일반적인 마모셋에 있는 마이크로 전극 배열의 이식을 위한 입체 외과(칼리트릭스 jacchus)
Summary
이 작품은 일반적인 마모셋에서 마이크로 전극 어레이의 입체적, 신경외과 적 이식을 수행하는 프로토콜을 제시한다. 이 방법은 구체적으로 자유롭게 행동하는 동물의 전기 생리학적 기록을 가능하게 하지만 이 종의 다른 유사한 신경 외과 적 개입에 쉽게 적응할 수 있습니다 (예를 들어, 약물 투여를위한 캐뉼라 또는 뇌 자극을위한 전극).
Abstract
Marmosets(Callithrix jacchus)는신경 과학을 포함한 생물 의학 및 전임상 연구에서 인기를 얻고있는 작은 비 인간 영장류입니다. 계통학적으로, 이 동물은 설치류보다는 인간에게 훨씬 더 가깝습니다. 그(것)들은 또한 음성및 사회적인 상호 작용의 넓은 범위를 포함하여 복잡한 행동을 표시합니다. 여기서, 일반적인 마모셋에서 기록 전극 어레이의 이식에 대한 효과적인 입체신경외과적 수술이 기재되어 있다. 이 프로토콜은 또한 성공적으로 수술을 수행하는 데 필요한 동물 관리의 수술 전 및 사후 단계를 자세히 설명합니다. 마지막으로, 이 프로토콜은 수술 후 1주일 후에 자유롭게 행동하는 마모셋에서 국부적인 필드 전위 및 스파이크 활성 기록의 예를 보여줍니다. 전반적으로,이 방법은 깨어 자유롭게 마모셋을 행동에서 뇌 기능을 연구 할 수있는 기회를 제공합니다. 동일한 프로토콜은 다른 작은 영장류와 함께 일하는 연구원에 의해 쉽게 사용될 수 있습니다. 또한, 자극 전극, 미세 주사, 옵트로로드 또는 가이드 캐뉼라의 이식 또는 이산 조직 영역의 절제와 같은 임플란트를 필요로 하는 다른 연구를 허용하도록 용이하게 변형될 수 있습니다.
Introduction
일반적인마모셋(Callithrix jacchus)은신경과학을 포함한 많은 연구 분야에서 중요한 모델 유기체로 인정받고 있습니다. 이 신세계 영장류는 설치류와 다른 비인간 영장류(NHP)에 대한 중요한 상호 보완적인 동물 모델을 나타내며, 이러한 rhesus macaque. 설치류와 마찬가지로, 이 동물들은 작고 조작하기 쉬우며, 큰 NHP와 비교하여1,2,3,4를돌보고 번식하는 데 비교적 경제적이다. 더욱이, 이들 동물들은 다른 NHP1,2,3에비해 트위닝 및 높은 fecundity에 대한 성향을 가지고 있다. 마모셋이 다른 많은 영장류에 비해 또 다른 장점은 현대 분자 생물학 도구3,4,5,6,7 및 서열 게놈2입니다. ,3,4,5,8은 유전자 변형에 사용되었습니다. 렌티바이러스5를이용한 노크인 동물과 아연 핑거 뉴클레아제(ZFN)와 전사 활성제 유사 이펙터 뉴클레아제(TALENS)7을사용하는 녹아웃 동물은 모두 생존 가능한 개발동물들을 산출하였다.
설치류와 관련하여 장점은 영장류로서 마모셋이 인간3,5,6,9,10,11에필로지 유전학적으로 가깝다는 것입니다. 인간과 마찬가지로, 마모셋은 그들의 행동10의대부분을 인도하기 위하여 고도로 발달된 시각 시스템에 의존하는 일주 동물입니다. 추가적으로, marmosets는 다른 발성3의사용과 같은 사회적인 행동의 넓은 범위를 포함하여 행동 복잡성을 전시합니다, 연구원은 그밖 종에서 불가능한 질문을 해결하는 것을 허용하. 신경 과학적인 관점에서, 마모셋에는 더 일반적으로 사용되는 rhesus 원숭이9와는달리, lissencephaly 두뇌가 있습니다. 더욱이, 마모셋은 인간과 유사한 중추 신경계를 가지며, 보다 고도로 발달된 전두엽 피질9를포함한다. 함께, 이러한 모든 특성은 건강과 질병에 뇌 기능을 연구하는 가치있는 모델로 마모셋을 배치.
