Le protocole actuel simulant le syndrome du cordon ombilical central (SCC) chez la souris a permis d’améliorer la répétabilité et de minimiser les dommages d’exploitation chez les animaux de laboratoire, évitant ainsi de perturber excessivement la structure anatomique. La stratégie de cette étude est avantageuse parce qu’elle permet de mener des recherches sur les mécanismes de blessure en produisant des résultats cohérents.
Les modèles animaux du syndrome du cordon ombilical central (SCC) pourraient bénéficier considérablement à la recherche préclinique. Des voies anatomiques identifiables peuvent donner des approches d’exposition peu invasives et réduire les blessures supplémentaires subies par les animaux de laboratoire pendant l’exploitation, ce qui permet de maintenir une morphologie anatomique cohérente et stable pendant les expériences afin de minimiser les différences comportementales et histologiques entre les individus et d’améliorer la reproductibilité des expériences. Dans cette étude, la moelle épinière de niveau C6 a été exposée à l’aide d’une plate-forme coaxiale de lésion de la moelle épinière (SCICP) et combinée à une technique mini-invasive. Avec l’aide d’un stabilisateur vertébral, nous avons fixé les vertèbres et comprimé les moelles épinières de souris C57BL/6J avec des poids de 5 g/mm2 et 10 g/mm2 avec SCICP pour induire différents degrés de lésion de la moelle épinière C6. Conformément à la description précédente du CSC, les résultats révèlent que la lésion dans ce modèle est concentrée dans la matière grise autour de la moelle centrale, ce qui permet d’approfondir les recherches sur le CSC. Enfin, les résultats histologiques sont fournis à titre de référence pour les lecteurs.
Ces dernières années, on a assisté à une augmentation constante de l’incidence des lésions de la moelle épinière (LME), avec plus de blessures chez les personnes âgées dues à une tauma1 moins violente. Ces lésions touchent plus fréquemment la colonne cervicale et conduisent plus souvent à un dysfonctionnement neurologique incomplet2.
Au XXIe siècle, le CSC est le type le plus répandu de lésion médullaire incomplète, représentant plus de la moitié de l’ensemble des lésions médullaires. Par rapport à la lésion médullaire incomplète classique, la SCC se caractérise par une atteinte disproportionnée des membres supérieurs par rapport aux membres inférieurs3. Elle se caractérise par une faiblesse prédominante des membres supérieurs avec un dysfonctionnement sensoriel et vésical moins important. On pense que le SCC est causé par une hémorragie et un œdème post-traumatiques de la région centrale ou, comme cela a été récemment proposé, par une dégénérescence wallérienne due à la compression de la moelle épinière dans la sténose du canal rachidien. La prise en charge du CSC ne dispose pas de données probantes de haut niveau, ce qui nécessite une compréhension globale de sa physiopathologie4. Cependant, aucun modèle de CSC n’a été signalé. Des modèles animaux appropriés sont essentiels pour la compréhension de la physiopathologie, qui peut fournir une base de recherche pour les études cliniques et précliniques 5,6,7,8,9,10.
Dans cette étude, un modèle de CSC chez la souris est établi à l’aide d’une plateforme coaxiale pour lésions de la moelle épinière (SCICP) et d’un plan d’opération mini-invasif, ce qui permet d’approfondir les recherches et la compréhension du CSC. La validité du modèle est démontrée au cours du processus de recherche par l’histoologie, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et l’analyse par immunofluorescence.
Parmi les nombreux types de lésions de la moelle épinière, le SCC est l’un des typesde lésions les plus susceptibles d’être traités3,4. En raison de l’absence de modèles de recherche en laboratoire, la recherche sur le CSC à partir des années 1950 s’est concentrée sur les études cliniques et les études de dissection cadavérique 3,16,17. La présente étude montre l’utilisation d’outils compatibles et de procédures mini-invasives pour établir le modèle de CSC chez la souris. D’un point de vue technique, cette plate-forme présente une forte opérabilité et une bonne reproductibilité. Étant donné que les résultats de l’expérience démontrent la validité, notre technique pour établir le modèle le plus proche de la norme que les études précédentes ont définie pour CCS4.
