Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Post-lezyonlu Solunum nöroplastisite Eğitim için Servikal Spinal Kord Yaralanması bir fare modeli

Published: May 28, 2014 doi: 10.3791/51235

Summary

Solunum yetmezliği servikal omurilik yaralanması sonucu ölüm önde gelen nedenidir. Kısmi servikal yaralanma tarafından uyarılan solunum yetmezliği, tekrarlanabilir ölçülebilir ve güvenilir klinik öncesi hayvan modeli olan müteakip solunum ve non-solunum nöroplastisiteyi anlamak için yardımcı ve varsayılan onarım stratejilerini test sağlayacaktır.

Abstract

Servikal spinal kord yaralanması kalıcı felç neden olur, ve genellikle solunum sıkıntısı yol açar. Bugüne kadar, hiçbir verimli terapötiklerin yüksek servikal spinal kord yaralanması (SKY) sonrası solunum yetmezliği iyileştirmek / geliştirmek için geliştirilmiştir. Burada çeşitli lezyon sonrası solunum nöroplastisiteyi çalışma servikal 2 (C2) metamerik düzeyde yüksek SCI bir kemirgen pre-klinik modeli öneriyoruz. Bu teknik nedeniyle beyin bulunan solunum merkezlerinden frenik motor nöronlar bir deaferentasyon üzere diyaframa bir hemipleji neden olacak C2 düzeyinde bir cerrahi kısmi yaralanma oluşur. Yaralanma karşı taraf bozulmadan kalır ve hayvan iyileşme sağlar. (Torakal ve lomber düzeyde) lokomotor fonksiyonunu etkileyen diğer omurilik aksine, solunum fonksiyon hayvan motivasyon gerektirmez ve açığı / kurtarma miktar kolayca (diyafram ve frenik sinir kayıt yapılabilirs, tüm vücut havalandırma). Bu klinik öncesi C2 SCI modeli farklı seviyelerde (fizyoloji, moleküler) çeşitli solunum ve non-solunum nöroplastisite olayları incelemek ve solunum geliştirmek olabilir çeşitli farazi tedavi stratejileri test etmek için güçlü, kullanışlı ve güvenilir klinik öncesi modeli SCI hastalar.

Introduction

Spinal kord travması gibi kalıcı felç gibi dramatik olaylar ile insan nüfusunun gözlenen yaygın bir yaralanma olduğunu. Bununla birlikte, yaralanma şiddetine başlangıç ​​travma seviyesi ile boyutuna bağlıdır. Solunum yetmezliği üst servikal spinal kord yaralanması (SKY) 1 Aşağıdaki mortalitenin önde gelen nedenidir. Şu anda, tek terapötik tedavi ventilasyon yardımı altında hasta yerleştirmektir. Birkaç hastada lezyon sonrası gecikme oluşur spontan iyileşme, solunum yardımı 2 kapalı sütten olabilir bu yana, yenilikçi non-invaziv ilaçlar geliştirebilmek için ihtiyaç acil 3'tür. Farazi tedavi stratejilerinin uygulanmasını incelemek için, bu nedenle solunum yetmezliği üzerinde servikal SCI etkisini araştırmak ve iyi bir standart klinik öncesi modeli olması esastır.

Bu teknik makalede, biz belirli bir klinik öncesi fare modeli o tariff solunum bozukluğu C2 seviyesinde kısmi servikal SCI tarafından uyarılan. Bu model şu anda (: 4-13 değerlendirmeleri için) dünyanın çeşitli laboratuvarlar tarafından kullanılır. Ancak, cerrahi prosedür hafif farklılıklar bu özel servikal yaralanma fare modeli oluşturmak için farklı araştırmacılar arasında görülebilir. Solunum çıkışında C2 SCI etkisi ilk Porter 14 tarafından 1895 yılında tarif edilmiştir. Servikal hemiseksiyona sessiz frenik sinir aktivitesi ve sonraki diyafram felç yol açan, yaralanma aynı taraftaki (beyin sapı, Şekil 1A rVRG bulunan), merkez sürücüden frenik motor nöronlar bir deaferentasyon neden olur. Karşı taraf bozulmadan kalır ve hayvan hayatta kalmak için izin verir. Bir düşük değerli spinal kesimi (C4 düzeyinde 15, örneğin bir çürük hasarı) bulunan farklı SCI farklı olarak, her iki tarafta frenik motonöron çekirdeğin bütünlüğü korunur. Bir červ sonraical C2 yaralanması, bazı spontan aktivite nedeniyle segmental seviyesi C3-C6 (Çapraz Frenik yolları, CPP, Şekil 1B) spinal orta hat geçti taraf sessiz sinaptik yolların bir aktivasyonuna (frenik ve diyafram), ipsilateral tarafta görülebilir . Olan CPP, aktivasyonu, tanımı gereği, bir taraf kısmi frenik sinir kurtarma neden bir kontralateral phrenicotomy ile birlikte bir C2 hemiseksiyona, saat hafta sonrası yaralanma 16-18 oluşabilir. Solunum kurtarma bu CPP yolun gerçek yararlı etkisi 19 sınırlıdır ve daha fazla araştırma ve tedavi spontan restorasyonu 3 büyüklüğünü artırmak için geliştirilmelidir.

