Ten manuskrypt przedstawia protokoły chirurgicznego zadawania kontrolowanych i ostrych uszkodzeń rdzenia kręgowego regeneracyjnemu aksolotlowi (Ambystoma mexicanum).
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten manuskrypt przedstawia protokoły chirurgicznego zadawania kontrolowanych i ostrych uszkodzeń rdzenia kręgowego regeneracyjnemu aksolotlowi (Ambystoma mexicanum).
Celem tego badania jest ustanowienie ustandaryzowanego i powtarzalnego modelu regeneracyjnego uszkodzenia rdzenia kręgowego u aksolotla (Ambystoma mexicanum). Większość klinicznych urazów rdzenia kręgowego występuje jako urazy o wysokiej energii, wywołujące urazy stłuczenia. Jednak większość badań nad rdzeniem kręgowym aksolotla przeprowadzono z ostrymi urazami. W związku z tym badanie to ma na celu opracowanie bardziej istotnego klinicznie modelu regeneracyjnego. Ze względu na ich imponującą zdolność do regeneracji prawie każdej tkanki, aksolotle są szeroko stosowane jako modele w badaniach regeneracyjnych i są szeroko stosowane w badaniach nad uszkodzeniem rdzenia kręgowego (SCI). W tym protokole aksolotle są znieczulane przez zanurzenie w roztworze benzokainy. Pod mikroskopem wykonuje się nacięcie kątowe obustronnie na poziomie ogonowym do kończyn tylnych. Z tego nacięcia można wypreparować i odsłonić wyrostki kolczyste. Za pomocą kleszczy i nożyczek wykonuje się dwupoziomową laminektomię, odsłaniając rdzeń kręgowy. Konstruowane jest niestandardowe urządzenie urazowe składające się z opadającego pręta w cylindrze, a urządzenie to służy do wywoływania kontuzji rdzenia kręgowego. Nacięcia są następnie zszywane, a zwierzę dochodzi do siebie po znieczuleniu. Podejście chirurgiczne jest skuteczne w odsłanianiu rdzenia kręgowego. Mechanizm urazu może powodować urazy stłuczenia rdzenia kręgowego, co potwierdza histologia, rezonans magnetyczny i badanie neurologiczne. Wreszcie rdzeń kręgowy regeneruje się po urazie. Krytycznym etapem protokołu jest usunięcie wyrostków kolczystych bez powodowania uszkodzeń rdzenia kręgowego. Ten krok wymaga przeszkolenia, aby zapewnić bezpieczną procedurę. Co więcej, zamknięcie rany jest w dużym stopniu uzależnione od tego, czy nie spowoduje to niepotrzebnych uszkodzeń skóry podczas nacięcia. Protokół przeprowadzono w randomizowanym badaniu z udziałem 12 zwierząt.
Ogólnym celem tego badania było ustanowienie kontrolowanej i powtarzalnej metody mikrochirurgicznej do zadawania i ostrego SCI aksolotlowi (Ambystoma mexicanum), tworząc model regeneracyjnego uszkodzenia rdzenia kręgowego.
SCI to ciężki stan, który, w zależności od poziomu i zakresu, powoduje niepełnosprawność neurologiczną kończyn wraz z upośledzoną kontrolą pęcherza i jelit1,2,3. Większość SCI jest wynikiem urazów o wysokiej energii, takich jak wypadki drogowe i upadki4,5. Rany ostrymi narzędziami zdarzają się bardzo rzadko. Dlatego najczęstszym typem urazu makroskopowego są stłuczenia.
Ośrodkowy układ nerwowy (OUN) ssaków jest tkanką nieregeneracyjną, dlatego nie obserwuje się odbudowy tkanki neurologicznej po SCI6,7,8. Z drugiej strony niektóre zwierzęta mają intrygującą zdolność do regeneracji tkanek, w tym tkanki OUN. Jednym z tych zwierząt jest aksolotl. Jest szeroko stosowany w badaniach biologii regeneracyjnej i jest interesujący w regeneracji rdzenia kręgowego, ponieważ jest kręgowcem9,10,11,12.
Większość badań SCI u aksolotla jest przeprowadzana jako amputacja całego ogona lub ablacja większej części rdzenia kręgowego9,10,11,12. Niedawno opublikowano nowe badanie na temat urazów13, które lepiej naśladuje sytuacje kliniczne. Podczas gdy całkowita amputacja wyrostka u aksolotla skutkuje pełną regeneracją, niektóre zjawiska regeneracyjne nieoparte na amputacji są zależne od krytycznego defektu wielkości (CSD)14,15. Oznacza to, że urazy przekraczające próg krytyczny nie są regenerowane. Aby opracować model regeneracyjny o wyższej klinicznej wartości translacyjnej, w ramach tego badania zbadano, czy uraz o średnicy 2 mm przekroczyłby limit CSD.
