Name: Operacja hemisesekcji rdzenia kręgowego klatki piersiowej i ocena lokomotoryczna w otwartym polu u szczura (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-06-26T14:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 44 s
Description: Naucz się techniki hemisesekcji rdzenia kręgowego klatki piersiowej u szczura i oceny lokomotorycznej w otwartym polu. Ta metoda pozwala badać mechanizmy odzyskiwania funkcji ruchowych po urazie rdzenia kręgowego.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez Kanadyjskie Instytuty Badań nad Zdrowiem (CIHR; MOP-142288) do M.M. M.M. był wspierany przez nagrodę wynagrodzenia z Fonds de Recherche Québec Santé (FRQS), a A.R.B był wspierany przez stypendium z FRQS.

Eksperymenty opisane w tym artykule zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Kanadyjskiej Rady ds. Opieki nad Zwierzętami i zostały zatwierdzone przez komisję etyki na Université de Montréal.
1. Chirurgia hemisekcji klatki piersiowej
<ol>
	<li>Nosić odpowiedni sprzęt ochronny (rękawice, maskę i fartuch), aby utrzymać aseptyczne środowisko podczas operacji. Oczyść obszar operacyjny chusteczkami nasączonymi alkoholem i umieść sterylne obłożenia chirurgiczne na polu operacyjnym. Wysterylizuj narzędzia chirurgiczne i umieść je na polu operacyjnym.</li>
	<li>Znieczulić szczura mieszaniną izofluranu (3% indukcji, 0,5-3% konserwacji) i tlenu (1 l/min). Potwierdź odpowiednią głębokość znieczulenia chirurgicznego, sprawdzając brak szczypania palców u nóg i odruchów rogówkowych. Stale monitoruj szczura podczas całego zabiegu i dostosuj ilość podawanego środka znieczulającego zgodnie z wymaganiami, aby utrzymać głębokość znieczulenia chirurgicznego.</li>
	<li>Ogolić grzbietowy tułów między biodrem a szyją, umieścić szczura na polu operacyjnym, zdezynfekować miejsce nacięcia chusteczkami nasączonymi alkoholem i roztworem prowiodu i utrzymać temperaturę ciała na poziomie 37 °C za pomocą poduszki grzewczej sterowanej sprzężeniem zwrotnym, monitorowanej przez termometr doodbytniczy.</li>
	<li>Umieść maść okulistyczną na oczach, aby utrzymać ich nawilżenie i w razie potrzeby nakładaj ją ponownie przez cały zabieg.</li>
	<li>Wykonać skalpelem 2,5 cm nacięcie w skórze pokrywające kręgi T6−T10. Cofnij skórę i powierzchowną tkankę tłuszczową za pomocą nożyczek preparacyjnych. 
	UWAGA: Segmenty kręgów T6−T10 można zidentyfikować albo rostralnie przez delikatne badanie palpacyjne grzbietowych segmentów kręgosłupa od podstawy czaszki, zaczynając od zauważalnej wypukłości 2. kręgu piersiowego">24, lub doogonowo przez badanie palpacyjne najbardziej wysuniętego do tyłu pływającego żebra, które wywoła ruch w 13. kręgu piersiowym.</li>
	<li>Oddziel mięśnie przykręgosłupowe przyczepiające się do grzbietowej strony kręgów T7−T9 za pomocą nożyczek preparacyjnych i samozatrzymującego się retraktora. Oczyścić i oczyścić pozostałą tkankę za pomocą cienkich kleszczyków i aplikatorów z bawełnianą końcówką, aby odsłonić wyrostki kolczyste i blaszki kręgowe. 
	UWAGA: Ten i następne kroki są znacznie wspomagane przez wizualizację mikroskopową (~5−15x).</li>
	<li>Ostrożnie odetnij fasety (stawy zygapofizyjne) obustronnie na kręgach T7 i T8 za pomocą delikatnych trymerów do kości. Przeciąć grzbietową tkankę łączną między blaszkami kręgowymi T8 i T9 powierzchownie skalpelem (głębokość 1 mm), uważając, aby nie uszkodzić rdzenia podszywkowego.</li>
	<li>Usuń wyrostek kolczysty kręgu T8 za pomocą trymerów do kości. Za pomocą zakrzywionych kleszczy hemostatycznych ostrożnie zaciśniętych na wyrostku kolczystym T7, obróć ogonowy koniec blaszek T8 lekko obrotowo (~ 20 °), włóż trymery do kości pod blaszkę T8 i wykonaj cięcie linii środkowej rozciągające się wzdłuż blaszki. Kontynuuj laminektomię, powtarzając nacięcia po lewej i prawej stronie blaszki kręgowej przyśrodkowej do wyrostków poprzecznych, aby odsłonić rdzeń kręgowy. 
	UWAGA: Należy uważać, aby usunąć wszystkie fragmenty kości powstałe w wyniku laminektomii.</li>