뇌 기능을 연구하기위한 일반적인 방법은 입체 신경 외과에 의해 해부학 특정 위치에 전극을 이식포함. 이는 깨어 있고 자유롭게 행동하는 동물12,13에서상이한 표적 영역에서신경 활동의 만성 기록을 허용한다. 스테레오조세 신경 외과는 신경 해부학 영역의 정확한 표적화를 허용하기 때문에 많은 연구 라인에서 사용되는 필수 기술입니다. 원숭이 및 설치류 문헌에 비해, 마모셋에 특정 스테레오 조세 신경 외과를 설명하는 적은 출판 된 연구가있다, 그들은 수술에 관련된 단계의 희소 한 세부 사항을 제공하는 경향이있다. 또한, 더 자세한 내용을 가진 사람들은 주로 머리 억제 동물14,15,16,17에서전기 생리학 기록 절차에 초점을 맞춥니다.
신경 과학 연구에서 모델 유기체로 마모셋의 광범위한 채택을 용이하게하기 위해, 본 방법은이 종에서 성공적인 입체 적 신경 수술에 필요한 특정 단계를 정의합니다. 본 방법에 상세하게 설명된 바와 같이, 기록 어레이의 이식 이외에, 동일한 기술은 질병18 또는 인과 운전의 치료를 위한 자극 전극의 이식을 포함하여 많은 다른 실험 적 단말을 위해 적응될 수 있다. 회로 동작19; 신경 전달 물질20의추출 및 정량화를위한 가이드 캐뉼라의 이식, 질병 모델12 또는 회로 추적 연구15를유도하기위한 것을 포함하여 시약의 주사; 이산 조직 영역의 절제21; 광유전학 연구를 위한 optrodes의 이식22; 피질 현미경 분석을위한 광학 창의 이식23; 및 전기 코르티코그래피(ECoG) 어레이의이식(24. 따라서, 이 절차의 전반적인 목표는 자유롭게 마모셋을 행동하는 만성 전기 생리학적 기록을 위한 미세 전극 어레이의 이식에 관여하는 수술 단계를 설명하는 것이다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 작품은 마모셋 뇌에서 마이크로 전극 기록 어레이의 이식에 관여하는 절차에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 이 동일한 프로토콜은 다른 작은 영장류에서 수제 또는 시판 여부에 관계없이 전극을 이식 할 때 쉽게 사용할 수 있습니다. 또한, 그것은 쉽게 뇌 구조의 정확한 타겟팅을 필요로 하는 다른 실험 적인 끝에 대 한 적응 될 수 있다. 따라서 이 프로토콜은 가장 다양할 수 있는 측면이기 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 촬영 및 편집에 대한 기술 적 지원에 대한 베르나르도 루이스에게 감사드립니다. 이 작품은 산토스 두몬트 연구소 (ISD), 브라질 교육부 (MEC) 및 쿠르데나카오 드 아페르페이소아멘토 드 페소알 드 니벨 슈페리어 (CAPES)에 의해 지원되었다.
