ברצוננו להודות תמיכה במימון עבור עבודה זו מהמכון הקנדי לבריאות מחקר (CIHR), קרן Krembil המשפחה, יו&quot;ר הלברט בתיקון עצבי וההתחדשות, פיליפ ופגי DeZwirek, וגורדון יאו לתרומה לאיור 2 . קלאוס Zweckberger מומן על ידי מענק מ&quot; דויטשה Forschungsgesellschaft &quot;(DFG).

הערה: פרוטוקול הניסוי הבא אושר על ידי ועדת הטיפול בבעלי החיים של רשת הבריאות באוניברסיטה (טורונטו, קנדה) והנו בהתאם למדיניות שנקבעה במדריך לטיפול ושימוש בבעלי החיים ניסיוניים שהוכנו על ידי המועצה הקנדית של טיפול בבעלי החיים . דגם / דחיסה 1. חבלת קליפ מפרצת צוואר הרחם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני מכשירי החיטוי ניתוח ולשמור על תנאים סטריליים במהלך ההליך כולו על ידי הצבת surgcial המכשירים באמבט אלכוהול 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטשטש חולדות Wistar (250-270 גר &#39;) עם שילוב של חמצן (O 2), תחמוצת חנקן (N 2 O) (1: 1), ו1.8-2.2% Isoflurane ולתמוך בנשימה ספונטנית באמצעות מסכת הרדמה גז. לאינדוקציה של הרדמה להתחיל עם 5% Isoflurane דקה 1 ולהפחית לאחר מכן. לפני שמתחיל ניתוח, עומק שליטה של הרדמה על ידי מתן גירוי מכאיב (לדוגמא. בכפות). החל משחות שומניותבעיניים כדי למנוע יובש ולמנוע זיהומים שלאחר מכן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את החולדות על כרית חימום (37 ° C) ולתקן את הראש לתוך מסגרת stereotactic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגלח את האזור כירורגית מסביב לעמוד השדרה הצווארי ולחטא עם יוד povidone ואלכוהול 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעשות חתך קו האמצע מעל עמוד השדרה מהחוליה בצוואר הרחם (C2) והגיעה לprocessus הבולט של בית החזה בחוליות גוף 2 (T2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך את השכבה החיצונית של השרירים בעמוד השדרה ישירות על קו האמצע (כדי למנוע דימום) בכיוון קרניו-הזנב ועוד לנתח את שכבות שרירים העמוקות יותר בבוטות עד שתגיעו לspinosus processus והרבדים. הכנס מפשקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתמצא spinosus processus הבולט של T2 גוף חוליה כדי לבחון את הרמות הממוקדות עבור laminectomy. לאחר זיהוי ומיקרו-כירורגית הכנת הרבדים נבחרו, לחתוך דרך flavae ligamenti כדי לשחרר את הרבדים וspinosus processus. לבסוף, גut דרך הרבדים עם רוחב גוזז עצם בעמוד השדרה ולהסיר אותם בעדינות, להימנע מכל דחיסה של חוט השדרה עצמו. הערה: רמות הנפוצות ביותר הן C5 / 6, C6 / 7, או C7 / T1. שיעור התמותה סביב הניתוח מגדיל את יותר מקורי הרמה של פציעה. דימום מסינוס הוורידים ליד חוליות עמוד השדרה הוא נפוץ וניתן לטפל על ידי דחיסה זהירה עם ספוג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הכנסת קליפ לטראומת הכבל, לזהות מתפתח שורשי עצבים כדי למנוע מהם מהגזיר (במיוחד ברמת C5 / 6). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להבטיח אינדוקציה קליפ חלקה, שחרר את הדורה הגחון מהצד הגב של גופי חוליות עם וו ולהכין מסדרון לקליפ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבסוף, להוסיף את הסרטון הפתוח ולתת לו הצמד (סגירה מהירה) סגרה כדי להשיג פגיעת חבלה. כוח סגירת קליפ ומשך סגירת קליפ לקבוע את עוצמת הטראומה וההיקף של דחיסה. נפוץ הם כוחות קליפ של בין 15-35 g וclippiמשך ng של דקות למשל 1. (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הסרת הסרטון, להתאים את השרירים ב 2 שכבות ולסגור את הפצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפסיק הרדמה ולתת את שרות החיה תחת ההשגחה רציפה שלך עד שהוא חוזר להכרה מספקת לכיבה sternal. לבסוף, הכניס את העכבר בכלוב אחד ולעקוב אחר הנחיות טיפול שלאחר ניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאז בעלי חיים במאבק עם החומרה של סוג זה של פציעה, עליך להקדיש תשומת לב מיוחדת לטיפולים שלאחר ניתוח: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל משככי כאבים (עצירות וMeloxicam במשך 3 ימים ו -5 ימים, בהתאמה, ובהתאם לתסמינים הקליניים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תן תת עורי תמיסת מלח נוסף במשך 3 ימים (2 פעמים ביום, 5-10 מיליליטר (מיליליטר)). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספק אנטיביוטיקה במי השתייה 2 ימים לפני ועד לאחר ניתוח 7 ימים (למשל Moxifloxacine) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסחוט את שלפוחית ​​השתן 2-3 פעמים ביום עד להחלמה של תפקוד שלפוחית ​​השתן היא קבועהly נראית לעין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב גירעונות נוירולוגיות ומצב פיסיולוגי של בעלי החיים המופעלים לפחות פעם ביום. </li></ol></li></ol> 2. הזרקת SAPs וNPCs (14 ימים לאחר פציעה) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגרום הרדמה כפי שתואר בסעיף 1.1. 1.3, לתקן את הראש של החולדה במסגרת stereotactic, להסיר את התפרים או קליפים פצע, ולחטא את הפצע ואת אזור הניתוח עם יוד povidone ואלכוהול 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בזהירות לנתח את השרירים ליד חוליות עמוד השדרה, להכניס כלי כתיבה, הסרת רקמת צלקת מיקרוסקופית מהדורה, ולחשוף מחדש את אתר הנגע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן SAPs בריכוז של 1% (w / v) לבצע ג&#39;ל מטריקס. יש לי SAPs QL6 pH פיזיולוגי תואם ולא צריך להיות שנאגרו לפני הזריקה. להדמיה של SAPs בחוט השדרה, להשתמש נגזרים ניאון של QL6 (QL6-FITC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזרק SAPs (microliter 5 (μl) למרכז של הנגע, שהופץ ב2 חלקים, כל אחד2.5 דו-צדדי μl של קו האמצע. השתמש במזרק המילטון מחובר למסגרת stereotactic עם (קוטר חיצוני 100 מיקרומטר (מיקרומטר) (OD)) זכוכית נימי מיקרו. פתח את הדורה בזהירות עם קצה מחט חדה, והכנס את נימי זכוכית stereotactically 2 מילימטר (מ&quot;מ) לחוט השדרה הטראומה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שהזריק 1/3 מהנפח, להוציא את המחט לעומק 1.5 מ&quot;מ, ואחרי 1/3 עד 1 מ&quot;מ נוסף. לאחר ההזרקה של כל הנפח, ולפני הסרת המזרק, לחכות 5 דקות כדי לייצב היווצרות קריש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי ליצור NPCs, להשתמש עכברים הבוגרים DsRed (או עכברים חיוביים YFP, ירוקים) ולבודד ולטפח אותם מאזור paraventrical 4,18,21. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעריך את הכדאיות של NPCs על ידי צביעת Trypan הכחולה מעיד על הנוכחות של תאי חיים ~ 90% בהשעית התא. לדלל את התאים במדיום גידול (50 x 103 תאי חיים / μl) ולאחר מכן להשתמש בם להשתלת תאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך ארבעה 2 μl (vo הכולל 8 μllume, המכיל 4 x 10 5 NPCs) זריקות intraspinal דו-צדדית ב2 מ&quot;מ מקורי ואת הזנב של אתר פציעה. אחרי הפתיחה של הדורה, הכנס את נימי זכוכית מייקר המילטון 1.5 מ&quot;מ מתחת לפני השטח הגבי של חוט השדרה ולהזריק 2 μl של ההשעיה התא. בחר שיעור הזרקה בכ -0.5 μl / min (דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסופו של כל זריקה ולפני הסרת הנימים מתוך החוט, לחכות לרקמות מאפשרות דקות לפחות 1 מתיחה כדי להתאים את נפח התא החדש. (איור 2) </li></ol> 3. השרשה של subdural משאבות לGrowth Factor Application <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להעשיר את הנוזל המוחי השדרה (CSF) עם גורמי גדילת התמיכה הישרדות תא, להשתמש משאבות מיקרו-האוסמוטי דילול גורמי גדילה תת-durally לאורך 7-14 ימים, עם שיעור דילול של 0.5 μl / hr, קוטר צנתר של 0.04 OD סנטימטר, ומאגר בנפח של 100 μl. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר גורמי גדילה העדיפו(למשל, גורם גדילת מוח נגזר (BDGF), גורם הגדילה באפידרמיס (EGF), גורם גדילה פיברובלסטים (FGF)), למלא את המשאבות 6-10 השתלה לפני שעה, ולאזן משאבות באמבט מים ב 37 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר זריקות NPC, להכין פגרה תת-עורי למקום המשאבה. מקומות מועדפים הם חביות רוחביות של thoraco- אזור בטן הימנעות אי נוחות מקומית גדולה שנגרמה על ידי המשאבה עצמו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לקבל את הריכוז הגבוה ביותר של גורמי גדילה, להבטיח כי את הקצה הפתוח של קטטר מסתיים בסמוך לאתר הנגע. לכן, לבצע דילוג על laminectomy של הרמה העליונה או תחתונה הסמוכה. לדוגמא, אם SCI הוא בC7 / T1, לבצע laminectomy קטן של C5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את המשאבה לפגרה תת-עורי, לקצר את הצנתר לאורך הנחוץ, ולאבטח אותו עם כמה תפרים (6.0) על שרירי ליד חוליות עמוד השדרה להימנע מכל נקע הקשורים תנועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר פתיחת הדורה (לדוגמא, בC5) עם הקצה החדשל מחט, להציג קטטר לתוך חלל subdural ולתת לו להחליק בכיוון הזנב ללא כל התנגדות ובלי לפצוע את הכבל. Lamina דילוג על של למשל C6 משמש נקודת הקיבוע והייצוב של הצנתר נוסף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שהצנתר פועל בצורה חלקה ולא להתקפל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שרירים לסגור על ידי שכבה, ועור, עם תפרים או קליפים. (איור 3) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפסיק הרדמה ולתת את שרות החיה תחת ההשגחה רציפה שלך עד שהוא חוזר להכרה מספקת לכיבה sternal. לבסוף, החזרת אותם בכלוב אחד ולעקוב אחר הנחיות טיפול שלאחר ניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספק טיפול לאחר ניתוח מיוחד, למרות ש, חיות אולי התאוששו חלקית בנקודת זמן זו: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל משככי כאבים (Buprenorthine וMeloxicam במשך 3 ימים ו -5 ימים, בהתאמה, ובהתאם לתסמינים הקליניים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספק אנטיביוטיקה בבקבוקי מים 2 ימים לפני עד7 ימים שלאחר ניתוח (למשל Moxifloxacine). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמשיך לסחוט את שלפוחית ​​השתן, אם עדיין יש צורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תן נוזלים תת עורית נוספים, אם החולדות מופיעות מיובשת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור התבוננות תפקוד הנוירולוגים ומצב פיסיולוגי של בעלי החיים המופעלים לפחות פעם ביום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתת טיפול דיכוי חיסוני 2 ימי הזרקת NPC קודם ועד 7 ימים לאחר transplanation (minocycline) ועד הקרבה (sandimmune), בהתאמה. </li></ol></li></ol> הערכת 4. רקמות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריב בעלי חיים בסוף זמן התצפית (למשל. 4 שבועות לאחר SCI) בהרדמה עמוקה (5% Isoflurane במשך 2-3 דקות) ותנקב אותם transcardially עם מי מלח 50 מיליליטר קר (4 ° C) ואחריו 150 מיליליטר קר 4 paraformaldehyde% ב 0.1 M פוספט שנאגרו מלוח (PBS). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את חוט השדרה ולשים אותו בparaformaldehyde 4% ב 0.1 M פוספט שנאגרו מלוח (PBS) למשך 24 שעות. </li><li&gt; שים את חוט השדרה בתמיסת סוכרוז 25% לcryoprotection במשך 48 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספק cryosections אורך בעובי של &lt;30 מיקרומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור מכתים immunohistochemical של כל התא-גרעיני מתן DAPI שימוש רקע (1: 1000). NPCs החיובי DsRed מופיע אדום, QL-6 FITC מופיע ירוק, ושניהם צריכים ובכך שלא להיות מוכתמים במיוחד. (איור 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) לתת דגימות לטבול בglutaraldehyde ב 4 מעלות צלזיוס במשך שעה 2, מייבשים אותם לאט לאט בצעדי 10% תוספת של אתנול למשך 5 דקות ומניחה אותם בCO 2 סיפון נוזל בלחץ עבור שעה 1. פיגומי מעיל עם זהב באמצעות coater גמגום. קח תמונות עם מיקרוסקופ אלקטרונים הסורק Hitachi S-3400N. (איור 5) </li></ol>

