Spinal cord injury models should be highly reproducible. We demonstrate that the calibrated forceps compression model of spinal cord injury is an easy to use surgical method for generating reproducible injuries to the murine spinal cord.
Compressie letsels van de muis ruggenmerg waardevol diermodellen voor de studie van ruggenmergletsel (SCI) en spinale regeneratieve behandeling. De gekalibreerde forceps model compressie verwonding is een handig, goedkoop en zeer reproduceerbaar diermodel van SCI. We gebruikten een paar gewijzigde forceps volgens de werkwijze gepubliceerd door Plemel et al. (2008) lateraal comprimeren het ruggenmerg tot een afstand van 0,35 mm. In deze video, zullen we een dorsale laminectomie tonen het ruggenmerg, gevolgd door compressie van het ruggenmerg de gewijzigde forceps bloot. In de video, zullen we ook kwesties in verband met de zorg van een dwarslaesie proefdieren te pakken. Deze blessure model produceert muizen die een bijzondere waardevermindering in het gevoel, evenals verminderde achterbeen bewegingsapparaat functie vertonen. Bovendien is deze wijze van schade veroorzaakt consistente afwijkingen in de pathologie van de SCI, zoals bepaald met immunohistochemie. Na het bekijken van deze video, moeten kijkers in staat zijn om de noodzakelijke benodigdheden en methoden vast te stellen voor de productie van SCI verschillende ernst van de muis voor de studies over SCI en / of behandelingen ontworpen om bijzondere waardeverminderingen te beperken na een blessure.
Diermodellen van SCI zijn waardevolle hulpmiddelen voor het beoordelen van de efficiëntie van therapeutische paradigma ontworpen om beschadiging als gevolg van trauma aan het ruggenmerg beperken. Uit experimenteel noodzaak, moeten deze modellen bieden reproduceerbare tekorten in motorische en sensorische gedrag, eventueel worden aangepast aan blessures van verschillende ernst te produceren, en aantonen dat letselernst correleert met de mate van neurologische uitval waargenomen. Er zijn drie belangrijke types van SCI met duidelijke kenmerken van letsel: doorsnijding, kneuzing, en compressie 1. In het kort, een doorsnijding letsel een scheur aan het ruggenmerg, een contusieletsel voort uit een kort focal kracht op het dorsale ruggenmerg, en een compressie schade ontstaat wanneer een schadelijke kracht wordt uitgeoefend op het ruggenmerg, en kunnen ook aangeduid als verbrijzelingsletsel 2.
Volledige doorsnijding verwondingen zijn klinisch zeldzaam bij de mens 3, terwijl kneuzing eend compressie blessures komen vaker voor. De compressie schade produceert een resultaat vergelijkbaar met wat wordt gevonden in menselijke SCI veroorzaakt door, bijvoorbeeld tumor compressie of andere schadelijke drukkrachten, en kan worden uitgevoerd met een eenvoudige reeks gereedschappen. Kneuzing en compressie letsels zijn vergelijkbaar in beide een drukkracht en beide hebben soortgelijke pathologische kenmerken, zoals cytoarchitectonic desorganisatie en roepen soortgelijke endogene op schadelijke 1,4. De contusieletsel model geldt gewoonlijk deze kracht aan de dorsale ruggenmerg met een speciale inrichting een wijze vergelijkbaar met menselijke gevallen van SCI gevolg van een impactie van de wervelkolom 2,5,6. Daarentegen kan compressie letsels worden gegenereerd door een verscheidenheid van werkwijzen uitoefenen van kracht dorsaal en lateraal. Methoden van een compressie letsel gekalibreerde tang 7, aneurysmaclips 2, of het plaatsen van een gewicht direct op het ruggenmerg 8. Een voordeel van deaneurysmaclips is dat zij in staat zijn verschillende hoeveelheden kracht 9 verschaffen. De werkwijze van het toevoegen van gewichten aan het dorsale oppervlak van het ruggenmerg direct 8 moet het gewicht in voor 10 min, drastisch vergroten van de lengte van de operatie en waardoor inconsistenties door plaatsing van het gewicht en beweging door de ademhaling van de dier. Vanwege de kleine afmetingen van muizen, situeren dieren in gespecialiseerde inrichtingen voor gebruik bij ratten, zoals impactoren voor contusie verwondingen kan moeilijk zijn of leiden tot inconsistente verwondingen 7. Echter, muizen zijn verkrijgbaar in diverse transgene stammen, in tegenstelling tot grotere dieren zoals ratten of konijnen die zijn zeer nuttig voor SCI onderzoek.