	<li>Wlej lidokainę (2%, 0,1 ml) do odsłoniętego kanału kręgowego i usuń oponę twardą pokrywającą odcinek kręgosłupa T8 za pomocą cienkich kleszczy i nożyczek do irydektomii. Powtórz podawanie lidokainy do odsłoniętego rdzenia kręgowego i zidentyfikuj linię środkową rdzenia, wizualizując linię środkową utworzoną między wyrostkami kolczystymi rozciągającymi się między odsłoniętym kręgiem T7−T9. 
	UWAGA: Wraz z wyrostkami kolczystymi na T7 i T9, odsłonięte zwoje korzenia grzbietowego na T8 mogą być również wykorzystane do identyfikacji linii środkowej, a igła 30 G może być umieszczona w linii środkowej pępowiny, aby pomóc w późniejszej hemisekcji.</li>
	<li>Wytnij rdzeń kręgowy od linii środkowej w kierunku jednej strony za pomocą noża preparacyjnego. Uważaj, aby nie przeciąć przedniej tętnicy rdzeniowej po stronie brzusznej (nie wywieraj mocnego nacisku na trzon kręgu). Za pomocą nożyczek do irydektomii ostrożnie przeciąć pozostałą tkankę po uszkodzonej stronie rdzenia kręgowego, aby upewnić się, że ćwiartka brzuszno-boczna jest odpowiednio przecięta.</li>
	<li>Umieść sterylną gąbkę hemostatyczną nasączoną solą fizjologiczną (~6 x 2 mm) w odsłoniętej jamie powyżej rdzenia kręgowego i zszyj warstwy mięśniowe (4-0 poliglaktyna 910). Następnie zszyj skórę wokół miejsca nacięcia.</li>
	<li>Natychmiast po zabiegu należy podać odpowiednie leki przeciwbólowe (buprenorfina 0,05 mg/kg podskórnie [s.c.]), antybiotyk (enrofloksacyna, 10 mg/kg s.c.) i uzupełnić utracone płyny 5 ml roztworu Ringera z mleczanami (dootrzewnowo [i.p.])</li>.
	<li>Usuń szczura ze znieczulenia. Umieść szczura w ciepłym miejscu pod poduszką grzewczą lub lampą (~ 33 °C), aż zwierzę całkowicie się obudzi.</li>
	<li>Zapewnij dodatkową analgezję codziennie przez pierwsze 3 dni po operacji i stale monitoruj oznaki bólu, utraty wagi, nieprawidłowego oddawania moczu, infekcji, problemów z gojeniem się ran lub autofagii.</li>
</ol>
2. Procedura testowania w otwartym terenie i ocena wydajności lokomotywy
<ol>
	<li>Utrzymuj szczury codziennie przez 1 tydzień i przyzwyczajaj je do areny na dwie 5-minutowe sesje przed testem, aby zaaklimatyzować się do podnoszenia, delikatnie ze środka pnia, na otwartym polu i zapewnić wiarygodność pomiaru podczas testów.</li>
	<li>Umieść kamerę na poziomie gruntu, zwróconą w stronę okrągłej areny z pleksiglasu na otwartym polu, aby nagrywać sesje testowe do analizy offline (minimum 30-60 klatek/s).</li>
	<li>Rozpocznij nagrywanie wideo i umieść szczura na środku areny w słabych warunkach oświetleniowych, aby zachęcić do aktywności lokomotorycznej.</li>
	<li>Kontynuuj sesję testową przez 4 minuty, aby zapewnić odpowiednią ilość napadów lokomotorycznych do analizy. Podnoś i zastępuj szczury na środku areny, gdy pozostają nieruchome przez ponad 20 sekund, aby promować lokomocję.</li>
	<li>Oceń sprawność lokomotoryczną zarejestrowanej sesji testowej, wypełniając rubrykę podaną w tabeli 1 zgodnie z parametrami w poniższych podsekcjach. 
	UWAGA: Pomocne jest ocenianie każdego parametru osobno poprzez wielokrotne przeglądanie nagranej sesji testowej za pomocą oprogramowania, które pozwala na zmienną prędkość odtwarzania i analizę klatka po klatce (np. odtwarzacz multimedialny VLC).
	<ol>
		<li>W przypadku ruchów kończyn stawowych należy oceniać ruchy stawów kończyn tylnych podczas spontanicznej lokomocji oddzielnie dla kostki, kolana i biodra jako normalne (ponad połowa zakresu ruchu, przyznany wynik = 2), nieznaczne (mniej niż połowa zakresu ruchu, przyznany wynik = 1) lub nieobecne (przyznany wynik = 0).</li>
		<li>Aby utrzymać ciężar ciała, oceń zdolność mięśni prostowników kończyn tylnych do kurczenia się i podtrzymywania obciążonego ciężaru ciała, gdy kończyna leży na ziemi oddzielnie, zarówno wtedy, gdy szczur jest nieruchomy, jak również podczas aktywnej lokomocji. Przyznaj wynik 1, gdy obecne jest podparcie ciężaru, i wynik 0, gdy nie ma podparcia ciężaru. 
