Die Autoren danken Ruth Zelkha, MS, für ihre großzügige Unterstützung bei der Bildgebung. Diese Arbeit wurde von Clinical Scientist Development Program Preis K12EY021475 zu ME unterstützt wurde, gewähren R01 EY024349-01A1 auf ARD, Kern Zuschuss EY01792 vom National Eye Institute, NIH, und eine uneingeschränkte Gewährung von Forschungs Erblindung zu verhindern. ARD ist der Empfänger eines Career Development Award von Forschung zur Verhütung Blindheit.

Alle Verfahren an Tieren durchgeführt, mit der Association for Research in Vision and Ophthalmology Aussagen für Tierversuche in der Vision Forschung entsprechen. Vierzehn vier- bis sechs Monate alten männlichen / weiblichen C57BL / 6J-Wildtyp-Mäusen wurden verwendet: zehn Mäuse für die Schadensmodell und vier als Kontrolltiere (unwounded Cornea). 1. Vorbereitung der Tiere <ol><li> Anästhesieren eine Maus mit einer intraperitonealen Injektion von 100 mg / kg Ketamin und 5 mg / kg Xylazin-Mischung. Nach der Anästhesie wirksam geworden ist, eine Prise der Spitze der Narkose Tiefe zu bestätigen; sollte das Tier nicht reagieren. </li><li> Untersuchen Sie das Auge unter einer Spaltlampe vor der Durchführung der Experimente das Fehlen einer früheren Verletzung der Hornhaut zu überprüfen. </li><li> Flößen Sie einen Tropfen von 1% Tetracainhydrochlorid auf das Auge. Nach 60 bis 90 Sekunden, testen Sie die Kornealreflex das Fehlen der Empfindung zu bestätigen. Proparacain-Hydrochlorid 0,5% können stattdessen verwendet werden. </li><li> Wenn der Verlust der Hornhautgefühl istsicher, sanft einen Rückgang von 5% PVP-Jod auf das Auge platzieren und auf das Haar um das Auge. Wischen Sie den Abfall nach 1 min aus oder verteilen es auf dem Haar um die Augen, das Haar zu verhindern, mit der Werkzeugspitze stören. </li></ol> 2. Abschleifen der Hornhautepithel <ol><li> Tragen OP-Handschuhe und ein Kleid. Bereiten Sie die erforderlichen Werkzeuge: ein steriles Rotationsbohrer und ein Paar sterile Pinzette. Für eine bessere Kontrolle, verwenden gebogen Pinzette. Legen Sie die Werkzeuge auf einem sterilen Blatt während des Verfahrens. </li><li> Unter Verwendung der gebogenen Pinzette, stabilisieren das Auge durch den Deckel von der Nasenseite greifen und das Auge sanft proptosing. Vermeiden Sie zu viel Druck. </li><li> Unter einem Operationsmikroskop, rasieren 360 ° um den Limbus-Bereich zweimal die sterile Rotationsbohrer verwenden. Gehen Sie rund um den Limbus mit einer Geschwindigkeit von 5 - 6 Sekunden pro Runde. HINWEIS: Der Grat einer festen Geschwindigkeit hat. Doch für sie sollte verschärft werden vollständig bei der etablierten Geschwindigkeit, die &quot;End-Mutter&quot; zu drehen. </li><li> Entfernen Sie das gesamte Hornhautepithel von Limbus mit dem rotierenden Grat zu Limbus. Für bessere Ergebnisse, wobei das Werkzeug in einer kreisförmigen Art und Weise bewegen und halten es etwas parallel zur Hornhautoberfläche mit der lateralen Seite seiner Spitze zu arbeiten. Achten Sie darauf, nicht das Stroma zu verletzen, indem nicht wieder Bürsten der Bereiche, in denen das Epithel bereits entfernt wurde. Wenden Sie keinen Druck auf das Auge. Reinigen Sie die Pinselspitze nach Bedarf. </li><li> Flößen Sie einen Tropfen steriler phosphatgepufferter Salzlösung auf der Hornhaut und wischen Sie alle freistehende Epithellagen mit einem weichen Reinigungstuch. </li><li> Rasur die verbleibende Epithel, sofern vorhanden. </li><li> Achten Sie auf die Maus Schwanz während der Operation. HINWEIS: Wenn eine Bewegung stattfindet, hat die Narkose Tiefe verblasst und weitere Injektion erforderlich ist. Ein Drittel bis zwei Drittel des primären injizierte Volumen sollte ausreichen. Überdosierung Sie nicht das Tier mit dem Betäubungsmittel Medikamente. </li><li> Sterilisieren Sie alle Werkzeuge, bevor sie auf einem anderen Auge mit. </li></ol> 3. Bestätigen Sie die komplette Epithelial Removal <ol><li> Einen Tropfen von 1 mg / ml Fluorescein-Natrium auf die Hornhaut. Reinigen Sie die Hornhaut nach 30 Sekunden und untersuchen sie unter einem Mikroskop mit einem Blaufilter die vollständige Entfernung des Epithels zu überprüfen. HINWEIS: Die Hornhautbereiche mit Epithelfehler sind grün dargestellt. </li></ol> 4. Post-Betrieb Pflege <ol><li> Legen Sie das Tier auf einer Heizdecke und halten Sie sie an einem sicheren Ort (zB in seinem Käfig) , während unter Rückgewinnung. Nicht eine unbewusste Tier in der Gesellschaft von bewußten halten. </li><li> Bewerben 1% Erythromycin Augensalbe. Dies wird auch Augentrockenheit verhindern. Weiterhin die Anwendung des Antibiotikums täglich für eine Woche. </li><li> Injizieren von 0,1 mg / kg subkutan Buprenorphin nach dem Eingriff und wieder nach 12 Stunden. Weiterhin die Injektion zweimal pro Tag für zwei Tage. </li><li> Beobachten Sie das Tier für 30 - 45 min, bis zur vollständigen Erholung von der Anästhesie. HINWEIS: Leichte Bewegung der Atemmuskulatur auf der ventralen Oberfläche zeigt Tier Wellness, während sie unter Genesung. </li></ol>

