Burada, bu kasların beslenme davranışı sırasındaki rollerini anlamak için deniz yumuşakçaaplikası kalinonik kalinonik besleyici cihaza kasların minimal invaziv cerrahi lezyoniçin bir protokol sıyoruz.
Aplysia californica öğrenme ve davranış nöral kontrolü incelemek için bir model sistemidir. Bu hayvanın yarı açık bir dolaşım sistemi vardır, bu da önemli bir hasara yol açmadan iç yapılarına erişebilmeyi mümkün kılar. Birçok manipülasyon lar hem in vivo hem de in vitro olarak kolayca yapılabilir, bu da davranış ve nöral devreanalizi için son derece kolay bir model haline getirilebilir. Besleme tutucuiçindeki kasların işlevlerini daha iyi anlamak için, hayvanın ana vücut boşluğunu açmadan veya beslenme organının dış katmanlarına (yani bukkal kütleye) zarar vermeden onları lezyonlamak için bir teknik geliştirdik. Bu teknikte, kavrayıcı kısmen everted, kas doğrudan erişim sağlayan. Bu prosedür hayvanların hızlı ve güvenilir bir şekilde iyileşmesini sağlar. Bu mümkün I7 kasları ve sub-radular liflerle lezyon için, bize her iki kas önemli ölçüde in vivo açılış katkıda göstermek için izin yaptı.
Aplysia californica beslenme sistemi öğrenme ve bellek anlamak için bir model sistemi olarak kullanım uzun bir geçmişi vardır1, motive davranışları2,3, ve davranış arasındaki etkileşim, biyomekanik ve besleme sırasında nöral kontrol4. Bu büyük, tanımlanabilir nöronlar nispeten az sayıda, son derece erişilebilir nöral devre vardır. Hayvanın yarı açık bir dolaşım sistemi vardır, bu da önemli hasara yol açmadan iç yapılarına erişebilmeyi mümkün kılar. Aynı zamanda in vivo ve in vitro birçok manipülasyonlar için sağlam, davranış ve nöral devre analizi için son derece çekilebilir bir model yapma.
Beslenme davranışlarına yol açan nöral desenleri anlamak için, beslenme organını oluşturan yumuşak yapının altında yatan mekaniği tanımlamak önemlidir, bukkal kütle4. Bukkal kitle oluşturan dış kasları karakterize etmek için yapılan çalışmalar yapılmış olsa da5,6, kavrayıcı yüzeyini kontrol bukkal kitle içinde altta yatan yapının iç kasları, odontofor, olmuştur in vivo deney için büyük ölçüde erişilemez. Bu kasların bazı fonksiyonları üzerinde in vitro çalışmalar yapılmış olmasına rağmen7,8, Bu kaslara doğrudan erişim eksikliği zor bozulmamış rollerini incelemek için yaptı, hayvanlar gibi davranan.
Elektrot implantasyonu veya Aplyscan veya benzeri yumuşakça türlerinde lezyonlar içinen teknikleri vücut duvarı 9,10,11,12açılmasını gerektirir. Vücut duvarının açılması epitel yaralanmasına neden olur ve kesi hemolenf inmesini önlemek için güvenli bir şekilde kapatılmalıdır. Aplysia’nın iç kaslarına ulaşmaya çalışırken (radular yüzeyin altında yatan kaslar veya odontofor içinde): ana vücut boşluğundan girerek, daha da ciddi zorluklar ortaya çıkar. iç yapılara erişmek için bukkal kütlenin kas duvarının bir kısmı (Şekil1A). Bu birikmiş yaralanma ve erişim zorluğu geleneksel yollarla yaklaşımı sorunlu hale getirmiştir, çünkü hayvanlar bu ameliyatlardan iyi kurtulamaz (tam eversiyonları olan hayvanların sadece %17’si herhangi bir beslenme yeteneğini yeniden kazanmıştır, N = 12. Everted olmayan hayvanların yaklaşık% 85 beslenme yeteneğini yeniden kazandı, N = 84).
Bir radular açıcıolarakkarakterize edilmiştir I7 kas 8, odontofor kendisi içinde derin, daha fazla erişim karmaşık. Radular sapın tabanı (Şekil 1C)ile radular yüzeyin alt kısmı arasında, odontofordaki bir lümen aracılığıyla uzanır ( Şekil1C). I7 kasların üç tarafında kas duvarları, dördüncü duvar radular sap oluşur. Biyomekanik bir çalışmanın amaçları için, bu yapıların herhangi birinde büyük bozulma besleme cihazının normal işlevini tehlikeye olacaktır. Odontofor’u çenelerden dışarı çıkararak ve ameliyatı ince, kıkırdak radular yüzeye bir kesi ile yapmak gibi yeni bir yaklaşım geliştirdik. alt radular lifler olarak adlandırdığımız radular yüzeyin hemen altında nitre (Şekil 1C).
Şekil 1: Anatomik Genel Bakış. (A) Bukkal kütlenin Aplysia içindeki yeri. (B) Odontoforun dış anatomisi. Radula ve radular kese yüzeyi sarıdır; odontofor oluşturan kaslar gerçek renklerine göre kırmızı renkte gösterilir. (C) Odontoforun sagital bölümü, sub-radular liflerin yerini gösteren (kavisli pembe çizgi) ve I7 kas (düz pembe çizgi). I6 kasının kesiti koyu kırmızı renkte gösterilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Protokol deki en kritik adımlar, hayvanın tamamen anestezi altında olduğundan ve bukkal kütlenin eversiyon unun altta yatan kaslara erişmek için yeterli olduğundan emin olmak için gereken ihtiyaçtır. Bu adımları mükemmelleştirmek için bazı pratik gerektirebilir, ancak bir kez onlar hakim, ameliyatları verim yapılan tüm deneylerin% 85’ten daha fazla olması muhtemeldir. Protokolü düzgün bir şekilde değiştirmenin ve sorun gidermenin en önemli yolu, iç kasların konumlarının araştırmacıya tamamen açık olması için bukkal kütlenin diseksiyonu yaparak zaman geçirmektir. Radular yüzeyden önerilen kesi kaçınılmaz olarak altta yatan alt radular liflerde bazı hasarlara neden olduğundan, bu liflerin belirli bölgelerinden kaçınmak için kesi kesin yerini değiştirmek için uygun olabilir.
Cerrahi tekniğin bir sınırlaması, protraksiyon gücü gibi beslenme yanıtları üzerinde spesifik olmayan etkileri olabilir. Bu sınırlamayı aşmanın bir yolu hayvanların kendi kontrolleri olarak hizmet etmesidir. Buna ek olarak, belirli kas (yani, I7 veya SRFs) kaldırılması dışında tüm cerrahi protokoltabi bir sahte lezyon grubu olması önemlidir. Bu önerileri izleyerek, bir araştırmacı hayvanlar arasındaki değişkenlik etkilerini azaltacak ve cerrahi non-spesifik etkileri içsel bir ölçüye sahip olacaktır.
Önceki çalışma da lezyon veya kayıt sinirler13,14veya kaslar15,16,17vücut duvarı ile yaklaşımlar kullandı. Laboratuvarımızda, anekdotsal olarak vücut duvarı kesilerinin genellikle önemli bir hemolenf kaybı ve dolayısıyla vücut hacminin eşlik ettiğini gözlemledik. Hayvanlar genellikle bu kurtarmak için birkaç gün gerektirir, ve vücut duvar lezyonu dikkatle dikilmiş değilse, hayvanlar kurtarmak olmayabilir. Buna ek olarak, hayvanların post-mortem muayene kesi etrafında önemli yara izi ve güçlü bir bağışıklık yanıtı ortaya koymaktadır (anekdot gözlemler). Buna karşılık, hayvanlar burada açıklanan protokolden sonra (96 hayvandaki gözlemlere dayanarak) hemolenf kaybı veya vücut hacminde bir değişiklik göstermezler.
Tekniğin gelecekteki uygulamaları Aplysia besleme cihazları içinde diğer kaslar için genişletebilir, ve diğer hayvanlariçin. Biz I7 kas ve sub-radular liflerin kaldırılması üzerinde duruldu. Bu aynı genel cerrahi teknikler de odontophore diğer kasların çoğuna erişim sağlar. Bunlardan bazıları, I5 kas iç kısmı gibi, en iyi radular yüzeyden erişilir. Diğerleri, I4 iç broşürler gibi, daha iyi odontophore dış epitel yoluyla ulaşılabilir olabilir. Biz kısmen everted odontofor radular yarık altında bir kesi daha sonra odontophore içinde başka bir kas lezyon için kullanılabilir eklenecek bir keskinleştirilmiş kanca için erişim izin ön çalışmalar yaptık, kas I88. Burada açıklanan cerrahi protokol ana vücut boşluğunu açmadığından dikiş gerektirmez.
Tanımladığımız protokol, diğer yumuşakçaların beslenme cihazları gibi manipüle edilmesi zor olan yumuşak doku yapıları üzerinde çalışan diğer araştırmacıların genel ilgisini çekebilir. Daha genel olarak, bu protokol diller, gövdeler veya dokunaçlar18gibi yumuşak yapıların analizi için diğer yeni cerrahi yaklaşımlar önerebilir.
The authors have nothing to disclose.
Sherry Niggel, Sisi Lu ve Joey Wu’nun bu protokolleri iyileştirmek ve doğrulamak için ne kadar çok çalıştıklarını kabul etmek istiyoruz. Bu çalışma NSF Grant IOS 1754869 tarafından desteklenmiştir.
Blunt forceps | Fine Science Tools | 11210-10 | 2 pair |
Scalpel blade (#11) | Fine Science Tools | 10011-00 | |
Spring scissors | Fine Science Tools | 15024-10 | |
Webcam | Logitech | c920 | for recording data |