Summary
kortikospinal sistem, büyük duyusal yollarının biri, merkezi sinir sistemi için nöroplastisite indükleyici tedavilerin test etmek için kemirgen beyin sapı, tek taraflı olarak lezyonlu edilebilir. Bu cerrahi işlem ("pyramidotomy") ve postoperatif değerlendirmeler bu protokol açıklanmıştır.
Abstract
kortikospinal yolu (CST) tamamen kemirgen beyin sapı medüller piramitleri tek taraflı kopmuş olabilir. CST kemirgenlerde, insanlarda uzak kas kontrolü için büyük önem taşıyan ve bir dereceye kadar motor yolu olduğunu. Bir tek taraflı ağırlıklı ön ayakları geçici motorlu sakatlık giden omurilik karşı tarafta omurilik CST innervasyon kaybı bir piramit sonuçlarının kesim ve maharet kaybı sürdürmüştür. Kortikospinal yolu ipsilateral projeksiyonları önemsizdir. Biz lezyon bütünlüğü şansını artırmak için cerrahi yöntem rafine. Biz cerrahi sonrası bakım tarif. Montoya merdiven pelet ulaşan testi ve burada gösterilen yatay merdiven testi Açıkları yaralanma sonrası 8 hafta kadar tespit edilir. Silindir yetiştirme testi Açıkları sadece geçici tespit edilir. Bu nedenle, silindir testi sadece kısa vadeli iyileşme tespit edilmesi için de uygun olabilir. Biz elektrofizyolojik, nasıl göstermekve anatomik bir lezyon ve plastik değişiklikleri değerlendirmek olabilir. Biz de yoksun alanlara orta hat boyunca çimlenme yaralanmamış CST lifleri analiz açıklanmıştır. Nedeniyle soğanilikteki ve sağkalım oranları düşük olabilir de baziler artere yakınlığı sürekli>% 90 tamamlandı lezyonlar elde etmek zordur. Alternatif cerrahi yaklaşımlar ve davranışsal test bu protokol açıklanmıştır. pyramidotomy modeli yaralanma sonrası sağlam liflerden filizlenmesini artırmak nöroplastisite uyaran tedaviler, değerlendirmek için iyi bir araçtır.
Introduction
kortikospinal yolu (CST), insan omurilik bir büyük motorlu yolu olduğunu. El becerisi önemli kaybı omurilik yaralanması sonuçları açıklandıktan sonra bu yolu hasar. CST gibi basamaklı hareketi ve uzak kas kontrolü gibi insanlarda, ince motor hareketi için özellikle önemlidir. Spinal kord içindeki anatomik konumu insanların bu farklı ve CST hasar daha az 1-4 devre dışı olmasına rağmen aynı zamanda kemirgenlerde bulunur.
CST yaralanma bir in vivo model ventral beyin sapı, bir piramit çaprazlama (Şekil 1), rostral kesilir, tek taraflı pyramidotomy kapsar. o decussates önce CST çalıştığı aracılığıyla piramitleri soğanilikteki ventral tarafında net bir anatomik özelliktir. Sıçanlarda, liflerin büyük kısmı (yaklaşık% 95) çaprazlama medulla kuyruk ucunda ve daha sonra hücre gövdeleri omuriliğin dorsal orta kısmında bulunur. Bununla birlikte, approximatdecussated liflerin ely% 10 Dorsolateral sütun çalışır. liflerin kalan ~ 5% ventral medial kesiminde 5,6 ipsilateral tarafta ve seyahat ile ilgili çizgisiz muaftır. Pyramidotomy sonra omurilik karşı CST onun doğrudan girdi (Şekil 1) kaybeder.
pyramidotomy modeli bir muameleye lezyonsuz CST bozulmamış liflerin yanıtlar test etmek için özellikle iyidir. Bu Denerve alanları innerve omurilikteki orta hat boyunca sağlam liflerden, plastisite ve filizlenme değerlendirilmesini sağlar. kortikospinal yolu omurilik yaralanması modellerinde oldukça filiz gözlenen ve özellikle ön ayakları kurtarma 7-10 aracılık edilmiştir. Bir tedavi bu ön ayakları kurtarma geliştirmek amacı olabilir. Bir tedavinin etkililiği davranış değerlendirmeleri, zarar görmemiş, sistem anatomik izleme teknikleri ve terminal elektrofizyolojik deneyler 3,11,12 ile test edilebilir. </ P>
omurga yaralanmalarının çoğu diğer klinik öncesi modellere kıyasla avantajı özellikle genellikle birden yolları etkileyen diğer spinal yaralanmalarda göre bir yolu etkilemesidir. Net, yüzeysel anatomik konumda Sadece bir yolu lezyonlu edilir. Bir başka avantaj pyramidotomy tekrarlanabilir bir hasar modeli olmasıdır. Araştırmacılar, motor sistemini etkileyen 13,14 yaralanma veya bozukluklar sonrasında motor fonksiyon kurtarma amaçlayan potansiyel nöroplastisite uyaran tedaviler, etkisini test etmek için bu in vivo kaynak bir uygundur.
Protocol
Etik deyimi: Tüm işlemler İngiltere Home Office gelen kurallar ve Hayvanlar (Bilimsel Prosedürler) uyarınca 1986 Yasası idi.