		UWAGA: Stacjonarne podparcie ciężaru jest uważane za niezbędne do aktywnego wspomagania ciężaru.</li>
		<li>W przypadku pozycji palca oceń położenie palców kończyn tylnych, gdy szczur jest nieruchomy i podczas lokomocji. Przyznaj wynik 2, gdy palce kończyn tylnych są wydłużone, oddalone od siebie i tonizują podczas lokomocji przez ponad 50% okresu badania (uważanego za normalny). Przyznaj wynik 1, gdy cyfry pozostają w przeważającej mierze zgięte, i wynik 0, gdy cyfry pozostają w przeważającej mierze atoniczne.</li>
		<li>W przypadku steppingu należy wypełnić ten parametr tylko wtedy, gdy szczur jest w stanie utrzymać ciężar ciała podczas stąpania. Oceń krok, oceniając orientację ułożenia łap kończyn tylnych w momencie pierwszego kontaktu i podczas oderwania od ziemi, a także płynność fazy wymachu podczas stąpania. 
		UWAGA: Istnieją 3 punkty dla tego parametru opisane w następujących podrozdziałach oddzielnie oceniające: 1) osiową orientację ułożenia łapy przy kontakcie kończyny (ustawienie grzbietowe/podeszwowe), 2) wzdłużną orientację ułożenia łapy przy pierwszym kontakcie i podczas podnoszenia (równoległą do osi ciała lub obróconą wewnętrznie/zewnętrznie) oraz 3) jakość ruchu kończyny podczas wymachu (regularny lub nieregularny).
		<ol>
			<li>W przypadku ułożenia łapy w kontakcie z kończyną, należy ocenić orientację osiową ułożenia łapy w kontakcie z kończyną jako 0, gdy ułożenie grzbietowe występuje w więcej niż 50% kroków. 
			UWAGA: Ułożenie podeszwowe jest uważane za niezbędne do oceny orientacji łapy przy kontakcie i uniesieniu (krok 2.5.4.2), ruchu wahadłowego (krok 2.5.4.3) i koordynacji kończyny przedniej i tylnej (krok 2.5.5).</li>
			<li>Za orientację łapy przy kontakcie z kończyną i uniesieniu należy przyznać wynik 2, gdy wzdłużne osie łapy i ciała są równoległe, oraz wynik 1, gdy kończyna jest obracana na zewnątrz lub wewnętrznie, oddzielnie zarówno dla kontaktu kończyny, jak i podnoszenia.</li>
			<li>Za ruch wymachu przyznaj wynik 2, gdy stawy kończyn tylnych poruszają się w harmonijny i regularny sposób podczas wymachu oraz wynik 1, gdy podczas zamachu występują gwałtowne lub spazmatyczne ruchy stawów.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>W przypadku koordynacji kończyn przednich i tylnych należy wypełnić ten parametr tylko wtedy, gdy podczas badania wystąpią 4 kolejne kroki i jeśli kończyny mogą aktywnie utrzymywać ciężar ciała. Przyznaj wynik 3, gdy koordynacja jest stała (>90% kroków), 2 jeśli jest częsta (50−90% kroków), 1 gdy jest sporadyczna (<50% kroków) lub 0, gdy jest nieobecna (0% kroków). 
		UWAGA: Koordynacja kończyna przednia - kończyna tylna jest definiowana jako regularna zmiana kroku między kończyną tylną, która jest nacinana, a kończyną przednią po tej samej stronie ciała.</li>
		<li>W przypadku pozycji ogona oceń pozycję ogona podczas lokomocji jako w górę (nad ziemią, przyznany wynik = 1) lub w dół (dotknięcie ziemi, przyznany wynik = 0). 
		UWAGA: Podwyższona pozycja ogona podczas lokomocji jest wskaźnikiem stabilności tułowia u szczura. Po półsekcji ogon jest zwykle trzymany blisko ziemi lub dotyka jej, ponieważ stabilność tułowia jest osłabiona.</li>
		<li>Dodaj indywidualne wyniki z każdego parametru, aby uzyskać sumę dla każdej kończyny tylnej wynoszącą maksymalnie 20 punktów. 
		UWAGA: Wynik 20 wskazuje na normalną sprawność lokomotoryczną. Wyniki <20 reprezentują rosnące upośledzenie ruchu, a wynik 0 oznacza paraliż kończyn.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Główną zaletą techniki hemisekcji jest selektywność i powtarzalność zmiany, co prowadzi do zmniejszenia zmienności fenotypów histologicznych i behawioralnych między zwierzętami25. Aby zapewnić jednostronne uszkodzenie na odpowiednim poziomie kręgosłupa, kluczowa jest dokładna identyfikacja zarówno właściwego segmentu kręgu, jak i linii środkowej rdzenia kręgowego. Ponieważ podczas zabiegu hemisekcji może wystąpić tendencja do obracania się rdzenia kręgowego w kierunku cięcia, korzystne może być de...

