Waiting
Login processing...

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

Medicine

Axotomy פנים עצב של עכברים: דגם לחקר תגובת Motoneuron לפגיעה

doi: 10.3791/52382 Published: February 23, 2015

Abstract

המטרה של פרוטוקול כירורגית זו היא לחשוף את עצב הפנים, שמעצבב את שרירי פנים, ביציאתו מנקב stylomastoid וגם לחתוך או לרסק אותו כדי לגרום לפגיעה עצבית היקפית. יתרונותיו של ניתוח זה הם הפשטות שלו, שחזור גבוה, וחוסר ההשפעה על תפקודים חיוניים או ניידות משיתוק הפנים שלאחר מכן, ובכך וכתוצאה מכך תוצאות ניתוחיות קלות יחסית בהשוואה לדגמי פגיעה עצבית אחרים. יתרון עיקרי של שימוש במודל פגיעה בעצב גולגולת הוא שmotoneurons מתגורר באוכלוסייה הומוגנית יחסית בגרעין המוטורי הפנים בפונס, לפשט את המחקר של גופי תא motoneuron. בגלל האופי סימטרי של עצבוב עצב פנים וחוסר crosstalk בין הגרעינים מוטורי פנים, הפעולה יכולה להתבצע באופן חד צדדי עם צד unaxotomized משמש כבקרה פנימית לזווג. מגוון רחב של ניתוחים ניתן לבצע לאחר הניתוח לישבניםזה התגובה הפיזיולוגית, אשר פרטיו הן מעבר להיקף של מאמר זה. לדוגמא, התאוששות של תפקוד שרירים יכולה לשמש כסמן להתנהגות reinnervation, או ניתן לכמת motoneurons למדוד הישרדות תא. בנוסף, motoneurons ניתן ללכוד במדויק באמצעות microdissection לייזר לניתוח מולקולרי. בגלל axotomy עצב הפנים הוא פולשנית ונסבלת היטב, זה יכול להיות מנוצל על מגוון רחב של עכברים מהונדסים גנטי. כמו כן, מודל ניתוח זה יכול לשמש כדי לנתח את האפקטיביות של טיפולי פגיעה עצבית היקפיים. פגיעה בעצב פנים מספקת אמצעי לחקירה לא רק motoneurons, אלא גם את תגובותיהם של מייקרו-הסביבה המרכזית וההיקפי גליה, המערכת חיסונית, ושרירי יעד. מודל פגיעה בעצב פנים הוא מודל פגיעה עצבי היקפי מקובל שמשמש ככלי רב עוצמה ללימוד פגיעה עצבית והתחדשות.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

מודלים פגיעה עצבית היקפיים רבים קיימים, אבל אחד שבולט לחקר motoneurons הוא מודל axotomy עצב הפנים. עצב הפנים, הידוע גם בעצב גולגולת VII, מקורו בגשר המוח ומעצבב את שרירי הבעה בפנים 1,2. בפרוטוקול זה כירורגית, עצב הפנים חשוף ביציאתו מנקב stylomastoid וגם לחתוך או כתוש. חומרת פגיעה עצבית יכולה להיות מסווגת הבאה סנדרלנד 3 סיווגים, המבדיל את הפגיעה המבוססת על שלמותו של אקסונים, endoneurium, perineurium, וepineurium, שהם שכבות רקמת חיבור שרצף לעטוף את חבילות האקסון. בפציעה למחוץ (axonotmesis), אקסונים, נותקו, אבל perineurium וepineurium נשמרים. התאוששות תפקודית מלאה מלמעוך עצב פנים מתרחשת בכ -11 ימים בגלל נדן העצב שלם משמש כצינור שבתוכו האקסונים לגדל מחדש 4,5. בהיד השנייה, בפציעת החתך (neurotmesis), אקסונים וכל 3 שכבות רקמת החיבור נותקו, והעצב הדיסטלי כולו צריך לגדל מחדש כדי לשחזר עצבוב שרירים. חיבור מחדש של כירורגי epineurium מבוצע לעתים קרובות בחולים אנושיים עם פציעות חיתוך רוחב עצב, אולם תוצאות ההתאוששות הן לעתים רחוקות אופטימליות. נדרש מחקר נוסף על מנת להבין למה העצב לא מצליח להצמיח מחדש ליעד שלו ויכולים להיות מועסק מה טיפולים כדי לשפר ולהאיץ את תהליך ההתחדשות.