1. Cerrahi ve Yaralanma
NOT: Cerrah hayvanlar genellikle ameliyat öncesi vücut ağırlığının% 10'undan fazlasını kaybetmek bulursa 220 gr daha ağır kullanma sıçan ameliyat sonrası iyileşme ile yardımcı olabilir.
- Ameliyattan önce, silindir yetiştirme testi 15 veya Montoya staicase testi 24 ile forepaw tercihi için hayvanları test edin. Tercihen, piramit / CST baskın forepaw karşılık kesti.
NOT: hidrojel paketleri, ıslak püre ve yüksek kalorili besin takviyeleri: sıçan ameliyat sonrası kurtarma sırasında yararlı olacaktır besin öğeleri aşina hale böylece iki gün için cerrahi öncesinde, kafesler içine aşağıdaki öğeleri yerleştirin. Bu besin takviyeleri Steril versiyonları çeşitli satıcılardan temin edilebilir. - Kadın L uyutmakOksijen (bakım için% 2,% 5 indüksiyonu için ve 1) izofluran ile (200 ve 250 g ağırlığında) ister başlıklı fareleri (akış hızı: / dak 1.5 L). NOT: anestezi seçimi önemlidir. Nefesle içeri çekilen anestetik de yaygın olarak kullanılır ketamin daha anestezi derinliği, daha hızlı düzenleme sağlar. Isofluran solunum sıklığı ve derinliği daha iyi kontrol sağlar. anestezik seçimi izofluran olduğunu. NOT: Cerrah hayvanlar genellikle ameliyat öncesi vücut ağırlığının% 10'undan fazlasını kaybetmek bulursa 220 gr daha ağır kullanma sıçan ameliyat sonrası iyileşme ile yardımcı olabilir.
- Hayvanlar inflamasyonu azaltmak ve analjezi sağlamak amacıyla anestezi zaman bir analjezik olarak Carprofen subkütan yönetme. Not: Carprofen bizim veteriner tavsiyesine göre laboratuarımızda pyramidotomy ameliyat sırasında verilir. Opioidler ameliyat sırasında daha fazla solunum depresyonu neden olabilir.
- Bir ev ile ameliyat sırasında 37 ° C'de hayvanları koruyunothermic battaniye sistemi ve rektal sıcaklık probu.
- Pençe tutam çekme refleksi ve göz kırpma refleksinin kontrol ederek tam anestezi onaylayın.
Not: İsteğe bağlı: mümkün olabilir cerrahi, entübasyon ve ventilasyon sırasında solunum problemleri karşı koymak için. Ancak, trakea ihtiyacı akılda ameliyat sırasında yerinden edilecek. - Bir kez, bir yatar pozisyonda sıçan yerleştirin ventral boyun tıraş ve% 1 klorheksidin mendil ve / veya alkol mendil ile sterilize, anestezi. Hayvan üzerinde steril cerrahi battaniye uygulayın ve her zaman steril alana tutun.
- Anestezi kez, bir yatar pozisyonda sıçan yerleştirin ventral boyun tıraş ve% 1 klorheksidin ve alkol mendil ile sterilize. Hayvan üzerinde steril cerrahi battaniye uygulayın ve her zaman steril alana tutun.
Not: İsteğe bağlı olarak, sıçanın kafası ameliyat sırasında yatar pozisyonda bir stereotaksik çerçeveye tespit edilebilir baş, yani hareketliliğini kaldırmak içinoksipital kemik. - Steril bir neşter (# 10) kullanılarak sternum neredeyse rostral sonuna kadar çeneden 2 ila 3 cm uzunluğunda orta hat kesi olun. İsteğe bağlı olarak, cilt geri çekmek için küçük bulldog kelepçeler geçerlidir.
- Böyle körleşmiş makas ve dişli forseps ile ters eylemini kullanarak trakea kapsayan bezlerin (örn submaksiller bezi ve parotis bezi) ve kasların gibi doku üst katmanlarını incelemek künt. Her zaman orta hat üzerinde kalmak. dokular kolaylıkla ayırmak gerekir.
- Nefes borusu sonra, bir tarafa hareket ettirilmesi. orta hat rostral sonunda orta hat işaretleme, iki beyaz yağ yastıkları ile bunun altında görünür.
- Beyaz yağ yastıkları rostralinde, kafatası (basioccipital kemik) ventral yüzeyi kadar teşrih künt doku ulaşılır.
- Bir tarafta (maksimum 1 cm) yerinden trakea tutmak ve kafatası tabanı ortaya çıkarmak için uzun dişli Ekartörleri (diş uzunluğu 5,5 mm veya 16 mm) takın. Trakea Yerinden ob edebilirsinizyapı nefes.
NOT: Bazı hayvanlar için, 2 dakika, örneğin trakea her 10 dakikada gerginliği kaldırmak için ameliyat sırasında birden çok kez Ekartörleri gevşetin. Kanca Retraktörler deplasman yorgunluğunu azaltmak için uzun dişli retraktöre yerine kullanılabilir. - Dikkatle kanamayı önlemek için gırtlak doğru gidiyor rostral sonunda küçük görünür kan damarları dağlamak.
NOT: koterize önce rekürren laringeal sinir, kan damarları dikkatle uzak doku duvar çekilir cauterizing önlemek için. - Ameliyat geri kalanı için mikroskop ayarlayın.