<ol>
	<li>Afsharkhamseh, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+of+limbal+stem+cell+deficiency+after+mechanical+and+thermal+injuries+in+mice.">Stability of limbal stem cell deficiency after mechanical and thermal injuries in mice.</a> Exp. Eye Res. 145, 88-92 (2015).</li><li>Dor&#224;, N. J., Hill, R. E., Collinson, J. M., West, J. 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A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wounding+the+cornea+to+learn+how+it+heals.">Wounding the cornea to learn how it heals.</a> Exp. Eye Res. 121, 178-193 (2014).</li><li>Amirjamshidi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limbal+fibroblast+conditioned+media:+a+non-invasive+treatment+for+limbal+stem+cell+deficiency.">Limbal fibroblast conditioned media: a non-invasive treatment for limbal stem cell deficiency.</a> Mol. Vis. 17, 658-666 (2011).</li><li>Li, F. 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Sci. 43 (8), 2584-2592 (2002).</li><li>Ma, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+chemically+burned+rat+corneal+surface+by+bone+marrow-derived+human+mesenchymal+stem+cells.">Reconstruction of chemically burned rat corneal surface by bone marrow-derived human mesenchymal stem cells.</a> Stem Cells. 24 (2), 315-321 (2006).</li><li>Bu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+activated+omental+cells+on+rat+limbal+corneal+alkali+injury.">Effects of activated omental cells on rat limbal corneal alkali injury.</a> Exp. Eye Res. 121, 143-146 (2014).</li><li>Luengo Gimeno, F., Lavigne, V., Gatto, S., Croxatto, J. O., Correa, L., Gallo, J. 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X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+limbal+mesenchymal+cells+support+the+growth+of+human+corneal+epithelial+stem/progenitor+cells.">Human limbal mesenchymal cells support the growth of human corneal epithelial stem/progenitor cells.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 55 (10), 6953-6959 (2014).</li><li>Pajoohesh-Ganji, A., Pal-Ghosh, S., Tadvalkar, G., Stepp, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+goblet+cells+and+their+niche:+implications+for+corneal+stem+cell+deficiency.">Corneal goblet cells and their niche: implications for corneal stem cell deficiency.</a> Stem Cells. 30 (9), 2032-2043 (2012).</li><li>McCloy, R. A., Rogers, S., Caldon, C. E., Lorca, T., Castro, A., Burgess, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partial+inhibition+of+Cdk1+in+G+2+phase+overrides+the+SAC+and+decouples+mitotic+events.">Partial inhibition of Cdk1 in G 2 phase overrides the SAC and decouples mitotic events.</a> Cell Cycle. 13, 1400-1412 (2014).</li></ol>

The authors declare that they have nothing to disclose.