ישנם יתרונות רבים ללימוד פגיעה עצבית באמצעות מודל axotomy עצב הפנים. ראשית, הליך axotomy עצב הפנים הוא מהיר, קל, ומאוד לשחזור; והשיתוק כתוצאה של שרירי הפנים אינו משפיע פונקציות חיוניות ונסבל היטב על ידי בעלי החיים. כיוון שמדובר במודל פגיעה בעצב גולגולת, לומד את גופי תא motoneuron הוא פשוטים כי motoneurons מתגורר באוכלוסייה הומוגנית יחסית בהגרעין מוטורי פנים דואר בפונס. האוכלוסייה אינה שונה המבוססת על תבנית subnuclear בתוך הגרעין המוטורי הפנים, כפי שיש שבע subnuclei כל ספציפי לinnervating קבוצה ספציפית של שרירים, ולכן הבדלי subnuclear בתגובה לaxotomy עשויים להשפיע על תוצאות 2,6,7.

יתרון עיקרי של מודל פגיעה בעצב פנים הוא שצד unaxotomized יכול לשמש כבקרה פנימית לזווג כי עצבוב העצב הוא סימטרי מאוד ואין crosstalk בין הגרעינים המוטוריים הפנים 8. יתרון נוסף של שימוש בשיטה ניתוחית זו הוא חוסר טראומה ישירה למערכת העצבים המרכזית או השיבוש של מחסום דם מוח 9. סיבוכים כגון דימום וזיהום מוגזמים הם נדירים בהליך זה.

מגוון רחב של ניתוחים ניתן לבצע כדי להעריך את התגובה הפיזיולוגית לפגיעה בעצב. ההתאוששות של רפלקס מצמוץ עין ופעילות זיף יכולה לשמש כהתנהגותמדד של 10,11 החלמה התפקודי. הקלטת וידאו של פעילות vibrissae היא כיום השיטה החזקה ביותר לאיתור התאוששות של עצבוב עצב הפנים 12,13. לאחר המתת חסד, ניתוח היסטולוגית של גזע המוח יכול להתבצע על גופי תא motoneuron בתוך הגרעין המוטורי הפנים. הגרעין מוטורי הפנים מחולק לשבע subnuclei, כל ספציפי לשרירי פנים מסוימים, המאפשר לבדיקת ההפרש של תגובות לפציעה 2,6. ניתן לספור motoneurons פנים לכמת הישרדות תא, או אימונוהיסטוכימיה יכולה לשמש לזיהוי סמנים ביולוגיים ואוכלוסיות תאים ספציפיות 14. הגרעין מוטורי הפנים יכול להיות microdissected במדויק באמצעות לכידת לייזר לניתוח מולקולרי של התגובה התאית לפגיעה בעצב 15,16. השפעות של axotomy עצב הפנים ניתן לנתח בקליפת המוח המוטורי 17,18. כמו כן, העצב יכול להיות גזור ללמוד ניוון Wallerian 19 אוהתחדשות האקסון 20, ואת השרירים ניתן להסיר ללמוד צמתים עצביים-שרירית 21. גם axotomy עצב הפנים יכול לשמש כדי לחקור את תאי גליה מרכזיים והיקפיים הנלווים 22, למקד את המערכת החיסונית תגובת 23 שרירים 21, ו. למרות שדברים רבים הושג בלימוד מודל axotomy עצב פנים 24, נדרש מחקר נוסף של פגיעה עצבית היקפית כי נזק עצבי היא בעיה משמעותית עבור חולים וטיפולים שוטפים לא מצליחים לייצר תוצאות אופטימליות. מודל זה הוא כלי רב עוצמה לבחינת התגובה הפיזיולוגית לפגיעה בעצב וניתוח היעילות של טיפולי התחדשות עצבים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

כל הנהלים מבוצעים מאושרים על ידי בית הספר לרפואה של אוניברסיטת אינדיאנה מוסדית טיפול בבעלי חי ועדת שימוש ופעלו מכון הלאומי לבריאות הנחיות.

1. טכניקה כירורגית

  1. לשמור על טכניקת aseptic במהלך הליך זה על ידי שימוש בכפפות סטריליות, מכשירים, ותחום כירורגית סטרילית על פי הנחיות NIH 25. לעקר כלים לפני תחילת ניתוח על ידי המעוקר (ראה טבלה של חומרים כימיים / ציוד ספציפי לרשימה מלאה). השתמש מעקר חרוז זכוכית לעקר כלים במהלך המבצע.