- Ince forseps ile kafatası tabanı kaplayan periost çıkarın. Sondaj için mümkün olan en iyi görünümü elde etmek için Ekartörleri ayarlayın.
- Baziler arter kapsayan orta hatta, bir yükseklik belirterek, ince forseps ile basioccipital kemiğin düzensiz yüzeyini hissedin. Rostrally, kafatası hafif konveksite olarak gündeme olur.
- Lezyon istenen hangi tarafında bağlı olarak, kabaca 1 mm mediyolateral hareketleri orta hatta yanal bir delik açın.
NOT: sıçan sırtüstü pozisyonda olduğunu unutmayın, ve onun sol tarafı araştırmacılar sağ taraftaki olabilir! - Bir delik yapıldıktan sonra baziler arter açıkça görünür oluncaya kadar matkap ile küçük düşey yukarı-aşağı ve--hareketleriyle orta hatta doğru büyütmek ve en az 2 mm için yanal büyütmek.
- Baziler arter açıkça görünür olduğundan emin olun. piramit onun biraz şişkin şekli (Şekil 2) ve kan damarlarını çevreleyen tarafından tespit edilebilir.
- Ince forseps ile kalan kemik parçaları çıkarın.
- Dilde Doxapram hidroklorür, bir solunum uyarıcı bir damla uygulayın.
- 26 gauge'lik bir iğne ile uzunlamasına dura açın ve ince forseps baziler arter taraftan. Beyin omurilik sıvısı (BOS) ve pamuk tomurcukları ile herhangi bir kanama içinize çekin.
- Inju kaçınmakbaziler artere ry, yaklaşık 1,5 mm genişliğinde piramit ve CST lifleri kesme baziler arter (Şekil 2) dik Vannas Bahar Makas derin 0,5 mm genişliği kapsayan bir kesim yapmak.
NOT: önceden ipuçları 0,5 mm Microscissors işaretleyin. Dura açıldıktan sonra baziler arter bir tarafı piramit daha iyi erişime izin hafifçe hareket ettirilebilir. - Lezyon baziler artere yakın lifleri içerir sağlamak için 26 gauge iğne ucu kullanarak kesme tekrarlayın.
- Pamuk tomurcukları tarafından uygulanan hafif bir baskı ile kanamayı durdurmak. İsteğe bağlı olarak, kesme gelfoam ile kaplı olabilir.
- , Ekartörleri çıkarın 3-0 Vicryl dikiş ile dokuları ve dikiş sadece cildi değiştirin.
- Cerrahiden sonra, tam Uyanıncaya kadar 32 ° C'deki bir kuluçka makinesi içinde hayvan tutmak ve gerekirse, tuzlu su deri altından 5 ml yönetmek. Gözetimsiz hayvan bırakmayın.
- Carporfen subkutan verBir anti-iltihabik ve ameliyat sonrası ağrı, bir gün, cerrahi girişimden analjezik olarak.
- Ameliyat sonrası en az haftada bir kez daha sonra yakından bir hafta boyunca hayvanları izleyin.
- Kafes katta cerrahi, yer hidrasyon jel paketleri, püre bebek maması, ıslak püre ve kuru yem sonra gerekli gibi. (Bilyalı rulman vanaları eksik) uzun ağızlı su şişeleri sağlayın.
Representative Results
Sağkalım oranları.
Bizim tarafımızdan yapılan bir temsilci çalışmada 16 20 üzerinden dişi Lister kapüşonlu sıçanlarda (200-250 g) hayatta kalma oranı vardı. En sık görülen komplikasyon sadece piramitleri (nükleus solitarii, belirsiz ve parabrachilis) dorsal çünkü beyin sapındaki solunum merkezlerine trakea deplasman veya hasar zorluklar nefes alıyor. Benzer sonuçlar literatürde 16 bildirilmiştir.
Davranışsal sonuçlar.
Davranış testleri bir dizi kemirgenlerde pyramidotomy sonra Sensorimotor sonucu değerlendirmek için kullanılmıştır: Yatay merdiven testi, testi ulaşan tek pelet, silindir yetiştirme testi ve Montoya merdiven testi en sık kullanılan davranışsal değerlendirmeler bulunmaktadır. Literatürde açıklanan diğer testler testi ulaşan pelet, ip tırmanma testi, yürüme analizi ve yapışkan bant testidir3,17-19. Bunların çoğu yaralanma sonrası fonksiyonel motor açığı 1 hafta göstermektedir. Şu anda, literatürde tarif edilen birçok çalışma, sadece 42 gün 4,11,13,20,21 ya da daha kısa bir süre 3,18,22 için davranışsal testler, gerçekleştirin. Biz uzun bir süre için davranışsal test uygulandı ve Montoya merdiven testi ve yatay merdiven testi dışında, davranış testleri bazı motor fonksiyon 8 hafta sonrası pyramidotomy esas tam iyileşme gördük. Bu çeşitli nedenlerden dolayı muhtemelen. Öncelikle, lezyona yaralı CST rostral omurilikteki motor nöronlar dolaylı röleleri hareket Beyinsapına nöronlar üzerinde sinaps meydana gelebilir. İkincisi, yaralanmamış (karşı) CST filiz verebilir ve formları, motor nöronların röleleri olarak hareket beyinsapı veya spinal kord nöronlar üzerinde sinapsların. Üçüncüsü, örneğin, reticulospinal vestibulospinal veya rubrospinal yolları gibi diğer korunmuş motorlu yolları, bazı fonksiyon üzerinde alabilir. Bu durumda, uzun süreli bir treatment etki pyramidotomy modelinde birçok davranış testleri ile tespit etmek güçtür. Bu modelde bazı davranışsal test ancak erken tedavi ile ilgili olduğu yaralanma, sonra hızlandırılmış iyileşme gösterebilir.
