O desenvolvimento deste dispositivo foi apoiado pelo LISA Co., Louisville, Kentucky. Reconhecemos também o apoio contínuo de Norton Healthcare, Louisville, KY a CBS, e NIH NS050243, NS052290 e NS059622 para XMX.

1. Preparação Animal e Aplicação do Stabilizer Spine A coluna cervical do rato é côncava ventralmente como pode ser visto a partir da visão lateral. Os processos espinhosos de C3 a T1 são pequenos e friável e, por conseguinte, não são adequados para a estabilização vertebral, tal como descrito geralmente 3,4. Recomendamos que a estabilização da coluna ser realizada pela fixação faceta lateral. O dispositivo de fixação é composto de um canal de metal em forma de U para apoiar o mouse e dois braços de aço inoxidável ajustáveis ​​que prenda a cada faceta lateralmente. Isto proporciona um excelente imobilização da vértebra alvo. Após a fixação da coluna vertebral, a coluna vertebral é ligeiramente elevada para achatar a curvatura da coluna vertebral cervical, para proporcionar uma melhor exposição da medula espinhal. <ol><li> Esterilizar os seguintes instrumentos cirúrgicos: 2-3 pares de fórceps, 2 pares de microtesoura, um porta-30 G agulha de sutura e de agulhas, grampos de pele e clipe aplicador. Desinfetar o estabilizador da coluna. Anesthetize o rato usando um cocktail intraperitoneal de cetamina / xilazina (100 mg / 10 mg / kg). Raspar o cabelo do pescoço do mouse. </li><li> Após a limpeza da pele com uma solução de iodo-povidona e álcool a 70%, mova o mouse sobre a mesa de operação aquecido com uma almofada de aquecimento. Cubra os olhos do animal com pomada oftálmica para evitar a secagem da córnea. </li><li> Após a indução da anestesia (alcançado quando o mouse não responde a uma pitada de cauda), fazer uma incisão de pele na linha média cervical posterior do occipital à gordura subcutânea-pad da coluna cervical inferior. Sob ampliação, realizar uma incisão na linha entre os músculos trapézio em C2 e dividir os músculos capitis Semispinalis. Identificação da almofada de gordura submuscular facilita dissecção na camada correcta. </li><li> Estender a dissecção muscular mediana caudal ao processo espinhoso T2, que serve como um ponto de referência fiável. Cortar os músculos ligados à vértebra T2 e remover a parte cartilaginosa da T2processo espinhoso. </li><li> Dissecar músculos paravertebrais de C2 a T2 por meio da lâmina utilizando um par de micro-tesouras. Dissecção muscular começa ao lado dos processos espinhosos e se estende bilateralmente para as articulações. Separa-se os músculos imediatamente adjacentes aos processos espinhosos e as lâminas (na camada de periósteo) para minimizar o sangramento. Após as facetas laterais estão expostos, coloque o mouse sobre o canal em forma de U do palco LISA. </li><li> Prenda os braços de aço inoxidável sob as facetas expostas bilateralmente. Uma vez que os braços estão no lugar, aperte os parafusos dos braços de aço para imobilizar a coluna vertebral. Isso mantém firme fixação da vértebra alvo e fornece excelente exposição solar. Os braços podem ser ajustados para proporcionar exacta orientação horizontal da coluna. </li><li> Incisão no ligamento amarelo entre C5 e C6 para expor subjacente dura. Entre o espaço interlaminar utilizar uma agulha de 30 G para criar um pequeno durotomy através da qual são colocadas ao microtesouraalargar o durotomy. A medula espinhal está agora preparado para sofrer a lesão laceração controlada. </li></ol> 2. Cervical Laceration Medular Utilizar o dispositivo LISA <ol><li> A largura do alargamento da medula espinhal cervical varia em diferentes níveis. Adicione uma lesão de hemi secção dorsal em C5-6, utilizando uma lâmina plana 2,3 milímetros e definir a amplitude de vibração para cobrir toda a largura da medula espinhal. As lâminas são obtidas a partir de belas Ciência Tools Inc. (Foster City, CA) e modificada por laceração espinal medula. Manter a amplitude da oscilação da lâmina em ≥ menos 0,5 mm, como baixos níveis de amplitude diminuirá a facilidade de laceração cabo. </li><li> Posicione o estabilizador da coluna e do rato no palco LISA. A lâmina está ligada à LISA com a sua posição controlada por micro-controladores capazes de três intervalos de movimento. Componentes da LISA e suas funções são descritas na Figura 1. </li><li> Tensão do interruptor de lâmina oscilante em. Sob magnifcação, mova o mouse para que a medula espinal exposta é posicionado diretamente sob a lâmina vibrar. </li><li> Elevar a fase de suporte do rato para a lâmina oscilante. A posição &quot;0&quot; é gravado, quando a lâmina mal toca na veia dorsal da medula espinhal. Meça a profundidade da laceração da medula espinal em relação à posição &quot;0&quot;. </li><li> Elevar a posição palco por controle micro-motorista: um giro de 360 ​​° do botão de micro-controlador eleva o estágio em 0,25 mm. Assim, uma lesão mm hemisection dorsal 0,75 é criado girando o botão de micro-controlador de 3 vezes. A precisão da lesão é de ± 0,01 mm. À medida que a lâmina começa a rasgar a medula espinal, lubrificar o campo cirúrgico com irrigação salina. A profundidade de corte da medula espinal é controlada pelo micro-controlador vertical e é independente da orientação visual. </li><li> Uma vez que a profundidade pré-determinada foi alcançada, ligue o interruptor de vibração off. Idealmente, a lâmina oscilante está posicionada no lgap esion sem evidência de deformação do tecido. Abaixe o palco da lâmina de corte e remover o sangue e soro fisiológico do campo cirúrgico com uso de algodão Q-dicas. Hemostasia ocorre espontaneamente em &lt;1 min. </li><li> Solte o mouse do estabilizador da coluna vertebral. Aproximados dos músculos paravertebrais, utilizando fio de seda 6-0 e fechar a pele ferida com grampos de aço inoxidável Michel. </li></ol> 3. Animal Care <ol><li> Via subcutânea injetar um total de 1-2 ml de soro fisiológico para manter a hidratação adequada e coloque o rato na gaiola de recuperação em uma almofada de aquecimento, enquanto recuperar a consciência. </li><li> Fornecer água e comida ad lib suave e administrar analgésicos por 48 horas de pós-operatório. Não há necessidade de cuidados da bexiga após hemisecção dorsal da medula espinhal. </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. 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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> Vários autores (YPZ, XMX, CBS) têm um interesse financeiro na Louisville impacte System, Inc. </li><li> Os autores, Yi Zhang Ping, Lisa BE Shields e Christopher B. Shields, são funcionários da Norton Healthcare, Louisville, KY. Outros autores são empregados pela Indiana University, Indianapolis, IN. </li><li> Os autores não recebem financiamento de qualquer empresa que produz reagentes e instrumentos utilizados neste artigo. </li></ol>

