Method Article
Spinal cord injury models should be highly reproducible. We demonstrate that the calibrated forceps compression model of spinal cord injury is an easy to use surgical method for generating reproducible injuries to the murine spinal cord.
إصابات ضغط من الحبل الشوكي الفئران هي نماذج حيوانية قيمة لدراسة إصابة الحبل الشوكي (النخاع الشوكي) والعلاج التجديدي الشوكي. ملقط نموذج معايرة للإصابة ضغط غير مريحة، منخفضة التكلفة، ونموذج حيواني استنساخه جدا لاصابات النخاع الشوكي. كنا زوج من ملقط المعدلة وفقا للطريقة التي نشرتها Plemel وآخرون (2008) لضغط أفقيا الحبل الشوكي لمسافة 0.35 مم. في هذا الفيديو، ونحن سوف يبرهن على وجود الثقب الظهرية لفضح الحبل الشوكي، تليها ضغط على الحبل الشوكي مع ملقط المعدلة. في الفيديو، ونحن سوف تتناول أيضا القضايا المتعلقة رعاية الحيوانات المختبرية مشلول. هذا النموذج إصابة تنتج الفئران التي تظهر ضعف في الإحساس، وكذلك اختلال وظائف hindlimb الحركي. وعلاوة على ذلك، وهذه الطريقة من الإصابة ينتج الانحرافات متسقة في علم الأمراض من SCI، على النحو الذي تحدده أساليب المناعى. بعد مشاهدة هذا فيدEO، يجب أن تكون قادرا على تحديد الإمدادات والأساليب اللازمة لإنتاج SCI من مختلف الشدة في الماوس للدراسات عن اصابات النخاع الشوكي و / أو العلاجات تهدف للحد من الانخفاض بعد إصابة المشاهدين.
النماذج الحيوانية من اصابات النخاع الشوكي هي أدوات قيمة لتقييم فعالية نماذج علاجية تهدف للحد من الضرر نتيجة لصدمة إلى الحبل الشوكي. بدافع الضرورة التجريبية، يجب أن توفر هذه النماذج العجز استنساخه في الحركي والسلوكيات الحسية، يكون قابل للتعديل لإنتاج إصابات مختلفة الشدة، وتثبت أن شدة الإصابة يرتبط مع درجة العجز العصبية الملاحظة. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من SCI مع ميزات متميزة من الإصابة: transection، كدمة، وضغط 1. لفترة وجيزة، وإصابة transection هو تهتك في النخاع الشوكي، وتنشأ الإصابة كدمة من قوة محورية وجيزة تطبيقها على الحبل الشوكي الظهري، ويحدث بسبب اصابة في ضغط عندما يتم تطبيق قوة الضارة إلى الحبل الشوكي، ويمكن أن تكون أيضا يشار إلى إصابة سحق 2.
إصابات transection كاملة نادرة سريريا في البشر 3، في حين كدمة علىإصابات د ضغط هي أكثر شيوعا. إصابة ضغط تنتج هذه النتيجة مشابهة لما هو موجود في SCI البشرية التي تسببها، على سبيل المثال، وضغط الورم أو غيرها من القوات ضغطي الضارة، ويمكن القيام بها باستخدام مجموعة بسيطة من الأدوات. إصابات كدمة وضغط متشابهة في ان كل من هم قوة ضاغطة وكلاهما ميزات المرضية المشابهة، مثل الفوضى التهندس الخلوي، وتثير ردود الذاتية مماثلة لإصابة 1،4. نموذج إصابة كدمة عادة تنطبق عليها هذه القوة إلى الحبل الشوكي الظهري باستخدام جهاز خاص بطريقة مشابهة لحالات الإصابة البشرية SCI الناتجة عن الانحشار من العمود الفقري 2،5،6. في المقابل، يمكن أن تتولد إصابات ضغط من قبل مجموعة متنوعة من أساليب استخدام القوة ظهريا أو أفقيا. وتشمل أساليب اصابة ضغط ملقط 7، مقاطع تمدد الأوعية الدموية معايرة 2، أو وضع الوزن مباشرة على الحبل الشوكي 8. ميزة للمقاطع تمدد الأوعية الدموية هي أنها قادرة على توفير كميات مختلفة من القوة 9. طريقة إضافة الأوزان إلى السطح الظهري للحبل الشوكي مباشرة 8 يتطلب الوزن ليكون في مكان لمدة 10 دقيقة، تزيد بشكل كبير من طول الجراحة ويؤدي إلى التضارب بسبب وضع الوزن والحركة بسبب التنفس من الحيوانات. نظرا لصغر حجم الفئران، والوقع الحيوانات في الأجهزة المتخصصة المصممة للاستخدام في الفئران، مثل الرواطم لإصابات كدمة، قد يكون من الصعب أو تؤدي إلى إصابات لا تتفق 7. ومع ذلك، تتوفر في مجموعة واسعة من السلالات المعدلة وراثيا، على عكس الحيوانات الكبيرة مثل الفئران أو الأرانب التي هي مفيدة جدا للبحث SCI الفئران.