Silindir Yetiştirme testi 3,4,23
Silindir yetiştirme testine göre baskın forepaw tekabül CST yaralandı. Sıçanlar, pleksiglas bir silindirin içine yerleştirilir ve yetiştirme davranış 3 dakikalık bir süre için gözlenir. Yaralanma öncesi dikey araştırma (Şekil 3A) boyunca bir Forepaw baskın forepawın, kullanımı için bir miktar tercih oldu. yaralanma baskın tarafı etkiler ve contralesional forepaw kullanımı 1 hafta yaralanma sonrası (Tekrarlanan Tedbirler 28% düşmüştür ANOVA p <0.05; post-hoc analiz hayvanlar Hafta 1, 2 ve 3, p <0.05 anlamlı açıkları var saptandı, Fisher LSD). 4 hafta hayvanlar geri yaralanma sonrasıd rears 45% etkilenen ön ayakları kullanılan ve 6 hafta sonra bu% 57 (standart hata gösterilir ± n = 16, ortalama) oldu. Ve pyramidotomy sonra 42 gün boyunca silindir testi kullanılarak Benzer şekilde, Starkey ve ark. (4) değerlendirdik fareler, tüm test süresi boyunca etkilenen forepaw kullanımında önemli bir azalma bildirmişlerdir.
Montoya Merdiven testi 24
Sıçanlar yaralanma önce alışmak için bu test için Antrenman öncesi gerektirir. Test oturumu hayvanlar sırasında motivasyonunu artırmak için gıda önceki gece sıçan başına 15 gr gıda ile sınırlıdır. Gıda yoksun kalan sıçanlar, 15 dakika boyunca Montaya merdiven yerleştirilir. Her tarafta, kuyular ile 7 adımda, her biri 3 pelet bir merdiven vardır. her bir tarafında geri pelet sayısı kaydedilir. contralesional / etkilenen forepaw ile alınan pelet sayısı% 61 yaralanma öncesi önemli ölçüde azaldı3% 3 gün yaralanma sonrası (Şekil 3B). pelet almak için yeteneği hala önemli ölçüde alınan pelet% 20 ile 4 hafta postinjury de bozulmuştu. Sıçanlar post hoc analiz hayvanlar her hafta contralesional tarafında önemli açıkları var ortaya (o zaman noktasında yemiş pelet sadece% 29 ile 8 haftaya kadar kadar Tekrarlanan önlemler ANOVA p <0.05, önemli bir açığı göstermektedir, p <0.05, Fisher LSD). ipsilesional forepaw 1 hafta postinjury kadar etkilenir; Ancak bu ikinci hafta kurtarır (ANOVA p <0.05, post hoc analiz hayvanlar ipsilesional forepaw üzerindeki Gün 3 ve Hafta 1 anlamlı açıkları var ortaya Tekrarlanan Tedbirler, p <0.05, Fisher LSD). ipsilesional forepaw ilk açıkları sonraki filizlenmeye ve kurtarma ile kesilmiş piramit ile çalışan kortikospinal yolu, ipsilateral kısmının hasarının ile açıklanabilir.
YatayMerdiven testi 25
Sıçanlar, bu test için çalışma öncesi gerektirir. Sıçanlar düzensiz basamak aralıklı 1 m uzunluğunda merdiven üzerinde üç kez yürümek. Videolar daha sonra yavaş hareket ve ayak fişleri ve her pençe için özlüyor toplam sayısı analiz edilir ölçülür. Şekil 3C grafik özlüyor ve atılan adımların sayısı bir yüzdesi olarak etkilenen ve daha az etkilenen taraf (forepaw + arka pençe) olarak makbuzları toplam sayısını gösterir. Sıçanlar% 10 veya etkilenen tarafta% 11 ve daha az etkilenen taraf ile 1 hafta yaralanma sonrası sırasıyla hataları önemli ölçüde artmıştır numarası var. Bu açığı Ancak, yapılan% 10 hataları ile 8 haftaya kadar contralesional / etkilenen tarafta kalıcı olan 2 hafta ipsilesional / daha az etkilenen tarafta giderir (Tekrarlanan Önlemler ANOVA, post hoc analiz hayvanlar üzerinde tüm hafta önemli açıkları var ortaya ipsilesional üzerinde Hafta 1 ve 3 de contralesional yan ve önemli açıklarıYan p <0.05, Fisher LSD).