Dieser Artikel beschreibt eine reproduzierbare und relativ einfache Technik, ein Mausmodell von LSCD zu erstellen. Es gibt mehrere wichtige Aspekte dieses Modells, die erwähnenswert sind. Erstens, anders als Modelle , die 11 Chemikalien, 12, beinhaltet die Schädigung in erster Linie das Oberflächenepithel (und Basalmembran) mit minimaler Beschädigung des darunterliegenden Hornhautstroma oder anderen intraokularen Strukturen. Somit gibt es nur begrenzte Entzündung und Vernarbung, von denen beide das Verfa...

Das Hornhautepithel erforderlich, um die Klarheit und die Integrität der Hornhaut aufrechtzuerhalten. Es wird ständig während des gesamten Lebens durch die epithelialen Stammzellen in Limbus-einer schmalen Zone an der Verbindungsstelle der Hornhaut und der Bindehaut Wohnsitz erneuert. Diese sich selbst erneuernden Limbusstammzellen spielen eine entscheidende Rolle in der Hornhautepithel regenerierend, beide normal und nach der Verletzung. Eine teilweise oder vollständige Verarmung dieser Stammzellen wird bei rezidivierenden Hornhauterosionen, Schmerzen, Hornhautnarben und Neovaskularisation, Aussehen von Becherzellen zur Folge haben, und wenn sie nicht behandelt, Hornhautblindheit links. Dieser Zustand wird als Limbusstammzellinsuffizienzen (LSCD) bekannt und können idiopathische sein; erblich; oder durch chemische oder thermische Verletzungen erworben, langfristige Tragen von Kontaktlinsen, und eine chronische Entzündung 1-6. Forschung auf LSCD erfordert ein geeignetes Tiermodell, das nicht nur imitiert die Krankheit beim Menschen, sondern ist reproduzierbar und nachhaltig ist, mit dem mindestens eineBerg Verletzungen anderer Hornhaut- und Augenstrukturen. Dieses Modell ist notwendige Behandlungen zu beurteilen und die Krankheitsmechanismen auf molekularer und zellulärer Ebene zu klären. Wie zuvor 1 beschrieben, mit der Verwendung einer rotierenden Fräse, kann man leicht ein Mausmodell der LSCD entwickeln, die die oben genannten Vorteile und bleibt für mindestens drei Monaten aufweist. Das Ziel dieser Studie ist es, eine einfache, reproduzierbare und nachhaltige Mausmodell der LSCD zu präsentieren. Der sich drehende Grat ist ein handliches Werkzeug , das gleichmäßig das Epithel entfernt , ohne die zugrunde liegende 1 Stroma zu verletzen. Es wurde 7, 8 in Wundheilungsstudien zu induzieren zentralen Hornhauterosion eingesetzt. Die hiermit präsentierte Technik LSCD in einer Maus zu schaffen, hat nicht vor berichtet. Zuvor Verfahren eingeführt in einer weniger einheitlichen das Epithel mit einem stumpfen Spatel Ergebnis Abschaben verletzungs insbesondere am Limbus-und eine variable Phänotyp 1, 9, mit Wiederherstellung of normalen Hornhautepithel 1. Im Gegensatz zu dem stumpfen Schaber, entfernt der Rotationsbohrer des epithelialen Basalmembran sowie 7, 8, 10. Andere berichteten Verfahren Stammzellen abzutrennen, umfassen die Verwendung von Chemikalien, wie Natriumhydroxid, n-Heptanol, und Benzalkoniumchlorid, die nicht nur unerwünschte Schädigung zugrunde liegenden Augenstrukturen induzieren kann, sondern auch zu erheblichen Entzündung und nachfolgende kornealen opacification führen kann oder epithelialen Plattenepithelmetaplasie 15.11. Der rotierende Grat ist nicht mit dieser schweren Komplikationen verbunden. Chirurgisch den Limbus Epithel entfernt, 10 allein oder mit der Verwendung von Chemikalien, 11, 16, ist schwieriger zu führen und ist nicht die beste Option bei Tieren mit kleinen Augen und einem dünnen Limbus Epithelien (wie Mäuse). Darüber hinaus kann überraschenderweise limbectomy noch etwas von dem Limbus Epithel hinter 10 verlassen. Die unten beschriebene Technik wird in LSCD mit Neovaskularisierung eine Folged conjunctivalization, die die Darstellung der kompletten LSCD bei Patienten und dauert mindestens drei Monate 1 nachahmt. Es ist geeignet für diejenigen, die darauf abzielen LSCD oder Wundheilung Pathophysiologie, Immunologie und mögliche Behandlungen bei Mäusen zu untersuchen. Gegebenenfalls mit einigen Modifikationen kann dieses Verfahren bei Ratten oder Kaninchen 10 durchgeführt werden. Da der Rotationsbohrer effizient das Epithel entfernt, kann es im Zusammenhang mit Hornhautepithels Abrasion / Verwundung und in jeder Behandlung benötigt oder Molekularbiologie Studien in jeder Forschung genutzt werden.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1091">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Rotating burr: AlgerBrush II rust ring remover&#160;</td>
			<td style="width:277px;">Rumex International Co, Clearwater, FL</td>
			<td style="width:144px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; 16-141</td>
			<td style="width:351px;">0.5 mm burr. Also available from other companies.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Surgical microscope</td>
			<td style="width:277px;">Wild Heerbrugg, Switzerland</td>
			<td style="width:144px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; Wild M691</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Digital camera</td>
			<td style="width:277px;">Nikon, Thailand</td>
			<td style="width:144px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Nikon FS-2 slit lamp</td>
			<td style="width:277px;">Nikon, Japan</td>
			<td style="width:144px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Polyclonal anti-CK12 antibody</td>
			<td style="width:277px;">Santa Cruz Blotechnology, CA,</td>
			<td style="width:144px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; SC-17101</td>
			<td>1:100 concentration</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Monoclonal anti-CK8 antibody</td>
			<td style="width:277px;">TROMA-I-s, Iowa City, IA</td>
			<td style="width:144px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; AB_531826</td>
			<td>1:50 concentration</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple mechanical procedure to create limbal stem cell deficiency in mouse