طريقة Plemel استخدام ملقط معايرة لضغط الحبل الشوكي يولد SCI استنساخه مع وجود درجة عالية من الارتباط بين شدة الإصابة والعجز العصبي 7. هذا النموذج SCI الجراحيةتم إنشاؤها باستخدام زوج من رقم 5 ملقط دومون تعديل الذي سيعقد بعيدا على مسافة محددة من قبل أي من الايبوكسي المعدن أو بعض عرقلة أخرى لمنع الإغلاق التام. يضمن هذا التباعد هندسيا أن ملقط سوف دائما قريبة من عرض معين في جراحات متعددة ومختلفة من قبل المستخدمين. الاستفادة من طريقة Plemel هي أن المواد اللازمة لإنتاج ملقط معايرة يمكن شراؤها بسهولة وتجميعها في المختبر دون الحاجة إلى معدات متخصصة. ويمكن لهذه ملقط تحمل جولات متعددة من التعقيم والتعقيم، وعدم وجود والأجهزة الضخمة منفصل يبسط عملية جراحية.
في هذا الفيديو نظهر استخدام الجراحي من زوج من ملقط معايرة على الحبل الشوكي الماوس لتوليد ضغط إصابة. نعالج أيضا المخاوف المتعلقة فريدة لرعاية الحبل الشوكي المصاب الحيوانات المختبرية لتحسين نوعية حياتهم بعد العملية والحد من وفيات.
يجب الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية وطرق رعاية الحيوان من قبل لجنة رعاية الحيوان المؤسسية واستخدام المؤسسة (IACUC).
1. إعداد الجراحي
2. الظهرية استئصال الصفيحه
3. ضغط الحبل الشوكي
4. الجرح الإنتهاء
العناية 5. بعد المنطوق
6. تقييم الأنسجة الضرر الناجم عن الإصابات ضغط
أجرينا الثقب في 12 الفئران (25 - 30 غرام) كما هو موضح أعلاه، تليها الضغط على الحبل الشوكي عند 0.25 ملم (ن = 4)، 0.35 ملم (ن = 4) و 0.55 ملم (ن = 4). نحن ضحى الحيوانات في ثلاث (ن = 6) وسبع (ن = 6) إصابة يوما آخر من قبل نضح داخل القلب. تمت إزالة الحبل الشوكي من العمود الفقري، وأعد الأنسجة ومعالجتها كما هو موضح أعلاه. واتخذت صورة من الحبل الشوكي كامل مع المجهر الرقمي لايكا EZ4 والبرنامج المرافق. واتخذت صورة من أقسام الحبل الشوكي في 2X التكبير باستخدام مجهر رقمي أوليمبوس والمرافق البرمجيات.
