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.
Kompressionsverletzungen des murinen Rückenmark sind wertvolle Tiermodelle für die Untersuchung von Verletzungen des Rückenmarks (SCI) und Rückenregenerationstherapie. Der kalibrierte Zange Modell Kompressionsverletzung ist eine bequeme, kostengünstige und sehr reproduzierbare Tiermodell für SCI. Wir verwendeten ein Paar von modifizierten Zange in Übereinstimmung mit der durch Plemel et al veröffentlichten Methode. (2008), um seitlich zu komprimieren das Rückenmark zu einem Abstand von 0,35 mm. In diesem Film werden wir eine dorsale Laminektomie zeigen, den das Rückenmark, gefolgt von Kompression des Rückenmarks mit den modifizierten Zange freizulegen. In dem Video werden wir auch Fragen im Zusammenhang mit der Betreuung von querschnittsgelähmten Versuchstieren zu bewältigen. Diese Verletzung Modell produziert Mäusen, die Wertminderung in der Empfindung, aber auch beeinträchtigt Hinterlauf Bewegungsfunktion aufweisen. Ferner kann dieses Verfahren Verletzungs konsistente Aberrationen in der Pathologie der SCI, wie durch immunhistochemische Methoden bestimmt. Nachdem ich dieses video, sollten die Zuschauer in der Lage, die nötigen Materialien und Verfahren zur Herstellung SCI verschiedener Schwere in der Maus für Studien über SCI und / oder Behandlungen zur Beeinträchtigung nach einer Verletzung zu verringern bestimmen.
Tiermodelle der SCI sind wertvolle Werkzeuge für die Beurteilung der Wirksamkeit von therapeutischen Paradigmen zur Beschädigung als Folge von Trauma des Rückenmarks zu mildern. Aus experimentellen Notwendigkeit, müssen diese Modelle reproduzierbare Defizite in Bewegungs- und Sinnes Verhaltensweisen bieten, einstellbar sein, um Verletzungen unterschiedlicher Schweregrad zu produzieren, und zeigen, dass die Verletzungsschwere korreliert mit dem Grad der neurologischen Ausfällen beobachtet. Es gibt drei Haupttypen von SCI mit unterschiedlichen Merkmalen der Verletzung: Durchtrennung, Quetschungen und Druck 1. Kurz gesagt, ist ein Durchtrennung Verletzung einer Platzwunde an das Rückenmark, entsteht eine Quetschung Verletzung aus einer an der dorsalen Rückenmarks angelegten kurzen, Brennkraft und eine Kompressionsverletzung auftritt, wenn eine schädliche Kraft auf das Rückenmark angewendet und kann auch als Quetschverletzung 2 bezeichnet.
Vollständige Durchtrennung Verletzungen sind beim Menschen 3 klinisch selten, während eine Prellungd Kompression Verletzungen sind häufiger. Die Kompressionsverletzung erzeugt ein Ergebnis ähnlich zu dem, was in der menschlichen SCI gefunden verursacht beispielsweise Tumorkompression oder anderen schädigenden Druckkräfte und kann unter Verwendung einer einfachen Anordnung von Werkzeugen durchgeführt werden. Quetschungen und Druckverletzungen sind insofern ähnlich, als beide eine Druckkraft und beide ähnliche pathologische Merkmale wie zytoarchitektonischen Desorganisation und evozieren ähnliche endogenen Reaktionen auf Verletzungen 1,4. Die Quetschung Verletzungsmodell Regel gilt dieser Kraft auf den dorsalen Rückenmark mit Hilfe einer speziellen Vorrichtung in einer Weise ähnlich der menschlichen Fälle von SCI aus einer Einklemmung der Wirbelsäule 2,5,6 resultieren. Im Gegensatz dazu kann die Komprimierung Verletzungen durch eine Vielzahl von Verfahren Aufbringen einer Kraft von dorsal oder lateral erzeugt werden. Methoden einer Druck Verletzungen gehören kalibriert Zange 7, Aneurysmen-Clips 2, oder indem ein Gewicht direkt auf das Rückenmark 8. Ein Vorteil derAneurysmen-Clips ist, dass sie in der Lage, unterschiedliche Mengen an Kraft 9 erbringen. Das Verfahren der Zugabe von Gewichten an der dorsalen Oberfläche des Rückenmarks unmittelbar 8 verlangt das Gewicht an Ort und Stelle für 10 min betragen, wobei die Länge der Operation erheblich verbessern sowie die resultierende Inkonsistenzen wegen Anordnung des Gewicht und die Bewegung aufgrund der Atmung des Tier. Aufgrund der geringen Größe von Mäusen, Situierung Tiere in spezialisierten Vorrichtungen zur Verwendung bei der Ratte, wie Impaktoren zum Quetschung Verletzungen ausgelegt ist, kann schwierig sein oder sich in inkonsistenten Verletzungen 7. Jedoch sind Mäuse in einer breiten Palette von transgenen Linien, im Gegensatz zu größeren Tieren wie Ratten oder Kaninchen, die sehr nützlich für SCI Forschung sind.
Die Plemel Verfahren der Verwendung kalibriert Pinzette komprimiert das Rückenmark erzeugt eine reproduzierbare SCI mit einem hohen Grad der Korrelation zwischen Verletzungsschwere und neurologisches Defizit 7. Dieses chirurgische SCI Modellerzeugt, indem ein Paar von No. 5 Dumont Zange modifiziert, um in einem definierten Abstand von beiden Metall Epoxid oder einem anderen Hindernis, um eine vollständige Schließung verhindern auseinander gehalten werden. Diese entwickelt Abstand stellt sicher, dass die Zange wird immer in der Nähe einer bestimmten Breite in mehrere Operationen und von verschiedenen Benutzern. Der Vorteil der Plemel Verfahren ist, dass die Materialien, um die kalibrierte Pinzette erzeugen kann leicht erhältlich und im Labor ohne Notwendigkeit von Spezialgeräten zusammengebaut werden. Diese Zange kann mehrere Runden von Autoklaven und Sterilisation standhalten, und der Mangel an einer separaten, sperrige Gerät optimiert Operationen.