Uraz rdzenia kręgowego (SCI) wiąże się z poważnymi zaburzeniami funkcji motorycznych, czuciowych i autonomicznych. Eksperymentalne modele zwierzęce SCI są cennymi narzędziami do zrozumienia anatomicznych i fizjologicznych zdarzeń związanych z patologią SCI, do zbadania mechanizmów neuronalnych w naprawie i powrocie do zdrowia oraz do badań przesiewowych pod kątem skuteczności i bezpieczeństwa potencjalnych interwencji terapeutycznych. Szczur jest najczęściej używanym gatunkiem w badaniach nad SCI1. Modele szczurów są tanie, łatwe do odtworzenia i dostępna jest duża bateria testów behawioralnych do oceny wyników funkcjonalnych2. Pomimo pewnych różnic w położeniu przewodów, rdzeń kręgowy szczura ma ogólnie podobne funkcje sensomotoryczne z większymi ssakami, w tym naczelnymi3,4. Szczury mają również analogiczne konsekwencje fizjologiczne i behawioralne do SCI, które odnoszą się do ludzi5. Modele naczelnych i dużych zwierząt mogą zapewnić bliższe przybliżenie ludzkiego SCI6 i są niezbędne do udowodnienia bezpieczeństwa i skuteczności leczenia przed eksperymentami na ludziach, ale są rzadziej używane ze względu na względy etyczne i dobrostan zwierząt, koszty i wymogi regulacyjne7.
Modele SCI transsekcji szczurów są wykonywane przez celowe przerwanie rdzenia kręgowego z selektywnym uszkodzeniem za pomocą noża do preparacji lub nożyczek do irydektomii po laminektomii. W porównaniu z pełną transsekcją, częściowa transsekcja u szczura skutkuje mniej poważnym urazem, łatwiejszą pooperacyjną opieką nad zwierzętami, spontaniczną regeneracją lokomotoryczną i bardziej zbliżonym modelem SCI u ludzi, który jest przeważnie niekompletny z częściowym oszczędzeniem tkanki łączącej rdzeń kręgowy i struktury nadrdzeniowe8. Jednostronna hemisekcja przerywa wszystkie drogi wstępujące i zstępujące tylko po jednej stronie i powoduje wymierne i wysoce powtarzalne deficyty lokomotoryczne, co ułatwia eksplorację podstawowych mechanizmów biologicznych. Najbardziej widoczną konsekwencją funkcjonalną hemisekcji jest początkowy paraliż kończyn po tej samej stronie i poniżej poziomu zmiany ze stopniowanym spontanicznym odzyskiwaniem funkcji lokomotorycznej w ciągu kilku tygodni9,10,11,12. Model hemisekcji jest szczególnie przydatny do badania plastyczności neuronalnej uszkodzonych i resztkowych dróg i obwodów związanych z odzyskiwaniem funkcjonalnym9,11,12,13,14,15,16,17,18. W szczególności, hemisekcja wykonywana na poziomie klatki piersiowej, tj. powyżej obwodów rdzeniowych, które kontrolują lokomocję kończyn tylnych, jest szczególnie przydatna do badania zmian w kontroli lokomotorycznej. Ponieważ istnieje nieliniowa zależność między nasileniem zmian a regeneracją lokomotoryczną po SCI19, odpowiednie testy behawioralne w celu oceny wyników funkcjonalnych mają kluczowe znaczenie w modelach eksperymentalnych.
Dostępna jest obszerna bateria testów behawioralnych do oceny konkretnych aspektów funkcjonalnej regeneracji lokomotorycznej u szczura<klasa sup="xref">2,20. Wiele testów lokomotorycznych nie zapewnia wiarygodnych pomiarów na wczesnym etapie po SCI, ponieważ szczury są zbyt niepełnosprawne, aby utrzymać swoją masę ciała. Pomiar spontanicznej sprawności lokomotorycznej, który jest wrażliwy na deficyty we wczesnym okresie po urazie i nie wymaga szkolenia przedoperacyjnego ani specjalistycznego sprzętu, jest korzystny w celu monitorowania powrotu do zdrowia lokomotorycznego w odpowiednich punktach czasowych, w których należy uzupełnić specjalistyczne testy behawioralne. Wynik oceny Martineza na otwartym polu<klasa sup="xref">10, pierwotnie opracowany do oceny sprawności lokomotorycznej po SCI szyjki macicy u szczura, jest 20-punktowym wynikiem porządkowym oceniającym globalną sprawność lokomotoryczną podczas spontanicznego poruszania się po powierzchni na otwartym polu. Punktacja jest przeprowadzana oddzielnie dla każdej kończyny za pomocą rubryki, która ocenia określone parametry szeregu pomiarów lokomotorycznych, w tym ruch kończyn stawowych, podparcie ciężaru, pozycję palców, zdolności krokowe, koordynację kończyn przednich i tylnych oraz pozycję ogona. Wynik oceny pochodzi ze skali oceny Basso, Beattie and Bresnahan (BBB) przeznaczonej do oceny sprawności lokomotorycznej po stłuczeniu klatki piersiowej21. Jest przystosowany do dokładnej i wiarygodnej oceny funkcji lokomotorycznych kończyn przednich i tylnych, pozwala na niezależną ocenę różnych parametrów punktacji, które nie są zgodne z hierarchiczną punktacją BBB, i zapewnia liniowy profil odzyskiwania10. Dodatkowo, w porównaniu z BBB, wynik oceny jest czuły i wiarygodny w przypadku poważniejszych modeli urazów10,11,20,22. Wynik oceny został wykorzystany do oceny upośledzenia ruchu u szczura po szyjce macicy10,12 i thoracic9 SCI samodzielnie i w połączeniu z urazowym uszkodzeniem mózgu23.
Przedstawiamy tutaj szczegółowy protokół krok po kroku do wykonania hemisekcji klatki piersiowej SCI na poziomie kręgu T8 u samicy szczura Long-Evans oraz do oceny regeneracji lokomotorycznej kończyn tylnych na otwartym polu.