De Plemel Werkwijze met geijkte tang om het ruggenmerg samendrukken genereert een reproduceerbare SCI met een hoge mate van correlatie tussen de ernst van de verwonding en neurologische uitval 7. Deze chirurgische SCI model isgegenereerd met een paar No. 5 Dumont tang gemodificeerd uit elkaar worden gehouden op een bepaalde afstand door een metalen epoxy of een ander obstakel om volledige sluiting te voorkomen. Dit gemanipuleerde afstand zorgt ervoor dat de tang zal altijd bij een bepaalde breedte in meerdere operaties en door verschillende gebruikers. Het voordeel van de Plemel methode is dat het materiaal dat de gekalibreerde forceps produceren gemakkelijk worden gekocht en geassembleerd in het laboratorium zonder de noodzaak van gespecialiseerde apparatuur. Deze tang kan weerstaan meerdere ronden van autoclaveren en sterilisatie, en het ontbreken van een afzonderlijke, omvangrijke inrichting stroomlijnt operaties.
In deze video tonen we het chirurgische gebruik van een paar gekalibreerde forceps op de muis ruggenmerg compressie verwonding genereren. We pakken ook uniek bezorgdheid in verband met de verzorging van ruggemerglaesie proefdieren aan hun kwaliteit van leven na de operatie te verbeteren en de mortaliteit.
De keuze van een SCI model belang in het ontwerpen experimenten om de werkzaamheid van behandelingen voor menselijke gevallen van SCI bepalen. Dergelijke experimenten vereisen een diermodel dat zeer reproduceerbaar variabiliteit kan leiden overtuigend gegevens te beperken. Zij moeten ook klinisch relevant zijn voor de menselijke conditie ze zijn modelleren nauwkeurig evalueren. Daartoe kiezen een samendrukkende of contusive letsel gedurende een doorsnijding is klinisch relevant 3. Echter, impactoren en gewicht druppel apparaten voor contusie verwondingen vereisen het gebruik van dure en ingewikkelde machines. In tegenstelling, de gekalibreerde forceps model van SCI maakt gebruik gemodificeerde forceps die gemakkelijk te assembleren van zachte laboratorium materialen, en de operatie vereist slechts één extra stap na een standaard dorsale laminectomie het ruggenmerg bloot. Echter, een nadeel van deze methode is dat de drukkracht steeds zijdelings plaats dorsaal wordt toegepast, zoalswordt het vaakst gezien in de menselijke klinische gevallen van SCI 9, en druksterkte verwondingen gegenereerd met behulp van de methode van invloed op een grotere rostrale-caudale deel van het weefsel dan kneuzing modellen 1,2. Dit model werd aangetoond door de initiators van de techniek, en wij, reproduceerbare SCI 7,11 genereren, en is geschikt om de grootte van muizen. Bovendien is dit traumamodel maakt dieren worden na de operatie en therapeutische behandelingen met een veelheid van gedragstesten, zoals Basso Muis Schaal voor de voortbeweging en het von Frey haren test om te controleren of een cohort van dieren dezelfde letselernst en neurologische tekorten 7,11-13. Dezelfde technieken kunnen ook worden gebruikt om de effectiviteit van behandeling bij onderzoekende studies toegediend aan dieren evalueren voldoen aan de algemene criteria voor gebruikte diermodellen therapieën evalueren SCI 2,7.