Bu protokol (öncesi ve frenik motor nöronlar, internöronlar, moleküler ve cellula solunum fizyolojisi çeşitli düzeylerde solunum lezyon sonrası plastisiteyi incelemek için klinik öncesi fare modelinde güçlü bir türü sağlarr, örneğin, ön bacak) lokomosyon yanı sıra C2 kısmi servikal omurilik yaralanmasının ardından solunum ve lokomotor kurtarma geliştirmek amaçlanmıştır invaziv ve non-invaziv tedavi stratejileri test etmek için bir model.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Bu protokol Excellence (Paris Sud, hibe sözleşmesi No 246556 Üniversitesi) ve Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines RBUCE-UP sandalyenin Etik komitesi tarafından onaylandı.

Steril Cerrahi Aletler 1. Hazırlanması

  1. Laboratuvar deterjan ile cerrahi aletleri temizleyin.
  2. Ameliyat öncesi araçları otoklavlayın.
  3. Cerrahi bir oturumda, 2 ameliyatları arasında 180 ° C'de 10 dakika boyunca sıcak bir boncuk sterilizatör ipuçlarını yerleştirerek araçları sterilize edin.

İlaçların 2. Hazırlanması

  1. Pre-anestetik ilaçlar kokteyl ve ameliyat sonrası ilaçlar için x 1 2 ml şırınga hazırlayın.
  2. Carprofen (5 mg / kg), Buprenorfin (50 ug / kg), Baytril (5 mg / kg) ve deksmedetomidin (0.5 mg / kg): sıçanın ağırlığına göre, ön anestetik ilaç ile bir şırınga hazırlar. Ringer laktat ile 1 ml hacmi tamamlayın.
  3. Içinde hazırlayınBaşka bir şırınga ön anestetik ilaç için ters: atipamezol (500 ug / kg).

Rat 3. Anestezi

  1. Hayvana, aşama 2.2 'de tanımlanan ön anestetik ilaç solüsyonu subkutan uygulayın. Ardından, kafesine geri hayvan koymak ve yatıştırıcı etkisi görünene kadar bekleyin.
  2. % 100 O 2% 5 izofluran ile dolu kapalı bir bölmeye sıçan yerleştirin ve solunum ritmi (30 sn civarında) yavaşlatır kadar bekleyin. Daha sonra, odasından sıçan kaldırmak ve entübasyon masa üzerine yerleştirin.

4. Orotrakeal entübasyon

  1. Sırtında hayvan yalan, sonra masaya ön dişlerinin bağlı bir kayış koyarak başını sağlamlaştırmak.
  2. Bir fiber optik ışık ile, göğüs boşluğu yanar. Daha sonra, hayvanın ağzına bir larengoskop (ya da bir özel yapılmış, ayrıntılar için Jou ve diğ. 20) yerleştirin. Ses telleri gözünüzde canlandırın.
  3. Kaydırdıe ve (ses tellerinin arasında) trakea içine bir orotrakeal kılavuzunu yerleştirmek. Kılavuzundaki orotrakeal tüp (16 G kateter boyutu) kaydırın.
  4. Kılavuzunu çıkarın ve trakea olup yemek borusu, borunun uygun pozisyon teyit nemin varlığı için orotrakeal tüpün ucuna yerleştirilmiş bir gırtlak ayna ile kontrol edin.
  5. (683 kemirgen ventilatör, Harvard Apparatus) bir kemirgen ventilatöre tüp bağlayın ve (% 100 O 2)% 2 izofluran konsantrasyonu ayarlayın.
  6. Cerrahi bant ile orotrakeal tüp sabitleyin.