<table><tbody><tr><td>Baytril</td><td>CDMV</td><td>11242</td><td></td></tr><tr><td>nożyczki preparacyjne</td><td>World Precision Instruments</td><td>503669</td><td></td></tr><tr><td>Hydrochoride buprenorfiny</td><td>CDMV</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Obiektyw kamery</td><td>Pentax</td><td>C31204TH</td><td>12,5-75mm, f1,8, format 2/3", kamera wideo CMOS z mocowaniem C</td></tr><tr><td></td><td>Basler</td><td>acA2000-165uc</td><td>Format 2/3", 2048 x 1088 pikseli, do 165 kl./s, C-mount, USB3</td></tr><tr><td>Sprężony tlen gazowy</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aplikatory z bawełnianą końcówką</td><td>CDMV</td><td>108703</td><td></td></tr><tr><td>Delikatne trymery do kości</td><td>Fine Science Tools</td><td>16109-14</td><td></td></tr><tr><td>Nóż preparacyjny</td><td>Fine Science Tools</td><td>10055-12</td><td></td></tr><tr><td>Kleszcze Dumont</td> <td>Narzędzia</td> <td>do nauki11254-20</td><td></td></tr><tr><td>Ethicon Vicryl 4/0 Fioletowy Pleciony FS-2&nbsp; szew (J392H)</td><td>CDMV</td><td>111689</td><td></td></tr><tr><td>Poduszka grzewcza sterowana sprzężeniem zwrotnym</td><td>Harvard Apparatus</td><td>55-7020</td><td></td></tr><tr><td>Samica szczura Long-Evans</td><td>Charles River Laboratories</td><td>Kod szczepu: 006</td><td>225-250g</td></tr><tr><td>Gelfoam</td><td>CDMV</td><td>102348</td><td></td></tr><tr><td>Zakrzywione kleszcze do hemostatu</td><td>Grzywna Science Tools</td><td>13003-10</td><td></td></tr><tr><td>Sterylizator gorących kulek</td><td>Fine Science Tools</td><td>18000-45</td><td></td></tr><tr><td>Hydrożel</td><td>70-01-5022</td><td>Przezroczysty izofluoran H20</td><td></td></tr><tr><td></td><td>CDMV</td><td>118740</td><td></td></tr><tr><td>Mleczanowy roztwór Ringera</td><td>CDMV</td><td>116373</td><td></td></tr><tr><td>Lidokaina (2%)</td><td>CDMV</td><td>123684</td><td></td></tr><tr><td>Igła 30 ga</td><td>CDMV</td><td>4799</td><td></td></tr><tr><td>Teren otwarty</td><td>Niestandardowa</td><td></td><td>okrągła arena z pleksiglasu o średnicy 96 cm, wysokości ściany 40 cm</td></tr><tr><td>Maść okulistyczna</td><td>CDMV</td><td>110704</td><td></td></tr><tr><td>Komputer osobisty&nbsp;</td><td></td><td></td><td>Z łącznością USB3 do nagrywania wideo za pomocą wymienionej kamery</td></tr><tr><td>Sól fizjologiczna</td><td>CDMV</td><td>1399</td><td></td></tr><tr><td>Proviodine</td><td>CDMV</td><td>4568</td><td></td></tr><tr><td>Gryzoń Płynna dieta</td><td>Bioserv</td><td>F1268</td><td></td></tr><tr><td>Ostrze skalpala #11</td><td>CDMV</td><td>6671</td><td></td></tr><tr><td>Zwijacz samozabezpieczający</td><td>World Precision Instruments</td><td>14240</td><td></td></tr><tr><td>Nożyczki sprężynowe do irydektomii Vannas</td><td>Fine Science Tools</td><td>15002-08</td><td></td></tr><tr><td>Weterynaryjna maszyna do znieczulenia i waporyzator izofluaranowy</td><td>Dispomed</td><td>975-0510-000</td><td></td></tr><tr><td>Odtwarzacz multimedialny VLC</td><td>VideoLAN</td><td></td><td>videolan.org/vlc</td></tr></tbody></table>