De methode om de gekalibreerde pincets voor de schade model is eenvoudig en kan worden bereikt met een verscheidenheid van verschillende methoden. Wij hebben de afstandhouder 11 methode, zoals gepubliceerd door Plemel 7 en ook gemodificeerd forceps met een kleine schroef, die niet alleen een eenvoudiger methode om de compressie-inrichting, maar zorgt ook voor veelzijdigheid in het instellen van de laatste drukproef breedte van voordeel voor vergelijkende studies. Het aantal opties in het creëren van de tang is vrijwel onbeperkt zolang de afstandhouder (s) een stabiele middel altijd sluiten van de tang dezelfde afstand en kan autoclaaf en sterilisatie te weerstaan. De chirurgische methoden op deze video beschreven zijn zeer reproduceerbaar over gebruikers, maar het is noodzakelijk dat voorzichtigheid geboden bij het uitvoeren van de laminectomie en hechten van het dier nadat de procedure is uitgevoerd, zodat het ruggenmerg geen extra samendrukkende krachten die kunnen verhogen lijden de ernst van het letsel en beschamen toekomstige experimenten. </p>
Met de juiste opleiding en praktijk, het gekalibreerde tang model van compressie letsel is zeer geschikt voor het uitvoeren van SCI in muizen die klinische gevallen waargenomen bij mensen 2,3,7 na te bootsen. Vanwege het gemak waarmee forceps, produceren muizen van verschillende graden van letselernst gemakkelijk kan worden gedaan. Dit zal van groot nut zijn voor het observeren van de genetische effecten op SCI van verschillende graden van ernst in transgene muizen, alsmede een evaluatie van de werkzaamheid van stamceltransplantaties bij muizen. De meeste studies in de literatuur zijn uitgevoerd op ratten vanwege hun grootte, die in het algemeen maakt operaties makkelijker uit te voeren. Echter de methode gepubliceerd door Plemel et al. 7 en beschreven door ons deze video moet stellen SCI worden uitgevoerd op muizen met groot gemak en reproduceerbaarheid.
The authors have nothing to disclose.
Funding for this work was provided by Shriners Hospitals and CIRM fellowships to AMC and AM. We would also like to acknowledge Plemel et al.7 for first designing and publishing the calibrated forceps model.
Name | Company | Catalog No. |
Isoflurane Machine | Smiths Medical PM, Inc | VCT302 |
Isoflurane | Phoenix Pharmaceutical | NDC: 66794-013-25 |
Dissecting Scope | Seiler Precision Microscopes | SSI 202/402 |
Germinator-500 (tool sterilizer) | Thomas Scientific | 3885A20 |
Puralube (Eye Ointment) | Dechra | NDC 17033-211-38 |
Scalpel Handle (#3) | Fine Science Tools | 10003-12 |
Scalpel Blade (#11) | Fisher Scientific | 08-914B |
Retractor (Colibri ) | Fine Science Tools | 17000-03 |
Friedman Pearson Roungeur | Fine Science Tools | 16021-14 |
Vanna (Castroviejo) Scissors | Roboz | RS-5658 |
Tissue Forceps | Fine Science Tools | 11029-14 |
Laminectomy Forceps (Dumont #2) | Fine Science Tools | 11223-20 |
Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11252-20 |
Stapler | Fine Science Tools | 12031-07 |
Staples (wound clips) | Reflex7 | 203-1000 |
Sutures | Henry Schein | 101-2636 |
Needles (30 G x ½) | BD Biomedical | 305106 |
Syringe (1 ml) | BD Biomedical | 309659 |
Baytril (enrofloxacin) | Bayer | NADA 140-913 |
Buprenex (buprenorphine) | Cardinal Health | NDC 12496-0757-1 |