5.. Spinal Cerrahi

  1. Cerraha 90 ° açıyla işaret burun ile, ısıtılmış bir cerrahi tabakta ventral dekübit pozisyonda hayvan yerleştirin. Ameliyat boyunca 37.5 ° C civarında vücut ısısını korumak.
  2. Skapulalarda arasındaki makası ile saç tıraş ve gazlı bez ile saç kaldırmak.
  3. Sonra 7 ile, betadin ile cildi temizleyin% 0 alkol. Bu adım 3x tekrarlayın.
  4. Bir ayak tutam Uygun anestezi derinliği sağlamak için cerrahi başlamadan önce yapılır.   Ardından, skapulalarda arasındaki makas ile yanal cilt kesisi rostro-Kaudale gerçekleştirin.
  5. Kanamayı önlemek için herhangi bir tendonun izleyerek acromiotrapezius kas rostro-kaudal kesin. Sonra (omur çevreleyen) spinalisteki kasları erişmek için romboid kas ayrışır.
  6. C3 vertebra C1 spinalisteki kas geri çekin. C2 vertebra önemli bir apofizlidir ile biridir.
  7. Steril pamuklu kullanarak vertebra dorsal parçası etrafında kas temizleyin.
  8. Bir rongeur dikkatlice C2 apofizle kaldırmak başlar. Dorsal spinal kord maruz kadar sonra, titizlikle devam ediyor. Bu laminektomi dorsal hemi laminektomi olduğundan emin olun. Bu alanın çevresinde omurilik ve arterleri kapsayan dura dikkat edin.
  9. Bir # 55 forseps ile, ros teşrihtro-caudally C2 boyunca dura, sonraki her rostral ve kaudal tarafında yanal devam ediyor.
  10. Beyin omurilik sıvısı süngerle.
  11. Microscissors servikal dorsal kök sayısının 2 altında bir yan bölüm yapmak. Lezyonun ölçüde omurilik (yaralanma dorsal görünümü için Şekil 2A bakınız) orta hat ulaşacak kadar yakın olduğunu bir mikro neşter ile doğrulayın. Eğer değilse, o zaman başka bir kesim yaralanma tamamlamak için yapılabilir. Kanama halinde steril pamuklu kullanın. Aksi takdirde, hayvan yaralanma kurtarmak olmayacak ve solunum yetmezliği olacak, karşı tarafa gitmek için dikkatli olun.
  12. Koruyucu bir tabaka olarak kasları dikin ve cilt geri dikin. Betadin doymuş steril gazlı bez ile yarayı temizleyin.
  13. Izofluran buharlaştırıcı-kapatın ve ters ilaç enjekte (atipamezol [500 mg / kg, im]), vücut sıcaklığını kontrol edin.
  14. Hayvan ventilatöre karşı nefes başladığında,ventilatörden trakeal tüp ayırın, sonra orotrakeal tüpü çıkarın. Geri kazanımı için ısıtılmış bir kafeste hayvan yerleştirin.

6. Post-cerrahi bakım

Ameliyatın ardından, hayvanlar kurtarma için mümkün olan en iyi ortamı sağlamak için sürekli olarak izlenir. Antibiyotik (Baytril, 5 mg / kg), anti-enflamatuar (Carprofen, 5 mg / kg 'ı) ve buprenorfinin (50 ug / kg) ilaç enfeksiyonları önlemek ve oluşumunu azaltmak için ilk 2 gün ameliyat sonrası için her 12 saat verilmektedir post-operatif ağrı. Sıçanlar yumuşak yiyecek ve su (ya da 1 ameliyat sonrası gün için jelleştirilmiş su) erişim ad libitum sahiptir. Deri altına sıvılar ilk birkaç ameliyat sonrası günlerde kaybını önlemek için de kullanılabilir. Vücut ağırlığı ve gıda alımı, günlük olarak izlenmektedir. Onların ortamı deney ve zaman travma sonrası (kafeslerine ikili konut, boru) boyunca zenginleştirilmiştir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Yaralanma Kapsamı

Başarı ve bu özel deneysel modelin uyarlık her manipülatör / cerrahın deneyimine bağlıdır. Kalan ventrolateral beyaz madde 21 bağışladı ile bir C2 yaralanma takiben solunum kurtarma (frenik sinir aktivitesi ve diyafram aktivite) sonraki miktarı ilişkilidir. Yaralanma "el yapımı" olduğu ve cerrah bazı pratik gerektirir yana, her yaralanma ölçüde tam boyutunu belirlemek için histolojik teknikler (paraformaldehitle dokusunun% 4, dondurulmuş doku dilimleme, cresyl menekşe boyama fiksasyonu) tarafından kontrol edilmelidir hasarlı doku (Şekil 2B).