operacja hemisesekcji rdzenia kręgowego klatki piersiowej i ocena lokomotoryczna w otwartym polu u szczura

Thoracic Spinal Cord Hemisection Surgery and Open-Field Locomotor Assessment in the Rat

Uraz rdzenia kręgowego (SCI) powoduje zaburzenia w funkcjach motorycznych, czuciowych i autonomicznych poniżej poziomu uszkodzenia. Eksperymentalne modele zwierzęce są cennymi narzędziami do zrozumienia mechanizmów neuronalnych zaangażowanych w regenerację lokomotoryczną po SCI oraz do projektowania terapii dla populacji klinicznych. Istnieje kilka eksperymentalnych modeli SCI, w tym urazów stłuczenia, kompresji i przecięcia, które są stosowane u wielu różnych gatunków. Hemisekcja polega na jednostronnym przecięciu rdzenia kręgowego i przerywa wszystkie drogi wstępujące i zstępujące tylko po jednej stronie. Hemisekcja kręgosłupa powoduje wysoce selektywny i powtarzalny uraz w porównaniu z technikami stłuczenia lub kompresji, co jest przydatne do badania plastyczności neuronalnej w oszczędzonych i uszkodzonych szlakach związanych z powrotem do sprawności. Przedstawiamy szczegółowy protokół krok po kroku wykonywania hemisekcji klatki piersiowej na poziomie kręgów T8 u szczura, który powoduje początkowy paraliż kończyny tylnej po stronie zmiany ze stopniowanym spontanicznym odzyskiwaniem funkcji lokomotorycznej w ciągu kilku tygodni. Zapewniamy również protokół punktacji lokomotorycznej do oceny sprawności funkcjonalnej na otwartym polu. Ocena lokomotoryczna zapewnia liniowy profil rekonwalescencji i może być wykonywana zarówno wcześnie, jak i wielokrotnie po urazie, w celu dokładnego zbadania zwierząt pod kątem odpowiednich punktów czasowych, w których można przeprowadzić bardziej specjalistyczne testy behawioralne. Przedstawiona technika hemisekcji może być łatwo dostosowana do innych modeli i gatunków transsekcji, a ocena lokomotoryczna może być stosowana w różnych modelach SCI i innych modelach urazów w celu oceny funkcji lokomotorycznych.

Za pomocą techniki hemisekcji można wygenerować powtarzalne zmiany o wysokim stopniu spójności. Aby ocenić i porównać wielkość zmian między grupami eksperymentalnymi, maksymalny obszar zmiany jako procent całkowitego przekroju rdzenia kręgowego można łatwo obliczyć na podstawie barwienia histologicznego przekrojów rdzenia kręgowego. Rysunek 1 przedstawia reprezentatywną zmianę w lewej połowie rdzenia oraz nałożenie proporcji maksymalnego obszaru zmiany wspólnego dla szczurów ze średnią wielk...

Hemisekcja kręgosłupa piersiowego u szczurów jest cennym i powtarzalnym modelem jednostronnego uszkodzenia rdzenia kręgowego do badania neuronalnych mechanizmów regeneracji lokomotorycznej i skuteczności leczenia. Ten artykuł zawiera szczegółowy przewodnik krok po kroku, jak wykonać zabieg hemisekcji i ocenić sprawność lokomotoryczną na arenie na otwartym boisku.

Operacja hemisesekcji rdzenia kręgowego klatki piersiowej i ocena lokomotoryczna w otwartym polu u szczura

Spinal cord injury (SCI) causes disturbances in motor, sensory, and autonomic function below the level of the lesion. Experimental animal models are ...

