Lo sviluppo di questo dispositivo è stato sostenuto dalla LISA Co., Louisville, Kentucky. Riconosciamo anche il supporto costante di Norton Healthcare, Louisville, KY a CBS, e NIH NS050243, NS052290, e NS059622 a XMX.

1. Preparazione degli animali e di applicazione dello stabilizzatore Spine Il mouse rachide cervicale è concava ventralmente come si vede dalla vista laterale. I processi spinosi da C3 a T1 sono piccoli e friabili e, pertanto, non sono adatti per la stabilizzazione vertebrale come comunemente descritto 3,4. Si consiglia di stabilizzazione della colonna vertebrale essere eseguita da fissazione faccetta laterale. Il dispositivo di fissaggio è costituito da una barra metallica a forma di U per sostenere il mouse e due bracci regolabili in acciaio inox che serrano a ciascuna sfaccettatura lateralmente. Questo fornisce un&#39;eccellente immobilizzazione della vertebra bersaglio. Dopo la fissazione spinale, la colonna vertebrale è leggermente elevata per appiattire la colonna vertebrale cervicale curvatura per fornire una migliore esposizione del midollo spinale. <ol><li> Sterilizzare i seguenti strumenti chirurgici: 2-3 paia di pinze, 2 paia di microscissors, un porta 30 ago G, sutura e ago, clip della pelle, e clip applicatore. Disinfettare lo stabilizzatore della colonna vertebrale. Anesthetize il mouse utilizzando un cocktail intraperitoneale di ketamina / xylazina (100 mg / 10 mg / kg). Radersi i capelli dal collo del mouse. </li><li> Dopo la pulizia della pelle con una soluzione di povidone-iodio e il 70% di alcol, spostare il mouse sul tavolo operatorio riscaldato con una piastra elettrica. Coprire gli occhi dell&#39;animale con pomata oftalmica per evitare l&#39;essiccazione della cornea. </li><li> Dopo induzione dell&#39;anestesia (raggiunto quando il mouse non risponde a un pizzico di coda), fare una incisione cutanea mediana cervicale posteriore dall&#39;occipite al grasso sottocutaneo-pad della colonna cervicale inferiore. Sotto ingrandimento, eseguire una incisione mediana tra i muscoli del trapezio in C2 e dividere i muscoli del capo semispinale. Identificazione del cuscinetto adiposo sottomuscolare facilita dissezione nello strato corretto. </li><li> Estendere la dissezione muscolare linea mediana caudalmente al processo spinoso T2 che serve come un punto di riferimento affidabile. Tagliare i muscoli attaccati alle vertebre T2 e rimuovere la porzione cartilaginea del T2processo spinoso. </li><li> Sezionare i muscoli paravertebrali dalla C2 attraverso le lamine T2 utilizzando una coppia di micro-forbici. Dissezione muscolare inizia adiacente ai processi spinosi e si estende bilateralmente alle faccette articolari. Separare i muscoli immediatamente adiacenti ai processi spinosi e lamine (nello strato periostale) per ridurre al minimo il sanguinamento. Dopo le sfaccettature laterali sono esposti, posizionare il mouse sul canale a forma di U della fase LISA. </li><li> Fissare i bracci in acciaio inox sotto le sfaccettature esposti bilateralmente. Una volta che le braccia sono in posizione, serrare le viti ad alette delle braccia di acciaio per immobilizzare la colonna vertebrale. Questo mantiene ferma la fissazione della vertebra di destinazione e fornisce ottima esposizione. I bracci possono essere regolati per fornire