وجدنا أن انضغاط الحبل الشوكي تنتج إصابة وكان مركزه في الموقع من ضغط (الشكل 1). الآثار المترتبة على الإصابة تمتد عدة مليمترات في الاتجاهات منقاري والذيلية. زادت خطورة الاصابة والمسافة بين الفواصل انخفضت (0.25 ملم> 0.35 مم>0.55 مم، الشكل 2). بعد ثلاثة أيام من ضغط كانت هناك دماء في بؤرة الإصابة والمناطق المحيطة بها التي لم تقدم 7 أيام بعد الإصابة. 0.25 ملم و 0.35 ملم الضغط أنتجت تجويف، ولكن ليس النموذج 0.55 ملم. بعد 7 أيام، والظهرية والمادة البيضاء بطني انخفض إلى حد كبير في الحجم في مركز الزلزال، تم مشوهة للغاية تنظيم المادة الرمادية، وكان التجويف المستمر. وتترجم هذه التعديلات cytoarchitectonical في المحرك والتعديلات الحسية في سلوك الحيوان تقييمها باستخدام الاختبارات المناسبة مثل باسو ماوس مقياس لالحركي وظيفة والشعر وكلوريد الإيثيل الاختبارات فون فراي عن وظيفة الحسية كما أثبتنا في المنشورات السابقة 8.
الشكل 1. صور الممثل من الحبل الشوكي سليمة قبل وبالعربية على حد سواءإصابة ثالثا. (A) الحبل الشوكي سليمة. (B) الحبل الشوكي بعد 0.35 مم الضغط. تشير الأسهم الحدود من الاصابة. النجمة indentifies بؤرة الإصابة. D = ظهري، L = الجانبي. شريط مقياس: 0.50 ملم الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2. صور الممثل من الماوس الحبل الشوكي قبل وبعد الإصابة ضغط في متفاوتة بعرض الضغط. (A) قسم سهمي السيطرة الحبل الشوكي. (B) القسم الاكليل في مركزه من 0.35 ملم SCI 7 أيام إصابة ضغط آخر (نقطة في البوصة). (C، E، G) أقسام السهمي من النخاع الشوكي 3 نقطة في البوصة إلى عرض 0.25 ، 0.35 أو 0.55 ملم. (D، F، H) أقسام السهمي من H & E الملون الحبل الشوكيالصورة 7 نقطة في البوصة إلى عرض من 0.25، 0.35 أو 0.55 ملم. النجمة indentifies بؤرة الإصابة. جميع أقسام ملطخة H & E. D = ظهري، L = الجانبي. شريط مقياس: 1.25 ملم الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
اختيار نموذج SCI مهم في تصميم التجارب لتحديد مدى فعالية من العلاجات للحالات الإنسانية لاصابات النخاع الشوكي. مثل هذه التجارب تتطلب نموذج حيواني هذا هو تكرار للغاية للحد من التقلبات التي قد تؤدي إلى البيانات غير حاسمة. كما ينبغي لها أن تكون ذات أهمية سريرية لتقييم دقيق لحالة الإنسان أنهم النمذجة. تحقيقا لهذه الغاية، واختيار من اصابة في الضغط أو contusive أكثر من transection هو أكثر ملاءمة 3 سريريا. ومع ذلك، الرواطم والأجهزة انخفاض الوزن عن إصابات كدمة تتطلب استخدام معدات مكلفة ومعقدة. في المقابل، ملقط نموذج معايرة من SCI يستخدم تعديل ملقط التي هي سهلة لتجميع من المواد المختبرية الشائعة، ويتطلب عملية جراحية واحدة فقط خطوة إضافية بعد الظهرية الثقب القياسية لفضح الحبل الشوكي. ومع ذلك، عيب واحد من استخدام هذا الأسلوب هو أن قوة الضغط يطبق دائما أفقيا بدلا من ظهريا، كماوغالبا ما ينظر إليها في الحالات السريرية البشرية من SCI 9، والإصابات الناتجة الضغط باستخدام طريقة تؤثر على أكبر-منقاري الذيلية مدى الأنسجة من النماذج كدمة 1،2. وقد تجلى هذا النموذج من قبل منشئي هذه التقنية، ولنا، لتوليد استنساخه SCI 7،11، ومناسب تماما لحجم الفئران. وعلاوة على ذلك، وهذا النموذج إصابة يسمح للحيوانات التي يتم تقييمها بعد العلاج الجراحة والعلاج باستخدام العديد من الاختبارات السلوكية، مثل باسو ماوس مقياس للتنقل واختبار الشعر فراي فون، للتحقق من أن لفيف من الحيوانات تشترك في نفس شدة الإصابة والعجز العصبية 7،11-13. ويمكن أيضا أن هذه التقنيات نفسها أن تستخدم لتقييم فعالية من العلاجات التي تعطى للحيوانات خلال الدراسات الاستقصائية، والوفاء المعايير العامة لالنماذج الحيوانية المستخدمة لتقييم العلاجات لاصابات النخاع الشوكي 2،7.