Hemisekcja kręgosłupa powoduje wymierne i idealnie powtarzalne deficyty lokomotoryczne, które można uchwycić za pomocą opracowanej przez nas skali lokomotywy. Główną zaletą tej techniki jest selektywność i odtwarzalność zmiany, co prowadzi do zmniejszenia zmienności fenotypów behawioralnych między zwierzętami. Po potwierdzeniu braku reakcji na uszczypnięcie palca u znieczulonego dorosłego szczura, wykonaj 2,5-centymetrowe nacięcie w ogolonej skórze pokrywającej kręgi od T-6 do T-10 i użyj nożyczek, aby cofnąć skórę i powierzchowną tkankę tłuszczową.Użyj nożyczek preparacyjnych i samozatrzymującego się retraktora, aby oddzielić mięśnie przykręgosłupowe, wprowadzając je na grzbietowej stronie kręgów od T-7 do T-9 i użyj cienkich kleszczyków i aplikatorów z bawełnianą końcówką, aby oczyścić i oczyścić pozostałą tkankę, aby odsłonić wyrostki kolczyste i blaszkę kręgową. Umieść dawkę pod mikroskopem stereoskopowym i użyj delikatnych trymerów do kości, aby ostrożnie przyciąć fasetki obustronnie na kręgach T-7 i T-8. Użyj skalpela, aby wykonać jednomilimetrowe powierzchowne nacięcie w grzbietowej tkance łącznej między blaszkami kręgowymi T-8 i T-9, uważając, aby nie uszkodzić leżącego poniżej rdzenia i użyj trymerów do kości, aby usunąć wyrostek kolczysty kręgu T-8.Za pomocą zakrzywionych kleszczy hemostatycznych ostrożnie zaciśniętych na wyrostku kolczystym T-7, obróć ogonowy koniec blaszek T-8 lekko obrócić o około 20 stopni i włóż trymery kostne pod blaszkę T-8. Wykonaj cięcie w linii środkowej rozciągające się wzdłuż blaszki, kontynuując laminektomię, powtarzając nacięcia po lewej i prawej stronie blaszki kręgowej przyśrodkowej do wyrostków poprzecznych, aby odsłonić rdzeń kręgowy. Wlej 100 mikrolitrów 2% lidokainy do odsłoniętego kanału kręgowego i użyj cienkich kleszczy i nożyczek do irydektomii, aby usunąć oponę twardą pokrywającą odcinek kręgosłupa T-8.Powtórz podawanie lidokainy do odsłoniętego rdzenia i zidentyfikuj linię środkową sznura, wizualizując linię środkową utworzoną między wyrostkami kolczystymi rozciągającymi się między odsłoniętym kręgiem T-7 do T-9. Używając cienkich kleszczy do stabilizacji rdzenia kręgowego, użyj noża preparacyjnego, aby wyciąć rdzeń kręgowy od linii środkowej w kierunku jednej strony zwierzęcia, uważając, aby nie przeciąć przedniej tętnicy rdzeniowej po stronie brzusznej. Za pomocą nożyczek do irydektomii ostrożnie przeciąć pozostałą tkankę po stronie zmiany chorobowej rdzenia kręgowego, aby upewnić się, że ćwiartka brzuszno-boczna jest odpowiednio przecięta i umieścić sterylną, około sześć na dwa milimetry nasączoną solą fizjologiczną gąbkę hemostatyczną w odsłoniętej jamie nad rdzeniem kręgowym.Następnie użyj szwów 4-O polyglactin 910, aby zamknąć warstwy mięśni i skórę wokół miejsca nacięcia i umieść szczura w ciepłym środowisku pod lampą grzewczą z monitorowaniem aż do pełnego wyzdrowienia. W odpowiednim eksperymentalnym punkcie czasowym do testów behawioralnych, po tym, jak szczury przyzwyczaiły się do areny, rozpocznij nagrywanie wideo i umieść szczura na środku areny, w słabych warunkach oświetleniowych, aby zachęcić do aktywności lokomotorycznej. Pozwól szczurowi na eksplorację przez co najmniej cztery minuty, przesuwając szczura z powrotem na środek areny, gdy pozostaje nieruchomy przez ponad 20 sekund, aby promować lokomocję.Następnie oceń wydajność lokomotoryczną nagranej sesji testowej. W przypadku ruchów kończyn stawowych należy oceniać ruchy stawów kończyn tylnych podczas spontanicznej lokomocji oddzielnie dla kostki, kolana i biodra, jako normalne, niewielkie lub nieobecne. Aby utrzymać ciężar ciała, oceń zdolność mięśni prostowników kończyn tylnych do kurczenia się i podtrzymywania obciążonego ciężaru ciała, gdy kończyna leży na ziemi, gdy szczur jest nieruchomy, a także podczas aktywnej lokomocji.W przypadku pozycji palca oceń położenie palców kończyn tylnych, gdy szczur jest nieruchomy i podczas lokomocji. Parametr kroku należy wypełnić tylko wtedy, gdy szczur jest w stanie utrzymać swój ciężar ciała podczas stąpania, oceniając orientację ułożenia łap kończyn tylnych w momencie pierwszego kontaktu i przy oderwaniu od ziemi, a także płynność fazy wymachu podczas stąpania. Parametr koordynacji kończyn przednich/tylnych należy wypełnić tylko wtedy, gdy podczas badania wystąpią cztery następujące po sobie kroki i jeśli kończyny mogą aktywnie utrzymywać ciężar ciała.Oceń pozycję ogona podczas lokomocji jako w górę lub w dół. Następnie dodaj indywidualne wyniki z każdego parametru, aby uzyskać sumę dla każdej kończyny tylnej do maksymalnej liczby 20 punktów. Aby ocenić i porównać rozmiary zmian między grupami eksperymentalnymi, maksymalny obszar zmiany jako procent całkowitego przekroju poprzecznego rdzenia kręgowego można łatwo obliczyć za pomocą barwienia histologicznego odcinków rdzenia kręgowego.Na przykład ta reprezentatywna zmiana lewego półpasma z nałożeniem proporcji maksymalnej powierzchni zmiany wspólnej dla szczurów wykazała średnią wielkość zmiany wynoszącą około 47% powierzchni przekroju poprzecznego. Te reprezentatywne zmiany w sprawności ruchowej w stanie nienaruszonym w ciągu pierwszych pięciu tygodni po półsekcji lewej strony wskazują na znaczne upośledzenie lokomocji w lewej kończynie tylnej zwierzęcia w ciągu pierwszych trzech tygodni po operacji. Poprawę poziomu lokomocji obserwuje się w prawej kończynie tylnej po dwóch tygodniach od zabiegu.Najważniejszą rzeczą, o której należy pamiętać, jest to, że dokładna identyfikacja linii środkowej kręgosłupa do hemisekcji oraz właściwa pooperacyjna opieka i monitorowanie zwierząt są niezbędne do udanego protokołu. Ta ocena behawioralna stanowi idealny protokół do badań przesiewowych pod kątem wskaźników górnego miąższowo-rdzeniowego w celu uzupełnienia specjalistycznymi testami w celu rozwiązania konkretnego pytania dotyczącego regeneracji lokomotorycznej.

thoracic-spinal-cord-hemisection-surgery-open-field-locomotor

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Przeprowadzono podłużną analizę ubytku kostnego w kościach udowych i piszczelowych u dorosłych myszy po urazie rdzenia kręgowego, wykorzystując sekwencyjne skanowanie rentgenowskie w niskiej dawce. Ubytek kostny w obrębie kości piszczelowych stwierdzono przez cały okres trwania badania, natomiast ubytek w kości udowej wykryto dopiero 40 dni po urazie.

Podłużna ocena utraty masy kostnej kończyn tylnych myszy po urazie rdzenia kręgowego z wykorzystaniem nowej metodologii in vivo

Ten film przedstawia procedurę chirurgiczną wykonywania hemisekcji rdzenia kręgowego w klatce piersiowej u szczurów. Przedstawiono w nim kroki mające na celu odsłonięcie segmentu rdzenia kręgowego T8, wykonanie hemisekcji w celu przerwania dróg nerwowych po jednej stronie i zapewnienie opieki pooperacyjnej.