orientamento orizzontale precisa della colonna vertebrale. </li><li> Incidere il legamento giallo tra C5 e C6 per esporre alla base dura. Tra lo spazio interlaminare, usare un ago 30 G per creare un piccolo durotomia attraverso la quale sono posti a microscissorsestendere il durotomia. Il midollo spinale è ora pronto a subire la lacerazione lesione controllata. </li></ol> 2. La lacerazione del midollo spinale cervicale Uso del dispositivo LISA <ol><li> La larghezza dell&#39;allargamento midollo spinale cervicale varia a diversi livelli. Effettuare una lesione hemisection dorsale all&#39;altezza C5-6 usando una lama piatta 2,3 mm, impostare l&#39;ampiezza di vibrazione per coprire l&#39;intera larghezza del midollo spinale. Le lame sono ottenuti da Belle Science Tools Inc. (Foster City, CA) e modificate per lacerazione del midollo spinale. Mantenere l&#39;ampiezza dell&#39;oscillazione lama ≥ 0,5 mm come bassi livelli di ampiezza diminuirà la facilità di lacerazione cavo. </li><li> Posizionare lo stabilizzatore della colonna vertebrale e il mouse sul palco LISA. La lama è attaccato al LISA con la sua posizione controllata dal micro-coni capaci di tre archi di movimento. Componenti del LISA e le loro funzioni sono descritte in Figura 1. </li><li> Accendere lo switch blade-vibrazione su. Sotto magnificazione, spostare il mouse in modo che il midollo spinale esposti sia posizionato direttamente sotto la lama vibrante. </li><li> Elevare la fase di supporto del mouse verso la lama oscillante. La posizione &quot;0&quot; viene registrata quando la lama tocca appena la vena dorsale del midollo spinale. Misurare la profondità della lacerazione del midollo spinale rispetto alla posizione &quot;0&quot;. </li><li> Elevare la posizione di fase per il controllo micro-pilota: un giro di 360 ° della manopola micro-pilota eleva il palco da 0,25 mm. Così, una dorsale mm hemisection lesione 0,75 viene creato ruotando la manopola micro-pilota 3 volte. La precisione della lesione è ± 0,01 mm. Come la lama inizia a lacerare il midollo spinale, lubrificare il campo chirurgico con soluzione salina. La profondità di taglio del midollo spinale è controllata dal micro-pilota verticale ed è indipendente guida visiva. </li><li> Una volta che la profondità predeterminata è raggiunta, ruotare l&#39;interruttore a vibrazione off. Idealmente, la lama oscillante è posizionata nella ldivario esion senza evidenza di deformazione del tessuto. Abbassare il palco dalla lama di taglio e rimuovere il sangue e soluzione salina dal campo operatorio utilizzando cotone Q-tips. Emostasi avviene spontaneamente in &lt;1 min. </li><li> Rilasciare il mouse dalla stabilizzatore della colonna vertebrale. Approssimative dei muscoli paravertebrali con 6-0 sutura di seta e chiudere la pelle ferita usando l&#39;acciaio inossidabile Michel clip. </li></ol> 3. Animal Care <ol><li> Iniettare per via sottocutanea per un totale di 1-2 ml di soluzione fisiologica per mantenere un&#39;adeguata idratazione e posizionare il mouse nella gabbia di recupero su una piastra elettrica, mentre riprendere conoscenza. </li><li> Fornire acqua e morbido ad lib cibo e somministrare analgesici per 48 ore dopo l&#39;intervento. Non vi è alcuna necessità di cure vescica seguendo emisezione dorsale del midollo spinale. </li></ol>

