Односторонний пирамидотомия из кортикоспинальных тракта у крыс для оценки нейропластики вызывающие Терапии

Выживаемость. В представленном исследовании, проведенном нами, мы имели выживаемость 16 из 20 женщин с капюшоном крыс Lister (200 г до 250 г). Наиболее частым осложнением является затрудненное дыхание из-за трахеи смещения или повреждения дыхательных центров в стволе головного мозга просто спинной к пирамидам (ядро solitarii, неоднозначных и parabrachilis). Похожие результаты были получены в литературе 16. Поведенческие результаты. Диапазон поведенческих тестов были использованы для оценки сенсомоторной результат после пирамидотомия грызунов: тест по горизонтали лестнице, одной гранулы достижения тест, тест цилиндр Воспитание и лестница тест Монтойя наиболее часто используемые оценки поведения. Другие тесты, описанные в литературе, осадок достижения тест, тест лазания по канату, анализ походки и тест клейкая лента3,17-19. Большинство из них показывают функциональный дефицит двигателя 1 неделю после травмы. В настоящее время, большинство исследований, описанные в литературе выполнять только поведенческие тестирование до 42 дней 4,11,13,20,21 или в течение более короткого времени 3,18,22. Мы провели поведенческие испытания в течение длительного периода времени и обнаружили, по существу, полное восстановление двигательной функции 8 недель после пирамидотомия для некоторых из поведенческих тестах, за исключением того, лестница теста Монтойя и испытанию на горизонтальной лестнице. Это, вероятно, по нескольким причинам. Во-первых, ранены CST ростральнее поражения могут образовывать синапсы на нейронах в стволе головного мозга, которые действуют в качестве косвенных реле для моторных нейронов в спинном мозге. Во-вторых, неповрежденной (контралатеральной) CST может прорастать и формы синапсы на нейронах в стволе головного мозга или спинного мозга, которые действуют как реле для двигательных нейронов. В-третьих, другие обошло двигателя массивы, такие как ретикулоспинальных, вестибулоспинальных или rubrospinal путей может взять на себя некоторые функции. Таким образом, прочного тreatment эффект трудно обнаружить с помощью многих поведенческих тестов в модели пирамидотомия. Некоторые поведенческие испытания в этой модели, однако может указывать на ускорение процесса восстановления в ранние сроки после травмы, которая связана с лечением. Разведение цилиндр тест 3,4,23 На основании теста цилиндра выращивания CST, соответствующий доминирующего передней лапой был ранен. Крыс помещали в цилиндр из плексигласа и выращивание поведение наблюдается в течение 3 мин. Preinjury было небольшое предпочтение для использования одной передней лапы, доминирующей передней лапой, при вертикальном разведки (рис 3А). Травмы влияет на доминирующей стороной и использование contralesional лапы снизилась до 28% на 1 неделю postinjury (повторных измерений ANOVA р <0,05; после специального анализа выявленных животные страдают от значительного дефицита в будние 1, 2 и 3, P <0,05, LSD Фишера). 4 недели postinjury животные восстановленыд использованы пораженный переднюю конечность 45% тыловых, и после 6 недель это было 57% (N = 16, среднее ± стандартная ошибка показана). Кроме того, Старки и др. (4) оценили мышей с помощью баллона, до 42 дней после пирамидотомия и сообщили о значительном снижении в использовании пораженной лапой в течение всего периода тестирования. Монтойя Лестница тест 24 Крысы требуют pretraining для этого теста, чтобы акклиматизироваться до травмы. Для повышения мотивации во время тестирования сессии животных продуктов питания ограничивается 15 г пищи на крысу накануне вечером. Пищевые лишены крыс помещают в лестнице Montoya в течение 15 мин. С каждой стороны есть лестница 7 ступеней с колодцев, каждая из которых содержит 3 гранулы. Общее количество полученных гранул на каждой стороне записываются. Извлеченных гранул номер с contralesional / пострадавших лапы значительно снизилась с 61% preinjury в3% 3 дней postinjury (фиг.3В). Возможность получения гранул еще значительно хуже, в течение 4 недель postinjury с 20% гранул, получаемых. Крысы показать значительный дефицит до 8-й недели и только 29% гранул едят в этот момент времени (повторных измерений ANOVA р <0,05, постфактум анализ показал, животные имеют