Limbusstammzellinsuffizienzen (LSCD) ist ein Zustand der Fehlfunktion oder den Verlust von Limbus-epithelialen Stammzellen, wonach das Hornhautepithel mit Bindehaut ersetzt wird. Die Patienten leiden unter wiederkehrenden Hornhautdefekte, Schmerzen, Entzündung und Verlust des Sehvermögens. Zuvor wurde ein Mausmodell der LSCD beschrieben und im Vergleich zu zwei anderen Modellen. Das Ziel war, ein einheitliches Mausmodell der LSCD zu erzeugen, die beide ahmt den Phänotyp beim Menschen und lange genug dauert es möglich zu machen, um die Krankheit Pathophysiologie zu studieren und zu neuen Therapien zu bewerten. Hier wird die Technik näher beschrieben. Ein motorisiertes Werkzeug mit einem rotierenden Grat wurde entwickelt, um die Rostringe von der Hornhautoberfläche zu entfernen oder das Pterygium Bett bei Patienten zu glätten. Es ist eine geeignete Vorrichtung die gewünschte LSCD Modell zu erstellen. Es ist ein leicht verfügbar, einfach zu bedienendes Werkzeug mit einer feinen Spitze, die es angemessen für die Arbeit an kleinen Augen macht, wiein Mäusen. Seine Anwendung verhindert eine unnötige Gefahr für das Auge und es zu unerwünschten Verletzungen führt nicht, wie es oft der Fall bei Modellen chemischen Verletzungen. Wie zu einem stumpfen Schaber gegenüber, entfernt sie das Epithel mit der Basalmembran. In diesem Protokoll wurde die Limbus-Bereich zweimal abgerieben, und dann das Ganze wurde Hornhautepithel von Limbus zu Limbus rasiert. Um Stroma Verletzungen zu vermeiden, wurde darauf geachtet, nicht die Hornhautoberfläche zu bürsten einmal wurde das Epithel bereits entfernt.

