1。動物を保持するためのフレームとクランプデザイン：セットアップ<ol><li>動物を保持するフレームとクランプは無限の地平線（IH）脊髄損傷のインパクを収容するためにカスタム設計されました。 </li><li>フレームのベースは、IH機器（ 図1A）に標準装備されているテーブルのガイドブラケットに収まるようにするために以下の寸法（30.2センチ×20.3センチメートル×1.3センチ）にカットアルミプラットフォームです。 </li><li>四Flexaframeサポートフットプレート（フィッシャーサイエンティフィック、トロント、ON）プラットフォームに接続されていると8 Flexaframeサポートロッド（フィッシャーサイエンティフィック、トロント、ON、30.5 cm）の8 Flexaframeサポートコネクタ（ 図1B）を使用して組み立てられています。 </li><li>中央の2本のロッドに接続された2つの追加のFlexaframeサポートコネクタ、家カスタムメイドは、クランプ（ 図1B）が保持しています。 </li><li>動物の脊髄は、垂直面に対して回転することによって角度がキーピンによって確立されグラムの場所で水平ロッドの一方と他方の水平ロッド（ 図2）の高さを変化させる。 </li><li>クランプは高いと堅くC4からC6（ 図1C）の横突起の下でホールドをつかむために設計された7.6ミリメートルの顎の長さ35.6ミリメートル、25.4ミリメートルです。クランプの設計に関するその他の詳細については、Choo ら 、2009年以前に記載されている。 </li></ol> 2。手術<ol><li> 300〜350グラムの重量を量る雄Sprague Dawleyラット（チャールス·リバー）は、酸素（1 L /分）（誘導4％、メンテナンスのため2％）イソフルランで麻酔した。 </li><li>動物が麻酔の面の下になったら、動物を定位フレーム（Kopfは、タハンガ、CA）に配置されます。 </li><li>リドカインの手術0.4mLを（20 mg / mLの。Bimeda - MTCアニマルヘルス株式会社、ケンブリッジ、オンタリオ、カナダ）の間に出血を最小限に抑えるためにエピネフリンとは、dorsumの複数形で手術部位の周りに筋肉内注射されていlの頸部。 </li><li> 4〜5センチメートル背側正中切開は頭蓋骨の底部から開始し、尾側に拡張し、滅菌したメス（＃15）を使用して行われます。 </li><li>滅菌アドソン鉗子は、ぶっきらぼうに背骨に到達するために背側の筋肉を介して解剖するために使用され、無菌のALMトラクター（ファイン科学ツール、ノースバンクーバー、BC）は筋肉が広げ維持するために挿入されます。 </li><li>第15位メスを用いて、C4-C7のラミナを重ねて筋肉が正中線で開始し、横方向にそれらを席巻し、掻きされています。 </li><li>滅菌したメス（＃15）切開は、C6にC4の横突起の下にクランプを合わせるために背骨の両側に横突起に取り付けられた筋肉に行われています。 </li><li>無菌の罰金フリードマン·ピアソン骨鉗子（ファイン科学ツール、ノースバンクーバー、BC）傾けて、左C5ラミナは、慎重に硬膜と脊髄を視覚化するために削除されます。 </li><li> 1.5ミリメートルの直径を有するロッドは腕の下にスライドさせるこれにより、わずかに背骨を引き上げ、クランプの挿入を容易にし、動物を下支えする。 </li><li> C6にC4の横方向の横突起の上に無菌クランプの顎をマウントし、ネジを締めます。 </li><li> ALMのトラクターを削除します。 </li></ol> 3。脊髄損傷<ol><li>クランプは動物にマウントされた後、動物はIHインパクターに移動​​されます。 </li><li>クランプは水平方向のオフ22.5°の角度（ 図2）で固定されたフレームの2つの真ん中の棒上の金属ホルダーに挿入されます。 </li><li>動物が平らになるまで（VWR、ミシサガ、ON）、安定した高さ調整機能を提供し、シザーズジャッキは、最大発生します。 </li><li>クランプは、クランプの上に小さなシリンダーレベルを置くことによって、ネジを締めて水平であることを確認してください。