Generowanie ostrych i przewlekłych eksperymentalnych modeli ekspresji tików motorycznych u szczurów

Protokół ten opisuje unikalny eksperymentalny model zaburzeń tików, przedstawiając metodę wywoływania tików motorycznych u swobodnie zachowującego się szczura, w sposób przejściowy lub przewlekły. Główną zaletą tej metody jest to, że opisuje jedyny dostępny model ekspresji tików, który jest szeroko stosowany do badania zespołu Tourette'a i innych zaburzeń tikowych. Demonstracja wizualna wyjaśnia złożony proces przygotowania urządzenia na zamówienie i chirurgii implantacji.

Procedurę zademonstrują Esther Vinner, doktorantka z mojego laboratorium, oraz Katya Belelovsky, kierowniczka laboratorium. Aby rozpocząć, przygotuj kaniulę implantu, przecinając hiporurkę ze stali nierdzewnej o grubości 25 mm i wyjmowany drut wewnętrzny o średnicy 0,013 cala. Włóż ten atrapę drutu do kaniuli implantu, aż dotrze do końca i zegnij nadmiar drutu.

Następnie wytnij 70-centymetrową elastyczną polimerową rurkę z mikrootworem, aby przygotować wtryskiwacz. Przygotuj kaniulę do wstrzykiwań, przecinając hiporurkę ze stali nierdzewnej o rozmiarze 30 za pomocą narzędzia obrotowego. Włóż trzy milimetry tej kaniuli iniekcyjnej do elastycznej rurki i przyklej połączenie między nimi, aby uzyskać wtryskiwacz.

Podczas wykonywania zabiegu należy wsunąć implant cannular na uchwyt kaniuli i opuścić go do miejsca implantacji w mózgu szczura. Przymocuj wszczepioną kaniulę do czaszki szczura, nakładając cement dentystyczny. Włóż przygotowany manekin do tej kaniuli implantu i przykryj wszystkie implanty, nakładając cement dentystyczny na pozostałą część czaszki.

Aby wykonać mikroiniekcję, należy podłączyć wtryskiwacz do precyzyjnej szklanej mikrostrzykawki wypełnionej bicukuliną i skonfigurować ustawienia na szybkość 0,35 mikrolitra na minutę i całkowitą objętość 0,35 mikrolitra. Umieść szczura w klatce doświadczalnej. Wyjmij smoczek i włóż wstrzykiwacz do wszczepionej kaniuli przez koniec.

Uruchom pompę infuzyjną i śledź czas inicjacji i zakończenia tiku za pomocą stopera. Po jednej minucie od wstrzyknięcia należy wyjąć wstrzykiwacz i powoli ponownie włożyć smoczek. Przygotuj prowadnicę kaniuli, przecinając 12-milimetrową rurkę hiporurkową ze stali nierdzewnej o rozmiarze 25 mm, a kaniulę infuzyjną przecinając hiporurkę ze stali nierdzewnej o rozmiarze 30 mm.

Włóż drut o średnicy 0,005 cala do kaniuli infuzyjnej i zegnij go w kształt litery L w zamierzonym miejscu. Następnie przygotuj elastyczną rurkę cewnika, przecinając ośmiocentymetrową rurkę z polietylenu PE10. Usuń drut wewnętrzny z kaniuli infuzyjnej, przyklej prowadnicę kaniuli na trzymilimetrową zakładkę w pobliżu zgiętej części kaniuli infuzyjnej za pomocą kleju cyjanoakrylowego i akceleratora.

Następnie umieść poziomą część kaniuli infuzyjnej na rurkę cewnika. Wysuń półprzezroczystą nasadkę regulatora przepływu pompy. Zanurz adapter rurki w 70% alkoholu i przymocuj go do krótkiej części kaniuli moderatora przepływu, aż dotknie białego kołnierza.

Włóż elastyczną rurkę cewnika do adaptera rurki i przytrzymaj jej długą część kaniuli za pomocą stojaka na klips, jednocześnie sklejając wszystkie połączenia. Owiń mini pompę osmotyczną papierową chusteczką i zamocuj ją pionowo otworem skierowanym do góry za pomocą stojaka z klipsem. Napełnić pompę płynem płynu mózgowo-rdzeniowego za pomocą strzykawki z igłą o rozmiarze 27, uważając, aby nie dostać się powietrza.

Napełnij długą kaniulę rurki infuzyjnej płynem płynu mózgowo-rdzeniowego za pomocą strzykawki z igłą o rozmiarze 27. I włóż go do pompy. Umieść pompę w zlewce z solą fizjologiczną na co najmniej cztery do sześciu godzin w temperaturze 37 stopni Celsjusza.

Stwórz podskórną kieszeń na grzbiecie szczura, naprzemiennie otwierając i zamykając wysterylizowany alkoholem hemostat pod skórą przez środkową linię łopatki. Wyjmij pompę z łaźni wodnej i umieść ją na grzbiecie szczura przykrytym papierową chusteczką. Przesuń prowadnicę kaniuli rurki infuzyjnej na uchwycie kaniuli.

Trzymaj pompkę z hemostatem i delikatnie włóż ją do kieszonki podskórnej. Wszczepić kaniulę infuzyjną w cel i przykleić ją do czaszki za pomocą kleju żelowego. Zamocuj kaniulę infuzyjną, upewnij się, że cewnik jest wolny od załamań, aby umożliwić ruch szyi i pokryj wszystkie implanty cementem dentystycznym.

Aby przeprowadzić operację wymiany pompy, należy rozpocząć wstrzykiwanie bicukuliny do pompy za pomocą strzykawki z igłą igłą o rozmiarze 27. Kontynuować wstrzykiwanie bicukuliny podczas wyjmowania strzykawki, aby zapobiec przedostawaniu się powietrza. Włóż regulator przepływu do pompy i umieść pompę w zlewce z solą na co najmniej cztery do sześciu godzin w łaźni wodnej o temperaturze 37 stopni Celsjusza.

Wykonaj nacięcie na skórze nad wszczepioną pompą. Umyj kieszeń płynem CSF o temperaturze pokojowej i osusz ją gazikami. Odłączyć pompę wypełnioną CSF od moderatora przepływu za pomocą hemostatu i wyrzucić ją.

Podobnie odłącz i wyrzuć moderator przepływu od pompy wypełnionej bicukuliną. Delikatnie przymocuj pompę wypełnioną bicukuliną do wszczepionego moderatora przepływu i przyklej linię nacięcia klejem tkankowym. W modelu ostrym tiki zaczynają pojawiać się kilka minut po mikroiniekcji bicukuliny i utrzymują się przez kilkadziesiąt minut, a następnie ostatecznie zanikają i ustają.

W modelu przewlekłym tiki zwykle zaczynają pojawiać się pierwszego dnia po implantacji pompy wypełnionej bicukuliną, która zmienia się w ciągu dnia i jest najbardziej widoczna w stanie cichego czuwania. Tiki motoryczne mają stereotypową sygnaturę kinematyczną, którą można wykryć w sygnałach akcelerometru i żyroskopu. Podobnie, tik tików można również ocenić za pomocą sygnału potencjału pól lokalnych w całym szlaku korowo-podstawno-zwojowym ze względu na pojawienie się przejściowych skoków LFP o dużej amplitudzie.

Modele te umożliwiły badanie ekspresji tików po różnych interwencjach behawioralnych, środowiskowych i farmakologicznych przez dłuższy czas.