Elektrofizyolojik Kayıtlar

C2 SCI ardından, ipsilateral frenik sinir aktivitesi kaldırılmıştır (Şekil 3A, Vinit vd. Bakınız 17metodolojisi için). Kontralateral frenik sinir aktivitesi hasarı etkilenen ve hayvan hayatta kalma (Şekil 3B) sağlar: değildir. 7 gün sonrası yaralanma, hafif aktivitesi temel olarak karşı tarafa (Şekil 3A ve 3B) arasındaki orta hat geçti CPP, bazı hayvanların aynı tarafta kaydedilebilir. Benzer sonuçlar, 7 gün, aynı tarafta (Şekil 3C) hakkında sonrası yaralanma hafif bir aktivite ile, diyafram aktivitesi (Şekil 3C ve 3D) gözlenebilir. Bu etkinlik sefer travma sonrası üzerinde güçlenir ve (gösterilmemiştir) birkaç ay sonra tüm hayvanlarda görülebilir.

Şekil 1
Şekil 1. Sıçan solunum anatomisi şematik görünümü.Diyaframa kendi aksonlarını rVRG (Beyin) bulunan Frenik öncesi motonöronlar ve frenik çekirdeğe C6 (C3) bulunan frenik motor nöronlar ile ana inspiratuar örgüt, A) Yanal görünümü. B) şematik dorsal solunum inen yollar üzerinde bir C2 kısmi yaralanma etkisi görünümü. Frenik çekirdek segmental düzeyde orta hatta çapraz kontralateral taraftan geçti frenik yollarının varlığını unutmayın. resmi büyütmek için buraya tıklayın.

Şekil 2,
Sıçanda C2 kısmi yaralanma 2. Resimler Şekil. Cerrahi sitenin A) Dorsal resim. Ok inj siteyi gösterirUry. C2 vertebra (dorsal parçası) omurilik (sol resim) enine bölümünden C2 yaralanma ölçüde gri (sağ resim, miktarı). B) İmar olmadığına dikkat edin. Ölçek çubuğu:. 1,000 mikron büyük resmi görebilmek için buraya tıklayın.

Şekil 3,
Şekil 3. Solunum çıkışında C2 yaralanma fizyolojik etkileri. A) C2 kısmi yaralanması aynı taraftaki frenik sinir aktivitesini ortadan kaldırmaktadır. Nedeniyle A C2 yaralanması hemen taraf frenik sinir aktivitesini etkilemez geçti Frenik yolunun (CPP). B) 7 gün sonrası yaralanma ipsilateral frenik sinir aktivitesinin kısmi restorasyon Notve 7 gün sonrası yaralanma. C) C2 kısmi yaralanma ipsilateral diyafram etkinliğini ortadan kaldırmaktadır. Hafif bir etkinliği esas CPP aktivitesi nedeniyle, 7 gün sonrası yaralanma görünür. Aynı tarafta gözlenen sinyalin ritmik sapma bir C2 yaralanma, kontralateral diyafram etkinlik yaralanma önce olduğu gibi aynı kalır ve hayatta kalmak için hayvan olanak ardından) elektrokardiyogram. D artifaktüel kayıt kaynaklanmaktadır. için buraya tıklayın Daha büyük resmi görmek.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

C2 Yaralanma Modeli Yapımı Teknik Sorunlar

C2 yaralanma fare modeli solunum lezyon sonrası nöroplastisiteyi incelemek için ilginç bir araçtır. Ancak, tekrar üretilebilir ve güvenilir bir modeli üretmek için gerekli adımlar çok sayıda ve her biri çalışmanın sonuçları etkileyebilecek. Örneğin, entübasyon işlemi sırasında, aşırı bakım orotrakeal tüp gibi yaralanma nedeniyle kendisine başlangıç ​​solunum yetersizliği yanında obstrüktif solunum yetmezliği gibi çeşitli komplikasyonlara yol açabilir, trakea iltihabı üretebilir beri alınmalıdır . Ayrıca, cerrahi prosedür esnasında omuriliğe erişim hayvanın geri kazanılması için önemli olabilir. Tüm adımlar (kas diseksiyonu / çekilme, dorsal laminektomi, durotomy, yaralanma kendisi) nedeniyle cerrahi site çevresinde ve spinal içine çeşitli arterlerin varlığı çok dikkatli yapılması gerekirkord. Geniş kanama, ameliyat sonrası iyileşme kan kaybı engellenmiş olabilir, ve spinal iskemi yaralanması ek olarak oluşabildiğinden kaçınılmalıdır.