Elektrofizyolojik testler
Bir terminal elektrofizyolojik set-up hayvan üretan ile intraperitoneal anestezi edildi. Süreci boyunca bu 37 ° C ± 1 ° C de muhafaza edildi. Onun ventral boyun bölgesi, ön ayakları ve göğüs bölgesi traş ve iyot fırçalayın ile dezenfekte edildi. Daha önce cilt ve pektoralis major kesisi ventral yaklaşımla üst kol açıklanan ve radial sinir maruz kalmıştır gibi piramitler maruz bırakıldı. Radyal sinirin yakınsal ucu kesildi ve sinir bir mineral yağ banyosu içinde iki gümüş tel kanca elektrotlar üzerinde atılmıştır. Ya piramit 5 300 Hz bakliyat ve artan uyarım genliği ile farklı derinliklerde eş bipolar elektrotlar ile uyarıldı. Kayıtlar her zaman engelli kolu (Şekil 4) radial sinirin yapılmıştır.
Yaralanmamış animKarşı piramit (Şekil 4B) uyarıldı zaman als radial sinirin 12 ile 20 milisaniye arasında gecikmeleri güçlü bir tepki vardı. İpsilateral uyarılması, sadece ara sıra aktivasyon (Şekil 4C) ile sonuçlanır. Lezyonlu yolu lezyonu (Şekil 4B), yukarıda uyarıldığında, daha önce kayıt koluna karşı tarafta, pyramidotomies almış hayvanlar, radyal sinir hiçbir karşılık vermez. Ancak, piramitlerin içinde CST liflerinin uyarılması elektrotlar 12 hafta postinjury (Şekil 4C ') de yaralanmamış hayvanlara kıyasla radial sinirin daha güçlü bir aktivasyon sonuçlandı kayıt ipsilateral.
Anatomik sonuçlar.
Hayvanlar Hayvanların Çizelge 1 (Bilimsel Prosedürler) Yasası 1986, daha önce iki hafta göre 10 hafta cerrahiden ötenazi, yaralanmamış CST biyotinli ile takip edildiEngelli kol motor korteks 26 ipsilateral içine dekstran amin (BDA) enjeksiyonları (Şekil 1). Bu orta hattı geçip contralesional omuriliği (Şekil 5C, D) tedarik yaralanmamış liflerin, ölçümü sağlar. Bu yaralanma yanıt artar ise yaralanmamış hayvanlar sadece, orta hattı geçen bir kaç lifleri vardır. Enine servikal spinal kord bölümleri lezyonlu CST (Şekil 5E) 16 denervasyonun oranını değerlendirmek için, protein kinaz C (PKC), gama ile boyandı. Seçenek olarak ise, bir lezyon tamlığı pyramidotomy yaralanma ipsilesional tarafında motor korteks içine BDA izleyici enjekte edilerek tespit edilebilir. kontralateral dorsomedial CST etiketleme yokluğu ve CST ventromediyal, ipsilateral tam tek taraflı transection kanıt sağlar.
nt-width = "4in" src = "/ files / ftp_upload / 51.843 / 51843fig1highres.jpg" width = "400" />
Şekil 1: şematik sıçan ve piramitlerin içinde CST tek taraflı Axotomy kortikospinal yolları gösteren Üst resim:. Kortikospinal nöronlar kortikal tabaka 5 piramidal hücrelerinde kaynaklanır. (Yeşil işaret edilen) Biyotinile dekstran amin deneyin sonuna kadar iki hafta önce contralesional korteks içine enjekte edilir. Orta resim: yolları medulla ventral yüzeyinde ve akson çoğunluğu çaprazlama spinomedullary kavşakta piramitleri oluştururlar. Tek taraflı pyramidotomy (kırmızı ile gösterilen) kaudal medulla gerçekleştirilir. Alt resim: omurilik dorsomedial ve dorsolateral bölgelerinde koşmak kortikospinal yolları çoğunluğu. Bir azınlık ipsilateral kalır ve ventromedially çalışır.
1843fig2highres.jpg "width =" 500 "/>
Şekil 2: sıçan beyin ventral görünüm. Onlar, paralel konveks (sarı kutu) yükseltilmiş çünkü piramitleri belirgindir. Piramitlerin sınırları baziler arter (C) görüldüğü gibi orta hat üzerinde ve yanal yarım baziler arter ve paraolivary arter (pol) arasındaki bükeylik dibinde (bas) tarafından medial tanımlanır. Kraniyotomi baziler arter üzerinde yapılır ve paraolivary arter (C kırmızı kutu) kadar uzanan yanal. Bir piramit baziler arter dik kesilir (C kırmızı çizgi, kesim A ve B numune üzerinde gösterilir). CST vertebral arter orta hat yola çünkü çaprazlama ve başlar, çünkü vertebral arterlerin (vert) çok yakın kaudal yerleştirilmiş lezyonlar eksik olacaktır. George Paxinos 27 tarafından "Sıçan Sinir Sistemi" dan uyarlanan (C) Görüntü. NOT: Bu Şekil görüntülerin sol tarafında bir lezyon göstermektedir: Bu hayvanın teçhizat olduğunuht piramidal yolu o sırtüstü yatıyor çünkü. Video hayvanın sol piramidal yolu bir lezyon gösterir Ancak unutmayınız.
