Summary

Индукция полной трансекции типа травмы спинного мозга у мышей

Published: May 06, 2020
doi:

Summary

Этот протокол описывает, как создать точную ламинэктомию для индукции стабильной трансекционной травмы спинного мозга в модели мыши, с минимальным побочным ущербом для исследования травмы спинного мозга.

Abstract

Повреждение спинного мозга (SCI) в значительной степени приводит к необратимой и постоянной потере функции, чаще всего в результате травмы. Несколько вариантов лечения, таких как методы трансплантации клеток, в настоящее время исследованы для преодоления изнурительных инвалидности, вытекающих из SCI. Большинство доклинических испытаний на животных проводятся в моделях грызунов SCI. В то время как крысы модели SCI были широко использованы, мыши модели получили меньше внимания, хотя мыши модели могут иметь значительные преимущества по сравнению с крысой моделей. Небольшой размер мышей приравнивается к более низким расходам на содержание животных, чем для крыс, и наличие многочисленных трансгенных моделей мыши выгодно для многих типов исследований. Индуцирование повторяемых и точных повреждений у животных является основной задачей для исследований SCI, которые у мелких грызунов требует высокой точности хирургии. Модель травмы трансекционного типа была широко используемой моделью травмы в течение последнего десятилетия для трансплантации на основе терапевтических исследований, однако стандартизированный метод для индуцирования полной трансекции типа травмы у мышей не существует. Мы разработали хирургический протокол для индуцирования полной травмы типа трансекции у мышей C57BL/6 на уровне грудного позвонка 10 (T10). Процедура использует небольшой кончик сверла вместо rongeurs точно удалить ламина, после чего тонкий лезвие с округлыми передний край используется для индуцирования перепись спинного мозга. Этот метод приводит к воспроизводимой трансекционной травмы типа у мелких грызунов с минимальным побочным повреждением мышц и костей и, следовательно, сводит к минимуму смешанные факторы, в частности, где поведенческие функциональные результаты анализируются.

Introduction

Повреждение спинного мозга (SCI) является сложной медицинской проблемой, которая приводит к радикальным изменениям в здоровье и образе жизни. Существует никакого лечения SCI, и патофизиология SCI не досконально понял. Модели Animal SCI, в частности модели грызунов, предлагают бесценный инструмент для испытания новых методов лечения, и были использованы для изучения SCI на протяжении десятилетий. На сегодняшний день более 72% доклинических исследований SCI использовали крысы модели, по сравнению с просто 16%, которые использовалимышей 1. Хотя крысы, из-за их больших размеров и тенденции к образованию полостей сродни человеческим SCIs, традиционно были предпочтительной моделью животных для изучения новых терапевтических подходов, мыши (в том числе многие трансгенные модели мыши) в настоящее время используются чаще для изучения клеточных и молекулярных механизмов SCI2. Модель мыши предлагает дополнительные преимущества с точки зрения более простой обработки, более быстрые репродуктивные ставки и более низкие затраты, чем крысы; мыши также демонстрируют высокую степень геномного сходства с людьми1,2,3. Основным недостатком мыши модель была определена как значительно меньший размер, который создает проблемы для хирургических вмешательств для создания и лечения травмспинного мозга 4,5.

Существует пробел в существующей литературе, что подчеркивает необходимость надежного и воспроизводимого хирургического протокола, чтобы вызвать стабильный SCI в модели мыши. Поэтому мы предоставляем новый и точный хирургический подход в этом протоколе для преодоления этих ограничений. Этот протокол содержит углубленные руководящие принципы, чтобы вызвать травму трансекции типа у мышей, так как этот тип травмы был признан наиболее подходящим для изучения регенеративных и дегенеративных измененийпосле травмы 6, а также нейропластичности, нервной схемы и тканевой инженерииподходы 7. Мы решили вызвать травму в нижней грудной области, так как грудной уровень SCI используется чаще всего в литературе1.

Protocol

Все процедуры были проведены с одобрения Комитета по этике животных Университета Гриффит (ESK/04/16 AEC и MSC/04/18 AEC) в соответствии с руководящими принципами Национального совета по здравоохранению и медицинским исследованиям Австралии. 1. Процедура настройки животных для опера…

Representative Results

Полученный метод, как по рисунку 1, включает в себя адекватную стабилизациюмыши (рисунок 1A) и хорошую визуализацию позвоночника и параспинознойткани (рисунок 1B). Спиновой процесс и ламина можно четко визуализировать с минимальным рассече…

Discussion

Этот метод вызывает полную травму типа трансекции на уровне T10 позвонков у мышей, что приводит к полной параплегии животного, ниже уровня травмы. В целом, этот метод приводит к минимальному кровотечению, незначительному сопутствующему повреждению и стабильной, воспроизводимой травме. ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Эта работа была поддержана Гриффит университета Международный студент (PhD) стипендию RR, Перри Креста Фонд Грант JE и JSJ, Клем Джонс Фонд Грант JSJ и JE, и комиссия по страхованию дорожно-транспортных происшествий Квинсленда грант JSJ и JE.