2. הרדמה והכנה

  1. להרדים את העכבר בתיבת הרדמה בתערובת של 0.9 L חמצן / דקה וisoflurane 2.5% באמצעות מערכת אידוי isoflurane וטרינרים. ודא שהעכבר אינו מגיב לשינויים בתנוחת גוף לפני הסרתו מהתיבה.
  2. החל משחת עיניים לmouעיניו של se כדי להגן עליהם מהתייבשות.
  3. לעבור את זרימת הגז מהתיבה לחרטום. מניחים את העכבר ישירות על צדו השמאלי על משטח לוהט מכוסה עם כרית כירורגית ונייר סופג ספסל עם האף שלה ופה בתוך חרוט. לפקח באופן רציף קצב הנשימה של העכבר ושיעור ולהתאים את רמות isoflurane לפי צורך (בין 2.5 - 3% isoflurane) כדי לשמור על רמה נאותה של הרדמה, ולהשתמש ברפלקס קמצוץ הבוהן כדי לאשר הרגעה כוללת.

3. גישה ניתוחית

  1. יישר ולהתמקד stereoscope עם את שדה הניתוח. התאם את החרטום וקלט אותו כך שהוא נמצא בעמדה בשולי שדה הראייה.
  2. עם העכבר שוכב על צידו השמאלי, תדביק את קצה אוזן ימין לחרטום, וחושף את האזור שמאחורי האוזן שבו החתך ייעשה. ודא שוריד אוזן האחורי נוסע אופקי על פני האוזן. שימו לב כי המיקום הנכון של tהוא חיה ומקליטה של ​​האוזן הן קריטיות כדי למצוא עצב הפנים במהירות.
  3. להרטיב את הפרווה ובמאחורי האוזן עם 70% אתנול ו לגלח את האתר כירורגית באמצעות סכין גילוח או אזמל. טרום להרטיב את הפרווה הופך גילוח קל יותר במיקום האנטומי הזה.
  4. לנקות את העור עם תמיסת יוד, כגון לשפשף פולידין כירורגית (7.5% povidone- יוד), ואחריו אתנול 70%. חזור על ניקוי זה פעמים נוספות כדי לחטא את האזור ביסודיות.
  5. כדי לקבוע היכן לבצע את החתך, לעקוב אחר וריד אוזן האחורי מהאוזן caudally לאזור האחורי לבליטת האוזן. בעזרת מספריים האביב, לעשות חתך 4 מ"מ - 2 מ"מ אחורי 3 לבליטה.
  6. לנתח באמצעות השומן תת עורי וfascia באמצעות לנתיחה בוטה. הימנע חיתוך ישיר עם המספריים כי כלי דם או רקמת שריר יכולים להיפגע בקלות.
  7. אם דימום מתרחש, להפעיל לחץ לאתר כירורגית עם מקלון צמר גפן סטרילילפחות 30 שניות. אם אובדן נוזלים משמעותי מתרחש, להזריק את העכבר intraperitoneally עם עד 0.5 מיליליטר של תמיסת מלח סטרילית 0.9% באמצעות 25 או 27 מחט G.
  8. השתמש בכמה ציוני דרך מרכזיות, עצב אבזר השדרה, תעלת אוזן, וקדמיים שריר הדו-בטנים (שיפורט להלן), כדי לאתר את עצב הפנים. לנתח סביב ציוני הדרך הללו עד הסניפים של עצב הפנים הם דמיינו. העצב יופיע כמבנה לבן מוצק משמעותי כאשר הוא נחשף ושכבת fascia שומרת אותו למבנים שבבסיס.
    1. מצא את עצב אבזר השדרה, אשר נוסע מחלק הזנב של הגולגולת למעצבב את שריר הטרפז, ברגע שהשומן תת עורי וfascia כבר גזור. עצב הפנים עמוק לעצב אבזר השדרה.
    2. מצא את תעלת אוזן הסחוסים שנראית פנינים לבנה וניתן לראות מקורי לעצב הפנים.
    3. מצא את שריר הבטן של השריר הדו-הבטנים הקדמית שנמצאת על גבי וגaudal לעצב הפנים.
  9. כאשר הענפים העיקריים של עצב הפנים הם דמיינו, לעקוב אחר אותם dorsally למצוא מוצאם מנקב stylomastoid. באמצעות קנס היטה מלקחיים דומון # 5/45 להחזיק אתר כירורגית פתוח, לקדם את הטיפים מספריים האביב הבא הנתיב של העצב, ולאחר מכן להעביר את המלקחיים dorsally לשמור על האזור המתקדם החדש פתוחים.
  10. דמיינו את תא המטען של עצב הפנים עם הזיגומטית, buccal, וסניפים בלסת תחתונים, שוליים בנקודה זו.
    הערה: הסניף הזמני יימצא קרוב יותר לforamen. ענפי עצב הלסת תחתונים, השוליים לחלקיו העליונים ותחתונים קרובים ללסת, וכך בענפי עצב אלה לא יהיו גלויים ברמה זו.
    1. אם ביצוע חיתוך רוחב עצב, לייצב את העצב בעדינות עם המלקחיים טיפ הנאה וחתך את העצב עם המספריים באביב. הימנע מהפעלה יותר מדי מתיחה בעצב עם המלקחיים כדי למנוע avulsing העצבי מהמוח. Pushהגדמים אחד מהשני, או לחתוך ולהסיר חלק מהעצב הדיסטלי כדי לוודא ששום חיבור מחדש יכול להתרחש.
    2. אם ביצוע פציעה למעוך, להשתמש דומון # 5/45 במלקחיים כדי לדחוס את העצב למשך 30 שניות באמצעות לחץ מתמיד לנתק את כל האקסונים, ולאחר מכן לחזור למחוץ זה בזווית שנייה בניצב לאתר למעוך הראשון. הימנע מהפעלת כמויות משתנות של לחץ במהלך למעוך 30 שניות, אחרת הפציעה תהיה עקבית בין בעלי החיים.