значительный дефицит на contralesional стороны на всех недель, р <0,05, Фишера LSD). Ipsilesional лапка влияет до 1 недели postinjury; Однако это восстанавливает на второй неделе (повторных измерений ANOVA р <0,05, постфактум анализ показал, животные имеют значительный дефицит на 3-й день и на неделю 1 на ipsilesional лапы, р <0,05, ЛСД Фишера). Начальные дефицитов ipsilesional передней лапой может быть объяснено lesioning ипсилатерального части корково-кишечного тракта, проходящей через разреза пирамиды, с последующим прорастания и восстановления. ГоризонтальныйЛестница тест 25 Крысы требуют pretraining для этого теста. Крысы ходить три раза в течение 1 м длинной лестнице с нерегулярным Расстояние между перекладинами. Видео проанализированы ниже в замедленном темпе и общего количества стопы скользит и промахов на каждой лапе количественно. График на рисунке 3C представляет собой общее количество промахов и промахи в пострадавшем и менее пораженной стороне (передней лапы + задняя лапа) в процентах к общему числу принятых мер. Крысы имеют значительно возросшее число ошибок 1 неделя postinjury с 10% или 11% на пораженной стороне и менее пораженной стороне соответственно. Этот дефицит постоянно находящийся на contralesional / пораженной стороне до 8-й недели с 10% ошибок, допущенных, однако, решает на ipsilesional / меньше пораженной стороне от 2 недель (с повторными измерениями ANOVA, постфактум анализ показал, животные имеют значительный дефицит во всех недель contralesional сторона и значительные дефициты на Неделе 1 и 3 на ipsilesionalсторона, р <0,05, ЛСД Фишера). Электрофизиологические тестирования В терминале электрофизиологического наладки животного анестезировали внутрибрюшинно уретана. В течение этой процедуры, она хранилась при температуре 37 ° C ± 1 ° C. Его вентральный области шеи, ее передние конечности и грудь область брили и дезинфицировали йодом скраба. Пирамиды были разоблачены как описано выше, и лучевой нерв был выставлен в плечо посредством брюшной подхода рассечением кожи и большой грудной. Дистальный конец лучевого нерва разрезали и нерв был положен на двух серебристо-проволочный крючок-электродов в минеральном масле бане. Либо пирамида стимулировали концентрических биполярных электродов на разных глубинах с 5 импульсов на 300 Гц и увеличением амплитуды стимуляции. Записи были всегда от радиального нерва инвалидов руки (рис 4). Неповрежденной анимALS был сильный ответ на задержки от 12 до 20 мс в лучевого нерва при противоположной пирамида была стимулировали (4В). Ипсилатеральная стимуляция приводит только к случайным активации (рис 4C). Животные, которые получали pyramidotomies, на противоположной стороне к записи рычага не показывают реакцию в радиальном нерва, когда поражений тракта стимулируется над поражением (фиг.4В '). Тем не менее, стимуляция волокон CST в пирамидах ОДНОСТОРОННЯЯ к записи электроды в результате сильной активации в лучевого нерва по сравнению с неповрежденной животных в течение 12 недель postinjury (рис 4C »). Анатомические результаты. Животные были умерщвлены 10 недель послеоперационные в соответствии с Законом 1986 года две недели назад Приложении 1 к животным (Научно процедуры), пострадал CST была прослежена биотинилированнымидекстран амин (BDA) инъекции в моторной коре 26 ипсилатерального инвалидов руке (рисунок 1). Это позволяет количественно оценить неповрежденных волокон, которые пересекают среднюю линию и поставляют contralesional спинного мозга (рис 5C, D). Неповрежденной животные имеют только несколько волокон, пересекающих среднюю линию, в то время как это увеличивает в ответ на повреждение. Поперечной шейной секции спинного мозга окрашивали протеинкиназы С (ПКС) гамма оценить долю денервации в пораженном CST (рис 5E) 16. Кроме того, полнота поражения могут быть оценены путем введения двоичных данных Tracer в моторной коре на ipsilesional стороне травмы пирамидотомия. Отсутствие маркировки в противоположной дорсомедиального КНТ и ипсилатеральная вентромедиальное КНТ свидетельствует о полной односторонней перерезки. <img alt="Рисунок 1" fo:conte NT-ширина = "4 дюйма" SRC = "/ файлы / ftp_upload / 51843 / 51843fig1highres.jpg" ширина = "400" /> Рисунок 1: Схематическое изображение Кортикоспинальных участки у крыс и одностороннее аксотомии КНТ в пирамидах Топ изображения:. Кортикоспинальных нейроны возникают в корковом слое 5 пирамидальных клеток. Биотинилированных декстран амин (показано зеленым) вводят в contralesional коры за две недели до конца эксперимента. Средний Image: участки образуют пирамиды на вентральной поверхности продолговатого мозга и в то spinomedullary стыке большинство аксонов decussate. Односторонний пирамидотомия выполняется в хвостовой мозгового вещества (красный). Нижняя фотография: большинство кортикоспинальных путей ветхом в дорсомедиального и дорсолатеральных отделов спинного мозга. Меньшинство остается ипсилатерально и работает ventromedially. 