Şekil 3:. Silindir yetiştirme testi için Temsilcisi sonuçları, testi ve Yatay merdiven testi ulaşan Montoya merdiven pelet yaralanma sonrası tüm testleri ile tespit motor açığı bulunmaktadır. Sürekli açıkları Montaya merdiven testi ve yatay merdiven testi en fazla 8 hafta yaralanma sonrası (n = grup ortalama ve standart hata başına 16 vardır ile tespit edilebilir, oysa Bununla birlikte, açık, 4 hafta yaralanma sonrası silindir yetiştirme testi ile tespit edilebilir gösterilir). Asterisk p <yaralanma öncesi bazal (Fisher LSD testi) 0.05 göreceli gösterir. tıklayınızBurada bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için.
Şekil 4:. Elektrofizyoloji öncesi ve sonrası pyramidotomy kortikospinal yolu değerlendiren (A) Terminal deney için set-up gösterir. Biz lezyon ve çaprazlama site rostralinde çeşitli derinliklerde 5 bakliyat bir tren ile piramitleri uyarır. Kırmızı yolu lezyonlu yolu olduğunu. Biz contralesional tarafında radial sinirin kayıt. (B) ve (C) ipsilesional stimülasyon ya da contralesional stimülasyon önce veya pyramidotomy sonra 12 haftalık örnek kayıtları göstermektedir. Ipsilesional uyaranlar yaralanma (B) önce radial sinirin birden bileşik aksiyon potansiyelleri (izlemesinde sivri) uyandırmak. Bu yaralanma kaldırılmış ve etkinlik retur değiln içinde 12 hafta (B '). Contralesional stimülasyon nadir tek bileşik aksiyon potansiyelleri yaralanma öncesi (C) çağrıştırıyor. Yaralanma aktivite sonrası 12 hafta oldukça muhtemelen omurilik içinde orta hat ve plastik değişiklikleri arasında çimlenme sağlam aksonlara, (C ') artar. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 5:. Pyramidotomy sonra anatomik değerlendirme (A, B, C, D), Biyotinile edilmiş dekstran amin (Şekil 1 'de yeşil bakınız) lezyonsuz CST tekabül eden motor korteks içine enjekte edilerek kortikospinal yolu izlemek için kullanılmıştır. dorsal medial, CS ventral medial bileşenleriT (A, sırt orta B büyütülmüş bir bölümü). (C) ve (D) bir tedaviye yanıt olarak sinirsiz tarafında gri maddeye orta hat boyunca filizlenme liflerin (A) 'dan büyütme olarak açıkça görülebilir. Servikal 4. seviye (12 hafta yaralanma sonrası doku) lezyon enine kesitler yeterliliğini değerlendirmek için kesilmiş ve PKC gama (E) karşı antikorlar ile boyandı. Resmin sol tarafındaki CST bozulmamış ve muhtemelen çünkü yaralı dorsal CST yapısal parçalanma, Denerve tarafına orta hat boyunca şişkin görülebilir.
Discussion
Biz pyramidotomy yaralanma modeli tarif var. kortikospinal sistem beyin düzeyinde kesilir. Görüş teknik açıdan bu ameliyat ihtiyatlı ve doğruluk bir sürü gerektirir. beyin sapı gibi piramitler altında retiküler oluşum gömülü belirsiz çekirdek ve solitarii gibi çok çekirdekli solunum merkezleri ve kardiyovasküler merkezleri barındırmaktadır. Kesim yapılırsa çok derin, bu ölümcül olabilir ani solunum güçlüğü, yol açabilir. Biz sadece bir ani solunum durmasını engellemek için nefes aktivitesini artırmak için kesim öncesi Dopram verir. Solunum durursa o kurtarmak olabilir oksijen ile aşağıdaki beş dakika boyunca hayvan havalandırma değer. Ayrıca, baziler arter herhangi bir zarar kesinlikle kaçınılmalıdır. İlk birkaç gün postinjury sırasında komplikasyonlar şunlardır: beyin sapı başka kanama hayati fonksiyonları, önemli kilo kaybı etkileyen, ciddi solunum difficnedeniyle piramitleri sadece yanal zeytin olmak üzere kapsamlı yaralanma trakea deplasman ve hayvan ciddi yönelim ve denge sorunları nedeniyle ulties. Son noktaları ve hayvanlar dikkatli biçimde öldürüldü edilebilir Bu komplikasyonlar tedavi edilebilir. Ameliyat sonrası ilk haftasında yakından izlenmesi önemlidir. Ek besin kilo kaybı dengelemek için verilebilir. Havayolu inflamasyonu (kulak tırmalayıcı solunum) normalde 1-2 gün içinde düzelir. Boyun az derin Genel olarak, genç hayvanlar üzerinde işlem daha kolaydır. Ayrıca, daha esnek ve daha az nefes komplikasyonları var.