<ol>
	<li>Sekhon, L. H., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology,+demographics,+and+pathophysiology+of+acute+spinal+cord+injury.">Epidemiology, demographics, and pathophysiology of acute spinal cord injury.</a> Spine (Phila Pa 1976). 26, S2-S12 (2001).</li><li>Fehlings, M. G., Tator, C. H., Linden, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationships+among+the+severity+of+spinal+cord+injury,+motor+and+somatosensory+evoked+potentials+and+spinal+cord+blood+flow).">The relationships among the severity of spinal cord injury, motor and somatosensory evoked potentials and spinal cord blood flow).</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 74, 241-259 (1989).</li><li>Thuret, S., Moon, L. D., Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+interventions+after+spinal+cord+injury.">Therapeutic interventions after spinal cord injury.</a> Nat Rev Neurosci. 7, 628-643 (2006).</li><li>Iwasaki, M., Wilcox, J. T., Nishimura, Y., Zweckberger, K., Suzuki, H., Wang, J., Liu, Y., Karadimas, S. K., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synergistic+effects+of+self-assembling+peptide+and+neural+stem/progenitor+cells+to+promote+tissue+repair+and+forelimb+functional+recovery+in+cervical+spinal+cord+injury.">Synergistic effects of self-assembling peptide and neural stem/progenitor cells to promote tissue repair and forelimb functional recovery in cervical spinal cord injury.</a> Biomaterials. 35, 2617-2629 (2014).</li><li>Holmes, T. C., de Lacalle, S., Su, X., Liu, G., Rich, A., Zhang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extensive+neurite+outgrowth+and+active+synapse+formation+on+self-assembling+peptide+scaffolds.">Extensive neurite outgrowth and active synapse formation on self-assembling peptide scaffolds.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 6728-6733 (2000).</li><li>Dong, H., Paramonov, S. E., Aulisa, L., Bakota, E. L., Hartgerink, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+multidomain+peptides:+balancing+molecular+frustration+controls+conformation+and+nanostructure.">Self-assembly of multidomain peptides: balancing molecular frustration controls conformation and nanostructure.</a> J Am Chem Soc. 129, 12468-12472 (2007).</li><li>Rivlin, A. S., Tator, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+duration+of+acute+spinal+cord+compression+in+a+new+acute+cord+injury+model+in+the+rat.">Effect of duration of acute spinal cord compression in a new acute cord injury model in the rat.</a> Surg Neurol. 10, 38-43 (1978).</li><li>Poon, P. C., Gupta, D., Shoichet, M. S., Tator, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clip+compression+model+is+useful+for+thoracic+spinal+cord+injuries:+histologic+and+functional+correlates.">Clip compression model is useful for thoracic spinal cord injuries: histologic and functional correlates.</a> Spine (Phila Pa 1976). 32, 2853-2859 (2007).</li><li>Fehlings, M. G., Tator, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationships+among+the+severity+of+spinal+cord+injury,+residual+neurological+function,+axon+counts,+and+counts+of+retrogradely+labeled+neurons+after+experimental+spinal+cord+injury.">The relationships among the severity of spinal cord injury, residual neurological function, axon counts, and counts of retrogradely labeled neurons after experimental spinal cord injury.</a> Exp Neurol. 132, 220-228 (1995).</li><li>Joshi, M., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+characterization+of+a+novel,+graded+model+of+clip+compressive+spinal+cord+injury+in+the+mouse:+Part+2.+Quantitative+neuroanatomical+assessment+and+analysis+of+the+relationships+between+axonal+tracts,+residual+tissue,+and+locomotor+recovery.">Development and characterization of a novel, graded model of clip compressive spinal cord injury in the mouse: Part 2. Quantitative neuroanatomical assessment and analysis of the relationships between axonal tracts, residual tissue, and locomotor recovery.</a> J Neurotrauma. 19, 191-203 (2002).</li><li>Joshi, M., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+characterization+of+a+novel,+graded+model+of+clip+compressive+spinal+cord+injury+in+the+mouse:+Part+1.+Clip+design,+behavioral+outcomes,+and+histopathology.">Development and characterization of a novel, graded model of clip compressive spinal cord injury in the mouse: Part 1. Clip design, behavioral outcomes, and histopathology.</a> J Neurotrauma. 19, 175-190 (2002).</li><li>Cigognini, D., Satta, A., Colleoni, B., Silva, D., Doneg&#224;, M., Antonini, S., Gelain, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+early+and+late+effects+into+the+acute+spinal+cord+injury+of+an+injectable+functionalized+self-assembling+scaffolds.">Evaluation of early and late effects into the acute spinal cord injury of an injectable functionalized self-assembling scaffolds.</a> PLoS One. 6 (5), e19782 (2011).</li><li>Hou, T., Wu, T., Wang, L., Liu, Y., Li, M., Long, Z., Chen, H., Li, Y., Wang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+prostheses+fabricated+with+motor+neurons+seeded+in+self-assembling+peptides+promotes+partial+functional+recovery+afters+spinal+cord+injury+in+rats.">Cellular prostheses fabricated with motor neurons seeded in self-assembling peptides promotes partial functional recovery afters spinal cord injury in rats.</a> Tissue eng Part A. 18 (9-10), (2012).</li><li>Gelain, F., Cigognini, D., Caprini, A., Silva, D., Colleoni, B., Doneg&#224;, M., Antonini, S., Cohen, B. E., Vescovi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+bioactive+motifs+and+their+use+in+functionalized+self-assembling+peptides+for+NPC+differentiation+and+neural+tissue+engineering.">New bioactive motifs and their use in functionalized self-assembling peptides for NPC differentiation and neural tissue engineering.</a> Nanoscale. 4 (9), 2946-2957 (2012).</li><li>Liu, Y., Ye, H., Satkunendrarajah, K., Yao, G. S., Bayon, Y., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+self-assembling+peptide+reduces+glial+scarring,+attenuates+post-traumatic+inflammation+and+promotes+neurological+recovery+following+spinal+cord+injury.">A self-assembling peptide reduces glial scarring, attenuates post-traumatic inflammation and promotes neurological recovery following spinal cord injury.</a> Acta Biomater. 9, 8075-8088 (2013).</li><li>Rosner, J., Avalos, P., Axosta, F., Liu, J., Drazin, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+for+cell+therapy+combined+with+growth+factors+in+spinal+cord+injury.">The potential for cell therapy combined with growth factors in spinal cord injury.</a> Stem Cell Int. , 826754 (2012).</li><li>Lu, P., Wang, Y., Graham, L., McHale, K., Gao, M., Wu, D., Brock, J., Blesch, A., Rosenzweig, E. S., Havton, L. A., Zheng, B., Conner, J. M., Marsala, M., Tuszynsky, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long+distance+growth+and+connectivity+of+neural+stem+cells+after+severe+spinal+cord+injury.">Long distance growth and connectivity of neural stem cells after severe spinal cord injury.</a> Cell. 150, 1265-1273 (2012).</li><li>Karimi-Abdolrezaee, S., Schut, D., Wang, J., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrioitinase+and+grwoth+factors+enhance+activation+and+oligodendrocyte+differentiation+of+endogenous+neural+precursor+cells+after+spinal+cord+injury.">Chondrioitinase and grwoth factors enhance activation and oligodendrocyte differentiation of endogenous neural precursor cells after spinal cord injury.</a> PLoS One. 7 (5), e37589 (2012).</li><li>Awad, B. I., Carmody, M. A., Steinmetz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+role+of+growth+factors+in+the+management+of+spinal+cord+injury.">Potential role of growth factors in the management of spinal cord injury.</a> World Neurosurg. (13), 1875-8750 (2013).</li><li>Kojima, A., Tator, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrathecal+administration+of+epidermal+growth+factor+and+fibroblast+growth+factor+2+promotes+ependymal+proliferation+and+functional+recovery+after+spinal+cord+injury+in+adult+rats.">Intrathecal administration of epidermal growth factor and fibroblast growth factor 2 promotes ependymal proliferation and functional recovery after spinal cord injury in adult rats.</a> J Neurotrauma. 19 (2), 223-238 (2002).</li><li>Karimi-Abdolrezaee, S., Eftekharpour, E., Wang, J., Cindi, M. M., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+trasplantation+of+adult+neural+presursor+cells+promotes+remyelination+and+functional+neurological+recovery+after+spinal+cord+injury.">Delayed trasplantation of adult neural presursor cells promotes remyelination and functional neurological recovery after spinal cord injury.</a> J Neurosci. 26 (13), 3377-3389 (2006).</li><li>Burdick, J. A., Ward, M., Liang, E., Young, M. J., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulation+of+neurite+outgrowth+by+neurotrophins+delivered+from+degradable+hydrogels.">Stimulation of neurite outgrowth by neurotrophins delivered from degradable hydrogels.</a> Biomaterials. 27, 452-459 (2006).</li></ol>

Covidien supplied the QL6 SAP for this study.

פרוטוקול זה פותח כדי לאפשר לקורא לבצע מודל פציעה בצוואר הרחם בחולדות ולהשתמש בגישת טיפול משולבת עם SAPs וNPCs קידום התאוששות טובה יותר לאחר צוואר רחם SCI. במיוחד בהשוואה לדגמים אחרים בצוואר הרחם טראומה, כגון המודל (חמי) -transection או מודלי...

יותר מ -50% מפגיעות בעמוד השדרה קשורים לעמוד השדרה הצווארי. בהגדרה הקלינית שני מנגנוני pathophysiological עיקריים כאמורים מפורטים: החבלה הראשונית של חוט השדרה, ולאחר מכן, הדחיסה המתמשכת שגורמת לשברים בעצמות, שטפי דם או נפיחות רקמות. מחקה חבלה / דגם דחיסת קליפ הפרצה שני מנגנוני pathophysiological: מצלם את הקליפ מייצר חבלה ואת משך הזמן של גזיר עיתון מייצג את מרכיב הדחיסה, הודה כי הדחיסה במסגרות קליניות הנגרמות על ידי שברים בעצמות, שטפי דם או רקמות נפיחות יותר משמעותי אחרון. קליפ מפרצת המשמש הוא שונה על ידי אביב טבעת הבטחת כוח גזיר מדויק ושחזור. במיוחד בהשוואה לחמים-חיתוך רוחב או מודל החבלה, הגדרות זה קליפ מפרצת מחקה מודל הטוב ביותר הקליניות. בעוד חולים עם פגיעות בחזה סובלים מparaplegia, רוב החולים עם inj צוואר הרחםuries הוא tetraplegic ותלוי לחלוטין. המבנה האנטומי של חוט צוואר הרחם, לעומת זאת, מראה הבדלים משמעותיים בהשוואה לעמוד השדרה החזי או מותני, ובכך, מופנה במיוחד בפרוטוקול זה. הפיתוח של חללי intramedullary וצלקות רקמת מכשולים להחלמה והתחדשות. כדי להתגבר על מחסומים אלה את השימוש בחומר פיגום הוא גישה מבטיחה. ניתן להזריק פפטידים עצמי הרכבה ישירות למוקד של הנגע. שם הם יותכו פיגומי ננו-סיבי גישור החלל ולשפר את איכות הסביבה המעכבת על ידי הפחתת דלקת ומפחידה רקמה. בעוד חומרים קשיחים לגרום נזק רב של חוט השדרה במהלך השתלה, ניתן להזריק את הפפטידים נוזל בבטחה וללא נזק נוסף חמור. שיפור הסביבה המעכבת עם פפטידים הרכבה עצמית לפני השתלת תאי גזע, ומכאן, תומך בתא integration, בידול וסופו של דבר, התאוששות תפקודית, לאחר פגיעה בחוט השדרה הצווארי.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="541">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Name</td>
			<td style="width:268px;">Company</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Aneurysmal clip</td>
			<td>SharpTech</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surgical microscope</td>
			<td>Leica</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro injection system</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Small animal stereotaxic instrument</td>
			<td>David Kopf Instruments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hamilton syringe</td>
			<td>Hamilton company</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Subdural pumps</td>
			<td>Alzet osmotic micro pump 1007D</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surgical instrument</td>
			<td>Fine Science tools</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isoflurane USP</td>
			<td>Pharmaceutical Partners of Canada Inc.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.9% Sodium Chloride injection USP</td>
			<td>Baxter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">7.5% Povidone iodine</td>
			<td>Purdue Pharma</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">70% Isopropyl alcohol USP</td>
			<td>GreenField Ethanol Inc.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">QL6 SAP</td>
			<td>Covidien</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.4% Trypan blue</td>
			<td>Gibco</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Platelet-Derived Growth Factor (PDGF)</td>
			<td>Sigma</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Epidermal Growth Factor (EGF)</td>
			<td>Sigma</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fibroblast Growth Factor (FGF)</td>
			<td>Sigma</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synergetic use of neural precursor cells and self-assembling peptides in experimental cervical spinal cord injury

פגיעות בחוט השדרה (SCI) לגרום לירידת ערך רצינית נוירולוגיות והשלכות פסיכולוגיות, כלכליות, וחברתיות לחולים ובני משפחותיהם. מבחינה קלינית, יותר מ -50% מSCI להשפיע על עמוד השדרה הצווארי 1. כתוצאה מהפגיעה הראשונית, מפל של מנגנונים משניים כוללים דלקת, אפופטוזיס, וdemyelination להתרחש לבסוף מוביל להצטלקות רקמה ופיתוח של חללי intramedullary 2,3. שניהם מייצגים מחסומים פיזיים וכימיים להשתלת תאים, אינטגרציה, והתחדשות. לכן, עיצוב הסביבה המעכבת וגישור חללים כדי ליצור סביבה תומכת להשתלת תאים והתחדשות הוא יעד טיפולי מבטיח 4. כאן, מודל חבלה / דחיסה של צוואר רחם SCI באמצעות קליפ פרצה מתואר. מודל זה הוא יותר מבחינה קלינית רלוונטי מאשר דגמים ניסיוניים אחרים, מאז חיתוך רוחב או קרעים של החוט מלא הם נדירים. גם בcomparison למודל הירידה במשקל, שבניזק מסוים עמודות dorsum, דחיסה היקפית של חוט השדרה מופיעה יתרון. כוח סגירת קליפ ומשך יכולים להיות מותאם כדי להשיג חומרת פציעה שונה. אביב טבעת מאפשר כיול והתמדה של כוח קליפ מדויקים. בתנאים פיסיולוגיים, פפטידים הרכבה עצמית סינטטיים (SAP) עצמי להרכיב לnanofibers וכך, פונים ליישום בSCI 5. הם יכולים להיות מוזרקים ישירות לתוך נגע מזעור נזק לכבל. SAPs הם מבנים ביולוגית הקמת פיגומים לגשר חללי intramedullary וכך, לצייד את הכבל הפגום לטיפולי משובי. K2 (QL) 6K2 (QL6) הוא SAP רומן הוצג על ידי דונג et l. 6 בהשוואה לפפטידים אחרים, QL6 עצמי מרכיב לתוך β גליונות ב- pH הניטרלי 6 .14 ימים לאחר SCI, לאחר השלב, הפרשות חריפות הם שהוחדרו לתוך המרכז של הנגע ותאים עצביים מבשר (NPC) הוא Injected לעמודות גב סמוכות. על מנת לתמוך בהישרדות תא, השתלה משולבת עם ממשל subdural מתמשך של גורמי גדילה על ידי משאבות מיקרו האוסמוטי למשך 7 ימים.

<html> בעת ביצוע ההליך מתואר לעיל, תקבל פיגום SAP גישור החלל ומציע שיפור של הסביבה המעכבת, מפחידה פחות רקמה ועלייה בהישרדות NPC. איור 4 מראה חתך אורך של חוט השדרה עכברוש שהושג ב אתר פציעה 6 שבועות לאחר SCI ו -4 שבועות לאחר הזרקת SAP QL6 והשתלת NPC. פפטידים QL6 הוזרקו בהצלחה בכב...

Watch this Scientific Journal Video about Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury at JoVE.com

Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

Treating cervical spinal cord injury with both self-assembling peptides (SAP) and neural precursor cells (NPC), together with growth factors, is a promising approach to promote regeneration and recovery. A contusion/compression aneurysm clip rat model of cervical SCI and combined treatment involving SAP injection and NPC transplantation is established.

שימוש סינרגטי של תאים עצביים מבשר ופפטידים עצמי הרכבה בפגיעה בחוט השדרה הניסויית צוואר הרחם

Spinal cord injuries (SCI) cause serious neurological impairment and psychological, economic, and social consequences for patients and their families. ...

synergetic-use-neural-precursor-cells-self-assembling-peptides

Research

JoVE Journal

Medicine

9.1K Views.  University Health Network, Krembil Neuroscience Centre. Treating cervical spinal cord injury with both self-assembling peptides (SAP) and neural precursor cells (NPC), together with growth factors, is a promising approach to promote regeneration and recovery. A contusion/compression aneurysm clip rat model of cervical SCI and combined treatment involving SAP injection and NPC transplantation is established. 

Video: Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

Intraspinal Cell Transplantation for Targeting Cervical Ventral Horn in Amyotrophic Lateral Sclerosis and Traumatic Spinal Cord Injury

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) cases 1 and is the ultimate cause of death in patients with the motor neuron disorder, amyotrophic laterals sclerosis (ALS) 2.
ALS is a devastating neurological disorder that is characterized by relatively rapid degeneration of upper and lower motor neurons. Patients ultimately succumb to the disease on average 2-5 years following diagnosis because of respiratory paralysis due to loss of phrenic motor neuron innnervation of the diaphragm 3. The vast majority of cases are sporadic, while 10% are of the familial form. Approximately twenty percent of familial cases are linked to various point mutations in the Cu/Zn superoxide dismutase 1 (SOD1) gene on chromosome 21 4. Transgenic mice 4,5 and rats 6 carrying mutant human SOD1 genes (G93A, G37R, G86R, G85R) have been generated, and, despite the existence of other animal models of motor neuron loss, are currently the most highly used models of the disease.
Spinal cord injury (SCI) is a heterogeneous set of conditions resulting from physical trauma to the spinal cord, with functional outcome varying according to the type, location and severity of the injury 7. Nevertheless, approximately half of human SCI cases affect cervical regions, resulting in debilitating respiratory dysfunction due to phrenic motor neuron loss and injury to descending bulbospinal respiratory axons 1. A number of animal models of SCI have been developed, with the most commonly used and clinically-relevant being the contusion 8.
Transplantation of various classes of neural precursor cells (NPCs) is a promising therapeutic strategy for treatment of traumatic CNS injuries and neurodegeneration, including ALS and SCI, because of the ability to replace lost or dysfunctional CNS cell types, provide neuroprotection, and deliver gene factors of interest 9.
Animal models of both ALS and SCI can model many clinically-relevant aspects of these diseases, including phrenic motor neuron loss and consequent respiratory compromise 10,11. In order to evaluate the efficacy of NPC-based strategies on respiratory function in these animal models of ALS and SCI, cellular interventions must be specifically directed to regions containing therapeutically relevant targets such as phrenic motor neurons. We provide a detailed protocol for multi-segmental, intraspinal transplantation of NPCs into the cervical spinal cord ventral gray matter of neurodegenerative models such as SOD1G93A mice and rats, as well as spinal cord injured rats and mice 11.

Neural precursor transplantation is a promising strategy for protecting and/or replacing lost/dysfunctional cervical phrenic motor neurons in spinal cord injury (SCI) and the motor neuron disorder, amyotrophic laterals sclerosis (ALS). We provide a protocol for cell delivery to cervical spinal cord ventral horn in rodent models of ALS and SCI.

Intraspinal השתלת תאים עבור מיקוד הורן הגחון צוואר הרחם ב טרשת לרוחב amyotrophic וקורד טראומטית פגיעה בעמוד השדרה

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) ...

Acute and Chronic Tactile Sensory Testing after Spinal Cord Injury in Rats

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory testing in rat SCI models is needed. However, until recently, no single testing approach had been validated for SCI so that standardized methods have not been implemented across labs. Additionally, available testing methods could not be implemented acutely or when severe motor impairments existed, preventing studies of the development of SCI-induced allodynia3. Here we present two validated sensory testing methods using von Frey Hair (VFH) monofilaments which quantify changes in tactile sensory thresholds after SCI4-5. One test is the well-established Up-Down test which demonstrates high sensitivity and specificity across different SCI severities when tested chronically5. The other test is a newly-developed dorsal VFH test that can be applied acutely after SCI when allodynia develops, prior to motor recovery4-5. Each VFH monofilament applies a calibrated force when touched to the skin of the hind paw until it bends. In the up-down method, alternating VFHs of higher or lower forces are used on the plantar L5 dermatome to delineate flexor withdrawal thresholds. Successively higher forces are applied until withdrawal occurs then lower force VFHs are used until withdrawal ceases. The tactile threshold reflects the force required to elicit withdrawal in 50% of the stimuli. For the new test, each VFH is applied to the dorsal L5 dermatome of the paw while the rat is supported by the examiner. The VFH stimulation occurs in ascending order of force until at least 2 of 3 applications at a given force produces paw withdrawal. Tactile sensory threshold is the lowest force to elicit withdrawal 66% of the time. Acclimation, testing and scoring procedures are described. Aberrant trials that require a retest and typical trials are defined. Animal use was approved by Ohio State University Animal Care and Use Committee.

We describe two tactile sensory testing methods for acute or chronic periods of spinal cord injury in rats. These validated procedures can detect the development and maintenance of allodynia-like sensations.

אקוטי וכרוני בדיקה חושי טקטילי לאחר פגיעה בחוט השדרה של חולדות

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory ...

A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor

While the majority of human spinal cord injuries occur in the cervical spinal cord, the vast majority of laboratory research employs animal models of spinal cord injury (SCI) in which the thoracic spinal cord is injured. Additionally, because most human cord injuries occur as the result of blunt, non-penetrating trauma (e.g. motor vehicle accident, sporting injury) where the spinal cord is violently struck by displaced bone or soft tissues, the majority of SCI researchers are of the opinion that the most clinically relevant injury models are those in which the spinal cord is rapidly contused.1 Therefore, an important step in the preclinical evaluation of novel treatments on their way to human translation is an assessment of their efficacy in a model of contusion SCI within the cervical spinal cord. Here, we describe the technical aspects and resultant anatomical and behavioral outcomes of an unilateral contusive model of cervical SCI that employs the Infinite Horizon spinal cord injury impactor.
Sprague Dawley rats underwent a left-sided unilateral laminectomy at C5. To optimize the reproducibility of the biomechanical, functional, and histological outcomes of the injury model, we contused the spinal cords using an impact force of 150 kdyn, an impact trajectory of 22.5&deg; (animals rotated at 22.5&deg;), and an impact location off of midline of 1.4 mm. Functional recovery was assessed using the cylinder rearing test, horizontal ladder test, grooming test and modified Montoya's staircase test for up to 6 weeks, after which the spinal cords were evaluated histologically for white and grey matter sparing.
The injury model presented here imparts consistent and reproducible biomechanical forces to the spinal cord, an important feature of any experimental SCI model. This results in discrete histological damage to the lateral half of the spinal cord which is largely contained to the ipsilateral side of injury. The injury is well tolerated by the animals, but does result in functional deficits of the forelimb that are significant and sustained in the weeks following injury. The cervical unilateral injury model presented here may be a resource to researchers who wish to evaluate potentially promising therapies prior to human translation.

A reliable and repeatable way to produce a cervical unilateral spinal cord injury using the Infinite Horizon impactor is described. The method takes advantage of a custom designed frame and clamp to stabilize the spine. The standardized procedure and biomechanical injury parameters result in sufficient and sustained injuries.

דגם Contusive של פגיעה בחוט השדרה באמצעות צוואר הרחם חד צדדית Impactor אופק אינסופי

While the majority of human spinal cord injuries occur in the cervical spinal cord, the vast majority of laboratory research employs animal models of ...

Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Use of genetically modified mice enhances our understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders such as a spinal cord injury (SCI). Freehand manual control used to produce a laceration model of SCI creates inconsistent injuries often associated with a crush or contusion component and, therefore, a novel technique was developed. Our model of cervical laceration SCI has resolved inherent difficulties with the freehand method by incorporating 1) cervical vertebral stabilization by vertebral facet fixation, 2) enhanced spinal cord exposure, and 3) creation of a reproducible laceration of the spinal cord using an oscillating blade with an accuracy of &plusmn;0.01 mm in depth without associated contusion. Compared to the standard methods of creating a SCI laceration such as freehand use of a scalpel or scissors, our method has produced a consistent lesion. This method is useful for studies on axonal regeneration of corticospinal, rubrospinal, and dorsal ascending tracts.

A novel technique to create a reproducible in vivo model of cervical spinal cord laceration injury in the mouse is described. This technique is based on spine stabilization by fixation of the cervical facets and laceration of the spinal cord using an oscillating blade with an accuracy of &plusmn;0.01 mm.

פגיעה קריעת צוואר הרחם מבוקרת בעכברים

Use of genetically modified mice enhances our  understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders  such as a spinal cord ...

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination is disrupted by spinal cord injury (SCI), control of respiratory muscles innervated below the injury level is compromised1,2 leading to respiratory muscle dysfunction and pulmonary complications. These conditions are among the leading causes of death in patients with SCI3. Standard pulmonary function tests that assess respiratory motor function include spirometrical and maximum airway pressure outcomes: Forced Vital Capacity (FVC), Forced Expiratory Volume in one second (FEV1), Maximal Inspiratory Pressure (PImax) and Maximal Expiratory Pressure (PEmax)4,5. These values provide indirect measurements of respiratory muscle performance6. In clinical practice and research, a surface electromyography (sEMG) recorded from respiratory muscles can be used to assess respiratory motor function and help to diagnose neuromuscular pathology. However, variability in the sEMG amplitude inhibits efforts to develop objective and direct measures of respiratory motor function6. Based on a multi-muscle sEMG approach to characterize motor control of limb muscles7, known as the voluntary response index (VRI)8, we developed an analytical tool to characterize respiratory motor control directly from sEMG data recorded from multiple respiratory muscles during the voluntary respiratory tasks. We have termed this the Respiratory Motor Control Assessment (RMCA)9. This vector analysis method quantifies the amount and distribution of activity across muscles and presents it in the form of an index that relates the degree to which sEMG output within a test-subject resembles that from a group of healthy (non-injured) controls. The resulting index value has been shown to have high face validity, sensitivity and specificity9-11. We showed previously9 that the RMCA outcomes significantly correlate with levels of SCI and pulmonary function measures. We are presenting here the method to quantitatively compare post-spinal cord injury respiratory multi-muscle activation patterns to those of healthy individuals.

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment RMCA in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

The purpose of this publication is to present our original work on a multi-muscle surface electromyographic approach to quantitatively characterize respiratory muscle activation patterns in individuals with chronic spinal cord injury using vector-based analysis.

הערכה של הפעלת שרירים נשימה בעזרת נשימה בקרת מנוע הערכה (RMCA) אצל אנשים עם פגיעה בחוט השדרה כרונית

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination ...

A Murine Model of Cervical Spinal Cord Injury to Study Post-lesional Respiratory Neuroplasticity

A cervical spinal cord injury induces permanent paralysis, and often leads to respiratory distress. To date, no efficient therapeutics have been developed to improve/ameliorate the respiratory failure following high cervical spinal cord injury (SCI). Here we propose a murine pre-clinical model of high SCI at the cervical 2 (C2) metameric level to study diverse post-lesional respiratory neuroplasticity. The technique consists of a surgical partial injury at the C2 level, which will induce a hemiparalysis of the diaphragm due to a deafferentation of the phrenic motoneurons from the respiratory centers located in the brainstem. The contralateral side of the injury remains intact and allows the animal recovery. Unlike other SCIs which affect the locomotor function (at the thoracic and lumbar level), the respiratory function does not require animal motivation and the quantification of the deficit/recovery can be easily performed (diaphragm and phrenic nerve recordings, whole body ventilation). This pre-clinical C2 SCI model is a powerful, useful, and reliable pre-clinical model to study various respiratory and non-respiratory neuroplasticity events at different levels (molecular to physiology) and to test diverse putative therapeutic strategies which might improve the respiration in SCI patients.

Respiratory failure is the leading cause of death following a cervical spinal cord injury. Having a reproducible, quantifiable, and reliable pre-clinical animal model of respiratory failure induced by a partial cervical injury will help to understand the subsequent respiratory and non-respiratory neuroplasticity and allow testing putative repair strategies.

מודל Murine של חוט השדרה הצווארי פגיעה לחקר פוסט lesional הנשימה Neuroplasticity

A cervical spinal cord injury induces permanent paralysis, and often leads to respiratory distress. To date, no efficient therapeutics have been developed ...

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI). Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, social, and economical effects are staggering. Therefore, further research into the effects of TBI and effective treatments is necessary. The controlled cortical impact (CCI) model induces traumatic brain injuries ranging from mild to severe. This method uses a rigid impactor to deliver mechanical energy to an intact dura exposed following a craniectomy. Impact is made under precise parameters at a set velocity to achieve a pre-determined deformation depth. Although other TBI models, such as weight drop and fluid percussion, exist, CCI is more accurate, easier to control, and most importantly, produces traumatic brain injuries similar to those seen in humans. However, no TBI model is currently able to reproduce pathological changes identical to those seen in human patients. The CCI model allows investigation into the short-term and long-term effects of TBI, such as neuronal death, memory deficits, and cerebral edema, as well as potential therapeutic treatments for TBI.

Traumatic brain injuries (TBIs) remain a serious health problem. Using the controlled cortical impact surgery model, research on the effects of TBI and possible treatment methods may be performed.

השפעת דגם קליפת המוח מבוקר לפגיעה מוחית טראומטית

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

A Radio-telemetric System to Monitor Cardiovascular Function in Rats with Spinal Cord Transection and Embryonic Neural Stem Cell Grafts

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter connected to a radio transmitter into the femoral artery of rats that underwent a T4 spinal cord transection with or without grafting of embryonic brainstem-derived neural stem cells expressing green fluorescent protein. Compared to other methods such as cannula insertion or tail-cuff, telemetry is advantageous to continuously monitor blood pressure and heart rate in freely moving animals. It is also capable of long term multiple data acquisitions. In spinal cord injured rats, basal cardiovascular data under unrestrained condition and autonomic dysreflexia in response to colorectal distension were successfully recorded. In addition, cardiovascular parameters before and after SCI can be compared in the same rat if a transmitter is implanted before a spinal cord transection. One limitation of the described telemetry procedure is that implantation in the femoral artery may influence the blood supply to the ipsilateral hindlimb.

We present a protocol for using a radio-telemetric system to record cardiovascular parameters in T4 spinal cord transected rats eight weeks after embryonic brainstem neural stem cell grafting into the lesion site. Telemetry is an advanced technique to accurately evaluate cardiovascular function in conscious freely moving spinal cord injured rats.

מערכת רדיו-telemetric לפקח פונקצית לב וכלי דם אצל חולדות עם חוט השדרה חיתוך רוחב ועוברי גזע עצבי שתלי סלולארי

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter ...

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Contusive Model of Spinal Cord Injury

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can be used both to investigate the biological responses to injury and to test potential therapies. Contusion or compression injury delivered to the surgically exposed spinal cord are the most widely used models of the pathology. In this report the experimental contusion is performed by using the Infinite Horizon (IH) Impactor device, which allows the creation of a reproducible injury animal model through definition of specific injury parameters. Stem cell transplantation is commonly considered a potentially useful strategy for curing this debilitating condition. Numerous studies have evaluated the effects of transplanting a variety of stem cells. Here we demonstrate an adapted method for spinal cord injury followed by tail vein injection of cells in CD1 mice. In short, we provide procedures for: i) cell labeling with a vital tracer, ii) pre-operative care of mice, iii) execution of a contusive spinal cord injury, and iv) intravenous administration of post mortem neural precursors. This contusion model can be utilized to evaluate the efficacy and safety of stem cell transplantation in a regenerative medicine approach.

Spinal cord injury is a traumatic condition that causes severe morbidity and high mortality. In this work we describe in detail a contusion model of spinal cord injury in mice followed by a transplantation of neural stem cells.

השתלת תאי גזע עצבית בדגם ניסיוני של Contusive פגיעה בחוט השדרה

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can ...

Calibrated Forceps Model of Spinal Cord Compression Injury

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The calibrated forceps model of compression injury is a convenient, low cost, and very reproducible animal model for SCI. We used a pair of modified forceps in accordance with the method published by Plemel et al. (2008) to laterally compress the spinal cord to a distance of 0.35 mm. In this video, we will demonstrate a dorsal laminectomy to expose the spinal cord, followed by compression of the spinal cord with the modified forceps. In the video, we will also address issues related to the care of paraplegic laboratory animals. This injury model produces mice that exhibit impairment in sensation, as well as impaired hindlimb locomotor function. Furthermore, this method of injury produces consistent aberrations in the pathology of the SCI, as determined by immunohistochemical methods. After watching this video, viewers should be able to determine the necessary supplies and methods for producing SCI of various severities in the mouse for studies on SCI and/or treatments designed to mitigate impairment after injury.

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.

מכויל דגם מלקחיים של חוט השדרה דחיסת פגיעה

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The ...