6 oktober 2008
De controle van de extracellulaire neurotransmitter niveaus in verschillende gebieden van de hersenen van vrij bewegende dieren biedt inzichten over het verband tussen neurotransmitters en gedrag. In vivo microdialyse gekoppeld met elektrochemische detectie zorgt voor een uitstekende anatomische en chemische resolutie, en informatie over hoe basale neurotransmissie wordt aangepast door farmacologische of fysiologische manipulaties.
Hallo, ik ben Brenda Geiger van het laboratorium van Emmanuel POTOs in de afdeling Farmacologie en Experimentele Therapeutica aan de Tufts University School of Medicine. En ik ben Lauren Frank, eveneens uit hetzelfde laboratorium. Vandaag zullen we een overleefbare stereotactische operatie bij knaagdieren demonstreren.
Deze procedure omvat het instellen van de instrumenten, het voorbereiden van het dier voor de operatie en vervolgens het uitvoeren van de stereotactische chirurgie. Laten we beginnen. Stel vóór aanvang van de procedure het stereotactische instrument en alle benodigde materialen in.
Zorg ervoor dat het gebied en de instrumenten zijn gereinigd en gesteriliseerd. Bereid vervolgens het dier voor op de operatie. Ik zal de operatie van vandaag demonstreren met een 10 weken oude Sprague Dawley-rat.
We gebruiken ook drie maanden oude Spray SD rats en twee maanden oude C57BL/6J muizen, die een gespecialiseerde platformadapter vereisen. Anestheseer de rat met een IP-injectie van een cocktail bestaande uit 60 mg/kg ketamine en 10 mg/kg xylazine. Houd het dier warm met behulp van een thermostaatgestuurde warmtemat.
Nadat is vastgesteld dat het dier gesedeerd is en is gestabiliseerd op een juiste lichaamstemperatuur, kan de operatie worden uitgevoerd. Begin de operatie door de vacht van het dier met een elektrisch scheermes weg te scheren, van de oren tot net tussen de ogen. Breng jodium aan op het geschoren gebied, maar zorg ervoor dat de ogen hiertegen beschermd zijn.
Bevestig nu het dier in het stereotaxische apparaat. Plaats hiervoor eerst één oorstaaf in de gehoorgang, houd deze op zijn plaats en schuif vervolgens de andere oorstaaf erin, zodat de kop niet zijdelings kan bewegen, maar de snuit wel omhoog en omlaag kan bewegen. Zet de bek vast met de voorste bevestiging van de liniaal van het stereotaxische instrument om er zeker van te zijn dat de kop waterpas staat.
Er moet een hoek van 90 graden zijn tussen de liniaal en het midden van de schedelhuid van het dier. Zodra het dier is gepositioneerd, wordt er met een steriele scalpel een anteroposterieure incisie op de schedelhuid gemaakt. Breid de incisie uit van de lambda tot net tussen de ogen van het dier.
Gebruik hemostaten om de huid dicht te knijpen en de incisie open te houden. Droog het blootgestelde schedeloppervlak af met meerdere wattenstaafjes. Plaats vervolgens de geleidecanule op de houder.
Zoek vervolgens bgma op de schedel en positioneer de geleidecanule direct boven deze locatie. Noteer de anterieure, posterieure en laterale coördinaten vanuit bgma. Bepaal de juiste coördinaten die nodig zijn voor de plaatsing van uw probe.
Positioneer de geleidecanule met behulp van de stereotactische atlas op de juiste coördinaten door waarden bij bgma op te tellen of ervan af te trekken. Laat de geleidecanule zakken tot deze de schedel raakt en noteer vervolgens deze ventrale coördinaat. Zet op deze locatie een potloodmarkering op de schedel.
Dit is de plek waar u gaat boren. Om te beginnen met boren, verwijdert u de geleidecanule en steriliseert u uw boor.
Boor vervolgens een gat van 0,5 millimeter op het potloodmerk tot u door de breedte van de schedel bent gegaan. Controleer met de gids-canule of deze door het gat past zonder de wanden te raken. Blijf boren en controleren totdat de canule in een rechte lijn door het gat kan passeren.
Zorg ervoor dat u niet door de meninges of bloedvaten heen dringt. Zodra het gat is gemaakt, gebruikt u een steriele naald om de meninges voorzichtig door te prikken, zodat de geleidingscanule ongehinderd kan worden ingebracht. Boor vervolgens met een handboor zes gaten voor de schedelschroeven.