Ta metoda jest istotna dla badaczy pracujących nad regeneracją rdzenia kręgowego w małych modelach zwierzęcych, zwłaszcza u aksolotlów. Co więcej, może mieć bardziej ogólne zainteresowanie, ponieważ pokazuje sposób wykorzystania standardowego sprzętu laboratoryjnego do opracowania mechanizmu urazu, który jest odpowiedni do stosowania u małych zwierząt w ogóle.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie obowiązujące przepisy instytucjonalne i rządowe dotyczące etycznego wykorzystywania zwierząt były przestrzegane podczas tego badania. Badanie zostało przeprowadzone pod numerem identyfikacyjnym zezwolenia: 2015-15-0201-0061 przez Duński Inspektorat Doświadczeń na Zwierzętach. Zwierzętami były meksykańskie aksolotle (Ambystoma mexicanum, średnia masa ciała ± choroby przenoszone drogą płciową: 12,12 g ± 1,25 g).
1. Przygotowanie
2. Znieczulenie
3. Mikrochirurgiczna laminektomia
UWAGA: Laminektomia jest wykonywana pod mikroskopem stereoskopowym.
4. Przedstawiamy uraz typu kontuzjowanego (Rysunek 2)
5. Wprowadzenie do zranienia ostrym narzędziem
UWAGA: Wykonaj te kroki po wydaniu 3.5.4.
6. Zamykanie rany pooperacyjnej
7. Powrót zwierzęcia do roztworu wolnego od znieczulenia
8. USG pooperacyjne
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Celem protokołu jest wywołanie urazu rdzenia kręgowego (SCI), który doprowadzi do paraliżu funkcji motorycznych i sensorycznych w odcinku gorszym (ogonowym) względem miejsca urazu. Ponieważ aksolotl posiada zdolność do regeneracji, przywraca on funkcje w ciągu kilku tygodni, co pozwala badaczom na analizę regeneracji ośrodkowego układu nerwowego w krótkim przedziale czasowym.
Wszystkie zwierzęta pozostawały pod narkozą przez 45 min; nie odnotowano przypadków przedwczesnego wybudzenia. Wszystki...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ponieważ ryzyko urazu rdzenia kręgowego jest znaczne, krytycznymi krokami protokołu są usunięcie wyrostków kolczystych i poszerzenie dostępu kostnego do kanału kręgowego, jeśli to konieczne. Jak wspomniano w protokole, zdecydowanie zaleca się usunięcie najpierw najbardziej czaszkowego wyrostka. Oznacza to, że bardziej ogonowe wyrostki chronią rdzeń kręgowy przed uderzeniem nożyczkami. Zaleca się, aby zapewnić wystarczający dostęp chirurgiczny, co oznacza, że nie należy wykonywać zbyt małego nacięcia pierwotnego. Ponadto,...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Michael Pedersen, Uniwersytet w Aarhus za wiedzę i czas poświęcony na opracowanie protokołów MRI i przygotowanie całego projektu. Peter Agger, Uniwersytet w Aarhus za jego wiedzę i czas poświęcony na opracowanie protokołów MRI. Steffen Ringgard, Uniwersytet w Aarhus za jego wiedzę i czas poświęcony na opracowanie protokołów MRI. Rozwój modelu SCI u aksolotla był wspierany przez The A.P. Møller Maersk Foundation, The Riisfort Foundation, The Linex Foundation i The ELRO Foundation.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 25 g niestandardowy pręt opadający | na zamówienie domowej roboty | ||
| rura PVC 30 mm | na zamówienie domowej roboty | ||
| Aceton | Sigma-Aldrich | 67-64-1 | Propanon |
| Aksolotl (Ambystoma mexicanum) | Exoterra GmbH | N/A | 12-22 cm i 10 g - 80 g, Wszystkie szczepy (dziki, melanoidowy, biały, albinos, transgeniczny biały z GFP) |
| Benzokaina | Sigma-Aldrich | 94-09-7 | 4-aminobenzoesan etylu |
| Electromaget | niestandardowa domowa Excel | ||
| 2010 | Microsoft | N/A | Excel 2010 lub nowszy |
| ImageJ | National Institutes of Health | ImageJ 1.5e lub nowszy. Rasband, W.S., ImageJ, U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/, 1997-2016. | |
| Kimwipes | |||
| Instrumenty mikrochirurgiczne | N/A | N/A | Kleszcze i nożyczki |
| MS550s | Fujifilm, Visualsonics | MS550s | 40 MHz częstotliwość środkowa, przetwornik |
| MS700 | Fujifilm, Visualsonics | MS700 | 50 MHz częstotliwość środkowa, przetwornik |
| szalka Petriego | dowolny producent | ||
| Miękka ściereczka | N/A | N/A | Dowolna miękka tkanina o wymiarach około 70 x 55 cm2 np. ściereczka do naczyń |
| Mikroskop | |||
| Vevo 2100 | Fujifilm, Visualsonics | Vevo 2100 | System ultrasonograficzny wysokiej częstotliwości |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.