これは、すべてのネジが締まっているとセットがアップ、任意の移動を伴わない剛体であることが重要である。 </li><li>手順の残りの部分は、MICRの下に行われているoscope（ライカMZ8）。 </li><li>インパクターの先端の中心がC6棘突起の頂部の上にホバリングされるまで、IHインパクター上の垂直調整ノブと2の水平調整ノブを使用したインパクターの先端（直径15ミリメートル、丸みを帯びたオフエッジを持つ）を下げるとを目指しています。 </li><li>インパクターの先端が中央に配置されたら、y軸調整つまみ1とC5の中心にインパクターの先端を移動するには左側とx軸の水平方向の調整ノブに横方向に先端を移動するには、2つの第5ターン（1.4 mm）をオンにします。 </li><li>それがインパクターの先端が灰白質の外側半分を目指していることを確認するだけ硬膜上になるまで先端を下げます。 </li><li> 2は、硬膜上に先端4mmを高めるためになり、垂直調整ノブを回します。 </li><li>インパクトエリアは、綿棒やスティックを使って、乾燥していることを確認してください。 </li><li>プログラムに150 kdynに所望の力を設定し、衝突をトリガするために &quot;スタートの実験&quot;をクリックしてください。 </li><li>負傷した後、傷はレーで閉じられます5から0 vicryl縫合糸を使用したRS。ブプレノルフィン（0.03 mg / kgのSC、Temgesic、シェリング·プラウ·コーポレーション、ケニルワース、NJ）と生理食塩水（10mL）を、手術後二日間前に二回、毎日皮下投与されています。動物は密接に2週間と6週間後に怪我のために一週間1日2回監視されています。 </li></ol> 4。代表的な結果 300〜350グラムの重さ二十九雄Sprague Dawleyラット（チャールス·リバー）を150 kdynの力設定で負傷した。インパクターの先端は垂直の22.5°からの角度で、正中線の外側1.4ミリメートルを目的とした。実際の力は155.55であった±0.73 kdynを意味します。平均変位は1512.72であった±27.86μmであり、速度は120.24であった±0.52 mm /秒（ 図3）。 行動アウトカム指標機能回復は、テストをグルーミング、水平方向のラダーテスト、シリンダーの飼育試験を用いて評価したとモントーヤの階段テスト1を変更しました 。動物が怪我する前に訓練を受け、2、4、6週間後に傷害で評価した。実験期間を通じて持続的な重要な前肢の減損があった。 不規則な間隔の水平方向のラダーを越えて横断しながら水平方向のラダーテストは怪我する前に、動物は同側の前肢でのみ4.75±0.73パーセントの誤りを犯した。損傷後、動物は前肢エラーの割合の著しい増加を示した。同側の前肢パーセントの誤差はそれぞれ26.97±2.92パーセント、26.23±2.84パーセントと22.06±2.05パーセント2で、4〜6週間後の傷害、（ 図4A）であった。重要なのは、このテストで前肢障害は6週間持続した。 シリンダー飼育試験。探査時に同側の前肢（左+の両方）の使用率SCI後に有意に減少した。怪我する前に、動物は同側の前肢75.12±2.25％を使用。傷害後の動物は、同側の前肢8.59±2週間で1.80パーセント、14.25±2.65パーセント4週間と11.76±6週間（ 図4B）で2.66パーセントを使用していました。 モントーヤ階段試験を変更しました。同側の前肢で取得したペレットの数は、損傷後劇的に減少した。怪我する前に、動物は84.85を集め±食品の報酬の2.88パーセントです。しかし、2、4、6週間後のけがで、動物だけで30.91を取得±4.03パーセント、28.94±4.38パーセントと25.86±ペレット（ 図4C）の3.09パーセントです。 テストをグルーミング。損傷後のグルーミングスコアの劇的な減少がありました。 2.00±0.17、4週：1.83±0.17と6週間：1.79±0.11（ ふぃぎゅ SCI後、同側のグルーミングスコアは2週間でした再4D）。 