Twee anterieur, twee lateraal en twee posterieur ten opzichte van het canulegat. Steriliseer zes roestvrijstalen botsschroeven en plaats deze op de schedel totdat ze stevig zijn verankerd. Maak na het inbrengen van de schroeven de geleidecanule schoon met ethanol, laat deze drogen en monteer de geleider vervolgens om deze langzaam te laten zakken naar de juiste ventrale coördinaat.
De canule wordt op en neer bewogen om beschadiging van de hersenen te voorkomen. Zorg ervoor dat de zijkanten tidak raken en dat de canule perfect verticaal naar binnen gaat. Verwijder vervolgens de hemostaten.
Meng een dunne laag vloeibare tandcement en bedek de geleidingscanule, de schroeven en de rest van de schedel met een spatel met een dunne laag. Plaats vervolgens de ankerschroef mediaal en achter de posterieure schedelschroeven en houd deze op zijn plaats met een pincet. Maak een nieuwe batch cement, ditmaal dikker, en bedek de canule en de ankerschroeven volledig met voldoende cement om ze te fixeren zodra het cement dikker wordt.
Voordat het echter stolt, scheidt u de huid van de cementkap en vormt u de cementkap met de spatel om er zeker van te zijn dat deze overal glad is en de huid niet irriteert. Later wordt er meer cement toegevoegd om de geleidecanule te verstevigen en deze te verbinden met de rest van de hoofdmantel. Nadat het tandheelkundig cement volledig is opgedroogd, verwijdert u het dier uit het apparaat.
Breng vervolgens het lokale antibioticum bacitracine aan rondom de cementkap. Dien daarna een intramusculaire injectie penicilline toe, gevolgd door een subcutane injectie fysiologisch zout. Plaats het dier terug in de kooi en monitor het dier totdat het weer bij bewustzijn is.
Plaats het dier vervolgens terug in zijn kooi om bij te komen. Na het herstel wordt het dier dagelijks gemonitord tot het einde van het experiment op tekenen van infectie en een evaluatie van pijn en stress.
Dien tweemaal daags op basis van behoefte 0,1 tot 0,5 milligram per kilogram buprenorfine subcutaan toe indien het dier pijn lijkt te hebben. Daarnaast worden een lokale bacitracinebehandeling en een systemische penicillinebehandeling toegediend. Indien er postoperatieve infecties optreden of indien enige van de symptomen langer dan 12 uur na de operatie aanhouden, wordt het dier geëuthanaseerd.
We hebben zojuist aangetoond hoe u een overleefbare stereotactische operatie bij knaagdieren uitvoert. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat een steriele omgeving tijdens de operatie moet worden gehandhaafd en dat het dier na de operatie nauwlettend moet worden gemonitord om infecties te voorkomen, en dat het dier correct op de oorstaven moet worden geplaatst zodat de locatie van de geleidecanule correct is.
Dat was alles. Bedankt voor het kijken en veel succes met uw experimenten.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel bespreekt de monitoring van extracellulaire neurotransmitterspiegels bij vrij bewegende dieren, waarbij de afgifte van neurotransmitters wordt gekoppeld aan gedrag. Er wordt ingegaan op het gebruik van in vivo microdialyse en elektrochemische detectie voor een verbeterde anatomische en chemische resolutie.
Overleefbare stereotaxische chirurgie bij knaagdieren maakt de nauwkeurige implantatie van gidscannules en microdialyseprobes mogelijk voor in vivo meting van extracellulaire neurotransmittergehaltes. Deze mogelijkheid is cruciaal voor het onderzoeken van de farmacodynamiek van het centrale zenuwstelsel (CZS), ter ondersteuning van targetvalidatie en het verminderen van risico's bij mechanistische hypothesen in de ontwikkeling van geneesmiddelen voor neuropsychiatrische en neurodegeneratieve aandoeningen. Deze aanpak biedt een hoge anatomische en chemische resolutie, wat de translationele continuïteit faciliteert van vroege ontdekking tot preklinisch onderzoek.
Deze methode integreert in het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek door hypothese-gestuurde analyse van CNS-doelen en -routes in levende diermodellen mogelijk te maken.