Bir pyramidotomy ile CST tam lezyon elde etmek için bazı pratik gerektirir. Benzer şekilde, Steward ve ark. 16, Benowitz ark. 28 tarafından eski bir deney çoğaltmak için yola iki çalışmalarda, başlangıçta yüksek mortalite oranları rapor ve lezyonların bazılarının eksik olduğunu. Davranışaçıkları da değişken olacaktır. Biz bir aday tedavisi test etmek için herhangi bir tam deney gerçekleştirilmeden önce yeni bir cerrah, birçok uygulama pyramidotomy ameliyatları gerçekleştiren öneririz. Eksik lezyonların önlenmesi için Yolları bir derialtı iğne bu protokol açıklandığı gibi baziler arter yakın kortikospinal lifler kopmuş emin yapma ile kesim retracing vardır. Diğer seçenekler Zhou ve ark. 2003 29 de tarif edildiği gibi, bir uçlu cam emme pipet ile lezyon yerinin aspire bulunmaktadır. Bir ince tungsten tel de yolu 22 kesmek için kullanılabilir. Pyramidotomy bir alternatif tek taraflı servikal C3 dorsal CST kesmek ve daha sonra ventral yaklaşımla CST 18 ipsilesional C2 ventral bölümünü kesmek için. Amaç contralesional CST filizlenmesini incelemek ise ancak tartışmalı, tam bir lezyon gerekli değildir; Piramidin çoğunluğu lezyonlu ve eğer zarar görmemiş taraftan bir filizlenme yanıtı bu yeterli olabilir oluşur.
Pyramidotomy lezyon modeli bir amacı kortikospinal yolunun bir tarafı baskılamak ve sağlam olmayan yaralı elyaf plastik ve filizlenmesini uyarma nöroplastisite indükleyici tedavilerin kullanmaktır. Nöro-koruyucu tedavileri test etmek için bu model uygun değildir ve bu kontüzyon yaralanmalarının gibi yaralanma modellerinin kullanılmalıdır. Pyramidotomies Çıktıları davranışsal test ve anatomi ile en sık değerlendirilmektedir. Yatay merdiven testi, silindir yetiştirme testi ve Montoya merdiven testi en sık kullanılan davranışsal değerlendirmeler bulunmaktadır. Literatürde açıklanan diğer testler testi, ip tırmanma testi, yürüme analizi ve yapışkan bant testi 3,17-19 ulaşan pelet vardır. Bununla birlikte, çoğu davranışsal test sonuçları genellikle sadece 42 gün postlesion 3,4,11,17,18,20-22 maksimum kadar izlenir. Geçmiş tecrübelerden, kemirgenler herhangi bir tedavi müdahalesi olmadan, daha sonra zaman noktalarında en işlevi kurtarmak. Bu tha göstermiştirt yatay merdiven testi ve Montoya merdiven pelet ulaşan testi daha sonraki bir zaman noktasına kadar engelli algılar. Bunlar nedeniyle tedaviye fonksiyonel iyileşmeyi ölçmek için kullanılabilir. lezyon bütünlüğü rostralinde servikal seviyede veya lezyon yerinde enine kesitlerin eriochrome Siyanin boyama spinal kord (sırt sütunlarında CST lifleri etiketler), PKC gama boyama ile değerlendirilir. Biyotinile edilmiş dekstran amin Denerve omurilik alanına orta hat boyunca olduğu gibi elyafların filizlenmesini değerlendirmek için contralesional korteks içine enjekte edilebilir.
Sonuç olarak, pyramidotomy modeli cerrahisi başarıyla hakim ise santral sinir sistemi yaralanmaları için tedavi ilaç nöroplastisite uyaran yeteneklerini değerlendirmek için iyidir. Bu sağlam liflerin plastisite değerlendirir. Bir sonraki adım, büyük injuri aşmak için ilacın yeteneğini değerlendirmek için böyle kontüzyon yaralanma gibi bir klinik olarak daha uygun bir model kullanmak olacaktıres birden yolları etkileyen.
Disclosures
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Acknowledgments
Bu eser Uluslararası Spinal Araştırma Vakfı ve Rosetrees Vakfı tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Carprofen | Norbrook | Vm No; 02000/4229 | give 5 mg/kg twice daily |
| Homeothermic Blanket System | Harvard Instruments | 507222F | |
| Isoflurane | Abbott | B506 | |
| Fine Scissors- Tough Cut | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11019-12 | |
| Long-toothed Alm retractors | Fine Science Tools | 17009-07 | |
| cautery system kit | Harvard Instruments | 726067 | |
| fine Dumont forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
| Carbon Steel burrs | Fine Science Tools | 19007-07 | |
| Dopram V-drops | Pfizer | apply 1 drop to tongue | |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-03 | |
| gelfoam | Equimedical | EQU705001 | |
| 3-0 Vicryl sutures | Ethicon | ||
| operating microscope | Zeiss | ||
| Compact Anaesthesia System Isoflurane K/F Single Gas | VetTech Solutions | ||
| Scales | Ohaus | NVT3201 | |
| Carbon Steel Scalpel blades No. 10 | Swann-Morton | 201 | |
| 25g needles | Terumo | NN-2525R | |
| syringes (1 ml and 5 ml) | Terumo | SS+01T1 / SS*05SE1 | |
| Saline (Sodium Chloride 0.9%) | Fresenius Kabi | Pl 08828/0178 | |
| cotton buds | Johnson and Johnson | 5000207582502 | sterilize before use |
References
- Lemon, R. N. Descending pathways in motor control. Annual review of neuroscience. 31, 195-218 (2008).
- Lemon, R. N., Griffiths, J. Comparing the function of the corticospinal system in different species: organizational differences for motor specialization. Muscle & nerve. 32, 261-279 (2005).
- Starkey, M. L., et al. Assessing behavioural function following a pyramidotomy lesion of the corticospinal tract in adult mice. Experimental neurology. 195, 524-539 (2005).