Wykonywanie operacji hemisesekcji rdzenia kręgowego w klatce piersiowej u szczurów

Poważne urazy rdzenia kręgowego często skutkują wadami tkanek. Opisano dwie możliwości skutecznego wypełnienia takich luk w celu promowania adaptacji tkanek, reakcji regeneracyjnych i poprawy funkcjonalnej u szczurów poprzez wszczepienie mechanicznego systemu mikrołączników po ostrym urazie i pięć tygodni po całkowitym przecięciu rdzenia kręgowego.

Eksperymentalne strategie wypełniania dużych luk tkankowych w uszkodzonym rdzeniu kręgowym po ostrym i przewlekłym uszkodzeniu

Tutaj prezentujemy kombinację laserowego obrazowania perfuzji dopplerowskiej (LDPI) i laserowego monitorowania perfuzji dopplerowskiej (LDPM) do pomiaru lokalnych przepływów krwi w rdzeniu kręgowym i nasycenia tlenem (SO2), a także ustandaryzowaną procedurę wprowadzania urazu rdzenia kręgowego u szczura.

Wykorzystanie laserowego obrazowania dopplerowskiego i monitorowania do analizy mikrokrążenia rdzenia kręgowego u szczurów

Tutaj opisujemy procedury chirurgiczne mające na celu uzyskanie niezawodnej bocznej hemisekcji rdzenia kręgowego (HX) na 9 poziomie klatki piersiowej u dorosłych szczurów oraz oceny neurobehawioralne przeznaczone do wykrywania asymetrycznych deficytów po takim jednostronnym urazie.

Hemisekcja boczna rdzenia kręgowego i asymetryczna ocena zachowania u dorosłych szczurów

Ten protokół demonstruje nasz model treningu na bieżni lokomotorycznej opartego na aktywności dla szczurów z uszkodzeniem rdzenia kręgowego (SCI). Obejmuje to zarówno grupy czworonożne, jak i tylko kończyny przednie, a także dwa odrębne typy niewyszkolonych grup kontrolnych. Badacze są w stanie ocenić efekty treningu na szczurach SCI przy użyciu tego protokołu.

Trening oparty na aktywności na bieżni ze szczurami Wistar z uszkodzonym rdzeniem kręgowym

Ten protokół opisuje, jak stworzyć precyzyjną laminektomię do indukcji stabilnego uszkodzenia rdzenia kręgowego typu transsection w modelu mysim, z minimalnymi szkodami ubocznymi dla badań nad uszkodzeniem rdzenia kręgowego.

Indukcja całkowitego uszkodzenia rdzenia kręgowego typu transsection u myszy

Zautomatyzowana analiza chodu jest możliwym narzędziem do oceny funkcjonalnego powrotu do zdrowia w modelach gryzoni z uszkodzeniem nerwów obwodowych i uszkodzeniem rdzenia kręgowego. Chociaż wymaga to tylko jednego zestawu do oceny funkcji lokomotorycznych w różnych modelach eksperymentalnych, bardzo ważne jest skrupulatne dostosowanie i szkolenie zwierząt w sprzęcie i sprzęcie.

Zautomatyzowana analiza chodu w celu oceny powrotu do sprawności funkcjonalnej u gryzoni z uszkodzeniem nerwów obwodowych lub stłuczenia rdzenia kręgowego

Tutaj opisujemy nową, szybką technikę modelowania uszkodzenia otwartego rdzenia kręgowego u szczurów, która eliminuje laminektomię. Hemisekcję boczną wykonuje się podczas oglądania przez mikroskop. Technika ta jest wszechstronna i może być również stosowana w odcinku szyjnym, piersiowym i lędźwiowym rdzenia kręgowego innych zwierząt.

Minimalnie inwazyjna, szybka technika hemisekcji bocznej rdzenia kręgowego do modelowania otwartych urazów rdzenia kręgowego u szczurów

Powikłania oddechowe są główną przyczyną zgonów u osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym (cSCI). Modele zwierzęce cSCI są niezbędne do oceny mechanistycznej i badań przedklinicznych. W tym miejscu wprowadzamy powtarzalną metodę oceny funkcjonalnego przywrócenia aktywności mięśnia przepony (DIAm) po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego C2 (C2SH) u szczurów.

Ocena funkcjonalnego przywrócenia aktywności eupeicznej przepony po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym u szczurów

Ten protokół chirurgiczny to krok po kroku przewodnik po wprowadzeniu cewnika wewnątrz kręgosłupa podtwardówkowego gryzonia, aby zapewnić ukierunkowane leczenie.

Dostęp do przestrzeni podtwardówkowej rdzenia kręgowego gryzoni w celu przeprowadzenia leczenia

Naucz się techniki hemisesekcji rdzenia kręgowego klatki piersiowej u szczura i oceny lokomotorycznej w otwartym polu. Ta metoda pozwala badać mechanizmy odzyskiwania funkcji ruchowych po urazie rdzenia kręgowego.

Operacja hemisesekcji rdzenia kręgowego klatki piersiowej i ocena lokomotoryczna w otwartym polu u szczura

Przeglądaj więcej filmów