組織の成​​果白質とグレー物質温存。 150 kdynの力、22.5°および1.4 mmの横方向の目標の角度で脊髄損傷の例を図5に示されています。傷害は同側灰白質と白質に重大な障害をもたらした。皮質と赤核脊髄路の両方が負傷したと29の動物のうち23は、同側に含まれる実質の損傷を持っていた。白と灰白質の損傷の縦方向の範囲は吻方2400尾2400（ 図6）であった。白と灰白質の温存の &quot;累積普及&quot;（2000μmの吻側と震源の尾）の総推定を提供するためにセクションを追加する場合は、同側にのみ免れる白質51.8％、灰白質の39.7％を持っていた残りの反対側（ 図6）と比較されます。 &lt;IMG ALT = &quot;図1&quot; SRC = &quot;/ files/ftp_upload/3313/3313fig1.jpg&quot; /&gt; 図1。無限の地平線脊髄損傷インパクター。A.全体的な無限の地平線インパクターと設定します。 B.フレームを設定します。子宮頸部横突起を保持するためのクランプのC.クローズアップ画像。クランプ：D.仕様（インチ単位）。の推奨許容値&lt;0.002（Choo ら 2009）。 <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3313/3313fig1large.jpg" target="_blank">拡大図を表示するには、ここをクリックしてください</a> 。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig2.jpg" /> 図2。A.イラストと1.4ミリメートルの横を目的とし、0°（中性）AまたはB 22.5°の脊髄の回転を達成するために設定に対応するフレーム。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig3.jpg" /> 図3。無限の地平線インパクターの代表的な力と変位のグラフ。アローIインパクターの先端が20 kdynと変位の記録が開始されたポイントに達したことを時​​間をndicates。実際の力は、力対時間曲線のピークから読み取られると、それに対応する変位が計算されます。下のグラフは、典型的な150 kdyn挫傷、A.変位対時間のグラフ、B.力対時間のグラフを描いています。これらのグラフは、実際の達成力は152 kdynだったことを示し、コードへのインパクターの変位は、1287程度であることが測定された。 <a href="/files/ftp_upload/3313/3313fig3large.jpg" target="_blank">拡大図を表示するには、ここをクリックしてください</a> 。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig4.jpg" /> 図4。 150 kdynの力、22.5°と正中線の左の1.4ミリメートルの目的のインパク角度のための行動アセスメント。A.水平方向のラダーをテストします。 B.シリンダー飼育試験。 C.変更されたモントーヤの階段をテストします。 D.テストをグルーミング。同側の前肢が重要とsustaiの結果NED障害は反対側の前肢に比べて。 <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig5.jpg" /> 図5。吻側1600μmから尾1600μmの脊髄損傷の代表的な画像。 <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig6.jpg" /> 図6。組織学的評価。A. ％が白と灰白質免れる。被害の震源の2000μm付近の問題は、主に免れた。被害の震源の2000μm以内免れるB.累積白と灰白質。同側の側が大幅に少ない反対側に比べて、白と灰白質を免れていました。 <a href="/files/ftp_upload/3313/3313fig6large.jpg" target="_blank">拡大図を表示するには、ここをクリックしてください</a> 。

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	<li>Lee, J. H., Tigchelaar, S., Liu, J., Stammers, A. M., Streijger, F., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lack+of+neuroprotective+effects+of+simvastatin+and+minocycline+in+a+model+of+cervical+spinal+cord+injury.">Lack of neuroprotective effects of simvastatin and minocycline in a model of cervical spinal cord injury.</a> Exp. Neurol. 225, 219-230 (2010).</li><li>Kwon, B. K., Hillyer, J., Tetzlaff, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translational+research+in+spinal+cord+injury:+a+survey+of+opinion+from+the+SCI+community.">Translational research in spinal cord injury: a survey of opinion from the SCI community.</a> J. Neurotrauma. 27, 21-33 (2010).</li><li>Gensel, J. C., Tovar, C. A., Hamers, F. P., Deibert, R. J., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+histological+characterization+of+unilateral+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+rats.">Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats.</a> J. Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).</li><li>Kwon, B. K., Borisoff, J. F., Tetzlaff, 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+targets+for+therapeutic+intervention+after+spinal+cord+injury.">Molecular targets for therapeutic intervention after spinal cord injury.</a> Mol. Interv. 2, 244-258 (2002).</li><li>Allen, A. 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Y., Schallert, T., Murray, M., Tessler, A., Fischer, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplants+of+fibroblasts+genetically+modified+to+express+BDNF+promote+regeneration+of+adult+rat+rubrospinal+axons+and+recovery+of+forelimb+function.">Transplants of fibroblasts genetically modified to express BDNF promote regeneration of adult rat rubrospinal axons and recovery of forelimb function.</a> J. Neurosci. 19, 4370-4387 (1999).</li><li>Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. 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T., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cervical+motoneuron+topography+reflects+the+proximodistal+organization+of+muscles+and+movements+of+the+rat+forelimb:+a+retrograde+carbocyanine+dye+analysis.">Cervical motoneuron topography reflects the proximodistal organization of muscles and movements of the rat forelimb: a retrograde carbocyanine dye analysis.</a> J. Comp. Neurol. 419, 286-296 (2000).</li><li>Sandrow, H. R., Shumsky, J. S., Amin, A., Houle, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aspiration+of+a+cervical+spinal+contusion+injury+in+preparation+for+delayed+peripheral+nerve+grafting+does+not+impair+forelimb+behavior+or+axon+regeneration.">Aspiration of a cervical spinal contusion injury in preparation for delayed peripheral nerve grafting does not impair forelimb behavior or axon regeneration.</a> Exp. Neurol. 210, 489-500 (2008).</li><li>Popovich, P. G., Lemeshow, S., Gensel, J. C., Tovar, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independent+evaluation+of+the+effects+of+glibenclamide+on+reducing+progressive+hemorrhagic+necrosis+after+cervical+spinal+cord+injury.">Independent evaluation of the effects of glibenclamide on reducing progressive hemorrhagic necrosis after cervical spinal cord injury.</a> Exp. Neurol. 233, 615-622 (2012).</li><li>Dunham, K. A., Siriphorn, A., Chompoopong, S., Floyd, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+graded+cervical+hemicontusion+spinal+cord+injury+model+in+adult+male+rats.">Characterization of a graded cervical hemicontusion spinal cord injury model in adult male rats.</a> J. Neurotrauma. 27, 2091-2106 (2010).</li><li>Lee, J. H., Roy, J., Sohn, H. M., Cheong, M., Liu, J., Stammers, A. T., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnesium+in+a+polyethylene+glycol+formulation+provides+neuroprotection+after+unilateral+cervical+spinal+cord+injury.">Magnesium in a polyethylene glycol formulation provides neuroprotection after unilateral cervical spinal cord injury.</a> Spine (Phila Pa 1976). 35, 2041-2048 (2010).</li><li>Alstermark, B., Isa, T., Lundberg, A., Pettersson, L. G., Tantisira, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+low+pyramidal+lesions+on+forelimb+movements+in+the+cat.">The effect of low pyramidal lesions on forelimb movements in the cat.</a> Neurosci. Res. 7, 71-75 (1989).</li></ol>

利害の衝突が宣言されません。

本稿では、150 kdyn、垂直のオフ22.5°の角度と、正中線から1.4 mmの横目的の力で無限の地平線（IH）インパクターを用いて子宮頸部片側挫傷モデルを説明します。これらの設定で、我々は、そのかなりのダメージが赤核脊髄、網様体脊髄、前庭と皮質路がすることが期待される地域に発生した登場し、主に同側の側に含まれている実質の混乱、と同側の前肢の持続的行動障害を生成することがで...

<table border="1"><tbody><tr><td> 機器の名前 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> コメント </td></tr><tr><td>無限の地平線インパク</td><td>精度システムと計装</td><td> IH-0400 </td><td></td></tr><tr><td>アルミニウム金属シート</td><td> Metalsupermarlets.com </td><td> APT6061/500 </td><td></td></tr><tr><td> Flexaframeサポートフットプレート</td><td>フィッシャーズ科学</td><td> 1466625Q </td><td></td></tr><tr><td> Flexaframeサポートロッド</td><td>フィッシャーズ科学</td><td> 1466610GQ </td><td></td></tr><tr><td> Flexaframeサポートコネクタ</td><td>フィッシャーズ科学</td><td> 1466620Q </td><td></td></tr><tr><td>クランプ1 </td><td>カスタムメイド</td><td></td><td> Choo ら 。2009年</td></tr><tr><td>メタルホルダー</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>上記参照</td></tr><tr><td>インパクタ先端</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>直径：1.15ミリメートル</td></tr><tr><td>定位フレーム</td><td>デビッド·Kopfは楽器</td><td>モデル900 </td><td></td></tr><tr><td>シリンダーレベル</td><td> YIJIA TOOLS </td><td> YJ-SL0620 </td><td></td></tr><tr><td>顕微鏡</td><td>ライカ</td><td></td><td>モデル番号：MZ8 </td></tr><tr><td>実験室シザージャッキ</td><td> VWR </td><td> 12620-902 </td><td></td></tr></tbody></table>

a contusive model of unilateral cervical spinal cord injury using the infinite horizon impactor

人間の脊髄損傷の大部分が脊髄に発生しながら、実験室での研究の大半は胸髄が負傷されている脊髄損傷（SCI）の動物モデルを採用しています。ほとんどの人間の脊髄損傷は脊髄が激しく避難骨や軟部組織に打たれ鈍、非貫通外傷（例えば、自動車事故、スポーツ傷害）の結果として発生するため、さらに、SCI研究者の大多数は意見である最も臨床的に関連する傷害モデルでは、脊髄が急速にcontusedであるものであること1。したがって、人間の翻訳に向かう上での新規治療法の臨床評価の重要なステップは、内挫傷SCIのモデルでの有効性の評価です。頸髄。ここでは、採用して子宮頸部SCIの一方的な打撲のモデルの技術的な側面、その結果、解剖学的および行動の成果を記述する無限の地平線脊髄損傷インパクター。 Sprague DawleyラットはC5で左サイド片側椎弓切除術を施行した。損傷モデルの、生体力学的機能、および組織成果の再現性を最適化するために、我々は150 kdyn、22.5°（動物は22.5°で回転）の影響の軌道、インパクトの位置からの衝撃力を用いて脊髄をcontused 1.4 mmの正中線の。機能回復は、脊髄の白と灰白質の温存のために組織学的に評価した後、6週間までのシリンダ飼育試験、水平方向のラダーテスト、グルーミングテストおよび変更されたモントーヤの階段試験を用いて評価した。 ここに提示傷害モデルでは、脊髄への実験的なSCIモデルの重要な機能を一貫して再現性の生体力学的な力を与える。離散的な組織の損傷で、この結果、主にtに含まれている脊髄の外側半分にけがの彼は同側。怪我はよく動物の忍容性が、損傷後数週間で重要かつ持続的である前肢の機能障害の結果をしています。ここに提示頚部片側損傷モデルは、人間の翻訳の前に潜在的に有望な治療法を評価する研究者へのリソースかもしれません。

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

無限の地平線インパクターを用いて頚一方的な脊髄損傷を生成するための信頼性と再現性のある方法が記載されています。メソッドは、カスタム設計されたフレームを活用し、背骨を安定させるためにクランプします。標準化された手順と十分かつ持続的な傷害の生体力学的傷害のパラメータ結果。

無限の地平線インパクターを用いた片側頚髄損傷の打撲のモデル

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

a-contusive-model-unilateral-cervical-spinal-cord-injury-using

Research

JoVE Journal

Medicine

19.3K ビュー.  University of British Columbia. 無限の地平線インパクターを用いて頚一方的な脊髄損傷を生成するための信頼性と再現性のある方法が記載されています。メソッドは、カスタム設計されたフレームを活用し、背骨を安定させるためにクランプします。標準化された手順と十分かつ持続的な傷害の生体力学的傷害のパラメータ結果。

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

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

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

ラット脊髄損傷後の急性および慢性の触覚官能検査

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

医学

Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

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

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

マウスで制御子宮裂傷の傷害

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

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is described to obtain a consistent model of severe SCI. Use of a stereotactic frame and computer controlled impactor allows for creation of reproducible injury. Hypothermia and urinary tract infection pose significant challenges in the post-operative period. Careful monitoring of animals with daily weight recording and bladder expression allows for early detection of post-operative complications. The functional results of this contusion model are equivalent to transection models. The contusion model can be utilized to evaluate the efficacy of both neuroprotective and neuroregenerative approaches.

A contusion model of severe spinal cord injury is described. Detailed pre-operative, operative and post-operative steps are described to obtain a consistent model.

ラットにおける重度の脊髄損傷挫傷モデル

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

Clinically-relevant animal cervical spinal cord injury (SCI) models are essential for developing and testing potential therapies; however, producing reliable cervical SCI is difficult due to lack of satisfactory methods of vertebral stabilization. The conventional method to stabilize the spine is to suspend the rostral and caudal cervical spine via clamps attached to cervical spinous processes. &#160;However, this method of stabilization fails to prevent tissue yielding during the contusion as the cervical spinal processes are too short to be effectively secured by the clamps (Figure 1). &#160;Here we introduce a new method to completely stabilize the cervical vertebra at the same level of the impact injury. &#160;This method effectively minimizes movement of the spinal column at the site of impact, which greatly improves the production of consistent SCIs. &#160;We provide visual description of the equipment (Figure 2-4), methods, and a step-by-step protocol for the stabilization of the cervical 5 vertebra (C5) of adult rats, to perform laminectomy (Figure 5) and produce a contusive SCI thereafter. &#160;Although we only demonstrate a cervical hemi-contusion using the NYU/MASCIS impactor device, this vertebral stabilization technique can be applied to other regions of the spinal cord, or be adapted to other SCI devices. &#160;Improving spinal cord exposure and fixation through vertebral stabilization may be valuable for producing consistent and reliable injuries to the spinal cord. &#160;This vertebral stabilization method can also be used for stereotactic injections of cells and tracers, and for imaging using two-photon microscopy in various neurobiological studies.

Vertebral stabilization is necessary for minimizing variability, and for producing consistent experimental spinal cord injuries.&#160; Using a customized stabilizing apparatus in conjunction with the NYU/MASCIS impactor device, we have demonstrated here the proper equipment and procedure for generating reproducible hemi-contusive cervical (C5) spinal cord injuries in adult rats.

挫傷、脊髄損傷の新規な製造脊椎安定化法

Clinically-relevant animal cervical spinal cord injury (SCI) models are essential for developing and testing potential therapies; however, producing ...

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.

ポスト病変呼吸神経可塑性を研究するための子宮頸脊髄損傷のマウスモデル

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.

外傷性脳損傷のための制御皮質衝撃モデル

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

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

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

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

ラジオ遠隔測定システムは、脊髄離断および胚性神経細胞移植片幹ラットの心臓血管機能を監視する

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

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.

実験的子宮頸脊髄損傷における神経前駆細胞と自己組織化ペプチドの相乗使用

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

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

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

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

脊髄損傷の実験的挫傷モデルにおける神経幹細胞移植

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

Calibrated Forceps Model of Spinal Cord Compression Injury

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

Spinal cord injury models should be highly reproducible. We demonstrate that the calibrated forceps compression model of spinal cord injury is an easy to use surgical method for generating reproducible injuries to the murine spinal cord.

脊髄圧縮傷害の校正済み鉗子モデル

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