Estabilização vertebral antes da dilaceração lesões na medula espinhal foi obtido por meio da fixação dos processos espinhosos. Tanto a curva lordótica da coluna cervical e fixação dos grampos para os friáveis ​​processos espinhosos cervicais curtas de C3 até T1 no rato evitar estabilização da coluna eficaz. Além disso, o uso de uma lâmina de barbear ou microtesoura utilizado sob controle manual do tecido provoca deformação significativa que cria variabilidade na profundidade da lesão 6. Isso pode levar a uma má interpretação de dados especialmente quando a regeneração axonal de sectores específicos é estudado. Por exemplo, poupados dorsal axónios corticoespinais podem ser mal interpretadas como axónios regenerados se o trato corticoespinhal dorsal não foi completamente cortado transversalmente, no momento da lesão de. Estes problemas podem ser ultrapassados ​​por meio de um dispositivo de estabilização da coluna com fixação para as facetas de um único nível de precisão e a lesão da medula espinal. Além disso, utilizando ahigh freqüência lâmina oscilante produz uma laceração aguda sem esmagar ou contundente da medula espinhal adjacente. Este método tem sido usado para produzir lesões laceração na medula espinhal em ratos 9,12,14, com modificações posteriores para produzir lacerações torácica da medula espinhal em ratos 6. Na presente comunicação, descreve-se o método de criação de lesões cervicais laceração de confiança no mouse. Na medida em que o diâmetro ântero-posterior da medula espinhal é &lt;2 mm no mouse, profundidades precisas da lesão laceração são vitais para a criação de um modelo experimental confiável. Variabilidade mínima na profundidade da lesão vai alterar significativamente os resultados de experiências que avaliaram a regeneração do axónio, bem como estudos volumétricos e comportamentais. A precisão da profundidade da lesão utilizando este método é de ± 0,01 milímetro porque utilizado elevada precisão de micro-controladores para controlar a posição da lâmina de corte. Este método tem reduzido a inconsistência naherent em outros modelos da criação de uma laceração SCI. Este método é particularmente útil para estudar a regeneração axonal da medula espinhal longo das vias localizadas na metade dorsal da medula espinal, tais como o trato corticoespinhal, o tracto rubroespinal e o tracto ascendente dorsal. Com este método, os feixes de fibras pode ser completamente cortado transversalmente e de forma fiável. A este respeito, os erros de interpretação dos dados são minimizados, melhorando assim a confiabilidade dos relatórios de estudos experimentais sobre SCI. Em resumo, nós descrevemos uma nova técnica para criar um reprodutível em modelo in vivo de lesão da medula espinhal cervical laceração no mouse. Esta técnica baseia-se na estabilização da coluna pela fixação das facetas do colo do útero e laceração da medula espinhal usando uma lâmina oscilante. Usando esse método em um modelo dorsal torácica da coluna vertebral laceração cabo em ratos 6, demonstramos uma correlação estreita entre a profundidade laceração, histologia erecuperação comportamento. Esta técnica também foi encontrada para ser fiável por vários outros laboratórios 2,12.