Farkında olmak için bir diğer önemli parçası araçlarının temizlik ve ameliyat yapılır odasıdır. Antibiyotik ilaçlar "sözde steril" koşullar ameliyat sırasında kullanılan ilgili hayvan ve çok dikkatli enjekte edilir olmasına rağmen, bakteriyel enfeksiyon meydana gelen ve tüm çalışma bu modelde yapılması planlanan etkileyebilir. Örneğin, Lipopolisakarid enjeksiyon neden olduğu sistemik inflamasyon solunum nöroplastisiteyi 22 kaldıracağını ve sonraki spontan nöroplastisiteyi veya varsayımsal restoratif stratejilerinin etkisini etkileyebilir ve / veya gizlemek olabilir. Bu işlem boyunca, vücut sıcaklığının izlenmesi de bu deneysel modeli yapma başarısı için katılabilir. Gerçekten de, bir hipotermi olarak hareket edebilirAkut omurilik yaralanması için europrotectant ve bazı yararlı etkileri (inceleme için Ahmad vd. 23 bakın) neden olabilir.

Bir kemirgen model üzerinde servikal 2 bölüm handikap (hareketin) vadede köklü bir modeldir. Bu nedeniyle hayvan hemiplejik ve yiyecek ve su ulaşmak için bazı zorluklar yaşadığı gerçeğine yaralanma sonrası bir hafta bir kilo kaybı gözlemlemek yaygındır. Uygun yardımcı kilo kaybı başlangıç ​​ağırlığı (elle besleme) yaklaşık% 20 olduğundan emin olmak için cerrahi müdahale sonrası operatör tarafından gerçekleştirilir. Bu nedenle, modelin son nokta, bir hafta içinde başlangıç ​​vücut ağırlığının% 30 'lik bir ağırlık damladır. Yaklaşık bir hafta sonrası cerrahi, hayvanlar yavaş yavaş onlara kendilerini beslemek ve kilo kazanmak (lokomotor kurtarma çalışması için Lovett-Bar ve ark. 24 bakınız) yeteneğini sağlayan kısmi bir hareketlilik kurtarmak.

, Çalışmanın sonunda C2 yaralanma "ha olduğucerrah tarafından ndmade "modelinin üretim kabiliyeti ve güvenilirlik uğruna, her bir yaralanma ölçüde histolojik teknikler ile yeniden inşa edilmesi vardır. Solunum nöroplastisite incelenmiştir Özellikle, Fuller et al. 21, bir C2 yaralanma sonrası solunum iyileşme miktarı, geri kalan korunmuş ventral beyaz bir madde ile ilişkili olduğunu göstermiştir.

Solunum Post-lezyonel nöroplastisite Eğitim C2 Yaralanma bir Rat Modeli kullanarak Faydaları

Solunum yetmezliği geri / geliştirmek için lezyon sonrası solunum fizyolojisi ve / veya varsayılan stratejiler çalışma C2 fare modeli beri birçok avantaj sunar: 1) sıçanlar dünyadaki ticari yetiştiricilerden temin edilebilir; 2) nedeniyle küçük boyutu ve kısa ömrü, çevre koşulları dikkatle izlenebilir ve kesinlikle doğumdan yetişkinliğe kontrollü; 3) sıçanlar önde modeli o olmuşturdaha geleneksel modeli, kedi yerine f solunum nörobiyoloji,. Buna göre, geniş kapsamlı veri deney sonuçlarını gerçekleştirmek ve yorumlamak için hangi bağlam sağlayan, sıçan nöroanatomi, nörokimyası, nörofizyoloji ve refleks solunum yanıtları ilişkin literatürde mevcuttur; 4) ticari olarak temin edilebilen fare suşları arasında (nispeten) düşük genetik heterojenite istatistiksel güç elde etmek için gerekli hayvan sayısındaki azalma sağlar ve farklı laboratuarlar arasında sonuçlarının karşılaştırılması kolaylaştırır; 5) fareler istatistiksel güç için gerekli hayvan sayısını azaltır servikal spinal kord yaralanması, aşağıdaki çok düşük bir ölüm oranı; 6) sıçanlar örneğin servikal spinal kord yaralanması (, vs kedi, köpek ya da primatlar) takiben çok hızlı bir motor iyileşme oranı var. Bu duruma göre, farelerin kullanımı hayvan (örn., mesane ifade, replasman), ameliyat sonrası yoğun bakım gerektiren süreyi azaltır ve minhayvan tabi sıkıntı imizes; 7) hareket fonksiyonunun aksine, solunum fonksiyon hayvan motivasyon gerektiren ve (diyafram EMG, frenik sinir ENG, tidal hacim ve frekans) kolayca ölçülebilir olduğu değildir; 8) bir anahtar yönü "geçti Frenik fenomen" (CPP) 'dir. Bu özel konu (. Yorumları için Goshgarian ark 5,16 bakınız) bir model olarak sıçan kullanılarak geniş bir literatürü vardır; 9) Fareler ve insanlar fare servikal SCI12 takiben solunum yetmezliği çalışmak için iyi bir klinik modeli yapmak onların solunum kontrol sistemi, birçok ortak özellikleri paylaşırlar. Ayrıca, bir laboratuvar başarılı bir fare modelinde 25 C2 Hemiseksiyon geliştirmeye başlamıştır. Bu yaklaşım, transgenik hayvanların gelecekteki kullanımı hakkında büyük coşku sağlar.