Les études antérieures sur les lésions de compression ont principalement utilisé des pinces d’anévrisme, des ballons et des pinces calibrées 9,10,18. De plus, la plupart des blessures sont survenues au niveau de la moelle épinière thoracique18. La moelle épinière au niveau C6 a été choisie comme segment lésé dans cette étude pour étudier les caractéristiques du SCC. Il convient de noter que le taux de survie du modèle CCS est également un facteur essentiel pour assurer la cohérence expérimentale. La présente étude rapporte que la moelle épinière cervicale de la souris est causée par une lésion par compression bilatérale, tandis qu’une lésion traumatique de haut niveau de la moelle épinière, en particulier une lésion bilatérale, pourrait être mortelle pour les animaux de laboratoire si elle est trop grave. Selon El-Bohy, la moelle épinière C4/5 est plus susceptible d’affecter les tractus bulbospinaux descendants et les motoneurones liés aux voies respiratoires, ce qui conduit les animaux de laboratoire à la dépression respiratoire et à la mort 18,19,20,21,22,23., Dans cette étude, les souris présentant différents degrés de compression sur la moelle épinière cervicale C6 ont des caractéristiques de blessure significativement différenciées suggérées par tests histologiques. Bien qu’il y ait eu des différences comportementales et histologiques significatives dans le modèle de clampage de la moelle épinière cervicale de souris rapporté par Forgione, une perturbation des pédicules, des processus articulaires, des lames et même des racines nerveuses était nécessaire pour clamper la moelle épinière avec les pinces modifiées, ce qui a eu une influence significative sur la stabilité des structures cervicales24. Une autre étude sur les lésions cervicales a rapporté l’utilisation de l’apophyse transverse comme site de fixation5. Même si les processus articulaires ont été empêchés d’être endommagés, une dégradation excessive des tissus musculaires pourrait également avoir un impact sur la stabilité de la moelle épinière. Dans la présente étude, seule la 6elame cervicale a été réséquée pour maintenir la stabilité de la moelle épinière cervicale, les articulations articulaires adjacentes ayant été préservées et les lésions musculaires excessives évitées. Dans le même temps, la compression au-dessus de la moelle épinière empêche d’endommager les racines nerveuses.
Les résultats de l’étude suggèrent que la zone de lésion de la moelle épinière cervicale des souris de chaque groupe se trouvait principalement dans la matière grise près de la moelle centrale, qui caractérisait le CCS, avec des différences significatives dans l’étendue de la lésion entre les différents groupes. Notamment, les coupes pathologiques que nous avons montrées peuvent avoir atténué la manifestation de la blessure parce que les échantillons ont été collectés quelques jours après la blessure. L’immunofluorescence (NF-200) a montré moins de dommages aux voies neurales dans la région de la substance blanche de la moelle épinière, ce qui a également confirmé que les dommages dans le CSC étaient principalement concentrés autour de la moelle centrale. Le résultat de l’immunofluorescence a été aggravé par les résultats histologiques antérieurs de la pathologie. Des études antérieures ont montré que le CSC entraîne un œdème près de la moelle centrale, entraînant un hématome et, finalement, un dysfonctionnement de la partie médiale du tractus corticospinal latéral3. L’hémorragie a été signalée comme une composante typique du SCC, mais elle est rarement observée dans les études d’imagerie et d’autopsie ultérieures17. Dans cette étude, les résultats de l’EH à 7 jours après la lésion ont suggéré des signes d’œdème tissulaire dans tous les groupes ; Cependant, aucun globule rouge résiduel n’a été trouvé dans la zone de la blessure. Par conséquent, le bleu de Prusse a été utilisé pour examiner la zone de la blessure à la recherche d’une hémorragie, et les résultats correspondaient à l’hémosidérose observée dans la zone de blessure du groupe de blessures graves à 7 jours après la blessure, alors que le groupe léger ne l’a pas fait. Les images IRM T2 ont montré que les blessures légères et graves avaient des zones de signal faible dans la zone endommagée de la blessure 7 jours après la blessure. indiquant ici le dépôt de lysat de réticulocytes. Ces résultats fournissent une preuve circonstancielle que l’écart entre les résultats précédemment rapportés est probablement dû au fait que le test IRM est potentiellement plus sensible que le test histologique14, en plus de la gravité de la blessure, ce qui peut également influencer la quantité d’hémorragie dans la zone de la blessure. Le GFAP a également été largement exprimé dans la zone endommagée. Dans le même temps, l’expression d’Iba-1 a également été observée dans des zones intactes, suggérant la persistance d’une réponse inflammatoire, cohérente avec les résultats de l’IRM, où un anneau de signal hyperintense autour de la zone de signal hypointense dans la lésion suggère la présence d’une réponse inflammatoire. En fin de compte, d’après les résultats de la présente étude, la zone de lésion dans le modèle s’est concentrée sur la matière grise autour de la moelle centrale, ce qui est généralement cohérent avec les descriptions précédemment rapportées13. Malheureusement, nous n’avons pas effectué d’IRM de manière répétitive chez chaque animal expérimental pour montrer comment le site de la blessure change dynamiquement avec le temps. Les futurs chercheurs pourront l’inclure dans leurs travaux pour mieux étudier le CSC. En outre, l’immunomarquage avec des marqueurs neuronaux comme NeuN, qui définissent la matière grise, peut être inclus dans l’étude.