<ol>
	<li>Blackmore, M., Letourneau, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+within+maturing+neurons+limit+axonal+regeneration+in+the+developing+spinal+cord.">Changes within maturing neurons limit axonal regeneration in the developing spinal cord.</a> J. Neurobiol. 66 (4), 348 (2006).</li><li>Blackmore, M. G., 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=Kruppel-like+Factor+7+engineered+for+transcriptional+activation+promotes+axon+regeneration+in+the+adult+corticospinal+tract.">Kruppel-like Factor 7 engineered for transcriptional activation promotes axon regeneration in the adult corticospinal tract.</a> Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 109 (19), 7517 (2012).</li><li>Carbajal, K. 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=Surgical+transplantation+of+mouse+neural+stem+cells+into+the+spinal+cords+of+mice+infected+with+neurotropic+mouse+hepatitis+virus.">Surgical transplantation of mouse neural stem cells into the spinal cords of mice infected with neurotropic mouse hepatitis virus.</a> J. Vis. Exp. (53), e2834 (2011).</li><li>Duhamel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+lumbar+and+cervical+spinal+cord+blood+flow+measurements+by+arterial+spin+labeling:+sensitivity+optimization+and+first+application.">Mouse lumbar and cervical spinal cord blood flow measurements by arterial spin labeling: sensitivity optimization and first application.</a> Magn. Reson. Med. 62 (2), 430 (2009).</li><li>Hermanns, S., Reiprich, P., Muller, H. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+spinal+cord+research+-+a+refined+strategy+for+the+International+Spinal+Research+Trust.">Progress in spinal cord research - a refined strategy for the International Spinal Research Trust.</a> Spinal Cord. 38 (8), 449 (2000).</li><li>Seitz, A., Aglow, E., Heber-Katz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recovery+from+spinal+cord+injury:+a+new+transection+model+in+the+C57Bl/6+mouse.">Recovery from spinal cord injury: a new transection model in the C57Bl/6 mouse.</a> J. Neurosci. Res. 67 (3), 337 (2002).</li><li>Sivasankaran, R., 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=PKC+mediates+inhibitory+effects+of+myelin+and+chondroitin+sulfate+proteoglycans+on+axonal+regeneration.">PKC mediates inhibitory effects of myelin and chondroitin sulfate proteoglycans on axonal regeneration.</a> Nat. Neurosci. 7 (3), 261 (2004).</li><li>Yu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitor+of+DNA+binding+2+promotes+sensory+axonal+growth+after+SCI.">Inhibitor of DNA binding 2 promotes sensory axonal growth after SCI.</a> Exp. Neurol. 231 (1), 38 (2011).</li><li>Zhang, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dural+closure,+cord+approximation,+and+clot+removal:+enhancement+of+tissue+sparing+in+a+novel+laceration+spinal+cord+injury+model.">Dural closure, cord approximation, and clot removal: enhancement of tissue sparing in a novel laceration spinal cord injury model.</a> J. Neurosurg. 100, 343 (2004).</li></ol>

<ol><li> Diversi autori (YPZ, XMX, CBS) hanno un interesse finanziario nella Louisville urto System, Inc. </li><li> Gli autori, Yi Ping Zhang, Lisa BE Shields e Christopher B. Shields, sono dipendenti di Norton Healthcare, Louisville, KY. Altri autori sono dipendenti di Indiana University, Indianapolis, IN. </li><li> Gli autori non hanno ricevuto finanziamenti da qualsiasi società che produce reagenti e strumenti utilizzati in questo articolo. </li></ol>

Stabilizzazione vertebrale prima lacerazione lesioni al midollo spinale è stato ottenuto fissazione dei processi spinosi. Sia la colonna vertebrale curva di lordosi cervicale e l&#39;attaccamento dei morsetti ai friabili brevi processi spinosi cervicali C3 attraverso T1 nel topo impediscono la stabilizzazione della colonna vertebrale efficace. Inoltre, l&#39;uso di una lametta o microscissors utilizzati sotto controllo manuale provoca deformazione dei tessuti significativo che crea variabilità nella profondità della lesione 6. Questo può portare alla errata interpretazione dei dati in particolare quando la rigenerazione assonale di percorsi specifici è studiato. Ad esempio, risparmiate dorsali assoni cortico possono essere erroneamente interpretati come assoni rigenerati se il dorsale tratto corticospinale non è stato completamente sezionato al momento della lesione. Queste sfide possono essere superate usando un dispositivo di stabilizzazione della colonna vertebrale con la fissazione per le sfaccettature di un unico livello e precisa lesione del midollo spinale. Inoltre, utilizzando ahigh frequenza lama oscillante produce una lacerazione affilato senza schiacciare o contusing l&#39;adiacente midollo spinale. Questo metodo è stato utilizzato per produrre lesioni spinali lacerazione spinale in ratti 9,12,14, con successive modifiche per produrre lacerazioni toracici midollo spinale nei topi 6. Nella presente comunicazione, si descrive il metodo di creazione affidabili lesioni cervicali lacerazione nel topo. Nella misura in cui il diametro anteroposteriore del midollo spinale è &lt;2 mm nel topo, profondità precise della lesione lacerazione sono fondamentali nella creazione di un modello sperimentale affidabile. Variabilità minima nella profondità della lesione si altera in modo significativo i risultati di esperimenti che valutano la rigenerazione degli assoni e studi volumetrici e comportamentali. La precisione della profondità lesione utilizzando questo metodo è ± 0,01 millimetri perché abbiamo usato microtrasduttori alta precisione per controllare la posizione della lama di taglio. Questo metodo ha ridotto l&#39;incoerenzaherent in altri modelli di creazione di una lacerazione SCI. Questo metodo è particolarmente utile nello studio rigenerazione assonale del midollo spinale lungo vie di trova nella metà dorsale del midollo spinale, come il tratto corticospinale, il tratto rubrospinal, e il tratto ascendente dorsale. Con questo metodo, questi tratti di fibre possono essere completamente affidabile e sezionato. A questo riguardo, errori di interpretazione dati sono minimizzati, migliorando così l&#39;affidabilità della comunicazione di studi sperimentali sulla SCI. In sintesi, abbiamo descritto una nuova tecnica per creare un modello in vivo riproducibile di lesione del midollo spinale cervicale lacerazione nel topo. Questa tecnica si basa sulla stabilizzazione colonna vertebrale fissaggio delle faccette cervicali e lacerazione del midollo spinale utilizzando una lama oscillante. Utilizzando questo metodo in una toracico del midollo spinale dorsale modello lacerazione nei topi 6, abbiamo dimostrato una stretta correlazione tra la profondità lacerazione, istologia, erecupero di comportamento. Tale tecnica è stata trovata anche per essere affidabili da molti altri laboratori di 2,12 componenti.

La disponibilità di topi geneticamente modificati è un potente strumento per identificare gli effetti dei geni specifici che svolgono un ruolo nei meccanismi di SCI. Lacerazione SCI è un importante modello utilizzato per esaminare gli agenti terapeutici o molecole che possono fornire un trattamento efficace a seguito di questo infortunio 8. Fissazione dei processi spinosi durante la creazione della lesione lacerazione nei topi è impreciso a causa della difficoltà nel cogliere i processi spinosi sottili e fragili coinvolti con il mantenimento fissazione spinale 5,11. Variabilità nella profondità della lacerazione di solo 0,2 mm (10% del diametro del midollo spinale topo) causa fuorviante interpretazione dei dati. La natura e l&#39;estensione del midollo spinale lacerazione lesione devono essere definiti con precisione 10. Per affrontare questa sfida, abbiamo sviluppato una nuova tecnica composta da stabilizzazione vertebrale e usato lame fabbricati collegati alla Louisville Injury Sistema Apparatus (LISA) per produrre una lacerazione SCI 7,14. Questo pregiudizio è stato creato utilizzando una lama oscillante tagliente che evita la deformazione del tessuto durante il processo di lacerazione. La profondità della lacerazione è stato preciso con una precisione di 0,01 mm utilizzando micro-driver che controllano la profondità lacerazione. Lame di taglio sono su ordine alle forme e larghezze specifiche per creare la lacerazione desiderato contorno 9. Dimostriamo 1) il metodo di esposizione colonna cervicale, 2) la tecnica di stabilizzazione vertebrale utilizzando un dispositivo di fissaggio bilaterale sfaccettatura, e 3) la creazione di una lesione lacerazione cervicale utilizzando una lama vibrante.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Mice vertebral stabilizer </td>
 <td>Louisville Impactor System</td>
 <td></td>
 <td>Stabilize and expose the cervical vertebra</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LISA vibraknife </td>
 <td>Louisville Impactor System</td>
 <td></td>
 <td>Produce the laceration injury of the cervical spinal cord</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Spring Scissors</td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>15013-12</td>
 <td>Skin and trapezius muscle incision</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Spring Scissors</td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>15023-10</td>
 <td>Separate muscles from the laminae</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Spring Scissors</td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>15002-08</td>
 <td>Incision of dura</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Graefe forceps </td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>11154-10</td>
 <td>Retract skin</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dumont #7 forceps </td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>11274-20</td>
 <td>Muscle retraction (tip modified)(Fig. A)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dumont SS forceps </td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>11203-25</td>
 <td>Fixation of vertebra (tip modified )(Fig.B)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>30G needle </td>
 <td>Becton Dickenson</td>
 <td>305106</td>
 <td>Create a dural opening </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>6-0 suture </td>
 <td>Ethicon </td>
 <td>8806H</td>
 <td>Close muscle and fascial layers </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>wound clip </td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>12031-07</td>
 <td>Skin closure</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tribromoethanol (Avertin)</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>90710-10G</td>
 <td>Anesthetic agent</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Louisville Impactor System, Inc, 210 E. Gray St., Suite 1102, Louisville, KY 40202, (502) 629-5510, E-mail: <a href="mailto:cbshields1@gmail.com">cbshields1@gmail.com</a>
 Fine Science Tools (USA), Inc, 373-G Vintage Park Drive, Foster City, CA 94404-1139, (800) 521-2109, E-mail: <a href="mailto:info@finescience.com">info@finescience.com</a> 
 Becton Dickenson, 1 Becton Drive, Franklin Lakes, NJ USA 07417, (201) 847-6800 Ethicon, Route 22 West,
 Somerville, NJ 08876 1-877-ETHICON 
 Sigma-Aldrich Corp. 
 St. Louis, MO, USA, 63178 (314) 771-5765, E-mail: cssorders@sial.com</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Figure A is the modified Dumont #7 forceps; B is the modified Dumont SS forceps.</td>
 </tr>
 </tbody>
 </table>

controlled cervical laceration injury in mice

Uso di topi geneticamente modificati, migliora la nostra comprensione dei meccanismi molecolari alla base di molti disturbi neurologici come una lesione del midollo spinale (SCI). Controllo manuale mano libera utilizzato per produrre un modello di lacerazione SCI crea lesioni incoerenti spesso associati a un componente di schiacciamento o contusione e, quindi, una nuova tecnica è stata sviluppata. Il nostro modello di lacerazione cervicale SCI ha risolto le difficoltà inerenti con il metodo a mano libera, incorporando 1) cervicale stabilizzazione vertebrale del fissazione vertebrale sfaccettatura, 2) l&#39;esposizione maggiore del midollo spinale, e 3) la creazione di una lacerazione riproducibile del midollo spinale con una lama oscillante con una precisione di ± 0,01 mm di profondità senza contusione associata. Rispetto ai metodi standard di creazione di una lacerazione SCI come l&#39;uso a mano libera di un bisturi o forbici, il nostro metodo ha prodotto una lesione coerente. Questo metodo è utile per studi sulla rigenerazione assonale di corticospinale, rubrospinal e dorsali tratti ascendenti.

Immobilizzazione della vertebra bersaglio è di grande importanza nel generare lesioni precisi del midollo spinale mouse. Il nostro dispositivo di stabilizzazione della colonna vertebrale di superare i problemi anatomici di brevi processi spinosi e lordosi ventrale del mouse del rachide cervicale. Le vertebre cervicali sono ben esposti utilizzando la nostra colonna vertebrale cervicale stabilizzatore (Figura 2). La nostra colonna vertebrale topo dispositivo stabilizzatore è una tecnica affidabile per preparare la colonna vertebrale per procedure cervicali del midollo spinale. La profondità della lesione utilizzando il LISA è preciso a 0,01 mm 6,13. La lacerazione non causa precisa contusione all&#39;interfaccia lesione / tessuto (Figura 3). La precisione delle lesioni hemisection dorsali stata dimostrata in topi C57BL / 6 in uno studio sulla rigenerazione assonale in cui una profonda lacerazione 0,9 millimetri estende appena oltre il canale centrale in ciascun campione confermato da sezioni patologiche del midollo spinale 1. Locomozione di tutti questi animali recuperareed a seguito di questo infortunio lacerazione del midollo spinale. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig1.jpg" /> Figura 1. (A) il mouse nella colonna vertebrale stabilizzatore posto sul palco LISA. La lama vibrante è diretta verso il midollo spinale ad essere lacerato. Controlli micro-driver si trovano sotto il palco e sono progettati per posizionare il mouse nel sito appropriato. Il micro-pilota verticale controlla la profondità della lesione, e la manopola inclinando controlla il piano orizzontale del midollo spinale per prevenire angolazione della lacerazione. L&#39;interruttore on-off controlla il motore di vibrazione, e un&#39;altra manopola regola la sua ampiezza. (B) A 0,75 millimetri emisezione dorsale lacerazione lesione tagliato sotto archi lamellari intatte. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig2.jpg" /> Figura 2. </strong&gt; (A) Lo stabilizzatore dorso topo costituito da una canalina a U e due bracci e connettori. Il mouse viene posizionato nel trogolo C utilizzato per SCI cervicale e nel trogolo per T toracica SCI. (B) La colonna cervicale è fissato posizionando le braccia sotto le sfaccettature laterali e poi bloccando le viti ad alette. La dura madre è esposto tra le lamine di C5-6, C6-7, e C7-T1 senza asportazione di osso. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig3.jpg" /> Figura 3. Quattro lacerazioni dorsali del midollo spinale a profondità di 0.5, 0.8, 1.1 e 1,4 millimetri osservati nella vista sagittale (cresolo-viola ed eosina), raffigurante l&#39;elevato grado di precisione utilizzando questa tecnica.

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Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Una nuova tecnica per creare una riproducibile<em&gt; In vivo</em&gt; Modello di lesione lacerazione del midollo spinale cervicale nel topo è descritto. Questa tecnica si basa sulla stabilizzazione colonna vertebrale fissaggio delle faccette cervicali e lacerazione del midollo spinale utilizzando una lama oscillante con una precisione di ± 0,01 mm.

Controllata cervicale lesioni lacerazione nei topi

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

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Research

JoVE Journal

Medicine

16.5K Views.  Norton Healthcare. Una nuova tecnica per creare una riproducibile In vivo Modello di lesione lacerazione del midollo spinale cervicale nel topo è descritto. Questa tecnica si basa sulla stabilizzazione colonna vertebrale fissaggio delle faccette cervicali e lacerazione del midollo spinale utilizzando una lama oscillante con una precisione di ± 0,01 mm.

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Pressure Controlled Ventilation to Induce Acute Lung Injury in Mice

Murine models are extensively used to investigate acute injuries of different organs systems (1-34). Acute lung injury (ALI), which occurs with prolonged mechanical ventilation, contributes to morbidity and mortality of critical illness, and studies on novel genetic or pharmacological targets are areas of intense investigation (1-3, 5, 8, 26, 30, 33-36). ALI is defined by the acute onset of the disease, which leads to non-cardiac pulmonary edema and subsequent impairment of pulmonary gas exchange (36). We have developed a murine model of ALI by using a pressure-controlled ventilation to induce ventilator-induced lung injury (2). For this purpose, C57BL/6 mice are anesthetized and a tracheotomy is performed followed by induction of ALI via mechanical ventilation. Mice are ventilated in a pressure-controlled setting with an inspiratory peak pressure of 45 mbar over 1 - 3 hours. As outcome parameters, pulmonary edema (wet-to-dry ratio), bronchoalveolar fluid albumin content, bronchoalveolar fluid and pulmonary tissue myeloperoxidase content and pulmonary gas exchange are assessed (2). Using this technique we could show that it sufficiently induces acute lung inflammation and can distinguish between different treatment groups or genotypes (1-3, 5). Therefore this technique may be helpful for researchers who pursue molecular mechanisms involved in ALI using a genetic approach in mice with gene-targeted deletion.

A murine model for ventilator induced lung injury is an important tool to study an acute lung injury in vivo. Here, we report an easy applicable in situ model for acute lung injury using high-pressure mechanical ventilation to induce acute failure of the lung.

Pressione di ventilazione controllata per indurre lesioni polmonari acute nei topi

Murine models are extensively used to investigate acute injuries of different organs systems (1-34). Acute lung injury (ALI), which occurs with prolonged ...

Ricerca

Medicina

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.

Intraspinale trapianto di cellule cervicali targeting per corno ventrale nella Sclerosi Laterale Amiotrofica e le lesioni traumatiche del midollo spinale

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

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.

Un modello contusivo unilaterale di lesioni del midollo spinale cervicale Uso della Impactor Infinite Horizon

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

Ischemia-reperfusion Model of Acute Kidney Injury and Post Injury Fibrosis in Mice

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often unreported mortality rates that may confound analyses. Bilateral renal pedicle clamping is commonly used to induce IR-AKI, but differences between effective clamp pressures and/or renal responses to ischemia between kidneys often lead to more variable results. In addition, shorter clamp times are known to induce more variable tubular injury, and while mice undergoing bilateral injury with longer clamp times develop more consistent tubular injury, they often die within the first 3 days after injury due to severe renal insufficiency. To improve post-injury survival and obtain more consistent and predictable results, we have developed two models of unilateral ischemia-reperfusion injury followed by contralateral nephrectomy. Both surgeries are performed using a dorsal approach, reducing surgical stress resulting from ventral laparotomy, commonly used for mouse IR-AKI surgeries. For induction of moderate injury BALB/c mice undergo unilateral clamping of the renal pedicle for 26 min and also undergo simultaneous contralateral nephrectomy. Using this approach, 50-60% of mice develop moderate AKI 24 hr after injury but 90-100% of mice survive. To induce more severe AKI, BALB/c mice undergo renal pedicle clamping for 30 min followed by contralateral nephrectomy 8 days after injury. This allows functional assessment of renal recovery after injury with 90-100% survival. Early post-injury tubular damage as well as post injury fibrosis are highly consistent using this model.

We describe models of moderate and severe ischemia-reperfusion-induced kidney injury in which the mice undergo unilateral renal pedicle clamping followed by simultaneous or delayed contralateral nephrectomy, respectively. These models consistently give rise to renal dysfunction and post-injury fibrosis, but injury severity and survival are dependent on mouse background, age and surgical equipment.

Ischemia-riperfusione Modello di danno renale acuta e post Infortunio fibrosi nei topi

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often ...

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.

Un modello murino di cervicale lesioni del midollo spinale per studiare post-lesionale respiratoria neuroplasticità

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.

Controllata corticale modello Impact per trauma cranico

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

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

Spinal cord injuries (SCI) cause serious neurological impairment and psychological, economic, and social consequences for patients and their families. Clinically, more than 50% of SCI affect the cervical spine1. As a consequence of the primary injury, a cascade of secondary mechanisms including inflammation, apoptosis, and demyelination occur finally leading to tissue scarring and development of intramedullary cavities2,3. Both represent physical and chemical barriers to cell transplantation, integration, and regeneration. Therefore, shaping the inhibitory environment and bridging cavities to create a supportive milieu for cell transplantation and regeneration is a promising therapeutic target4. Here, a contusion/compression model of cervical SCI using an aneurysm clip is described. This model is more clinically relevant than other experimental models, since complete transection or ruptures of the cord are rare. Also in comparison to the weight drop model, which in particular damage the dorsum columns, circumferential compression of the spinal cord appears advantageous. Clip closing force and duration can be adjusted to achieve different injury severity. A ring spring facilitates precise calibration and constancy of clip force. Under physiological conditions, synthetic self-assembling peptides (SAP) self-assemble into nanofibers and thus, are appealing for application in SCI5. They can be injected directly into the lesion minimizing damage to the cord. SAPs are biocompatible structures erecting scaffolds to bridge intramedullary cavities and thus, equip the damaged cord for regenerative treatments. K2(QL)6K2 (QL6) is a novel SAP introduced by Dong et al.6 In comparison to other peptides, QL6 self-assembles into &#946;-sheets at neutral pH6.14 days after SCI, after the acute stage, SAPs are injected into the center of the lesion and neural precursor cells (NPC) are injected into adjacent dorsal columns. In order to support cell survival, transplantation is combined with continuous subdural administration of growth factors by osmotic micro pumps for 7 days.