- Starkey, M. L., Bartus, K., Barritt, A. W., Bradbury, E. J. Chondroitinase ABC promotes compensatory sprouting of the intact corticospinal tract and recovery of forelimb function following unilateral pyramidotomy in adult mice. Eur J Neurosci. 36, 3665-3678 (2012).
- Brosamle, C., Schwab, M. E. Cells of origin, course, and termination patterns of the ventral, uncrossed component of the mature rat corticospinal tract. The Journal of comparative neurology. 386, 293-303 (1997).
- Brosamle, C., Schwab, M. E. Ipsilateral, ventral corticospinal tract of the adult rat: ultrastructure, myelination and synaptic connections. Journal of neuroctology. 29, 499-507 (2000).
- Bareyre, F. M., et al. The injured spinal cord spontaneously forms a new intraspinal circuit in adult rats. Nat Neurosci. 7, 269-277 (2004).
- Chen, Q., Smith, G. M., Shine, H. D. Immune activation is required for NT-3-induced axonal plasticity in chronic spinal cord injury. Exp Neurol. 209, 497-509 (2008).
- Z'Graggen, W. J., et al. Compensatory sprouting and impulse rerouting after unilateral pyramidal tract lesion in neonatal rats. J Neurosci. 20, 6561-6569 (2000).
- Rosenzweig, E. S., et al. Extensive spontaneous plasticity of corticospinal projections after primate spinal cord injury. Nat Neurosci. 13, 1505-1510 (2010).
- Z'Graggen, W. J., Metz, G. A., Kartje, G. L., Thallmair, M., Schwab, M. E. Functional recovery and enhanced corticofugal plasticity after unilateral pyramidal tract lesion and blockade of myelin-associated neurite growth inhibitors in adult rats. J Neurosci. 18, 4744-4757 (1998).
- Kartje-Tillotson, G., O'Donoghue, D. L., Dauzvardis, M. F., Castro, A. J. Pyramidotomy abolishes the abnormal movements evoked by intracortical microstimulation in adult rats that sustained neonatal cortical lesions. Brain Res. 415, 172-177 (1987).
- Thallmair, M., et al. Neurite growth inhibitors restrict plasticity and functional recovery following corticospinal tract lesions. Nature Neuroscience. 1, 124-131 (1998).
- Akbik, F. V., Bhagat, S. M., Patel, P. R., Cafferty, W. B., Strittmatter, S. M. Anatomical plasticity of adult brain is titrated by Nogo Receptor 1. Neuron. 77, 859-866 (2013).
- Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacol. 39, 777-787 (2000).
- Steward, O., Sharp, K., Yee, K. M. A re-assessment of the effects of intracortical delivery of inosine on transmidline growth of corticospinal tract axons after unilateral lesions of the medullary pyramid. Experimental neurology. 233, 662-673 (2012).
- Thallmair, M., et al. Neurite growth inhibitors restrict plasticity and functional recovery following corticospinal tract lesions. Nature neuroscience. 1, 124-131 (1998).
- Weidner, N., Ner, A., Salimi, N., Tuszynski, M. H. Spontaneous corticospinal axonal plasticity and functional recovery after adult central nervous system injury. Proc Natl Acad Sci U S A. 98, 3513-3518 (2001).
- Schnell, L., Schneider, R., Kolbeck, R., Barde, Y. A., Schwab, M. E. Neurotrophin-3 enhances sprouting of corticospinal tract during development and after adult spinal cord lesion. Nature. 367, 170-173 (1994).
- Starkey, M. L., Bleul, C., Maier, I. C., Schwab, M. E. Rehabilitative training following unilateral pyramidotomy in adult rats improves forelimb function in a non-task-specific way. Experimental neurology. 232, 81-89 (2011).
- Ueno, M., Hayano, Y., Nakagawa, H., Yamashita, T. Intraspinal rewiring of the corticospinal tract requires target-derived brain-derived neurotrophic factor and compensates lost function after brain injury. Brain : a journal of neurology. 135, 1253-1267 (2012).
- Maier, I. C., et al. Constraint-induced movement therapy in the adult rat after unilateral corticospinal tract injury. J Neurosci. 28, 9386-9403 (2008).
- Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
- Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. The "staircase test": a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats. Journal of neuroscience methods. 36, 219-228 (1991).
- Soblosky, J. S., Song, J. H., Dinh, D. H. Graded unilateral cervical spinal cord injury in the rat: evaluation of forelimb recovery and histological effects. Behavioural brain research. 119, 1-13 (2001).
- Soleman, S., Yip, P., Leasure, J. L., Moon, L. Sustained sensorimotor impairments after endothelin-1 induced focal cerebral ischemia (stroke) in aged rats. Experimental neurology. 222, 13-24 (2010).
- Paxinos, G. The Rat Nervous System. , Academic Press, Inc. (1995).
- Benowitz, L. I., Goldberg, D. E., Madsen, J. R., Soni, D., Irwin, N. Inosine stimulates extensive axon collateral growth in the rat corticospinal tract after injury. Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 13486-13490 (1999).
- Zhou, L., Baumgartner, B. J., Hill-Felberg, S. J., McGowen, L. R., Shine, H. D. Neurotrophin-3 expressed in situ induces axonal plasticity in the adult injured spinal cord. J Neurosci. 23, 1424-1431 (2003).