Bir klinik açıdan daha hayvan modeli servikal düzeyinde 26-28 bir Kontuzif yaralanma olduğunu. Ancak, yaralanma uyarlık dikkat edilecek oluptemel olarak azalan solunum yollarının konumu ve geniş bir ezilme (ölçüde hayvanların hayatta kalma oranını azaltacaktır) yapmak için imkansızlığı ısrarlı. Daha fazla çalışma kalıcı açıkları olan bir Kontuzif hasara yol için uygun yolu belirlemek için Kontuzif modellerin hazırlanması üzerinde yapılmalıdır.

C2 Yaralanma murin Modeli için kullanır

Bu C2 SCI modeli plastisite çeşitli çalışma için özellikle geçerli. Örneğin, beyin sapı (rVRG çekirdeği) 29 hem de deafferented frenik motor nöronlar bulunan yaralı tanımlanan ön motor nöronlar, moleküler ve hücresel değişiklikler 30-32 incelenmiştir seviye. Sonraki enflamatuar süreçler 33 ve cytoarchitectural değişiklikler (perinöronal net 10 değiştirir), bir C2 omurilik takip araştırılmıştır. Spinal yapısal değişiklikler (substitutive pa anlamıthways 34 ve spinal internöronlar 8) ya da diyafram motor uç plakası 4 de mikroskobik değişikliklerin katılımı aynı zamanda aktif bir C2 omurilik sonra solunum aktivitesinin kendiliğinden restorasyon katılabilir. Anestezi hazırlıkları frenik sinir aktivitesini 17, diyafram yani üzerinde C2 SCI model üzerinde en çok çalışılan konu (tüm solunum sistemi (soluk hacmi, non-anestezi altındaki hayvanlarda 24 frekans) ve sonraki spontan iyileşme üzerinde ilk yaralanma fizyolojik sonuçlarıdır aktivitesi 16,17 ve son olarak da, interkostal aktivitesi 35). Bu C2 SCI fare modeli de hindlimb bozulma ve sonraki spontan iyileşme incelemek için kullanılan ve non-invaziv bir strateji (Aralıklı hypoxias 24) aşağıdaki kurtarma neden olmuştur.

Sonuç

C2 SCI murin modeli, güçlü bir a,nd yararlı klinik öncesi modeli solunum ve non-solunum nöroplastisiteyi çalışma ve SCI hastalarında solunum artırabilir çeşitli farazi tedavi stratejileri test etmek.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim.

Acknowledgments

Bu çalışma hibe sözleşmesi No 246556 (Avrupa projesi RBUCE-UP) kapsamında Avrupa Birliği Yedinci Çerçeve Programı (FP7/2007-2013) fon tarafından desteklenen, HandiMedEx Fransız Kamu Yatırım Kurulu tarafından tahsis. Marcel Bonay Chancellerie des Üniversiteler de Paris (Bacaklar Poix), Sante Respiratoire tr Fonds de Dotation Recherche ve Centre d'Yardımlaşma Respiratoire bir ikametgah d'Île de France (Cardif) tarafından desteklenen