4. סגירה ושחזור

  1. למקם מחדש את השומן ושרירים על מבני היסוד.
  2. בקירוב את הקצוות של החתך ולסגור את הפצע באמצעות קליפ פצע 7.5 מ"מ. תפרים או דבק מקובלים גם לסגירת פצעים. יכולים להיות מסופקים על משככי כאבים לאחר ניתוח בשלב זה.
  3. הסר את הסרט מאוזנו של העכבר. כבה את זרימת isoflurane ולאפשר העכבר כדי לנשום חמצן טהור למשך 30 שניות לדקות 1. Plאס העכבר בכלוב ריק ללא מצע להתאושש מהרדמה.
  4. כאשר העכבר הוא התאושש, לבחון את ההתנהגות שלה בחיפוש אחר סימנים לאישוש של שיתוק פנים. השפם יהיה משותק והזווית חזרה לכיוון הלחי, האף יהיה חרג, והעין לא למצמץ בתגובה למשב אוויר.
  5. בעלי חיים במשותף הבית לאחר ניתוח אם הם ממין נקבה. הימנע דיור עכברי זכרים במשותף כי הם אגרסיביים יותר ונוטים להעביר בכפיית קליפים הפצע של cagemate, מה שמוביל לזיהום. לספק משככי כאבים לאחר ניתוח בשלב זה, במידת צורך.
  6. לפקח על העכברים פעם ביום במשך כמה ימים לאחר הניתוח כדי לוודא ששום זיהום או סיבוך אחר מתרחש לאחר הניתוח. הסר קליפים פצע 7-10 ימים לאחר הניתוח, אם הם לא נפלו החוצה בכוחות עצמם.
  7. החל הסיכה משחה העין לעין המושפעת מדי יום כדי למנוע סיבוכים בקרנית, או עד שרפלקס מצמוץ העין הוא מחדשמכוסה או עד המתת חסד.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

לאחר axotomy עצב הפנים מתבצע, אובדן motoneuron מתרחש כתוצאה מהפגיעה. הישרדות Motoneuron לאחר פציעה תלויה במשתנים רבים, כגון מין, גיל בעלי חיים בזמן הניתוח, ונקודה זמן שבה סעיפי motoneuron נעשים, ומורן וסקירת Graeber 24 וJinno וסקירת Yamada 22 שני לסכם נתונים הישרדות motoneuron. בדרך כלל, כ -86% מתאי עצב האחראים לשרוד 28 יום לאחר axotomy 14,15,26. קינטיקה של אובדן motoneuron מתוארות באל Serpe et. 2000. איור 1 מדגים את השונות בהישרדות motoneuron בעכברים מהונדסים גנטי מרובים. לא נמצא הבדלים משמעותיים הם נצפו בספירת motoneuron פנים של צד השליטה, מצביעים על כך שהשינויים הגנטיים אינם משפיעים ספירה בסיסית. בהשוואה להישרדות motoneuron בעכברים מסוג בר (84% ± 2.0; איור 1 א, ד), אובדן תא משמעותי נצפה במודל של עכבריםשל טרשת לרוחב amyotrophic (SOD1 G93A; 68% ± 1; איור 1, E), כמו גם את הגן-2 עכבר נוקאאוט immunodeficient הפעלה-רקומבינציה (RAG-2 - / -; 57% ± 2.5; איור 1 ג, ו) 27 .