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.

Utilizzo sinergico delle cellule neurali e precursori peptidi autoassemblanti in Sperimentale Cervical Spinal Cord Injury

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

Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies this model by avoiding challenging suture anastomoses of small vessels thereby reducing warm ischemia time. In comparison to abdominal graft implantation the cervical model is less invasive and the implanted graft is easily accessible for further follow-up examinations. Anastomoses are performed by pulling the ascending aorta of the graft over the cuff with the recipient&#8217;s common carotid artery and by pulling the main pulmonary artery over the cuff with the external jugular vein. Selection of appropriate cuff size and complete mobilization of the vessels are important for successful revascularization. Ischemia-reperfusion (I/R) injury can be minimized by perfusing the graft with a cardioplegic solution and by hypothermia. In this article, we provide technical details for a simplified and improved cuff technique, which should allow surgeons with basic microsurgical skills to perform the procedure with a high success rate.

The cuff technique shortens and facilitates the model of heterotopic cervical heart transplantation in mice by avoiding technically challenging suture anastomoses of small vessels. The technical details shown in this video paper should allow researches to establish this model in their laboratories.

Eterotopico cervicale trapianto cardiaco nei topi

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies ...

A Repetitive Concussive Head Injury Model in Mice

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of knowledge on the injury and its effects. To develop a better understanding of concussions, animals are often used because they provide a controlled, rigorous, and efficient model. Studies have adapted traditional animal models to perform mTBI to stimulate mild injury severity by changing the injury parameters. These models have been used because they can produce morphologically similar brain injuries to the clinical condition and provide a spectrum of injury severities. However, they are limited in their ability to present the identical features of injuries in patients. Using a traditional impact system, a repetitive concussive injury (rCHI) model can induce mild to moderate human-like concussion. The injury degree can be determined by measuring the period of loss of consciousness (LOC) with a sign of a transient termination of breathing. The rCHI model is beneficial to use for its accuracy and simplicity in determining mTBI effects and potential treatments.

Concussion presents the most common type of traumatic brain injury. Therefore, a repetitive concussive animal model, which replicates the important features of an injury in patients, may provide a means to study concussion in a rigorous, controlled, and efficient manner.

Un ripetitivo Concussive trauma cranico Modello nei topi

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. Moreover, by rupture of the defective vascular wall, atherosclerosis induces occlusive thrombus formation, which represents the main cause of myocardial infarction or stroke and the most frequent cause of death. Despite the advances in the cardiovascular field, many questions remain unanswered, and additional basic research is essential to improve our understanding of the molecular mechanisms during atherosclerosis and its effects. Due to limited clinical studies, there is a need for representative animal models recreating atherosclerotic conditions such as neointima formation after stent implantation, balloon angioplasty, or endarterectomy. Since the mouse presents many advantages and is the most frequently used model for studying molecular processes, the current study proposes an invasive procedure of endothelial denudation, also known as the wire-injury model, which is representative of the human condition of neointima formation in arteries after revascularization procedures.

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The &quot;Wire-Injury&quot; Model

This study describes an invasive procedure for the induction of accelerated atherosclerosis in mice. In comparison to other methods using electric- or cryo-induced injury, mechanical-induced injury mimics the human condition of restenosis after revascularization therapies and is ideal for the study of the molecular mechanisms involved.

Induzione di aterosclerosi accelerata nei topi: il modello "Wire-Injury"

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...