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Animal
Male Sprague Dawley Rat Janvier 225-250 g
Surgical Instruments
Student Dumont #5 forceps Fine Science Tool 91150-20
Student Standard Pattern Forceps Fine Science Tool 91100-12
Mayo-Stille Scissors Fine Science Tool 14013-15 Curved
Student Vannas Spring Scissors Fine Science Tool 91500-09 Straight
Spring Scissors - 8 mm Blades Fine Science Tool 15025-10 Straight Blunt/Blunt
Friedman Pearson Rongeur Fine Science Tool 16121-14 Curved
Dissecting Knife - Fine Tip Fine Science Tool 10055-12 Straight
Olsen-Hegar Needle Holder Fine Science Tool 12002-14 Serrated
Weitlaner-Locktite Retractor Fine Science Tool 17012-11 2x3 Blunt
Absorbable surgical sutures Centravet BYO001 Suture size 4-0
Equipment
Hot Bead Steriliser Fine Science Tool 18000-45
Catheter  Centravet CAT188 16 G
Laryngoscope
Guide wire
Laryngeal mirror Centravet MIR011
Lactated Ringers Centravet RIN020
Syringe Centravet
Needle Centravet
O2 Air Liquid I1001M20R2A001
683 RodentT Ventilator 115/230V Harvard Apparatus 55-0000
Stand-Alone Vaporizer WPI EZ-155
Thin line heated bed WPI EZ-211
Air canister WPI EZ-258
Drugs
Carprofen Centravet
Rimadyl Centravet RIM011
Buprenorphine Centravet BUP001
Baytril Centravet BAY001
Dexmedetomidine Centravet DEX010
Atipamezole Centravet ANT201
Betadine solution Centravet VET002
Isoflurane Centravet VET066