Innerhalb eines Monats nach dieser Technik durchgeführt wird , 100% der Cornea entwickelt oberflächlichen Neovaskularisation (Abbildung 1A. Fotos mit einer Kamera zu einer Spaltlampe unter einem hellen Bereich und Blaufilter verbunden genommen wurden). In 18/20 (90%) der Augen, beteiligt Neovaskularisierung die ganze Hornhautoberfläche (1A). In 2/20 (10%), Neovaskularisation wurde in drei von vier Quadranten kornealen beobachtet, aber es erreicht noch...

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A Simple Mechanical Procedure to Create Limbal Stem Cell Deficiency in Mouse

Der folgende Artikel stellt eine einfache und reproduzierbare Technik effektiv zu einer nachhaltigen Mausmodell der Limbusstammzellinsuffizienzen (LSCD) erstellen. Dieses Tiermodell ist nützlich bei der Prüfung und die Wirksamkeit von Behandlungen für Limbus-Stammzellen Krankheiten verglichen.

Eine einfache mechanische Verfahren Limbusstammzellinsuffizienzen in der Maus zum Erstellen

Limbal stem cell deficiency (LSCD) is a state of malfunction or loss of limbal epithelial stem cells, after which the corneal epithelium is replaced with ...

a-simple-mechanical-procedure-to-create-limbal-stem-cell-deficiency

Research

JoVE Journal

Medicine

8.3K Aufrufe.  University of Illinois at Chicago.  Der folgende Artikel stellt eine einfache und reproduzierbare Technik effektiv zu einer nachhaltigen Mausmodell der Limbusstammzellinsuffizienzen (LSCD) erstellen. Dieses Tiermodell ist nützlich bei der Prüfung und die Wirksamkeit von Behandlungen für Limbus-Stammzellen Krankheiten verglichen. 

Serie: A Simple Mechanical Procedure to Create Limbal Stem Cell Deficiency in Mouse

A Mouse Model of in Utero Transplantation

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus. For example, in utero transplantation (IUT) of hematopoietic stem cells has been used to successfully treat patients with severe combined immunodeficiency.1,2 In several other conditions, however, IUT has been attempted without success.3 Given these mixed results, the availability of an efficient non-human model to study the biological sequelae of stem cell transplantation and gene therapy is critical to advance this field. We and others have used the mouse model of IUT to study factors affecting successful engraftment of in utero transplanted hematopoietic stem cells in both wild-type mice4-7 and those with genetic diseases.8,9 The fetal environment also offers considerable advantages for the success of in utero gene therapy. For example, the delivery of adenoviral10, adeno-associated viral10, retroviral11, and lentiviral vectors12,13 into the fetus has resulted in the transduction of multiple organs distant from the site of injection with long-term gene expression. in utero gene therapy may therefore be considered as a possible treatment strategy for single gene disorders such as muscular dystrophy or cystic fibrosis. Another potential advantage of IUT is the ability to induce immune tolerance to a specific antigen. As seen in mice with hemophilia, the introduction of Factor IX early in development results in tolerance to this protein.14 
In addition to its use in investigating potential human therapies, the mouse model of IUT can be a powerful tool to study basic questions in developmental and stem cell biology. For example, one can deliver various small molecules to induce or inhibit specific gene expression at defined gestational stages and manipulate developmental pathways. The impact of these alterations can be assessed at various timepoints after the initial transplantation. Furthermore, one can transplant pluripotent or lineage specific progenitor cells into the fetal environment to study stem cell differentiation in a non-irradiated and unperturbed host environment.
The mouse model of IUT has already provided numerous insights within the fields of immunology, and developmental and stem cell biology. In this video-based protocol, we describe a step-by-step approach to performing IUT in mouse fetuses and outline the critical steps and potential pitfalls of this technique.