1843fig2highres.jpg "ширина =" 500 "/> Рисунок 2: вид снизу головного мозга крысы. Пирамиды отличается тем, что они поднимаются, параллельные выпуклости (желтого цвета). Границы пирамид определяются медиально основной артерии (БАС) в течение средней линии, а по бокам у основания выпуклости на полпути между низовой артерией и paraolivary артерии (POL), как видно из (C). Краниотомия производится по основной артерии и боковые расширения к paraolivary артерии (красное поле в C). Один пирамиды разрезают перпендикулярно основной артерии (красной линии в C, вырезать показано на образце в А и В). Поражения расположены слишком каудально рядом позвоночных артерий (верт) будет неполным, поскольку CST начинает decussate и потому, что позвоночная артерия засчитывается средней линии. (C) Изображение взято из "The Rat нервной системы" Джордж Paxinos 27. Примечание: Этот рисунок показывает повреждение на левой стороне изображение: это установка животногоHT пирамидного тракта, так как он лежал на спине. Пожалуйста, обратите внимание, однако, что видео показывает поражение в левой пирамидного тракта животного. Рисунок 3:. Представитель результаты теста выращивания цилиндра, Монтойя лестница осадок достижения тест и по горизонтали тест лестнице Существует дефицит двигатель обнаружены всех тестах после травмы. Тем не менее, без дефицита не могут быть обнаружены с помощью теста цилиндр выращивания на 4 недели postinjury, в то время как устойчивые дефициты могут быть обнаружены с лестничным теста Монтойя и испытанию на горизонтальной лестнице до 8 недель postinjury (п = 16 в каждой группе, и стандартные ошибки являются показан). Звездочка указывает р <0,05 по отношению к preinjury базовой (LSD Фишера). Пожалуйста, нажмитездесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой цифры. Рисунок 4:. Электрофизиология оценки кортикоспинальных тракта до и после пирамидотомия (А) показывает настройки для терминала эксперимента. Мы стимулировать пирамиды с поездом 5 импульсов на различных глубинах ростральных на сайт lesioning и перекрест. Красный тракта поражений путей. Мы записываем от лучевого нерва на contralesional стороне. (В) и (С) Показать пример записи с ipsilesional стимуляции или contralesional стимуляции до или через 12 недель после пирамидотомия. Ipsilesional стимуляции вызывают несколько потенциалов соединение действий (шипы в след) в лучевого нерва до травмы (B). Они отменили травмой и деятельность не Returп течение 12 недель (В '). Contralesional стимуляция вызывает редкую потенциалов Single Action соединение preinjury (C). 12 недель после травмы активности значительно повышается (С), возможно, из-за интактных аксонов прорастания через срединную линию и пластмассовых изменений в спинном мозге. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой цифры. Рис. 5: Анатомический оценки после пирамидотомия (А, В, С, D) биотинилированных декстран амин используется для отслеживания кортикоспинальных тракта путем введения его в моторной коре, соответствующей непораженный CST (см зеленый на рисунке 1). Спинной медиальная, брюшные медиальной компоненты CST четко видны (, спинной медиальной части увеличивается в B). (C) и (D) являются увеличениях от (А) волокон, возникающим повсеместно средней линии в сером веществе денервированной стороны в ответ на лечение. Для оценки полноты поражения поперечных сечений шейки уровне 4 (12 недель) postinjury ткани вырезали и окрашивали антителами против РКС гамма (E). CST на левой стороне изображения без изменений, и можно видеть, выпуклые по средней линии в денервированной стороны, предположительно, из-за структурных распада поврежденной спинного CST.