איור 2 מדגים את טכניקת הלכידה microdissection הלייזר מוחלת על הגרעין המוטורי פנים. הגרעין מוטורי הפנים כולו יכול לנפול בפח (2 א-C איור), או subnuclei ניתן לאסוף בנפרד (איור 2 ד-F). לדיוק רב יותר, יכול להיות שנתפס motoneurons בנפרד, וneuropil שנותרה ניתן לאסוף עבור ניתוח (איור 2G-I). איור 3 מתארים תוצאות qPCR של חומר RNA שחולץ מן הדגימות subnuclear השוואה הבטנית-התיכון וventrolateral subnuclei. ארבעה גנים שנבדקו, טובולין II β, צמיחה הקשורים חלבון-43 (Gap-43), hemopoietic- והביע נוירולוגית רצף-1 (Hn1), וגורם נוירוטרופי מוחי (BDNF) כל קשורים לתגובת התחדשות עצב ויש הבדלים מעניינים בין שני subnuclei ופרופילי ביטוי גנים שלהם לאחר axotomy 16.

איור 1
1. חלקי איור נציג העטרה מנוע פנים גרעין מוכתמים בthionin ולכמת 28 ימים לאחר חיתוך רוחב עצב פנים. גרעינים מוטורי פנים מוצגים מ( A, D) WT, (B, E) SOD1 G93A, ו( C, F) RAG- 2 - / - עכברים (צד שליטה, צד axotomized). ברים בקנה מידה = 120 מיקרומטר. נתון זה שונה מ-27. לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של ההוא דמות.