A disponibilidade de ratinhos geneticamente modificados é uma ferramenta poderosa para identificar os efeitos dos genes específicos que desempenham um papel nos mecanismos de SCI. Laceração SCI é um importante modelo usado para examinar agentes terapêuticos ou moléculas que podem proporcionar um tratamento eficaz seguindo esta lesão 8. Fixação dos processos espinhosos durante a criação da lesão laceração em ratos é imprecisa, devido à dificuldade em apreender os finos e frágeis processos espinhosos envolvidos com a manutenção da fixação da coluna vertebral 5,11. A variabilidade na profundidade da laceração de apenas 0,2 mm (10% do diâmetro da medula espinal do rato) faz com que a interpretação dos dados enganosos. A natureza ea extensão da lesão espinhal laceração cabo deve ser definido com precisão 10. Para responder a este desafio, desenvolvemos uma nova técnica de estabilização consistindo vertebral e utilizadas lâminas fabricadas ligados ao ferimento Louisville Aparelho Sistema (LISA) para produzir uma laceração SCI 7,14. Esta lesão foi criado usando uma lâmina afiada oscilante que evitou a deformação dos tecidos durante o processo de laceração. A profundidade da laceração foi precisa com uma precisão de 0,01 milímetros, utilizando micro-drivers que controlam a profundidade laceração. As lâminas de corte são feitos sob medida para as formas e espessuras específicas para criar o contorno desejado laceração 9. Demonstramos 1) o método de exposição da coluna cervical, 2) a técnica de estabilização vertebral por meio de um dispositivo de fixação faceta bilateral, e 3) a criação de uma lesão laceração cervical usando uma lâmina 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 de camundongos geneticamente modificados aumenta nossa compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes a vários distúrbios neurológicos, como uma lesão da medula espinhal (SCI). Controlo manual à mão livre utilizado para produzir um modelo de laceração da SCI cria muitas vezes inconsistentes lesões associadas com um componente de esmagamento ou contusão e, por conseguinte, uma nova técnica foi desenvolvida. Nosso modelo de laceração cervical SCI resolveu dificuldades inerentes com o método à mão livre, incorporando 1) estabilização vertebral cervical por meio da fixação faceta vertebral, 2) maior exposição da medula espinhal, e 3) criação de uma laceração reprodutível da medula espinhal usando uma lâmina oscilante com uma precisão de ± 0,01 mm de profundidade sem contusão associada. Em comparação com os métodos convencionais de criação de uma laceração SCI como o uso à mão livre de um bisturi ou tesoura, o nosso método produziu uma lesão consistente. Este método é útil para estudos sobre a regeneração axonal de corticospinal, rubrospinal e dorsal tratos ascendentes.