Materials
| Equipments | |||
| 683 Small Animal Ventilator | Harvard Apparatus, Inc. | 55-0000 | |
| Anesthesia Assembly | BRASMED | COLIBRI | |
| Barber Clippers | Mundial | HC-SERIES | |
| Dental Drill | Norgen | B07-201-M1KG | |
| Homeothermic Heating Pad and Monitor | Harvard Apparatus, Inc. | 50-7212 | |
| Marmoset Stereotaxic Frame | Narishige Scientific Instrument Lab | SR-6C-HT | |
| Patient Monitor and Pulse Oximeter | Bionet Co., Ltd | BM3 | |
| Stereotaxic Micromanipulator | Narishige Scientific Instrument Lab | SM-15R | |
| Surgical Microscope | Opto | SM PLUS IBZ | |
| Instruments | |||
| Allis tissue forceps | Sklar | 36-2275 | |
| Alm Retractor, rounded point, 4×4 teeth | Rhosse | RH11078 | |
| Angled McPherson Forceps | Oftalmologiabr | 11301A | |
| Curved Surgial Scissors | Harvard Apparatus, Inc. | 72-8422 | |
| Curved Tissue Forceps | Sklar | 47-1186 | |
| Delicate Dissection forceps | WPI | WP5015 | |
| Dental Drill Bit | Microdont | ISO.806.314.001.524.010 | |
| Essring Tissue Forceps | Sklar | 19-2460 | |
| FG 1/4 Dental Drill Bit | Microdont | ISO.700.314.001.006.005 | |
| Halsey Needle Holder | WPI | 15926-G | |
| Halstead Mosquito forceps | WPI | 503724-12 | |
| Hemostatic Forceps, Straight | Sklar | 17-1260 | |
| Jewler Forceps | Sklar | 66-7436 | |
| McPherson-Vannas Optathalmic microscissor, 3 mm point | Argos Instrumental | ARGOS-4004 | |
| Pereosteal Raspatory | Golgran | 38-1 | |
| Scalpal Handle | Harvard Apparatus, Inc. | 72-8354 | |
| Screwdrivers | Eurotool | SCR-830.00 | |
| Sodering Iron | Hikari | 21K006 | |
| Surgical Scissor | Harvard Apparatus, Inc. | 72-8400 | |
| Toothed forceps | WPI | 501266-G | |
| Disposables/Single Use | |||
| 1 ml sterile syringe with 26 G needle | Descarpack | 7898283812785 | |
| 130 cm x 140 cm surgical field, presterilized | ProtDesc | 7898467276344 | |
| 24G Needle, presterilized | Descarpack | 7898283812846 | |
| 50 cm x 50 cm surgical field, presterilized | Esterili-med | 110100236 | |
| Cotton Tipped Probes, Presterilized | Jiangsu Suyun Medical Materials Co. LTD | 23007 | |
| Cotton tipped Qutips | Higie Topp | 7898095296063 | |
| Electrode Array | Home made | ||
| Endotracheal tube without cuff, internal diameter 2.0 mm, outer diameter 2.9 mm | Solidor | 7898913077201 | |
| Tinned copper wire, 0.15 mm diameter | |||
| M1.4×3 Stainless steel screws | USMICROSCREW | M14-30M-SS-P | |
| Medical Tape | Missner | 7896544910102 | |
| Nylon surgical sutures | Shalon | N540CTI25 | |
| Scalpal Blade, presterilized | AdvantiVe | 1037 | |
| solder | Kester | SN63PB37 | |
| Sterile Saline 0.9% | Isofarma | 7898361700041 | |
| Sterile Surgical Gloves | Maxitex | 7898949349051 | |
| Sterile Surgical Gown | ProtDesc | 7898467281208 | |
| Surgical Gauze, 15 cm x 26 cm presterilized | Héika | 7898488470315 | |
| Gelfoam | Pfizer | ||
| Drugs/Chemicals | |||
| 0.25mg/ml Atropine | Isofarma | ||
| 10% Lidocaine Spray | Produtos Químicos Farmacêuticos Ltda. | 7896676405644 | |
| 2.5% Enrofloxacino veterinary antibiotic | Chemitec | 0137-02 | |
| Dexametasona Veterinary Anti inflammatory | MSD | R06177091A-00-15 | |
| Hydrogen Peroxide | Farmax | 7896902211537 | |
| Isoflourane | BioChimico | 7897406113068 | |
| Jet Acrylic polymerization solution | Artigos Odontológicos Clássico | ||
| Jet Auto Polymerizing Acrylic | Artigos Odontológicos Clássico | ||
| Ketamine 10% | Syntec | ||
| Lidocaine and Phenylephrine 1.8 ml local anesthetic | SS White | 7892525041049 | |
| Povidone-Iodine solutiom | Farmax | 7896902234093 | |
| Riohex 2% surgical Soap | Rioquímica | 7897780209418 | |
| Silver Paint | SPI Supplies | 05002-AB | |
| Tramadol chloride 50 mg/ml | União Química | 7896006245452 | |
| Refresh gel (polyacrylic acid) | Allergan |
References
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