In diesem Video zeigen wir die chirurgische Verwendung eines Paares von kalibrierten Zange auf dem Rückenmark der Maus, um eine Kompressionsverletzung zu erzeugen. Wir wenden uns auch einzigartige Bedenken auf die Betreuung von querschnittgelähmten Versuchstieren im Zusammenhang mit der Lebensqualität nach der Operation zu verbessern und die Mortalität.
Die Wahl einer SCI-Modell ist in der Gestaltung Experimente zur Bestimmung der Wirksamkeit von Therapien für menschliche Fälle von SCI bestimmen wichtig. Solche Experimente erfordern ein Tiermodell, die hohe Reproduzierbarkeit der Variabilität, die in nicht schlüssigen Daten ergeben kann ist. Sie sollten auch von klinischer Relevanz sein, den menschlichen Zustand sie modelliert genau zu bewerten. Zu diesem Zweck ist die Wahl eines Druck- oder kontusiven Verletzungen über einen Durchtrennung ist klinisch relevantere 3. Impaktoren und Gewichtsabfall Vorrichtungen zur Quetschung Verletzungen erfordern jedoch die Verwendung von teuren und komplizierten Maschinen. Im Gegensatz dazu ist die kalibrierte Pinzette Modell SCI nutzt modifizierten Zange, die leicht von üblichen Labormaterialien montieren sind, und die Operation erfordert nur einen zusätzlichen Schritt nach einer Standard dorsalen Laminektomie des Rückenmarks freizulegen. Allerdings ist ein Nachteil bei der Verwendung dieser Methode, dass die Druckkraft immer seitlich anstatt dorsal, angewendet alswird häufig in klinischen Fällen von SCI 9 und Druckverletzungen, die unter Verwendung der Verfahren betreffen eine größere rostral-caudale Ausmaß der Gewebe als Quetschung Modelle 1,2 gesehen. Dieses Modell wurde von den Urhebern der Technik gezeigt, und uns, um reproduzierbare SCI 7,11 zu erzeugen und ist gut geeignet, um die Größe von Mäusen. Darüber hinaus ermöglicht diese Verletzungsmodell für die Tiere nach der Operation und therapeutischen Behandlungen mit einer Vielzahl von Verhaltenstests, wie dem Basso Maus Skala für Fortbewegung und der von-Frey-Haar-Test, um sicherzustellen, dass eine Gruppe von Tieren teilen sich die gleiche Verletzungsschwere bewertet werden und neurologische Defizite 7,11-13. Die gleichen Techniken können auch verwendet werden, um die Wirksamkeit von Behandlungen von Tieren während den Untersuchungen verabreicht auszuwerten, die die allgemeinen Kriterien für Tiermodelle verwendet werden, um Therapien für SCI 2,7 bewerten.
Das Verfahren zur Herstellung des geeichten forceps für die Schadensmodell ist einfach und kann mit einer Vielzahl von verschiedenen Verfahren erreicht werden. Wir haben die Abstands Verfahren 11 verwendet, wie durch Plemel 7 veröffentlicht und sind auch modifizierte Zange mit einer kleinen Schraube, die nicht nur eine einfachere Methode zum Erstellen der Druckvorrichtung, sondern ermöglicht auch die Vielseitigkeit beim Einstellen der abschließenden Verdichtungsbreite, der Nutzen für Vergleichsstudien. Die Optionen, die in die Erstellung der Zange ist nahezu unbegrenzt, solange der Abstandshalter (s) ein stabiles mittels stets Schließen der Zange, um die gleiche Distanz und Autoklavieren und Sterilisieren zu widerstehen. Die in diesem Video beschrieben chirurgischen Methoden sind sehr gut reproduzierbar über Nutzer, ist es jedoch erforderlich, dass Sie beim Durchführen der Laminektomie und Vernähen des Tieres, nachdem das Verfahren durchgeführt wurde, so dass das Rückenmark keine zusätzlichen Druckkräfte, die erhöhen kann leiden genommen werden die Schwere der Verletzungen und verwechseln zukünftige Experimente. </p>
Mit der richtigen Ausbildung und Praxis ist die kalibrierte Zange Modell Kompressionsverletzung zum Durchführen von SCI bei Mäusen, die klinische Fälle beim Menschen beobachteten 2,3,7 imitieren gut geeignet. Aufgrund der Einfachheit, mit der Pinzette Herstellung Mäusen unterschiedliche Grade der Verletzungsschwere ist leicht durchführbar. Dies wird von großem Nutzen für die Beobachtung genetische Effekte auf SCI von verschieden streng in transgenen Mäusen sowie die Beurteilung der Wirksamkeit von Stammzelltransplantationen bei Mäusen ist. Die meisten Studien in der Literatur wurden an Ratten aufgrund ihrer Größe, die in der Regel macht Operationen leichter auszuführen geführt. Jedoch ist die durch Plemel et al. Veröffentlicht 7 und in diesem Video von uns beschriebenen Verfahren sollte SCI ermöglichen, an Mäusen mit großer Leichtigkeit und Reproduzierbarkeit durchgeführt werden.
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 |