Imobilização da vértebra alvo é de grande importância para gerar lesões precisas da medula espinal do rato. Nosso dispositivo de estabilização da coluna supera as questões anatômicas de processos espinhosos curtos e ventral da lordose da coluna cervical mouse. As vértebras cervicais são bem expostos usando a coluna cervical, estabilizador (Figura 2). Nossa coluna do mouse dispositivo de estabilização é uma técnica confiável para preparar a coluna para os procedimentos da medula espinhal cervical. A profundidade da lesão utilizando a LISA é precisa 0,01 milímetros 6,13. A laceração preciso causa nenhuma contusão na interface lesão / tecido (Figura 3). A precisão da lesão de hemi secção dorsal foi demonstrada em ratinhos C57BL / 6, em um estudo sobre a regeneração axonal, em que um 0,9 milímetros laceração profunda estendida fora do canal central de cada espécime confirmado por secções patológicas da medula espinhal 1. Locomoção de todos esses animais se recuperamed seguindo esta lesão da medula espinhal laceração. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig1.jpg" /> Figura 1. (A) O rato no estabilizador coluna colocada sobre o palco LISA. A lâmina vibratória é direcionado para a medula espinhal para ser dilacerado. Controles de Micro-controlador estão localizados sob o palco e são projetados para posicionar o mouse no local apropriado. O micro-controlador verticais controla a profundidade da lesão, e o botão de controla a inclinação do plano horizontal da coluna vertebral para prevenir a angulação da laceração. O interruptor on-off controla o motor de vibração, e um outro botão ajusta a sua amplitude. (B) A mm dorsal lesão laceração 0,75 hemisection cortar sob arcos laminar intactas. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig2.jpg" /> Figura 2. </stRong&gt; (A) O estabilizador espinha rato consistindo de um canal em forma de U e dois braços e conectores. O rato é colocado na calha de C utilizado para SCI cervical e na calha T para torácica SCI. (B) A coluna cervical é fixado colocando os braços sob as facetas laterais e, em seguida, os parafusos de bloqueio. A dura-máter é exposta entre as lâminas de C5-6, 7-C6 e C7-T1, sem qualquer remoção de osso. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig3.jpg" /> Figura 3. Quatro lacerações dorsal da medula espinal em profundidades de 0,5, 0,8, 1,1, e 1,4 milímetros observados no plano sagital (cresil-violeta e eosina), que descreve o elevado grau de precisão, utilizando esta técnica.

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Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Uma nova técnica para criar um reprodutível<em&gt; In vivo</em&gt; Modelo de lesão da medula espinhal cervical laceração no mouse é descrito. Esta técnica baseia-se na estabilização da coluna pela fixação das facetas do colo do útero e laceração da medula espinhal usando uma lâmina oscilante com uma precisão de ± 0,01 mm.

Controlada por laceração do colo do útero em camundongos

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

controlled-cervical-laceration-injury-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

16.5K visualizações.  Norton Healthcare. Uma nova técnica para criar um reprodutível In vivo Modelo de lesão da medula espinhal cervical laceração no mouse é descrito. Esta técnica baseia-se na estabilização da coluna pela fixação das facetas do colo do útero e laceração da medula espinhal usando uma lâmina oscilante com uma precisão de ± 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.

Ventilação a pressão controlada para induzir lesão pulmonar aguda em ratos

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

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.

Intra Transplante de Células de Segmentação Chifre Cervical Ventral em Esclerose Lateral Amiotrófica e lesão medular traumática

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.

Um Modelo contundente de lesão da medula espinhal cervical unilateral Usando o Impactor horizonte infinito

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.

Isquemia-reperfusão modelo de lesão renal aguda e Pós Lesão fibrose em camundongos

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.

Um modelo murino de Spinal Cord Injury do colo do útero para o Estudo de pós-lesional respiratória Neuroplasticidade

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.

Controlado Modelo Impact Cortical para lesão cerebral traumática

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.

Use Synergetic de células neuronais precursoras e Peptídeos de auto-montagem em Experimental 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.

Heterotopic Cervical Transplante Cardíaco em Ratos

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.

A principal modelo lesões repetitivas Concussive em Ratos

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.

Indução de Aterosclerose Acelerada em Camundongos: O Modelo de "Lesão por Fio"

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