神経可塑性を誘導する治療法の評価のためのラットの皮質脊髄路の片側Pyramidotomy

生存率。 私たちが行った代表的な研究では、16〜20のうち、女性のリスターのフード付きラット（200〜250グラム）の生存率を持っていた。最も一般的な合併症はちょうどピラミッド（核孤、曖昧とparabrachilis）に背側脳幹の呼吸器センターにあるため気管変位や損傷の難しさを呼吸している。同様の結果が、文献16に報告されている。 行動の成果。 行動試験の範囲は、げっ歯類におけるpyramidotomy後の感覚運動成果を評価するために使用されている水平ラダーテストを、テストに達する単一のペレットを、シリンダー飼育試験とモントーヤ階段試験は、最も一般的に使用される行動評価である。文献に記載された他の試験は、試験ロープクライミング試験、歩行分析、および粘着テープ試験に到達したペレットである3,17-19。これらのほとんどは、損傷後の機能的な運動障害1週間表示されます。現在は、文献に記載ほとんどの研究は、42日4,11,13,20,21、または短い時間3,18,22のために行動試験を行う。私たちは、長期間行動試験を行ったとモントーヤの階段テストおよび水平ラダーテストを除き、行動試験の一部のための運動機能8週間後pyramidotomyの本質的に完全な回復を見てきました。これはいくつかの理由であると考えられる。まず、病変への負傷CST吻側の脊髄運動ニューロンへの間接リレー作用脳幹のニューロンにシナプスを形成してもよい。第二に、無傷の（対側）CSTは発芽し、運動ニューロンへのリレーとして機能脳幹や脊髄のニューロンにシナプスを形成することができる。第三に、そのような網様体などの他免れモーター管、前庭脊髄または赤核脊髄路は、いくつかの機能を引き継ぐことがあります。このように、持続的なTreatment効果はpyramidotomyモデルの多くの行動試験で検出することは困難である。このモデルではいくつかの行動試験は、しかし、早期治療に関連している傷害、後に加速の回復を示している可能性が。 シリンダー飼育試験を 3,4,23 シリンダー飼育試験に基づき、支配的な前足に対応するCSTは負傷した。ラットはプレキシガラスのシリンダーに入れ、飼育動作が3分の期間に観察される。 Preinjuryは垂直探査（ 図3A）の間に1前足、支配的な前足の使用のための若干の好みがありました。損傷が支配的な側面に影響を及ぼし、contralesional前肢の使用は1週間の受傷後に28％に減少した（反復測定ANOVA（p <0.05）であること、事後分析は、動物は、週1、2及び3はp <0.05で有意な障害を持って明らかにしたフィッシャーのLSD）。 4週間は、動物が回復し受傷後dは後部の45％を、影響を受けた前肢を使用し、6週間後に、これは（N = 16、標準誤差が示されている平均値±）57パーセントだった。同様に、スターキーらは、（4）pyramidotomy後最長42日間、シリンダー試験を用いてマウスを評価し、全試験期間を通じて、影響を受けた前肢の使用の有意な減少を報告している。 モントーヤ階段テスト 24 ラットは、傷害の前に順応するために、このテストのための事前訓練を与えなかっが必要です。テストセッション動物中にモチベーションを高めるためには食べ物は夜の前に、ラットあたり15グラムの食物に制限されています。食べ物を奪わラットを15分間モントーヤの階段に置かれている。各側では、ウェルを有する7段階、3ペレットを含む各の階段があります。それぞれの側に取り出されたペレットの総数が記録されている。 contralesional /影響を受けた前足で検索されたペレットの数は61パーセントのpreinjuryから大幅に減少した3％3日間受傷後（ 図3B）。ペレットを取得する機能は、まだかなり取り出されたペレットの20％受傷後4週目に損なわれた。ラットは、その時点で食べたペレットの唯一の29％で8週までの大幅な赤字を示した（反復測定分散分析P <0.05、 事後解析は、動物がすべての週でcontralesional側に重大な障害を持っている、P <0.05、フィッシャーの明らかにしたLSD）。 