איור 2
איור 2. microdissection לייזר של גרעין מנוע פנים. () סעיף הצבעוני Thionin של גרעין axotomized פנים, (ב) עם microdissection החלקי לייזר של גרעין הפנים axotomized, ואוסף (C) של רקמות לייזר microdissected. תבנית (D) של subnuclei הייתה על גבי מסך המחשב לזהות הבטנית-התיכון וventrolateral subnuclei פנים לmicrodissection לייזר (E, F). motoneurons פנים היו לייזר microdissected המבוסס על המורפולוגיה שלהם עם גרעין גלוי וגרעין (* מציין motoneuron, G, H), mRNA FMN בעוד שברי גוף תא FMN, שצוינו על ידי החיצים (G), היו לייזר microdissected בנפרד ולהיפטר ממנו כדי לחסל בשנות ה neuropilamples. אחרי הכל ברי FMN וגוף התא נאספו, רקמת גרעין פנים שנותרה הייתה לייזר microdissected כמדגם neuropil (I). ברים בקנה מידה = 100 מיקרומטר. נתון זה שונה מ-16. לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3. Pro-התחדשות וביטוי mRNA פרו-הישרדות בהבטנית-התיכון (VM) וventrolateral (VL) אזורי subnuclear מנוע פנים הבאים axotomy עצב פנים. אחוזים הממוצע של ביטוי mRNA ± SEM בtransected VM וVL subnuclei פנים ביחס ל subnuclei unoperated שליטה (AD). זמן כמובן ביטוי mRNA כולל לא פציעה (0), 3, 7, 14, וDPO 28 לטובולין βII ( (C) B), וBDNF (D). # מייצג הבדלים משמעותיים של VL לעומת VM, בp <0.05. נתון זה שונה מ-16.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Stereo microscope Leica M60
Labeling tape Fisher Scientific 15-952
Vannas-Tübingen spring scissors - straight/sharp/8.5 cm/5 mm cutting edge Fine Science Tools 15003-08 Sterilize before use
Dumont #5/45 forceps - standard tips/angled 45°/Dumoxel/11 cm Fine Science Tools 11251-35 Sterilize before use
Michel suture clips - 7.5 mm x 1.75 mm Fine Science Tools 12040-01 Described as "wound clip" in protocol, sterilize before use
Hagenbarth cross action wound clip applier 5" George Tiemann & Co 160-910 Used to apply wound clip, sterilize before use
Michel suture clip applicator & remover - For 7.5 mm clips Fine Science Tools 12029-12 Used to remove wound clip
0.9% Sodium chloride injection, USP Hospira 0409-4888-10
Betadine, 16 oz, with dispenser Fisher Scientific 19-027132
70% Ethanol
Glass bead sterilizer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kaufman, M., Bard, J. The Anatomical Basis of Mouse Development. Elsevier. New York, NY. (1999).
  2. Ashwell, K. The adult mouse facial nerve nucleus: morphology and musculotopic organization. Journal of Anatomy. 135, 531-538 (1982).
  3. Sunderland, S. A classification of peripheral nerve injuries producing loss of function. Brain : A Journal Of Neurology. 74, 491-516 (1951).
  4. Beahrs, T., Tanzer, L., Sanders, V. M., Jones, K. J. Functional recovery and facial motoneuron survival are influenced by immunodeficiency in crush-axotomized mice. Experimental Neurology. 221, 225-230 (2010).
  5. Mesnard, N. A., Haulcomb, M. M., Tanzer, L., Sanders, V., Jones, K. J. Delayed functional recovery in presymptomatic mSOD1G93A mice following facial nerve crush axotomy. Journal of Neurodegeneration & Regeneration. 4, 21-25 (2013).
  6. Komiyama, M., Shibata, H., Suzuki, T. Somatotopic representation of facial muscles within the facial nucleus of the mouse. A study using the retrograde horseradish peroxidase and cell degeneration techniques. Brain Behav Evol. 24, 144-151 (1984).
  7. Canh, M. Y., Serpe, C. J., Sanders, V., Jones, K. J. CD4(+) T cell-mediated facial motoneuron survival after injury: Distribution pattern of cell death and rescue throughout the extent of the facial motor nucleus. Journal of Neuroimmunology. 181, 93-99 (2006).
  8. Isokawa-Akesson, M., Komisaruk, B. Difference in projections to the lateral and medial facial nucleus: anatomically separate pathways for rhythmical vibrissa movement in rats. Exp Brain Res. 65, 385-398 (1987).
  9. Streit, W., Kreutzberg, G. Response of endogenous glial cells to motor neuron degeneration induced by toxic ricin. The Journal of Comparative Neurology. 268, 248-263 (1988).
  10. Serpe, C. J., Tetzlaff, J. E., Coers, S., Sanders, V., Jones, K. J. Functional recovery after facial nerve crush is delayed in severe combined immunodeficient mice. Brain, Behavior, And Immunity. 16, 808-812 (2002).
  11. Lal, D., et al. Electrical stimulation facilitates rat facial nerve recovery from a crush injury. Otolaryngology--Head And Neck Surgery. Official Journal Of American Academy Of Otolaryngology-Head And Neck Surgery. 139, 68-73 (2008).
  12. Tomov, T., et al. An Example of Neural Plasticity Evoked by Putative Behavioral Demand and Early Use of Vibrissal Hairs after Facial Nerve Transection. Experimental Neurology. 178, 207-218 (2002).
  13. Skouras, E., Angelov, D. N. Experimental studies on post-transectional facial nerve regrowth and functional recovery of paralyzed muscles of the face in rats and mice. Anatomy (International Journal of Experimental and Clinical Anatomy). 4, 1-27 (2010).