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Frankel, H. L., et al. Long-term survival in spinal cord injury: a fifty year investigation. Spinal Cord. 36, 266-274 (1998).
  2. Ramer, M. S., Harper, G. P., Bradbury, E. J. Progress in spinal cord research - a refined strategy for the International Spinal Research Trust. Spinal Cord. 38, 449-472 (2000).
  3. Zimmer, M. B., Nantwi, K., Goshgarian, H. G. Effect of spinal cord injury on the respiratory system: basic research and current clinical treatment options. J Spinal Cord Med. 30, 319-330 (2007).
  4. Mantilla, C. B., Sieck, G. C. Neuromuscular adaptations to respiratory muscle inactivity. Respir Physiol Neurobiol. 169, 133-140 (2009).
  5. Goshgarian, H. G. The crossed phrenic phenomenon and recovery of function following spinal cord injury. Respir Physiol Neurobiol. 169, 85-93 (2009).
  6. Nantwi, K. D. Recovery of respiratory activity after C2 hemisection (C2HS): involvement of adenosinergic mechanisms. Respir Physiol Neurobiol. 169, 102-114 (2009).
  7. Sandhu, M. S., et al. Respiratory recovery following high cervical hemisection. Respir Physiol Neurobiol. 169, 94-101 (2009).
  8. Lane, M. A., Lee, K. Z., Fuller, D. D., Reier, P. J. Spinal circuitry and respiratory recovery following spinal cord injury. Respir Physiol Neurobiol. 169, 123-132 (2009).
  9. Seeds, N. W., Akison, L., Minor, K. Role of plasminogen activator in spinal cord remodeling after spinal cord injury. Respir Physiol Neurobiol. 169, 141-149 (2009).
  10. Alilain, W. J., Horn, K. P., Hu, H., Dick, T. E., Silver, J. Functional regeneration of respiratory pathways after spinal cord injury. Nature. 475, 196-200 (2011).
  11. Vinit, S. Cervical spinal cord injuries and respiratory insufficiency: a revolutionary treatment. Med Sci (Paris. 28, 33-36 (2012).
  12. Kastner, A., Gauthier, P. Are rodents an appropriate pre-clinical model for treating spinal cord injury? Examples from the respiratory system). Exp Neurol. 213, 249-256 (2008).
  13. Vinit, S., Lovett-Barr, M. R., Mitchell, G. S. Intermittent hypoxia induces functional recovery following cervical spinal injury. Physiol Neurobiol. 169, 210-217 (2009).
  14. Porter, W. T. The Path of the Respiratory Impulse from the Bulb to the Phrenic Nuclei. J Physiol. 17, 455-485 Forthcoming.
  15. Nicaise, C., et al. Phrenic motor neuron degeneration compromises phrenic axonal circuitry and diaphragm activity in a unilateral cervical contusion model of spinal cord injury. Exp Neurol. 235, 539-552 (2012).
  16. Goshgarian, H. G. The crossed phrenic phenomenon: a model for plasticity in the respiratory pathways following spinal cord injury. J Appl Physiol. 94, 795-810 (2003).
  17. Vinit, S., Gauthier, P., Stamegna, J. C., Kastner, A. High cervical lateral spinal cord injury results in long-term ipsilateral hemidiaphragm paralysis. J Neurotrauma. 23, 1137-1146 (2006).
  18. Fuller, D. D., Johnson, S. M., Johnson, R. A., Mitchell, G. S. Chronic cervical spinal sensory denervation reveals ineffective spinal pathways to phrenic motoneurons in the rat. Neurosci Lett. 323, 25-28 (2002).
  19. Dougherty, B. J., Lee, K. Z., Lane, M. A., Reier, P. J., Fuller, D. D. Contribution of the spontaneous crossed-phrenic phenomenon to inspiratory tidal volume in spontaneously breathing rats. J Appl Physiol. 112, 96-105 (2012).
  20. Jou, I. M., et al. Simplified rat intubation using a new oropharyngeal intubation wedge. J Appl Physiol. 89, 1766-1770 (2000).
  21. Fuller, D. D., et al. Graded unilateral cervical spinal cord injury and respiratory motor recovery. Respir Physiol Neurobiol. 165, 245-253 (2009).
  22. Vinit, S., Windelborn, J. A., Mitchell, G. S. Lipopolysaccharide attenuates phrenic long-term facilitation following acute intermittent hypoxia. Respir Physiol Neurobiol. 176, 130-135 (2011).
  23. Ahmad, F., Wang, M. Y., Levi, A. D. Hypothermia for Acute Spinal Cord Injury-A Review. World Neurosurg. , (2013).
  24. Lovett-Barr, M. R., et al. Repetitive intermittent hypoxia induces respiratory and somatic motor recovery after chronic cervical spinal injury. J Neurosci. 32, 3591-3600 (2012).
  25. Minor, K. H., Akison, L. K., Goshgarian, H. G., Seeds, N. W. Spinal cord injury-induced plasticity in the mouse--the crossed phrenic phenomenon. Exp Neurol. 200, 486-495 (2006).
  26. Baussart, B., Stamegna, J. C., Polentes, J., Tadie, M., Gauthier, P. A new model of upper cervical spinal contusion inducing a persistent unilateral diaphragmatic deficit in the adult rat. Neurobiol Dis. 22, 562-574 (2006).
  27. Golder, F. J., et al. Breathing patterns after mid-cervical spinal contusion in rats. Exp Neurol. 231, 97-103 (2011).
  28. Lane, M. A., et al. Respiratory function following bilateral mid-cervical contusion injury in the adult rat. Exp Neurol. 235, 197-210 (2012).
  29. Vinit, S., et al. Axotomized bulbospinal neurons express c-Jun after cervical spinal cord injury. Neuroreport. 16, 1535-1539 (2005).
  30. Guenther, C. H., Windelborn, J. A., Tubon, T. C., Yin, J. C., Mitchell, G. S. Increased atypical PKC expression and activity in the phrenic motor nucleus following cervical spinal injury. Exp Neurol. 234, 513-520 (2012).
  31. Mantilla, C. B., Gransee, H. M., Zhan, W. Z., Sieck, G. C. Motoneuron BDNF/TrkB signaling enhances functional recovery after cervical spinal cord injury. Exp Neurol. 247, 101-109 (2013).
  32. Vinit, S., Darlot, F., Aoulaiche, H., Boulenguez, P., Kastner, A. Distinct expression of c-Jun and HSP27 in axotomized and spared bulbospinal neurons after cervical spinal cord injury. J Mol Neurosci. 45, 119-133 (2011).
  33. Windelborn, J. A., Mitchell, G. S. Glial activation in the spinal ventral horn caudal to cervical injury. Respir Physiol Neurobiol. 180, 61-68 (2012).
  34. Vinit, S., Stamegna, J. C., Boulenguez, P., Gauthier, P., Kastner, A. Restorative respiratory pathways after partial cervical spinal cord injury: role of ipsilateral phrenic afferents. Eur J Neurosci. 25, 3551-3560 (2007).
  35. Dougherty, B. J., et al. Recovery of inspiratory intercostal muscle activity following high cervical hemisection. Respir Physiol Neurobiol. 183, 186-192 (2012).

Tags

Fizyoloji Sayı 87 sıçan servikal spinal kord yaralanması solunum açığı solunum nöroplastisite frenik fenomen geçti
Post-lezyonlu Solunum nöroplastisite Eğitim için Servikal Spinal Kord Yaralanması bir fare modeli
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Keomani, E., Deramaudt, T. B.,More

Keomani, E., Deramaudt, T. B., Petitjean, M., Bonay, M., Lofaso, F., Vinit, S. A Murine Model of Cervical Spinal Cord Injury to Study Post-lesional Respiratory Neuroplasticity. J. Vis. Exp. (87), e51235, doi:10.3791/51235 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter