letsel en regeneratie.
- Operationele waarde: Gestandaardiseerde chirurgische technieken en postoperatieve beoordelingsprotocollen verbeteren de consistentie tussen laboratoria en de betrouwbaarheid van de gegevens.
- Strategische waarde: Informeert vroege go/no-go-beslissingen door de doelbiologie te verduidelijken en het risico op falen in latere fasen van neuroregeneratieve programma's te verkleinen.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van neuroregeneratieve kandidaten mogelijk op basis van gevalideerde targetmodulatie in een klinisch relevant model van perifere zenuwen.
Overwegingen bij implementatie
- Vereist microschirurgische expertise en bekendheid met de neuroanatomie van knaagdieren onder stereomicroscopische begeleiding.
- Afhankelijkheid van gespecialiseerde instrumenten, waaronder micro-Weitlaner retractoren, pincetten voor juweliers, microscharen en instelbare schuifmaten voor de gestandaardiseerde inductie van letsel.
- Necessiteert transgene reporterlijnen (bijv. Thy1-GFP) of immunohistochemische verwerking voor longitudinale axonale tracking en histomorfometrische analyse.
- Vereist postoperatieve zorgprotocollen om de overleving van de rat te waarborgen en storende variabelen bij de beoordeling van de regeneratie te minimaliseren.
- Beperkte genetische hanteerbaarheid in vergelijking met muismodellen kan de mechanistische dissectie via gene knockout- of overexpressiebenaderingen beperken.