A Mouse Model of in Utero Transplantation

The mouse model of in utero transplantation is a versatile tool that can be used to study the potential clinical applications of stem cell transplantation and gene therapy in the fetus. In this protocol, we present a general approach to performing this technique

Einem Mausmodell der In Utero Transplantation

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

Forschung

Medizin

Myo-mechanical Analysis of Isolated Skeletal Muscle

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force generation and fatigability in treated muscle. We describe a detailed approach to evaluating myo-mechanical properties in freshly explanted hindlimb muscle from the mouse. We describe the atraumatic harvest of mouse extensor digitorum longus muscle, mounting the muscle in a muscle strip myograph (Model 820MS; Danish Myo Technology), and the measurement of maximal twitch and tetanic tension, contraction time, and half-relaxation time, using a square pulse stimulator (Model S48; Grass Technologies). Using these measurements, we demonstrate the calculation of specific twitch and tetanic tension normalized to muscle cross-sectional area, the twitch-to-tetanic tension ratio, the force-frequency relationship curve and the low frequency fatigue curve 4. This analysis provides a method for quantitative comparison between therapeutic interventions in mouse models of muscle disease 1,2,3,5, as well as comparison of the effects of genetic modification on muscle function 6,7,8,9.

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for muscle disease, methods are needed to quantitate force generation and fatigability in treated muscle. We detail an approach to evaluating myo-mechanical properties in explanted mouse hindlimb muscle. This analysis provides a robust approach to quantitating the effects of genetic modification on muscle function, as well as comparison of therapies in mouse models of muscle disease.

Myo-mechanischen Analyse von isolierten Skelettmuskel

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force ...

A Simple Method of Mouse Lung Intubation

A simple procedure to intubate mice for pulmonary function measurements would have several advantages in longitudinal studies with limited numbers or expensive animal. One of the reasons that this is not done more routinely is that it is relatively difficult, despite there being several published studies that describe ways to achieve it. In this paper we demonstrate a procedure that eliminates one of the major hurdles associated with this intubation, that of visualizing the trachea during the entire time of intubation. The approach uses a 0.5 mm fiberoptic light source that serves as an introducer to direct the intubation cannula into the mouse trachea. We show that it is possible to use this procedure to measure lung mechanics in individual mice over a time course of at least several weeks. The technique can be set up with relatively little expense and expertise, and it can be routinely accomplished with relatively little training. This should make it possible for any laboratory to routinely carry out this intubation, thereby allowing longitudinal studies in individual mice, thereby minimizing the number of mice needed and increasing the statistical power by using each mouse as its own control.

This paper describes a striaghforward and efficient method of intubating mice for pulmonary function measurements or pulmonary instillation, that allows the mice to recover and be studied at later times. The procedure involves an inexpensive fiberoptic light source that directly illuminates the trachea.

Eine einfache Methode der Maus Lung Intubation

A  simple procedure to intubate mice for pulmonary function measurements would  have several advantages in longitudinal studies with limited numbers or  ...

Parabiosis in Mice: A Detailed Protocol

Parabiosis is a surgical union of two organisms allowing sharing of the blood circulation. Attaching the skin of two animals promotes formation of microvasculature at the site of inflammation. Parabiotic partners share their circulating antigens and thus are free of adverse immune reaction. First described by Paul Bert in 18641, the parabiosis surgery was refined by Bunster and Meyer in 1933 to improve animal survival2. In the current protocol, two mice are surgically joined following a modification of the Bunster and Meyer technique. Animals are connected through the elbow and knee joints followed by attachment of the skin allowing firm support that prevents strain on the sutured skin. Herein, we describe in detail the parabiotic joining of a ubiquitous GFP expressing mouse to a wild type (WT) mouse. Two weeks after the procedure, the pair is separated and GFP positive cells can be detected by flow cytometric analysis in the blood circulation of the WT mouse. The blood chimerism allows one to examine the contribution of the circulating cells from one animal in the other.

Parabiotic joining of two organisms leads to the development of a shared circulatory system. In this protocol, we describe the surgical steps to form a parabiotic connection between a wild-type mouse and a constitutive GFP-expressing mouse.

Parabiose in Mäuse: Ein detailliertes Protokoll

Parabiosis is a surgical union of two organisms allowing sharing of the blood circulation. Attaching the skin of two animals promotes formation of ...

A Surgical Procedure for Resecting the Mouse Rib: A Model for Large-Scale Long Bone Repair

This protocol introduces researchers to a new model for large-scale bone repair utilizing the mouse rib. The procedure details the following: preparation of the animal for surgery, opening the thoracic body wall, exposing the desired rib from the surrounding intercostal muscles, excising the desired section of rib without inducing a pneumothorax, and closing the incisions. Compared to the bones of the appendicular skeleton, the ribs are highly accessible. In addition, no internal or external fixator is necessary since the adjacent ribs provide a natural fixation. The surgery uses commercially available supplies, is straightforward to learn, and well-tolerated by the animal. The procedure can be carried out with or without removing the surrounding periosteum, and therefore the contribution of the periosteum to repair can be assessed. Results indicate that if the periosteum is retained, robust repair occurs in 1 - 2 months. We expect that use of this protocol will stimulate research into rib repair and that the findings will facilitate the development of new ways to stimulate bone repair in other locations around the body.

The overall goal of this procedure is to successfully resect a portion of bone from the rib of a mouse. The procedure was developed as a model to study large-scale long bone repair.

Ein chirurgischer Eingriff zur Resektion der Maus Rib: Ein Modell für Großlangknochenreparatur

This protocol introduces researchers to a new model for large-scale bone repair utilizing the mouse rib. The procedure details the following: preparation ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor initiation, metastasis and resistance to radio- and chemotherapy. Here we describe a specific methodology for culturing primary human pancreatic CSCs as tumor spheres in anchorage-independent conditions. Cells are grown in serum-free, non-adherent conditions in order to enrich for CSCs while their more differentiated progenies do not survive and proliferate during the initial phase following seeding of single cells. This assay can be used to estimate the percentage of CSCs present in a population of tumor cells. Both size (which can range from 35 to 250 micrometers) and number of tumor spheres formed represents CSC activity harbored in either bulk populations of cultured cancer cells or freshly harvested and digested tumors 1,2. Using this assay, we recently found that metformin selectively ablates pancreatic CSCs; a finding that was subsequently further corroborated by demonstrating diminished expression of pluripotency-associated genes/surface markers and reduced in vivo tumorigenicity of metformin-treated cells. As the final step for preclinical development we treated mice bearing established tumors with metformin and found significantly prolonged survival. Clinical studies testing the use of metformin in patients with PDAC are currently underway (e.g., NCT01210911, NCT01167738, and NCT01488552). Mechanistically, we found that metformin induces a fatal energy crisis in CSCs by enhancing reactive oxygen species (ROS) production and reducing mitochondrial transmembrane potential. In contrast, non-CSCs were not eliminated by metformin treatment, but rather underwent reversible cell cycle arrest. Therefore, our study serves as a successful example for the potential of in vitro sphere formation as a screening tool to identify compounds that potentially target CSCs, but this technique will require further in vitro and in vivo validation to eliminate false discoveries.

Pancreatic cancer stem cells (CSCs) can be expanded in vitro using the anchorage-independent sphere culture technique, which represents a powerful tool to study CSC biology and can serve as the first step to develop novel CSC-targeting therapies. Here the methodology for expanding, analyzing and targeting of pancreatic CSCs is provided.

Studieren Bauchspeicheldrüsenkrebs Stammzelleigenschaften für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

A Simple Device to Rapidly Prepare Whole Mounts of the Mouse Intestine

Preparing whole mounts of the mouse small intestine and colon for subsequent analysis or quantification can be time consuming and difficult. We describe the use of a simple device to cut and &#8216;roll&#8217; mouse intestines to rapidly prepare whole mount preparations of superior and uniform quality to that which can be achieved by hand. The device comprises a base that holds 4 stainless steel rods and a top, which acts a cutting guide. The rods are inserted into the lumen of the small intestine [divided into thirds] and the colon. The rods and samples are then placed over a piece of filter paper or card into the holding slots in the base of the device. The top of the device is then positioned and serves as a cutting guide. The two angled sections in the center of the top piece are used to guide a knife or scalpel and cut the intestines longitudinally on the top of the rods. Once the intestinal sections have been cut, the top is removed and the card,&#160;tissue and rods gently removed from the device and placed on the bench. The rods are then gently rolled sideways to flatten and stick the intestinal segments onto the underlying piece of filter paper or card. The final preparation can then be examined or fixed and stored for later analysis. The preparations are invaluable for the study of intestinal changes in normal or genetically modified mouse models. The preparations have been used for the study and quantification of the effects of inflammation (colitis), damage, pre-cancerous lesions (aberrant crypt foci (ACFs) and mucin depleted foci (MDFs)) and polyps or tumors.

The use of a simple device to cut and &#8216;roll&#8217; mouse intestines to rapidly prepare whole mount preparations is described.