طريقة إنتاج forcep معايرةالصورة لنموذج إصابة بسيطة ويمكن تحقيق ذلك مع مجموعة متنوعة من أساليب مختلفة. وقد استخدمنا طريقة فاصل 11، والتي نشرتها Plemel 7، وعدلت أيضا ملقط باستخدام برغي صغير، والذي لا يوفر فقط أسهل طريقة لإنشاء جهاز ضغط، ولكن يسمح أيضا لبراعة في تعديل ضغط العرض النهائي، ل الاستفادة للدراسات المقارنة. مجموعة من الخيارات في خلق ملقط غير محدود تقريبا ما دامت هل (ق) توفر وسيلة مستقرة إغلاق دائما ملقط لنفس المسافة ويمكن أن تصمد أمام التعقيم والتعقيم. الأساليب الجراحية وصفها في هذا الفيديو هي استنساخه للغاية عبر المستخدمين، ولكن من الضروري توخي الحذر عند إجراء الثقب وخياطة الحيوان بعد أن تم تنفيذ الإجراء بحيث لا يعاني الحبل الشوكي أي قوات ضغطي الإضافية التي قد تزيد شدة الإصابة وخلطا بين التجارب المستقبلية.
مع التدريب والممارسة السليم، ملقط نموذج معايرة للإصابة ضغط مناسب تماما لأداء SCI في الفئران التي تحاكي الحالات السريرية التي لوحظت في البشر 2،3،7. نظرا لسهولة خلق ملقط، وتنتج الفئران من درجات متفاوتة من شدة الإصابة يمكن القيام به بسهولة. هذا وسوف تكون ذات فائدة كبيرة لرصد التأثيرات الجينية على SCI من بدرجات متفاوتة من الشدة في الفئران المعدلة وراثيا وكذلك تقييم فعالية زرع الخلايا الجذعية في الفئران. وقد أجريت غالبية الدراسات في الأدب على الفئران بسبب حجمها، الأمر الذي يجعل عملية جراحية عموما أسهل لأداء. لكن الطريقة التي نشرتها Plemel وآخرون. (7) والتي وصفها لنا في هذا الفيديو يجب أن تمكن SCI التي يتعين القيام بها على الفئران مع سهولة كبيرة والتكاثر.
The authors have nothing to disclose.
Funding for this work was provided by Shriners Hospitals and CIRM fellowships to AMC and AM. We would also like to acknowledge Plemel et al.7 for first designing and publishing the calibrated forceps model.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Isoflurane machine | Smiths Medical PM, Inc | VCT302 | |
Isoflurane | Phoenix Pharmaceutical | NDC: 66794-013-25 | |
Dissecting Scope | Seiler Precision Microscopes | SSI 202/402 | |
Germinator-500 (tool sterilizer) | Thomas Scientific | 3885A20 | |
Puralube (eye ointment) | Dechra | NDC 17033-211-38 | |
Scalpel handle (#3) | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Scalpel blade (#11) | Fisher Scientific | 08-914B | |
Retractor (Colibri) | Fine Science Tools | 17000-03 | |
Friedman Pearson roungeur | Fine Science Tools | 16021-14 | |
Vanna (Castroviejo) scissors | Roboz | RS-5658 | |
Tissue forceps | Fine Science Tools | 11029-14 | |
Laminectomy forceps (Dumont #2) | Fine Science Tools | 11223-20 | |
Dumont #5 forceps | Fine Science Tools | 11252-20 | |
Stapler | Fine Science Tools | 12031-07 | |
Staples (wound clips) | Reflex7 | 203-1000 | |
Sutures | Henry Schein | 101-2636 | |
Needles (30 G x ½) | BD Biomedical | 305106 | |
Syringe (1 ml) | BD Biomedical | 309659 | |
Baytril (enrofloxacin) | Bayer | NADA 140-913 | |
Buprenex (buprenorphine) | Cardinal Health | NDC 12496-0757-1 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved