Name: the fibular nerve injury method: a reliable assay to identify and test factors that repair neuromuscular junctions
Uploaded: 2016-08-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 1 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Fibular Nerve Injury Method: A Reliable Assay to Identify and Test Factors That Repair Neuromuscular Junctions at JoVE.com

The authors thank members of the Valdez laboratory for intellectual input on experiments and comments on the manuscript.

כל הניסויים בוצעו על פי הנחיות NIH ופרוטוקולי חיה אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי החיים המוסדית וירג&#39;יניה טק ושימוש. 1. בעלי חיים הכנות לקראת ניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים עכברים בתערובת של קטמין (90 מ&quot;ג / ק&quot;ג) ו xylazine (10 מ&quot;ג / ק&quot;ג) באמצעות זריקה תת עורית מפשעתי עם מזרק אינסולין סטרילי 1 מ&quot;ל. הפתרון המוביל מכיל תערובת של מי מלח 0.9%, 17.4 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​קטמין, ו xylazine 2.6 מ&quot;ג / מ&quot;ל. מניחי חיות בחזרה אל תוך כלובים בזמן המתנת תרופות ייכנסו לתוקף. הערה: אם מינון העמסה אינו מספק הרדמה מספיק למשך ההליך, תוספת 25% של מינון העמסה ניתן להזריק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חיות צג לפרסם הזרקה כדי לבדוק מחירי נשימה יציבים ודיכאון מתאים של רמות עוררות. בדוק את הרמה עוררת עם קמצוץ רגל אחורי, שאמורה לעורר שום תגובה כאשר הרדימו מספיק. הערה: זה בדרך כלל לוקח 3-5דקות עבור עכבר בוגרים צעירים עם ממוצע של 25 עד 30 גרם. אם החיה עדיין תגובה לאחר 10 דקות לאחר ההזרקה, 25% נוספים של מינון העמסה הרדמה ניתן להזריק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל וזלין ו משחת עיניים שמן מינרלי אור העיניים של החיה כדי למנוע יובש. הסר חיות מהכלוב ומניחים על משטח נקי וישר. לגלח את הגפיים האחוריים הרצויים מרגל אגן באמצעות גוזם שיער חשמלי, החשיפה בצד הלטרלי רק של האיבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למרוח מסיר שיער כימי לאתר המגולח דקות 1. הסרה ידנית של השיער באמצעות מגבוני מעבדה. לנקות את האזור עם מעבדה מקולף לנגב טבול אתנול. </li></ol> 2. הליך כירורגי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר מכשירי ניתוח באמצעות חיטוי או שיטה מתאימה אחרת. נקו את האתר כירורגית ולוח כירורגית עם 80% אתנול / H 2 0. לחטא את האתר כירורגית עם proviodine. יש לשים את הסמן על הלוח כירורגית וליישר עם ריסון איבר. לִשְׁמוֹרהגפה האחורית היעד במצב טבעי אנטומית עם מפרק הברך קצת מורחבת ללא סיבוב פנימי או חיצוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים חיה ולוח תחת מיקרוסקופ כירורגי. אוריינט לאתר החתך הסדיר דרך מישוש של ציוני דרך שטחיים, מפרק הברך הגרמי במיוחד ואת הרכס בין קדמי tibialis ואת השרירים הגסטרוקנמיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עושים חתך כ 3 ס&quot;מ דרך העור באמצעות מספריים או אזמל באביב תוך שימוש מלקחיים כללי עבור מרתק. הפוך את החתך בניצב כמובן שבבסיס של העצב שׁוֹקִיתִי המשותף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך החתך דרך fascia השטחית, חשיפת femoris שרירי vastus lateralis שרירים. הפרד את השרירים האלה על ידי חיתוך דרך fascia החיבור העמוק. חתך 1-2 ס&quot;מ צריך להספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחזור בו שריר הירך הדו-ראשי caudally באמצעות כתיבה מכאנית, חושף את העצבים שׁוֹקִיתִי המשותפים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עקבות העצב proximally עד היתר שלהקטע עם גיד של הראש הלטרלי של שריר הסובך נמצא. הערה: זמן חשיפה עשויה לדרוש מניפולציה נוספת של העור והשרירים חזר בו. בצומת זה משמשת ציון הדרך היציבה עבור הפגיעה העצבית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחוז העצב עם מלקחיים בסדר, יישור הטיפים באופן מקביל לגבול הלטרלי של הגיד הגסטרוקנמיוס. למחוץ עצב שׁוֹקִיתִי המשותף על ידי הפעלת לחץ יציב, קשה במשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאשש למעוך מלא של העצב על ידי בדיקה ויזואלית דרך הטלסקופ כירורגית. היא תופיע שקופה באתר של פציעה. אם באמצעות עכברים לבטא חלבוני קרינת אקסונים פריפריה, את הקרינה תיעלם מן האתר של פציעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר כתיבה ויישר מחדש השרירים בעמדות האנטומי שלהם. לסגור את האתר חתך עם 6-0 תפרים משי. 1-3 תפרים קטע פשוט מספיק. מניחי מחל עכבר על כרית חימום בכלוב נקי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניטור כל החיות עבור 2 שעות שלאחר-אופרהtion לבדוק לנשימה וכל תופעות לוואי ההרדמה. נהל מנה ראשונית של עצירות 0.05-0.10 מ&quot;ג / ק&quot;ג באמצעות זריקה תת עורית מפשעתי מיד לאחר ההתאוששות מהניתוח. תן 3 מנות נוספות כל 12 שעות במשך 48 השעות הקרובות. לאחר החלמה מלאה, לחזור עכברים למתקן הטיפול בבעלי החיים. </li></ol> 3. בידוד מכתים של פושטי digitorum Longus (אדי) שרירים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריב חיות באמצעות isoflurane. לוותר 0.5 מ&quot;ל isoflurane נוזל לתוך שפופרת 50 מ&quot;ל ארוז עם labwipes סופג. מניח את הצינור הסגור והפתוח עם החיה בתא 3 אטום 2,500 סנטימטר. לפחות 4 דקות של חשיפה מספיקה. מבחן עבור אובדן palpebral הבילטרליים, הבוהן קמצוץ, ורפלקסים זנב-קורט כדי להבטיח שכל סוס הוא מחוסר הכרה לפני שתמשיך עם זלוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Transcardially perfuse 16 בעלי החיים הראשונים עם 10 מ&quot;ל 0.1M PBS, אז 25 מ&quot;ל של paraformaldehyde 4% ב 0.1M PBS (pH 7.4). הפרין (30 יחידות / 20g משקל חיה) ניתן להוסיף עם PBS (10 יחידות / מיליליטר) כדי למנוע קרישת דם במיטות נימים קטנות, שיפור תוצאות זלוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את עור מכסה גפיים אחוריים באמצעות מספריים לחתוך transversally דרך העור סביב ההיקף של הבטן. מקלפים את העור בעבר הגפיים והרגליים האחוריות באמצעות מלקחיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר fascia השטחית של גפיים אחוריים ידי אחיזה ומתקלף עם מלקחיים. אם באמצעות עכברים לבטא חלבוני קרינת אקסונים פריפריה, שלאחר לתקן עכברים כל לילה PFA 4% 50 מ&quot;ל צינורות. לשטוף שלוש פעמים עם PBS. הערה: עכברים קבועים ניתן לאחסן PBS ב 4 מעלות צלזיוס. אם לא, דלג על שלב זה והמשך לשלב 3.6 בלי חיות שלאחר התיקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתח את שרירים אדי 18 מ גפיים אחוריים עכבר, ויש להקפיד לשמור הפרוקסימלי וגידים דיסטלי המלאה ככל האפשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה שרירי אדי בחסימת המאגר (PBS 1x המכיל 0.5% Triton X-100, 3% BSA ו -5% נסיוב עז) לפחות 1 שעה. </li><li&gt; כדי להמחיש אקסונים מוטוריים מסופי העצב שלהם, שרירי מקום צינורות המכילים neurofilament (1: 1,000) ו synaptotagmin-2 (1: 250) נוגדנים מדוללים חסימת חיץ במשך 3 ימים. לשטוף שרירים שלוש פעמים עם 1X PBS ו 10 דקות בכל פעם. הערה: דלג על שלב זה אם באמצעות עכברים לבטא חלבונים הקרינה (XFP) אקסונים הפריפריה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כתם הנגדי ללא פגע אד כביקורת חיובית עבור עצבוב NMJ מלא. בקרות שליליות צריכות לכלול אד שהושג ב 4 ימים שלאחר פציעה, נקודת זמן שבו NMJ הוא denervated לחלוטין, כמו גם אד מוכתם נוגדנים משני בלבד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה שרירית עם נוגדנים משני מתאימים מתויגים fluorescently כדי לזהות neurofilament ו synaptotagmin-2 עבור 1 יום. לשטוף שרירים שלוש פעמים עם 1X PBS ו 10 דקות בכל פעם. הערה: שלב זה יכול להתבצע ביחד עם צעד 3.10. דלג על שלב זה אם באמצעות עכברים לבטא חלבוני קרינת אקסונים פריפריה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להמחיש את postsyבאזור naptic של NMJ, דגירה שרירי עם 5 מיקרוגרם / מ&quot;ל ​​Alexa-555-bungarotoxin אלפא מצומדות מדולל חסימת חיץ לפחות 2 שעות. לשטוף שרירים שלוש פעמים עם 1X PBS ו 10 דקות בכל פעם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי הר השרירים כולה בשקופיות זכוכית בעלי מטען חשמלי חיובי, למקם את השריר ישירות בשקופית, להוסיף כמה טיפות של גליצרול מבוסס הרכבה בינונית בשקופית ומכסים coverslip. לחץ על coverslip נגד השקופיות כדי לשטח את השריר. משרים את התקשורת הרכבה מההיקף של מגבונים במעבדה באמצעות שקופיות coverslip. החל לק כדי לאטום את הקצוות בין coverslip והחלק. </li></ol> 4. הדמיה וניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לנתח את המבנה של NMJs, תמונה השריר אדי באמצעות מיקרוסקופ סריקת לייזר confocal מצויד להלהיב 488, 555 ו 633 ננומטר אור וללכוד את האור הנפלט עם 20X ו 40X מטרות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להמחיש כולו NMJs, ליצור תמונות הקרנת העוצמה המקסימלית של שניות אופטימשא במרווחי 1 עד 2 מיקרומטר בנפרד משתרעת הנמוכה ביותר לאזורים גלויים הגבוה ביותר של NMJ. צור תחזיות בעצמה מקסימלית באמצעות תוכנת הדמיה זמינה מסחרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לקבוע שיעורי reinnervation, לסווג NMJs כמו: 1) לחלוטין denervated = האתר postsynaptic הוא לגמרי נטול קשר עם האקסון, פחות מ -5% colocalization בין האקסון AChRs. 2) חלקית מעוצבבים = האקסון חלקית חופף postsynapse, 5-95% colocalization בין האקסון AChRs. 3) עצבוב מלא = כמעט פרד המושלם בין-סינפסה פוסט טרום, יותר מ 95% colocalization בין האקסון AChRs. אל תכלול NMJs העומד בניצב למישור ההדמיה או אינם מדמיינים מלא בתמונה. הערה: כל הניסויים האלה, לפחות 3 חיות ו -50 NMJs לכל חיה נבדקו. תוצאות נחשבו משמעותיות באמצעות סטודנט מבחן t עם ערך P של פחות מ 0.05. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לעוור המפעיל, אנשים נפרדים יכולים לבצעניתוח הניתוח ותמונה. ללא ידע של קבוצות הטיפול, הנתח יכול להיות אובייקטיבי עם ניקוד NMJ. לחלופין, תמונות יכולות להיות אקראיות והציגו למפעיל לניתוח ללא ידיעת בעלי חי המקור. </li></ol> 5. PCR כמותי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריב חיות באמצעות isoflurane נקע בצוואר הרחם. סר עור fascia השטחית מכסה שרירי רגליים על פי צעד 3.3. לנתח הקדמי tibialis ואת השרירים אדי פי לשלב 3.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פלאש להקפיא את קדמי tibialis כולו ושרירי אדי צינור 1.5 מיליליטר על חנקן נוזלי. הסרה של רקמה מהצינור ומקום במכתש מראש צונן שקוע חלקית בחנקן נוזלי. טוחני שריר קפוא לאבקה דקה בעזרת מכתש ועלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסי אבקת שריר קפוא לתוך מגיב מיצוי RNA זמין מסחרי ולבצע מיצוי RNA וסרת הדנ&quot;א הגנומי עם ערכה זמינה מסחרי על פי i של היצרןnstructions. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע שעתוק לאחור עם שילוב transcriptase הפוך זמין מסחרי על פי הוראות היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע qPCR באמצעות ערכה זמינה מסחרי באמצעות גני משק מתאימים (ראה טבלה של חומרים). השתמש Cycler תרמית PCR כמוני זמינה מסחרי לבצע PCR (ראה טבלה של חומרים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישול בטמפרטורת גדר ל -58 מעלות צלזיוס. להתאים את הפרמטרים אופניים נוספים למפרט של יצרן של תערובת ירוקה פולימראז תקי / SYBR. כלול צעד עקום להמס סופי בתכנית Cycler תרמית מורכבת 0.5 ° C מגביר מצטבר מ -65 ° C עד 95 ° C כדי לבדוק סגולי פריימר פריימר היווצרות dimer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קביעת רמות ביטוי mRNA ביחס ידי 2 - שיטת ΔΔCT 21 באמצעות 18S RNA כמו גן השליטה. </li></ol>

<ol>
	<li>Sanes, J. R., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction,+assembly,+maturation+and+maintenance+of+a+postsynaptic+apparatus.">Induction, assembly, maturation and maintenance of a postsynaptic apparatus.</a> Nat. Rev. Neurosci. 2 (11), 791-805 (2001).</li><li>Moloney, E. B., de Winter, F., Verhaagen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ALS+as+a+distal+axonopathy:+molecular+mechanisms+affecting+neuromuscular+junction+stability+in+the+presymptomatic+stages+of+the+disease.">ALS as a distal axonopathy: molecular mechanisms affecting neuromuscular junction stability in the presymptomatic stages of the disease.</a> Front. Neurosci. 8, 252 (2014).</li><li>Apel, P. J., Alton, T., 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=How+age+impairs+the+response+of+the+neuromuscular+junction+to+nerve+transection+and+repair:+An+experimental+study+in+rats.">How age impairs the response of the neuromuscular junction to nerve transection and repair: An experimental study in rats.</a> J Orthop Res. 27 (3), 385-393 (2009).</li><li>Balice-Gordon, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+changes+in+neuromuscular+innervation.">Age-related changes in neuromuscular innervation.</a> Muscle Nerve Suppl. 5, S83-S87 (1997).</li><li>Valdez, G., Tapia, J. C., Lichtman, J. W., Fox, M. A., Sanes, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shared+resistance+to+aging+and+ALS+in+neuromuscular+junctions+of+specific+muscles.">Shared resistance to aging and ALS in neuromuscular junctions of specific muscles.</a> PloS one. 7 (4), e34640 (2012).</li><li>Nguyen, Q. T., Sanes, J. R., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-existing+pathways+promote+precise+projection+patterns.">Pre-existing pathways promote precise projection patterns.</a> Nat. Neurosci. 5 (9), 861-867 (2002).</li><li>K&#252;ry, P., Stoll, G., M&#252;ller, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+mechanisms+of+cellular+interactions+in+peripheral+nerve+regeneration.">Molecular mechanisms of cellular interactions in peripheral nerve regeneration.</a> Curr Opin Neurol. 14 (5), 635-639 (2001).</li><li>Gaudet, A. D., Popovich, P. G., Ramer, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wallerian+degeneration:+gaining+perspective+on+inflammatory+events+after+peripheral+nerve+injury.">Wallerian degeneration: gaining perspective on inflammatory events after peripheral nerve injury.</a> J Neuroinflammation. 8, 110 (2011).</li><li>Chen, P., Piao, X., Bonaldo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+macrophages+in+Wallerian+degeneration+and+axonal+regeneration+after+peripheral+nerve+injury.">Role of macrophages in Wallerian degeneration and axonal regeneration after peripheral nerve injury.</a> Acta Neuropathol. 130 (5), 605-618 (2015).</li><li>Chen, Z. -. L., Yu, W. -. M., Strickland, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+regeneration.">Peripheral regeneration.</a> Annu Rev Neurosci. 30, 209-233 (2007).</li><li>Darabid, H., Perez-Gonzalez, A. P., Robitaille, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuromuscular+synaptogenesis:+coordinating+partners+with+multiple+functions.">Neuromuscular synaptogenesis: coordinating partners with multiple functions.</a> Nat. Rev. Neurosci. 15 (11), 703-718 (2014).</li><li>Geuna, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+sciatic+nerve+injury+model+in+pre-clinical+research.">The sciatic nerve injury model in pre-clinical research.</a> J. Neurosci. Methods. 243, 39-46 (2015).</li><li>Batt, J. A. E., Bain, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tibial+nerve+transection+-+a+standardized+model+for+denervation-induced+skeletal+muscle+atrophy+in+mice.">Tibial nerve transection - a standardized model for denervation-induced skeletal muscle atrophy in mice.</a> J. Vis. Exp. (81), e50657 (2013).</li><li>Savastano, L. E., Laurito, S. R., Fitt, M. R., Rasmussen, J. A., Gonzalez Polo, V., Patterson, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sciatic+nerve+injury:+a+simple+and+subtle+model+for+investigating+many+aspects+of+nervous+system+damage+and+recovery.">Sciatic nerve injury: a simple and subtle model for investigating many aspects of nervous system damage and recovery.</a> J. Neurosci. Methods. 227, 166-180 (2014).</li><li>Kang, H., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+axon+regeneration+and+muscle+reinnervation+in+young+adult+and+aged+animals.">Motor axon regeneration and muscle reinnervation in young adult and aged animals.</a> J Neurosci. 33 (50), 19480-19491 (2013).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+animal+perfusion+fixation+for+rodents.">Whole animal perfusion fixation for rodents.</a> J. Vis. Exp. (65), e3564 (2012).</li><li>Feng, G., Mellor, R. 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=Imaging+Neuronal+Subsets+in+Transgenic+Mice+Expressing+Multiple+Spectral+Variants+of+GFP.">Imaging Neuronal Subsets in Transgenic Mice Expressing Multiple Spectral Variants of GFP.</a> Neuron. 28 (1), 41-51 (2000).</li><li>Sanes, J. R., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+the+vertebrate+neuromuscular+junction.">Development of the vertebrate neuromuscular junction.</a> Annu Rev Neurosci. 22, 389-442 (1999).</li><li>Bowen, D. C., Park, J. S., 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=Localization+and+regulation+of+MuSK+at+the+neuromuscular+junction.">Localization and regulation of MuSK at the neuromuscular junction.</a> Dev Biol. 199 (2), 309-319 (1998).</li><li>Gay, S., Jublanc, E., Bonnieu, A., Bacou, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myostatin+deficiency+is+associated+with+an+increase+in+number+of+total+axons+and+motor+axons+innervating+mouse+tibialis+anterior+muscle.">Myostatin deficiency is associated with an increase in number of total axons and motor axons innervating mouse tibialis anterior muscle.</a> Muscle Nerve. 45 (5), 698-704 (2012).</li><li>Livak, K. J., Schmittgen, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+relative+gene+expression+data+using+real-time+quantitative+PCR+and+the+2(-Delta+Delta+C(T))+Method.">Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method.</a> Methods. 25 (4), 402-408 (2001).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

השיטה המוצגת בכתב היד הזה מספקת הזדמנויות ייחודיות לזהות מנגנונים המעורבים בתיקון צמתים תוקפות (NMJ). שיטה זו כרוכה ריסוק העצב שׁוֹקִיתִי נפוץ כפי שהיא עוברת מעל גיד הגסטרוקנמיוס ליד הברך. אנו מראים כי רק אחרי 5 שניות של לחץ בעצבים עם מלקחיים, ניוון מוחלט יצוין ב -4 ימים ...

In young adult and healthy animals, the neuromuscular junction (NMJ) is a highly stable connection between the presynapse, the nerve ending of an &#945;-motor axon, and the postsynapse, the specialized region of an extrafusal muscle fiber where nicotinic acetylcholine receptors (AChRs) selectively aggregate1. The nearly perfect apposition of the pre- and post-synaptic apparatuses is necessary for proper neurotransmission, survival of &#945;-motor neurons and muscle fibers and motor function. Unfortunately, the function of the NMJ is adversely affected by aging, diseases such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS), autoimmune diseases and injury to muscles and peripheral nerves2-5. These insults often result in degeneration of presynaptic nerve endings, leaving muscles denervated and significantly altering motor skills. For this reason, the identification of molecules that function to maintain and repair the NMJ has become a priority. Because peripheral nerves regenerate and reinnervate targets, peripheral nerve injury models have been used to identify molecular changes associated with regenerating NMJs. 
Peripheral nerve injury models often involve either completely cutting or crushing specific nerve branches6. Following a cut, the endoneurial tube has to be reformed, delaying axonal regeneration and reinnervation of target cells and tissues. The severity of this type of injury also causes axons to meander away from their original path, resulting in their failure to reach original targets. This is in contrast to nerves injured via crush where the endoneurium remains contiguous, providing a path for efficient and proper regrowth of regenerating axons. It also allows axons to find and reinnervate their original muscle fiber partners. Irrespective of injury model, there are a number of cellular and molecular changes that must occur for axons to regenerate and reinnervate targets. After an injury, the nerve segment proximal to the target is broken down and removed via a process termed Wallerian Degeneration7. This process involves reprogramming and de-differentiation of Schwann cells into non-myelinating cells that secrete regenerative factors, clear myelin, and recruit macrophages to the site of injury8. Macrophages in turn complete the clearance of myelin and axonal debris, which would otherwise impede growth of the regenerating axon9. In parallel, motor and sensory neurons activate mechanisms needed to promote regeneration of their severed axons. Once the regenerating axon reaches the target, it must transform from a growth cone to a nerve ending capable of properly transmitting (for motor axons) or receiving (for sensory axons) information10. In this regard, alpha-motor axons undergo a series of well-orchestrated changes that culminate in their growth cone differentiating into a fully functional presynaptic nerve ending that nearly perfectly opposes the post-synaptic site on the target muscle fiber11. 
The sciatic, tibial and accessory nerves have been the primary choices for studying axonal and NMJ regeneration12-14. However, there are a number of drawbacks when using these models to examine cellular and molecular changes associated with regenerating NMJs between animals and under different conditions. Firstly, the sciatic nerve supplies the majority of the muscles of the hind limb, with injury significantly limiting both movement and sensation. It is therefore not possible to use this method to study the impact of exercise alone or in combination with other factors. Additionally, the sciatic nerve is a rather thick structure and thus requires a large amount of compressive force to fully injure all axons. This in turn may result in complete transection of the more superficial axons while leaving the endoneurial tube of deeper lying axons intact, introducing significant variability in the rate and fidelity of regeneration among these axons. Complete transection of this nerve is even less desirable given that many axons will fail to reconnect with the same muscle fibers. Complicating matters, the sciatic nerve possesses intrinsic anatomic variability, both in the number and site of origin of its terminal nerve branches. It is therefore very difficult to lesion the same site. While the tibial nerve is smaller and more amenable to crush injuries, there is also no readily available landmark to serve as a lesion site for this nerve branch. 
The accessory nerve branch (part of cranial nerve XI) that supplies the sternocleidomastoid muscle has also been used to study regeneration of NMJs15. This nerve is particularly attractive because NMJs in the sternocleidomastoid muscle can be more readily imaged in live animals compared to NMJs in other muscles. But similar to the sciatic and tibial nerves, there is no specific landmark that can be used to injure this nerve in the same location, limiting it as a model for comparing regeneration of NMJs among individual animals of an experimental cohort. An inconsistent lesion site introduces variability in the rates of NMJ reinnervation. Due to these shortcomings, the procedure presented here utilizes the injury of a different peripheral nerve branch to examine regenerating NMJs. 
The common fibular nerve, also called the common peroneal nerve, contains many features that make it a reliable nerve to examine regeneration of NMJs between animals and across different treatments. The common fibular nerve has a predictable anatomic course as it runs over the tendon of the lateral head of the gastrocnemius muscle in the knee, the intersection serving as a stable landmark for lesions. The nerve is accessed through a small and minimally invasive incision near but anatomically segregated from the muscles of interest. The findings presented here demonstrate that regenerating motor axons begin to reform NMJs in the extensor digitorum longus (EDL) muscle 8 days after crushing the fibular nerve in 70 days old young adult female mice. Importantly, the pattern and rate of reinnervation is consistent among animals of the same age and sex and therefore provide a reliable injury model that will significantly hasten our understanding of the cellular and molecular changes required to maintain and repair NMJs.

<table><tbody><tr><td>Ketamine</td><td>VetOne</td><td>501072</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Lloyd Inc.&amp;nbsp;</td><td>003437&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorphine</td><td>&amp;nbsp;Zoopharm</td><td>1Z-73000-150910&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Nair</td><td>Nair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kim-wipes</td><td>Kimtech</td><td>34155</td><td></td></tr><tr><td>Electric Razor</td><td>Braintree Scientific</td><td>CLP-64800</td><td></td></tr><tr><td>80% EtOH/H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;0</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>10% Proviodine</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1 ml Insulin Syringe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spring Scissors</td><td>Vannas</td><td>91500-09</td><td></td></tr><tr><td>No. 15 scalpel</td><td>Braintree Scientific</td><td>SSS 15</td><td></td></tr><tr><td>#5 Forceps</td><td>Dumont</td><td>11252-00</td><td></td></tr><tr><td>6-0 silk suture on reverse cutting needle</td><td>&amp;nbsp;Suture Express</td><td>752B&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Rodent Heating Pad</td><td>Braintree Scientific</td><td>AP-R-18.5</td><td></td></tr><tr><td>Alexa 555 conjugated alpha-BTX</td><td>Molecular Probes</td><td>B35451</td><td></td></tr><tr><td>Vectashield</td><td>Vector Labs</td><td>H-1000</td><td></td></tr><tr><td>Olympus Stereo Zoom Microscope</td><td>Olympus</td><td>562037192</td><td></td></tr><tr><td>Zeiss 700 Confocal Microscope</td><td>Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Variable-flow peristaltic perfusion pump</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-876-3</td><td></td></tr><tr><td>Aurum Total RNA Mini Kit</td><td>Bio-Rad</td><td>7326820</td><td></td></tr><tr><td>Bio-Rad iScript RT Supermix</td><td>Bio-Rad</td><td>1708840</td><td></td></tr><tr><td>SsoFast Evagreen Supermix</td><td>Bio-Rad</td><td>1725200</td><td></td></tr><tr><td>Bio-Rad CFX96</td><td>Bio-Rad</td><td>1855196</td><td></td></tr><tr><td>Puralube Vet ointment</td><td>Puralube</td><td>1621</td><td></td></tr><tr><td>Synaptotagmin-2 antibody</td><td>Antibodies-Online</td><td>ABIN401605</td><td></td></tr><tr><td>Neurofilament antibody</td><td>Antibodies-Online</td><td>ABIN2475842</td><td></td></tr></tbody></table>

the fibular nerve injury method: a reliable assay to identify and test factors that repair neuromuscular junctions

צומת עצב-שריר (NMJ) עובר שינויים מבניים ותפקודיים מזיקות כתוצאה הזדקנות, פציעה ומחלה. לכן, זה הכרחי כדי להבין את השינויים התאיים ומולקולריים מעורבים בשמירה ותיקון NMJs. לשם כך, פיתחנו שיטה אמין ועקבי לבחון התחדשות NMJs בעכברים. שיטת עצב פגיעה זו כרוכה ריסוק העצב שׁוֹקִיתִי נפוץ כפי שהיא עוברת מעל הראש הלטרלי של גיד שריר הסובך ליד הברך. שימוש עכברות בן 70 יום, אנו מראים כי אקסונים מוטוריים מתחילים reinnervate מטרות postsynaptic קודמים תוך 7 ימים לאחר למעוך. הם לגמרי לכבוש מחדש שטחים הסינפטי הקודם שלהם ב -12 ימים. כדי לקבוע את האמינות של שיטת פגיעה זו, השווינו שיעורי reinnervation בין עכברות ישנות פרט 70 יום. מצאנו כי מספר אתרי postsynaptic reinnervated היה דומה בין עכברים בבית 7, 9, ו -12 ימים למחוץ-פוסט. כדי לקבוע אםassay פגיעה זו יכולה לשמש גם כדי להשוות השינויים המולקולריים בשרירים, בדקנו רמות של למקטע-גמא של קולטן ניקוטינית שריר (גמא-AChR) ואת קינאז ספציפי-שריר (מושק). למקטע גמא AChR ומושק לדוחות אלו שהוגברו מאוד denervation הבאה ולחזור לרמות נורמליות לאחר reinnervation של NMJs. מצאנו קשר הדוק בין רמות תמליל עבור גנים אלה ומצב עצבוב השרירים. אנו מאמינים כי שיטה זו תאיץ את הבנתנו את השינויים התאיים ומולקולריים מעורבים בתיקון NMJ וסינפסות אחרות.

העצב שׁוֹקִיתִי משותף, גם הנקרא העצב peroneal משותף, נובעת גיד הנשה מעל fossa popliteal, שם הוא נדנדות סביב ראשו של שוקית אל ההיבט הקדמי של הרגל (איור 1 א). יש לה סניפים לתוך עצבים שטחיים ועמוקים שׁוֹקִיתִי, יחד לספק את dorsiflexors של כף הרגל ועל בהונות (הקדמי t...

Watch this Scientific Journal Video about The Fibular Nerve Injury Method: A Reliable Assay to Identify and Test Factors That Repair Neuromuscular Junctions at JoVE.com

The Fibular Nerve Injury Method: A Reliable Assay to Identify and Test Factors That Repair Neuromuscular Junctions

We have developed a nerve injury method to reliably examine muscle reinnervation, and thus regeneration of neuromuscular junctions in mice. This technique involves injuring the common fibular nerve via a simple and highly reproducible surgery. Muscle reinnervation in then assessed by whole-mounting the extensor digitorum longus muscle.

עצב שׁוֹקִיתִי השיטה פגיעה: A Assay אמין כדי לזהות מבחן הגורמים תיקון Neuromuscular הצומת

The neuromuscular junction (NMJ) undergoes deleterious structural and functional changes as a result of aging, injury and disease. Thus, it is imperative ...

the-fibular-nerve-injury-method-reliable-assay-to-identify-test

Research

JoVE Journal

Neuroscience

15.6K Views.  Virginia Tech. We have developed a nerve injury method to reliably examine muscle reinnervation, and thus regeneration of neuromuscular junctions in mice. This technique involves injuring the common fibular nerve via a simple and highly reproducible surgery. Muscle reinnervation in then assessed by whole-mounting the extensor digitorum longus muscle. 

Video: The Fibular Nerve Injury Method: A Reliable Assay to Identify and Test Factors That Repair Neuromuscular Junctions

Reproducible Mouse Sciatic Nerve Crush and Subsequent Assessment of Regeneration by Whole Mount Muscle Analysis

Regeneration in the peripheral nervous system (PNS) is widely studied both for its relevance to human disease and to understand the robust regenerative response mounted by PNS neurons thereby possibly illuminating the failures of CNS regeneration1. Sciatic nerve crush (axonotmesis) is one of the most common models of peripheral nerve injury in rodents2. Crushing interrupts all axons but Schwann cell basal laminae are preserved so that regeneration is optimal3,4. This allows the investigator to study precisely the ability of a growing axon to interact with both the Schwann cell and basal laminae4. Rats have generally been the preferred animal models for experimental nerve crush. They are widely available and their lesioned sciatic nerve provides a reasonable approximation of human nerve lesions5,4. Though smaller in size than rat nerve, the mouse nerve has many similar qualities. Most importantly though, mouse models are increasingly valuable because of the wide availability of transgenic lines now allows for a detailed dissection of the individual molecules critical for nerve regeneration6, 7. Prior investigators have used multiple methods to produce a nerve crush or injury including simple angled forceps, chilled forceps, hemostatic forceps, vascular clamps, and investigator-designed clamps8,9,10,11,12. Investigators have also used various methods of marking the injury site including suture, carbon particles and fluorescent beads13,14,1. We describe our method to obtain a reproducibly complete sciatic nerve crush with accurate and persistent marking of the crush-site using a fine hemostatic forceps and subsequent carbon crush-site marking. As part of our description of the sciatic nerve crush procedure we have also included a relatively simple method of muscle whole mount we use to subsequently quantify regeneration.

In this report we describe a method to crush mouse sciatic nerve. This method uses readily available hemostatic forceps and easily and reproducibly produces complete sciatic nerve crush. In addition, we describe a method to prepare muscle whole mounts suitable for analysis of nerve regeneration after sciatic nerve crush.

עכבר לשחזור Sciatic עצב קראש והערכה לאחר ההתחדשות של ניתוח הר שלם שריר

Regeneration in the peripheral nervous system (PNS) is widely studied both for its relevance to human disease and to understand the robust regenerative ...

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from traumatic injury, disease and various congenital, genetic and acquired conditions are quite common. Tissue engineering and regenerative medicine technologies have enormous potential to provide a therapeutic solution. However, utilization of biologically relevant animal models in combination with longitudinal assessments of pertinent functional measures are critical to the development of improved regenerative therapeutics for treatment of VML-like injuries. In that regard, a commercial muscle lever system can be used to measure length, tension, force and velocity parameters in skeletal muscle. We used this system, in conjunction with a high power, bi-phase stimulator, to measure in vivo force production in response to activation of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. We have previously used this equipment to assess the functional impact of VML injury on the tibialis anterior (TA) muscle, as well as the extent of functional recovery following treatment of the injured TA muscle with our tissue engineered muscle repair (TEMR) technology. For such studies, the left foot of an anaesthetized rat is securely anchored to a footplate linked to a servomotor, and the common peroneal nerve is stimulated by two percutaneous needle electrodes to elicit muscle contraction and dorsiflexion of the foot. The peroneal nerve stimulation-induced muscle contraction is measured over a range of stimulation frequencies (1-200 Hz), to ensure an eventual plateau in force production that allows for an accurate determination of peak tetanic force. In addition to evaluation of the extent of VML injury as well as the degree of functional recovery following treatment, this methodology can be easily applied to study diverse aspects of muscle physiology and pathophysiology. Such an approach should assist with the more rational development of improved therapeutics for muscle repair and regeneration.

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

We describe an in vivo protocol to measure dorsiflexion of the foot following stimulation of the peroneal nerve and contraction of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. Such measurements are an indispensable translational tool for evaluating skeletal muscle pathology and tissue engineering approaches to muscle repair and regeneration.

יישומים של<em&gt; In vivo</em&gt; בדיקות פונקציונליות של עכברוש השוקה הקדמי להערכת רקמות מהונדסות תיקון שרירי שלד

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

Bioengineering

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels). The present protocol describes how this method can be used to stimulate the posterior tibial nerve that activates plantar flexor muscles. Percutaneous electrical nerve stimulation consists of inducing an electrical stimulus to a motor nerve to evoke a muscular response. Direct (M-wave) and/or indirect (H-reflex) electrophysiological responses can be recorded at rest using surface electromyography. Mechanical (twitch torque) responses can be quantified with a force/torque ergometer. M-wave and twitch torque reflect neuromuscular transmission and excitation-contraction coupling, whereas H-reflex provides an index of spinal excitability. EMG activity and mechanical (superimposed twitch) responses can also be recorded during maximal voluntary contractions to evaluate voluntary activation level. Percutaneous nerve stimulation provides an assessment of neuromuscular function in humans, and is highly beneficial especially for studies evaluating neuromuscular plasticity following acute (fatigue) or chronic (training/detraining) exercise.

We present a protocol to assess changes in neuromuscular function. Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method that evokes muscular responses. Electrophysiological and mechanical properties of these responses permit the evaluation of neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels).

הערכה של תפקוד העצבי באמצעות גירוי עצבי חשמלי Percutaneous

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is impaired, such as aging and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Here we describe an experimental protocol that can be used to measure NMJ functionality by combining two types of electrical stimulation: direct muscle membrane stimulation and the stimulation through the nerve. The comparison of the muscle response to these two different stimulations can help to define, at the functional level, potential alterations in the NMJ that lead to functional decline in muscle.
Ex vivo preparations are suited to well-controlled studies. Here we describe an intensive protocol to measure several parameters of muscle and NMJ functionality for the soleus-sciatic nerve preparation and for the diaphragm-phrenic nerve preparation. The protocol lasts approximately 60 min and is conducted uninterruptedly by means of a custom-made software that measures the twitch kinetics properties, the force-frequency relationship for both muscle and nerve stimulations, and two parameters specific to NMJ functionality, i.e. neurotransmission failure and intratetanic fatigue. This methodology was used to detect damages in soleus and diaphragm muscle-nerve preparations by using SOD1G93A transgenic mouse, an experimental model of ALS that ubiquitously overexpresses the mutant antioxidant enzyme superoxide dismutase 1 (SOD1).

A functional assessment of the neuromuscular junction (NMJ) can provide essential information on the communication between muscle and nerve. Here we describe a protocol to comprehensively evaluate both the NMJ and muscle functionality using two different muscle-nerve preparations, i.e. soleus-sciatic and diaphragm-phrenic.

מדידת פונקציונליות צומת עצב-שריר

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is ...

Murine Flexor Tendon Injury and Repair Surgery

Tendon connects skeletal muscle and bone, facilitating movement of nearly the entire body. In the hand, flexor tendons (FTs) enable flexion of the fingers and general hand function. Injuries to the FTs are common, and satisfactory healing is often impaired due to excess scar tissue and adhesions between the tendon and surrounding tissue. However, little is known about the molecular and cellular components of FT repair. To that end, a murine model of FT repair that recapitulates many aspects of healing in humans, including impaired range of motion and decreased mechanical properties, has been developed and previously described. Here an in-depth demonstration of this surgical procedure is provided, involving transection and subsequent repair of the flexor digitorum longus (FDL) tendon in the murine hind paw.&#160;This technique can be used to conduct lineage analysis of different cell types, assess the effects of gene gain or loss-of-function, and to test the efficacy of pharmacological interventions in the healing process. However, there are two primary limitations to this model: i) the FDL tendon in the mid-portion of the murine hind paw, where the transection and repair occur, is not surrounded by a synovial sheath. Therefore this model does not account for the potential contribution of the sheath to the scar formation process. ii) To protect the integrity of the repair site, the FT is released at the myotendinous junction, decreasing the mechanical forces of the tendon, likely contributing to increased scar formation. Isolation of sufficient cells from the granulation tissue of the FT during the healing process for flow cytometric analysis has proved challenging; cytology centrifugation to concentrate these cells is an alternate method used, and allows for generation of cell preparations on which immunofluorescent labeling can be performed. With this method, quantification of cells or proteins of interest during FT healing becomes possible.

Flexor tendons in the hand are commonly injured, leading to impaired hand function. However, the scar-tissue healing response is not well characterized. A murine model of flexor tendon healing is demonstrated here. This model can enhance overall understanding of the healing process and assess therapeutic approaches to improve healing.

פגיעת גיד מכופף Murine וכירורגיה תיקון

Tendon connects skeletal muscle and bone, facilitating movement of nearly the entire body. In the hand, flexor tendons (FTs) enable flexion of the fingers ...

Medicine

Functional and Physiological Methods of Evaluating Median Nerve Regeneration in the Rat

The main goal of this investigation is to show how to create and repair different types of median nerve (MN) lesions in the rat. Moreover, different methods of simulating postoperative physiotherapy are presented. Multiple standardized strategies are used to assess motor and sensory recovery using an MN model of peripheral nerve lesion and repair, thus permitting easy comparison of the results. Several options are included for providing a postoperative physiotherapy-like environment to rats that have undergone MN injuries. Finally, the paper provides a method to evaluate the recovery of the MN using several noninvasive tests (i.e., grasping test, pin prick test, ladder rung walking test, rope climbing test, and walking track analysis), and physiological measurements (infrared thermography, electroneuromyography, flexion strength evaluation, and flexor carpi radialis muscle weight determination). Hence, this model seems particularly appropriate to replicate a clinical scenario, facilitating extrapolation of results to the human species.
Although the sciatic nerve is the most studied nerve in peripheral nerve research, analysis of the rat MN presents various advantages. For example, there is a reduced incidence of joint contractures and automutilation of the affected limb in MN lesion studies. Furthermore, the MN is not covered by muscle masses, making its dissection easier than that of the sciatic nerve. In addition, MN recovery is observed sooner, because the MN is shorter than the sciatic nerve. Also, the MN has a parallel path to the ulnar nerve in the arm. Hence, the ulnar nerve can be easily used as the nerve graft for repairing MN injuries. Finally, the MN in rats is located in the forelimb, akin to the human upper limb; in humans, the upper limb is the site of most peripheral nerve lesions.

Presented is a protocol to produce different types of median nerve (MN) lesions and repair in the rat. Additionally, the protocol shows how to evaluate the functional recovery of the nerve using several noninvasive behavioral tests and physiological measurements.

פונקציונלי ופיסיולוגי שיטות להערכת התחדשות העצב החציוני בחולדה

The main goal of this investigation is to show how to create and repair different types of median nerve (MN) lesions in the rat. Moreover, different ...

Maximum Isometric Tetanic Force Measurement of the Tibialis Anterior Muscle in the Rat

Traumatic nerve injuries result in substantial functional loss and segmental nerve defects often necessitate the use of autologous interposition nerve grafts. Due to their limited availability and associated donor side morbidity, many studies in the field of nerve regeneration focus on alternative techniques to bridge a segmental nerve gap. In order to investigate the outcomes of surgical or pharmacological experimental treatment options, the rat sciatic nerve model is often used as a bioassay. There are a variety of outcome measurements used in rat models to determine the extent of nerve regeneration. The maximum output force of the target muscle remains the most relevant outcome for clinical translation of experimental therapies. Isometric force measurement of tetanic muscle contraction has previously been described as a reproducible and valid technique for evaluating motor recovery after nerve injury or repair in both rat and rabbit models. In this video, we will provide a step-by-step instruction of this invaluable procedure for assessment of functional recovery of the tibialis anterior muscle in a rat sciatic nerve defect model using optimized parameters. We will describe the necessary pre-surgical preparations in addition to the surgical approach and dissection of the common peroneal nerve and tibialis anterior muscle tendon. The isometric tetanic force measurement technique will be detailed. Determining the optimal muscle length and stimulus pulse frequency is explained and measuring the maximum tetanic muscle contraction is demonstrated.

Evaluation of motor recovery remains the benchmark outcome measure in experimental peripheral nerve studies. The isometric tetanic force measurement of the tibialis anterior muscle in the rat is an invaluable tool to assess functional outcomes after reconstruction of sciatic nerve defects. The methods and nuances are detailed in this article.

מדידת כוח טטוני איזומטרי מקסימלית של שריר השוקיות בעכברוש

Traumatic nerve injuries result in substantial functional loss and segmental nerve defects often necessitate the use of autologous interposition nerve ...

Implantation and Control of Wireless, Battery-free Systems for Peripheral Nerve Interfacing

Peripheral nerve interfaces are frequently used in experimental neuroscience and regenerative medicine for a wide variety of applications. Such interfaces can be sensors, actuators, or both. Traditional methods of peripheral nerve interfacing must either tether to an external system or rely on battery power that limits the time frame for operation. With recent developments of wireless, battery-free, and fully implantable peripheral nerve interfaces, a new class of devices can offer capabilities that match or exceed those of their wired or battery-powered precursors. This paper describes methods to (i) surgically implant and (ii) wirelessly power and control this system in adult rats. The sciatic and phrenic nerve models were selected as examples to highlight the versatility of this approach. The paper shows how the peripheral nerve interface can evoke compound muscle action potentials (CMAPs), deliver a therapeutic electrical stimulation protocol, and incorporate a conduit for the repair of peripheral nerve injury. Such devices offer expanded treatment options for single-dose or repeated dose therapeutic stimulation and can be adapted to a variety of nerve locations.

This is a protocol for the surgical implantation and operation of a wirelessly powered interface for peripheral nerves. We demonstrate the utility of this approach with examples from nerve stimulators placed on either the rat sciatic or phrenic nerve.

השתלה ובקרה של מערכות אלחוטיות, נטולות סוללה להתממשקות עצבית היקפית

Peripheral nerve interfaces are frequently used in experimental neuroscience and regenerative medicine for a wide variety of applications. Such interfaces ...

Modified Spared Nerve Injury Surgery Model of Neuropathic Pain in Mice

Spared nerve injury (SNI) is an animal model that mimics the cardinal symptoms of peripheral nerve injury for studying the molecular and cellular mechanism of neuropathic pain in mice and rats. Currently, there are two types of SNI model, one to cut and ligate the common peroneal and the tibial nerves with intact sural nerve, which is defined as SNIs in this study, and another to cut and ligate the common peroneal and the sural nerves with intact tibial nerve, which is defined as SNIt in this study. Because the sural nerve is purely sensory whereas the tibial nerve contains both motor and sensory fibers, the SNIt model has much less motor deficit than the SNIs model. In the traditional SNIt mouse model, the common peroneal and the sural nerves are cut and ligated separately. Here a modified SNIt surgery method is described to damage both common peroneal and sural nerves with only one ligation and one cut with a shorter procedure time, which is easier to perform and reduces the potential risk of stretching the sciatic or tibial nerves, and produces similar mechanical hypersensitivity as the traditional SNIt model.

<meta charset="utf8"></head><body>מודל שונה של פגיעה עצבית ניצלת של כאב נוירופתי בעכברים

The modified surgery is a simplified method for mouse or rat spared nerve injury model that requires only one ligation and one cut to injure both common peroneal and sural nerves.

עצב שׁוֹקִיתִי השיטה פגיעה: A Assay אמין כדי לזהות מבחן הגורמים תיקון Neuromuscular הצומת

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video