En conclusion, les caractéristiques des résultats de la pathologie et de l’IRM présentent des similitudes étroites avec celles décrites pour le CSC dans des études antérieures4. Le protocole actuel, qui modélise le CSC, permet d’approfondir la recherche et la compréhension du CSC.
The authors have nothing to disclose.
Cette étude a été financée par le projet national de recherche et de développement sur les cellules souches et la transformation (2019YFA0112100) et le programme national des sciences naturelles de Chine (81930070).
4% fixative solution | Solarbio | P1110 | 4% |
Anti-Neurofilament heavy polypeptide antibody | Abcam | ab8135 | Dilution ratio (1:2000) |
Eosin Staining Solution (water soluble) | Biosharp | BL727B | |
Ethanol | Fuyu Reagent | ||
Fluorescent microscope | KEYENCE | BZ-X800 | |
Frozen Slicer | Leica | ||
GFAP (GA5) Mouse mAb | Cell Signaling TECHNOLOGY | #3670 | Dilution ratio (1:600) |
Goat anti-Mouse IgG (H+L) Highly Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor Plus 488 | ThermoFisher SCIENTIFIC | A32723TR | Dilution ratio (1:1000) |
Goat anti-Rabbit IgG (H+L) Highly Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor Plus 594 | ThermoFisher SCIENTIFIC | A32740 | Dilution ratio (1:1000) |
Hematoxylin Staining Solution | Biosharp | BL702A | |
Mice | Jinan Pengyue Experimental AnimalCompany | C57BL/6J | |
Microsurgery apparatus | Shandong ULT Biotechnology Co., Ltd | All the surgey instruments are custom-made | Ophthalmic scissors, micro mosquito forceps, microsurgery forceps, micro scissors |
Normal sheep serum for blocking (working solution) | Zhong Shan Jin Qiao | ZLI-9022 | working solution |
O.C.T. Compound | SAKURA | 4583 | |
Phosphate buffered solution (PBS) | Solarbio | P1020 | pH 7.2–7.4 |
Prussian Blue Iron Stain Kit (With Eosin) | Solarbio | G1424 | |
RWD Laboratory inhalation anesthetic station | RWD Life Science Co., Ltd | R550 | |
Small animal in vivo microCT imaging system | PerkinElmer | Quantum GX2 | |
Spinal cord injury coaxial platform | Shandong ULT Biotechnology Co., Ltd | Custom-made(Feng's standard) | https://shop43957633.m.youzan.com/wscgoods/detail/367x5ovgn69q18g?banner_id=f.81386274~goods.7~ 1~b0yRFKOq&alg_id= 0&slg=tagGoodList-default%2COpBottom%2Cuuid% 2CabTraceId&components_ style_layout =1&reft=1659409105184&spm= g.930111970_f.81386274&alias= 367x5ovgn69q18g&from_uuid= 1362cc46-ffe0-6886-2c65-01903 dbacbba&sf=qq_sm&is_share= 1&shopAutoEnter=1&share_cmpt =native_wechat&is_silence_auth=1 |
Surgery microscope | Zumax Medical Co., Ltd. | zumax, OMS2355 | |
Tris Buffered Saline+Tween (TBST) | Solarbio | T1082 | Dilution ratio (1:19) |
Xylene | Fuyu Reagent |