  14. Xin, J., et al. IL-10 within the CNS is necessary for CD4+ T cells to mediate neuroprotection). Brain, Behavior, And Immunity. 25, 820-829 (2011).
  15. Mesnard, N. A., Sanders, V. M., Jones, K. J. Differential gene expression in the axotomized facial motor nucleus of presymptomatic SOD1 mice. The Journal of Comparative Neurology. 519, 3488-3506 (2011).
  16. Mesnard, N. A., Alexander, T. D., Sanders, V. M., Jones, K. J. Use of laser microdissection in the investigation of facial motoneuron and neuropil molecular phenotypes after peripheral axotomy. Experimental Neurology. 225, 94-103 (2010).
  17. Franchi, G. Changes in motor representation related to facial nerve damage and regeneration in adult rats. Experimental Brain Research. 135, 53-65 (2000).
  18. Munera, A., Cuestas, D. M., Troncoso, J. Peripheral facial nerve lesions induce changes in the firing properties of primary motor cortex layer 5 pyramidal cells. Neuroscience. 223, 140-151 (2012).
  19. Liu, L., et al. Hereditary absence of complement C5 in adult mice influences Wallerian degeneration, but not retrograde responses, following injury to peripheral nerve. Journal of the Peripheral Nervous System. 4, 123-133 (1999).
  20. Ferri, C., Moore, F., Bisby, M. Effects of facial nerve injury on mouse motoneurons lacking the p75 low-affinity neurotrophin receptor. Journal of Neurobiology. 34, 1-9 (1997).
  21. Zhou, R. Y., Xu, J., Chi, F. L., Chen, L. H., Li, S. T. Differences in sensitivity to rocuronium among orbicularis oris muscles innervated by normal or damaged facial nerves and gastrocnemius muscle innervated by somatic nerve in rats: combined morphological and functional analyses. The Laryngoscope. 122, 1831-1837 (2012).
  22. Jinno, S., Yamada, J. Using comparative anatomy in the axotomy model to identify distinct roles for microglia and astrocytes in synaptic stripping. Neuron Glia Biology. 7, 55-66 (2011).
  23. Jones, K. J., Serpe, C. J., Byram, S. C., Deboy, C. A., Sanders, V. M. Role of the immune system in the maintenance of mouse facial motoneuron viability after nerve injury. Brain, Behavior, And Immunity. 19, 12-19 (2005).
  24. Moran, L. B., Graeber, M. B. The facial nerve axotomy model. Brain research. Brain research. 44, 154-178 (2004).
  25. Council, N. R. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals: Eighth Edition. The National Academies Press. New York, NY. (2011).
  26. Serpe, C. J., Kohm, A. P., Huppenbauer, C. B., Sanders, V., Jones, K. J. Exacerbation of Facial Motoneuron Loss after facial nerve transection in severe combined immunodeficient (scid) mice. Neuroscience. 19, (1999).
  27. Mesnard-Hoaglin, N. A., et al. SOD1(G93A) transgenic mouse CD4(+) T cells mediate neuroprotection after facial nerve axotomy when removed from a suppressive peripheral microenvironment. Brain, Behavior, And Immunity. 40, 55-60 (2014).
  28. Wang, H., et al. Establishment and assessment of the perinatal mouse facial nerve axotomy model via a subauricular incision approach. Experimental Biology And Medicine. 237, 1249-1255 (2012).
  29. Sharma, N., Moeller, C. W., Marzo, S. J., Jones, K. J., Foecking, E. M. Combinatorial treatments enhance recovery following facial nerve crush. The Laryngoscope. 120, 1523-1530 (2010).
  30. Lieberman, D. M., Jan, T. A., Ahmad, S. O., Most, S. P. Effects of corticosteroids on functional recovery and neuron survival after facial nerve injury in mice. Archives of Facial Plastic Surgery. 13, 117-124 (2011).
  31. Serpe, C. J., Coers, S., Sanders, V. M., Jones, K. J. CD4+ T, but not CD8+ or B, lymphocytes mediate facial motoneuron survival after facial nerve transection. Brain, Behavior, And Immunity. 17, 393-402 (2003).
  32. Haulcomb, M. M., et al. Axotomy-induced target disconnection promotes an additional death mechanism involved in motoneuron degeneration in ALS transgenic mice. The Journal of Comparative Neurology. (2014).
  33. Bauder, A. R., Ferguson, T. A. Reproducible mouse sciatic nerve crush and subsequent assessment of regeneration by whole mount muscle analysis. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (60), (2012).
  34. Richner, M., Bjerrum, O. J., Nykjaer, A., Vaegter, C. B. The spared nerve injury (SNI) model of induced mechanical allodynia in mice. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (54), (2011).
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Olmstead, D. N., Mesnard-Hoaglin, N. A., Batka, R. J., Haulcomb, M. M., Miller, W. M., Jones, K. J. Facial Nerve Axotomy in Mice: A Model to Study Motoneuron Response to Injury. J. Vis. Exp. (96), e52382, doi:10.3791/52382 (2015).More

Olmstead, D. N., Mesnard-Hoaglin, N. A., Batka, R. J., Haulcomb, M. M., Miller, W. M., Jones, K. J. Facial Nerve Axotomy in Mice: A Model to Study Motoneuron Response to Injury. J. Vis. Exp. (96), e52382, doi:10.3791/52382 (2015).

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