ipsilesional前足は1週間の受傷後まで影響を受けている。しかし、これは第二週によって回復（反復測定分散分析P <0.05、 事後解析では、動物を明らかにしたipsilesional前足で3日目と1週で有意赤字を持って、P <0.05、FisherのLSD）。 ipsilesional前足の初期赤字は、その後の発芽と回復で、カットピラミッドを通る皮質脊髄路の同側部分のlesioningによって説明されることがあります。 水平のラダーテスト25 ラットは、このテストの事前訓練を与えなかっが必要です。ラットは、不規則なラング間隔で1メートルの長いはしごの上に三回歩く。ビデオは、後のスローモーションで分析され、各足のための足のスリップやミスの合計数が定量化される。 図3Cのグラフは、ミスと取られるステップの総数に対するパーセンテージとして、影響を受けると影響の少ない側（+前肢後肢）のスリップの総数を表す。ラットは、10パーセント以上、影響を受けた側の11％、少ない患側と1週間の受傷後、それぞれのエラーの有意に増加した数を持っている。この赤字が、しかし、行われ、10％の誤差で最大8週までcontralesional /影響を受けた側で永続的である2週間ipsilesional /あまり影響側に解決します（反復測定ANOVAは、 事後解析は、動物が上のすべての週で大幅な赤字を持って明らかにしたipsilesionalに週1と3でのcontralesional側と大幅な赤字側に、p <0.05、FisherのLSD）。 電気生理学的検査 ターミナル電気生理学的なセットアップにおいて、動物は、ウレタンを腹腔内麻酔した。手順では、それは37℃±1℃に保った。その腹側頸部、その前肢および胸部を剃毛し、ヨウ素スクラブで消毒された。以前に皮膚や胸の主要なを切開腹側アプローチによって上腕に記載され、橈骨神経が露出したとしてピラミッドを露出させた。橈骨神経の遠位端は、切断された神経は、鉱物油浴に2つの銀ワイヤフック電極上に置いた。ピラミッドは、300 Hzで5パルスで異なる深さに同心双極電極で刺激し、刺激の振幅を大きくしたのいずれか。録音は常に無効になってアーム（ 図4）の橈骨神経から作られた。 無傷のアニメーション反対側のピラミッドが（ 図4B）に刺激されたときにALSは橈骨神経で12から20ミリ秒の間の待ち時間で強い反応を示した。同側の刺激は時折活性化（ 図4C）になる。病変管の病変（ 図4B '）の上に刺激されると、以前に記録アームに反対側に、pyramidotomiesを受けた動物は、橈骨神経内に応答を示さない。しかし、記録電極と同側ピラミッドにおけるCST線維の刺激は、12週での非損傷動物と比較して、橈骨神経においてより強い活性化受傷後（ 図4C '）をもたらした。 解剖の結果。 動物は動物のスケジュール1（科学的処置）法1986年以前に二週間に応じて10週間の術後を安楽死させ、無傷CSTは、ビオチン化して追跡した無効になって腕に運動皮質26、同側にデキストランアミン（BDA）注 ​​射（ 図1）。これは正中線を横断しcontralesional脊髄（ 図5C、D）を供給無傷の繊維の定量化を可能にする。これは傷害に応答して増加するのに対し、無傷の動物は唯一、正中線を横切る少数の繊維を有する。横頚椎脊髄切片は、病変CST（ 図5E）16で除神経の割合を評価するために、プロテインキナーゼC（PKC）γで染色した。代替的に、病変の完全性pyramidotomy損傷のipsilesional側の運動皮質にBDAトレーサーを注入することによって評価することができる。反対側の背内側CSTと同側の腹内側CST中の標識の不在は、完全な一方的な離断の証拠を提供する。 <img alt="図1" fo:conte nt-幅= "4インチ" src = "/ファイル/ ftp_upload / 51843 / 51843fig1highres.jpg"幅= "400" /> 図1：回路図ラットとピラミッドのCSTの一方的な軸索 ​​切断における皮質脊髄路を示す上面画像：皮質脊髄ニューロンは、皮質層5錐体細胞に由来する。 （緑色で示される）、ビオチン化デキストランアミン、実験の最後に二週間前contralesional皮質内に注入される。中央の画像：トラクトは延髄の腹側表面上及び軸索の大半はdecussate spinomedullary接合部でピラミッドを形成する。片側性pyramidotomyは（赤で表示）尾髄質中で行われる。下の画像：脊髄の背内側と背の部分にダウンを実行皮質脊髄路の大多数。少数派は、同側のままとventromedially実行されます。 1843fig2highres.jpg "幅=" 500 "/> 図2：ラット脳の腹側ビュー 。これらは、並列凸（黄色のボックス）を上げているので、ピラミッドが特徴的である。ピラミッドの境界は正中線を越えて横方向に半押し（C）に見られるように脳底動脈とparaolivary動脈（POL）との間に凸部の基部に脳底動脈（BAS）によって内側に定義されています。開頭術は脳底動脈の上とparaolivary動脈（Cの赤いボックス）に至る横実行されます。 Oneピラミッドが脳底動脈に垂直に切断された（Cの赤い線、カットはAとBで試料上に表示されます）。 CSTはdecussateを開始しているためと椎骨動脈は正中線をオフに設定されているため、椎骨動脈（VERT）の近くにあまりにも尾側に配置された病変が不完全になります。ジョージ·パクシーノス27で「ラット神経系」から適応（C）画像。注：この図は、画像の左側に病変を示しています。これは、動物のリグですHTの錐体路では仰臥位嘘をついているので。ビデオは、動物の左錐体路に病変を示していることが注意してください。 図3：シリンダー飼育試験のための代表的な結果は、テストおよび水平ラダーテストに達するモントーヤの階段ペレットは、損傷後のすべてのテストで検出された運動障害があります。しかし、持続的な赤字は8週間受傷後までモントーヤの階段テストおよび水平ラダーテストで検出することができるのに対し、全く赤字は、4週間の受傷後でテストを飼育シリンダーを用いて検出することができない（N =グループ、平均と標準誤差あたり16です示す）。アスタリスクはpreinjuryベースライン（フィッシャーのLSD検定）に比較してp <0.05を示しています。 クリックしてくださいここで、この図の拡大版を表示します。 図4：pyramidotomy前後の皮質脊髄路を評価する電気生理学（A）は 、端末のための実験セットアップを示す。私たちは、lesioningと交叉部位への吻側様々な深さで5パルスの列を持つピラミッドを刺激する。赤い管が病変管です。私たちは、contralesional側の橈骨神経から記録します。（B）と（C）を ipsilesional刺激またはcontralesional刺激の前またはpyramidotomy 12週間後に例の録音を示しています。 Ipsilesional刺激は、傷害の前に橈骨神経（B）内の複数の複合活動電位（トレースでスパイク）を呼び起こす。これらは負傷により廃止され、活動は返したい時はありませんnの内の12週間（B '）。 Contralesional刺激は珍しい単一の複合活動電位のpreinjury（C）を連想させる。傷害の活動12週間後にはかなりおそらく脊髄内の正中線とプラスチックの変化を横断萌芽そのまま軸索に、（C '）を増加させる。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 図5：pyramidotomy後の解剖学的評価は（A、B、C、D）ビオチン化デキストランアミンは、非損傷CST（ 図1には緑色を参照）に対応する運動皮質に注入することにより、皮質脊髄路を追跡するために使用された。背内側、CSの腹内側部品Tは、（A、背内側Bに拡大部分）。（C）及び（D）は処置に応答して除神経側の灰白質に正中線を横切って発芽の繊維（A）からの倍率であるはっきりと見える。病変の完全性を評価するために、子宮頸部レベルの横断面4（12週間受傷後の組織）がPKCγ（E）に対する抗体を用いて切断し、染色した。画像の左側のCSTはそのままであり、おそらく、負傷した背部CSTの構造的崩壊により、除神経側に正中線を横切って膨出見ることができる。