Summary

Sıçan Optik Sinir içine Enjeksiyon için minimal invaziv Tekniği

Published: May 19, 2015
doi:

Summary

Direct injection into the rat optic nerve is useful for regenerative research. We demonstrate a minimally-invasive technique for direct injection into a rat optic nerve that does not involve opening the skull. Using this method, surgical complications are minimized and recovery is more rapid.

Abstract

The rat optic nerve is a useful model for stem cell regeneration research. Direct injection into the rat optic nerve allows delivery into the central nervous system in a minimally-invasive surgery without bone removal. This technique describes an approach to visualization and direct injection of the optic nerve following minor fascial dissection from the orbital ridge, using a conjunctival traction suture to gently pull the eye down and out. Representative examples of an injected optic nerve show successful injection of dyed beads.

Introduction

Optik sinir merkezi sinir sistemi (MSS) gibi optik nevrit, glokom ve travma olarak göz koşullar da dahil olmak üzere rejeneratif araştırma için ideal bir konum sağlar. Kök hücrelerin çeşitli enjeksiyonları ya aksonal sayısı artan ve / veya dejeneratif hastalıkların önlenmesi, etkinlik göstermiştir veya kayıp miyelin değiştirilmesi söz göstermiştir. 1,2

insan optik sinir yaklaşık 3.0-3.5 mm'lik bir çapa sahip kiazmada retinadan seyahat eden yaklaşık 1.200.000, paralel aksonlar içerir. 3 Laboratuarda insan hastalıklarının modellemek için, sıçan sık kullanılmaktadır. yetişkin sıçan optik sinir yaklaşık 0,5 mm çapında içinde yaklaşık 100.000 aksonlar içerir. MSS önemli sınırlamalar 4 biri rejeneratif araştırma direkt kemiksiz erişimi olduğunu. Hayvan komplikasyonlar ve cerrahi riskler kafatası veya omurlar kaldırıldığında yüksektir. Faydaları Benzeromurgada minimal invazif yaklaşımlar, kafatası teklif azaltılmış komplikasyonları ve daha hızlı bir toparlanma açmadan 5 direk optik sinir enjeksiyonları.

Bu teknik daha önceki çalışmalarda kullanılmıştır. 6 Bu yazıda ve beraberindeki video, sıçan optik sinir içine kök hücreler enjekte etmek için minimal invaziv prosedür göstermek.

Protocol

NOT: Bütün hayvan prosedürleri Johns Hopkins Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından kabul edildi. Anestezi makineleri gerektiği şekilde yıllık muayene ve kalibrasyonu gerektirir. 1. Anestezi ve Konumlandırma Anestezi. % 2-3 isofluorane ile anestezi altında tüm cerrahi prosedürleri gerçekleştirin. Ayak tutam ve solunum hızı ile anestezi uygun seviyede onaylayın. Sıçan, bir ayak tutam yanıt korkmak olmadığını kontrol edin. NOT: Bir 'deki kaçınma çok g…

Representative Results

Deneyin sonunda, sıçanlar kurban edilmiş ve% 4 paraformaldehit ile perfüze. Optik sinirler dikkatli bir şekilde kesilir ve kriyostat bölümlere ayırma için monte edilmiştir. 2 Evans mavisi sitesi görselleştirmek için enjekte edilmiş, düşük güçte bir fare, tüm optik sinirin bir örneğini göstermektedir. ok enjeksiyon kesin konumunu tanımlar. Sinirden boya sınırlı difüzyon ile gösterildiği gibi bu diseksiyon enjeksiyonu bir kaç dakika içinde yapıldı. Diğer…

Discussion

Direct injection into the optic nerve of stem cells or other products intended to facilitate regeneration provides a convenient model compared to other means of injections into the CNS. This technique takes less time, requires less total anesthesia, avoids drilling or removing skull or bone tissue, reduces complications rates and allows for more rapid recovery following surgery.

The most critical steps in this protocol include: 1. Adequate hemostasis in the surgical field to allow clear visua…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This study was supported by NeuralStem, Inc., and Johns Hopkins Project RESTORE.

Materials

Name of Material/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Lewis rat Charles River 4 Any rat strain will work.
Anesthesia machine Surgivet CDS9000 CDS 9000 Small Animal Anesthesia Machine – Pole Mount
Infusion pump Stoelting 53129
Dissection microscope National Optical 409-411-1105
Fiber-optic light source Fisher Scientific 12-562-21
Dissection and Stereotaxic Instrument Stoelting 51400
Pipette Puller Kopf 750
Pipettes World Precision Instruments 18150-6
Disposable scalpel blades Harvard Apparatus 810-15-021
Iridectomy scissors Electron Microscopy Sciences Uniband LA-4XF

References

  1. Dahlmann-Noor, A., Vijay, S., Jayaram, H., Limb, A., Khaw, P. T. Current approaches and future prospects for stem cell rescue and regeneration of the retina and optic nerve. Canadian journal of ophthalmology Journal canadien d’ophtalmologie. 45 (4), 333-341 (2010).
  2. Quigley, H. A., Iglesia, D. S. Stem cells to replace the optic nerve. Eye. 18 (11), 1085-1088 (2004).
  3. Ghaffarieh, A., Levin, L. A. Optic nerve disease and axon pathophysiology. International review of neurobiology. 105, 1-17 (2012).
  4. Fukui, Y., Hayasaka, S., Bedi, K. S., Ozaki, H. S., Takeuchi, Y. Quantitative study of the development of the optic nerve in rats reared in the dark during early postnatal life. Journal of anatomy. 174, 37-47 (1991).
  5. Celestre, P. C., et al. Minimally invasive approaches to the cervical spine. The Orthopedic clinics of North America. 43 (1), 137-147 (2012).
  6. Hallas, B. H., Wells, M. R. A Novel Technique for Multiple Injections into the Mammalian Optic Nerve. Kopf Carrier. 54, (2001).
  7. Harvey, A. R., Hellstrom, M., Rodger, J. Gene therapy and transplantation in the retinofugal pathway. Progress in brain research. 175, 151-161 (2009).
  8. Adachi-Usami, E. Optic neuritis–from diagnosis to optic nerve transplantation. Nippon Ganka Gakkai zasshi. 104 (12), 841-857 (2000).
  9. Slater, B. J., Vilson, F. L., Guo, Y., Weinreich, D., Hwang, S., Bernstein, S. L. Optic nerve inflammation and demyelination in a rodent model of nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy. Investigative ophthalmology & visual science. 54 (13), 7952-7961 (2013).
  10. Zarbin, M. A., Arlow, T., Ritch, R. Regenerative nanomedicine for vision restoration. Mayo Clinic proceedings. 88 (12), 1480-1490 (2013).

Play Video

Cite This Article
Raykova, K., Jones, M. V., Huang, H., Hoffman, P. F., Levy, M. Minimally-invasive Technique for Injection into Rat Optic Nerve. J. Vis. Exp. (99), e52249, doi:10.3791/52249 (2015).

View Video