Materials

Baytril injectable 50 mg/mL, 50 mL Provet BAYT I Post-operative care drug
Betadine 500 mL Provet BETA AS Consumable
Castroviejo needle holder, locking ProSciTech T149C Reusable
Ceramic zirconia blade, round with sharp sides, single edge, angled ProSciTech TXD101A-X Reusable
Cotton swabs (5pcs) Multigate 21-893 Consumable
Dremel Micro DREMEL 8050-N/18 Cordless rotary tool
Dressing forceps fine Multigate 06-306 Single use disposable
Drill bits Kemmer Präzision SM 32 M 0550 070 Reusable
Dumont #7b forceps Fine Science Tools 11270-20 Reusable
Dumont tweezers, style 5 ProSciTech T05-822 Reusable
Fur trimmer WAHL WA9884-312 Zero Overlap Hair Trimmer
Iris scissors, Ti, sharp tips, straight, 90mm ProSciTech TY-3032 Reusable
Isoflurane isothesia NXT 250 Provet ISOF 00 HS Anaesthetic agent
Colibri Retractor – 4cm Fine Science Tools 17000-04 Reusable
Scalpel handle ProSciTech T133 Reusable
Signature latex surgical gloves size 7.5 Medline MSG5475 Consumable
Sodium Chloride 0.9% STS PHA19042005 Consumable
Sterile Dressing Pack Multigate 08-709 Single use disposable
Sterile Fluid Impervious Drape 60×60 cm Multigate 29-220 Single use disposable
Surgical spirit 100 mL Provet # SURG SP Consumable
Suture Material – SILK BLK 45CM 5/0 FS-2 Johnson & Johnson Medical 682G Silk Suture
Suture Material – Vicryl 70CM 5-0 S/A FS-2 Johnson & Johnson Medical VCP421H Vicryl Suture
Temgesic 0.3 mg in 1 mL, x 5 ampoules (class S8 drug) Provet TEMG I Post-operative care drug

References

  1. Sharif-Alhoseini, M., et al. Animal models of spinal cord injury: a systematic review. Spinal Cord. 55 (8), 714-721 (2017).
  2. Lee, D. H., Lee, J. K. Animal models of axon regeneration after spinal cord injury. Neuroscience Bulletin. 29 (4), 436-444 (2013).
  3. Sharif-Alhoseini, M., Rahimi-Movaghar, V., Dionyssiotis, Y. . Topics in Paraplegia. , (2014).
  4. Talac, R., et al. Animal models of spinal cord injury for evaluation of tissue engineering treatment strategies. Biomaterials. 25 (9), 1505-1510 (2004).
  5. Nakae, A., et al. The animal model of spinal cord injury as an experimental pain model. Journal of Biomedicine & Biotechnology. 2011, 939023 (2011).
  6. Kwon, B., Oxland, T., Tetzlaff, W. Animal models used in spinal cord regeneration research. Spine. 27, 1504-1510 (2002).
  7. Kundi, S., Bicknell, R., Ahmed, Z. Spinal cord injury: current mammalian models. American Journal of Neuroscience. (4), 1-12 (2013).
  8. Harrison, M., et al. Vertebral landmarks for the identification of spinal cord segments in the mouse. Neuroimage. 68, 22-29 (2013).
  9. Basso, D. M., et al. Basso Mouse Scale for locomotion detects differences in recovery after spinal cord injury in five common mouse strains. Journal of Neurotrauma. 23 (5), 635-659 (2006).
  10. Seitz, A., Aglow, E., Heber-Katz, E. Recovery from spinal cord injury: a new transection model in the C57Bl/6 mouse. Journal of Neuroscience Research. 67 (3), 337-345 (2002).

Play Video

Cite This Article
Reshamwala, R., Eindorf, T., Shah, M., Smyth, G., Shelper, T., St. John, J., Ekberg, J. Induction of Complete Transection-Type Spinal Cord Injury in Mice. J. Vis. Exp. (159), e61131, doi:10.3791/61131 (2020).

View Video