Eine einfache Vorrichtung, um schnell vorbereiten Whole Mounts des Mausdarm

Preparing whole mounts of the mouse small intestine and colon for subsequent analysis or quantification can be time consuming and difficult. We describe ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal cord. A major current area of research is focused on the mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous or induced functional recovery following SCI. Spontaneous functional recovery is reported to be greater early in life, raising interesting questions about how adaptive plasticity changes as the spinal cord develops. To facilitate investigation of this dynamic, we have developed a SCI model in the neonatal mouse. The model has relevance for pediatric SCI, which is too little studied. Because neural plasticity in the adult involves some of the same mechanisms as neural plasticity in early life1, this model may potentially have some relevance also for adult SCI. Here we describe the entire procedure for generating a reproducible spinal cord compression (SCC) injury in the neonatal mouse as early as postnatal (P) day 1. SCC is achieved by performing a laminectomy at a given spinal level (here described at thoracic levels 9-11) and then using a modified Yasargil aneurysm mini-clip to rapidly compress and decompress the spinal cord. As previously described, the injured neonatal mice can be tested for behavioral deficits or sacrificed for ex vivo physiological analysis of synaptic connectivity using electrophysiological and high-throughput optical recording techniques1. Earlier and ongoing studies using behavioral and physiological assessment have demonstrated a dramatic, acute impairment of hindlimb motility followed by a complete functional recovery within 2 weeks, and the first evidence of changes in functional circuitry at the level of identified descending synaptic connections1.

This article describes a method for generating a reproducible spinal cord compression injury (SCI) in the neonatal mouse. The model provides an advantageous platform for studying mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous functional recovery.

Ein Neonatal Maus Spinal Cord Injury Kompression Modell

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

Vein Interposition Model: A Suitable Model to Study Bypass Graft Patency

Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. Research models for bypass graft failure are essential for a better understanding of pathobiological and pathophysiological processes during graft patency loss. Large animal models, such as pigs or sheep, resemble human anatomical structures but require special facilities and equipment. This video describes a rat vein interposition model to investigate vein graft patency loss. Rats are inexpensive and easy to handle. Compared to mouse models, the convenient size of rats permits better operability and enables a sufficient amount of material to be obtained for further diverse analysis. In brief, the inferior epigastric vein of a donor rat is harvested and used to replace a segment of the femoral artery. Anastomosis is conducted via single stitches and sealed with fibrin glue. Graft patency can be monitored non-invasively using duplex sonography. Myointimal hyperplasia, which is the main cause for graft patency loss, develops progressively over time and can be calculated from histological cross sections.

This video demonstrates a model to study the development of myointimal hyperplasia after venous interposition surgery in rats.

Vein Interposition Modell: ein geeignetes Modell zur Untersuchung Bypass Graft Durchgängigkeit

Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. ...

Intranasal Delivery of Therapeutic Stem Cells to Glioblastoma in a Mouse Model

The intrinsic tropism towards brain malignancies renders stem cells as promising carriers of therapeutic agents against malignant tumors. The delivery of therapeutic stem cells via the intranasal route is a recently discovered alternative strategy, with strong potential for clinical translation, due to its non-invasive nature compared to intracranial implantation or delivery via systemic routes. The lack of blood brain barrier further strengthens the therapeutic potential of stem cells undergoing intranasal brain entry. This article summarizes the essential techniques utilized in our studies and outlines the basic principles of intranasal strategy for stem cell delivery using a mouse model of intracranial glioma xenografts. We demonstrate the optimized procedures that generate consistent and reproducible results with specific predetermined experimental parameters and offer guidelines for streamlined work flow that ensure efficient execution and reliable experimental outcome. The article is designed to serve as a baseline for further experimental customization based on hypothesis, stem cell types, or tumor specifics.

Stem cells are promising therapeutic carriers to treat brain tumors due to their intrinsic tumor tropism. Non-invasive intranasal stem cell delivery bypasses the blood brain barrier and demonstrates strong potential for clinical translation. This article summarizes the basic principles of intranasal stem cell delivery in a mouse model of glioma.

Intranasale Abgabe von therapeutischen Stammzellen an Glioblastom in einem Mausmodell

The intrinsic tropism towards brain malignancies renders stem cells as promising carriers of therapeutic agents against malignant tumors. The delivery of ...