Name: reproducable paraplegia by thoracic aortic occlusion in a murine model of spinal cord ischemia-reperfusion
Uploaded: 2014-03-03T21:55:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion at JoVE.com

We willen graag de Thoraxchirurgie Stichting voor Onderzoek en Onderwijs bedanken voor hun financiële steun van dit project.

1. Preoperatieve voorbereiding en Anesthesie <ol><li> Zorg ervoor dat steriele techniek gedurende de hele procedure. Lay-out van alle instrumenten. </li><li> Zet de temperatuurregelaar bed vóór verdoving inductie zodat het kan opwarmen tot de geschikte temperatuur (36,5 ° C). Schakel de laser Doppler perfusie monitor, zodat het kan opstarten tijdens de inductie. </li><li> Plaats de muis in de inductie kamer. <ol><li> Toezicht op de ademfrequentie van de muis tijdens inductie zorgvuldig. </li><li> Zodra de ademfrequ...

<ol>
	<li>Conrad, M. F., Ye, J. Y., Chung, T. K., Davison, J. K., Cambria, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+complications+after+thoracic+aortic+surgery:+long-term+survival+and+functional+status+varies+with+deficit+severity.">Spinal cord complications after thoracic aortic surgery: long-term survival and functional status varies with deficit severity.</a> J. Vasc. Surg. 48, 47-53 (2008).</li><li>Okita, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fighting+spinal+cord+complication+during+surgery+for+thoracoabdominal+aortic+disease.">Fighting spinal cord complication during surgery for thoracoabdominal aortic disease.</a> Gen. Thorac. Cardiovasc. Surg. 59, 79-90 (2011).</li><li>Wong, D. 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=Delayed+spinal+cord+deficits+after+thoracoabdominal+aortic+aneurysm+repair.">Delayed spinal cord deficits after thoracoabdominal aortic aneurysm repair.</a> Ann. Thorac. Surg. 83, 1345-1355 (2007).</li><li>Taira, Y., Marsala, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+proximal+arterial+perfusion+pressure+on+function,+spinal+cord+blood+flow,+and+histopathologic+changes+after+increasing+intervals+of+aortic+occlusion+in+the+rat.">Effect of proximal arterial perfusion pressure on function, spinal cord blood flow, and histopathologic changes after increasing intervals of aortic occlusion in the rat.</a> Stroke. 27, 1850-1858 (1996).</li><li>Naslund, T. C., Hollier, L. H., Money, S. R., Facundus, E. C., Skenderis, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protecting+the+ischemic+spinal+cord+during+aortic+clamping.+The+influence+of+anesthetics+and+hypothermia.">Protecting the ischemic spinal cord during aortic clamping. The influence of anesthetics and hypothermia.</a> Ann. Surg. , 409-515 (1992).</li><li>Qayumi, A. K., Janusz, M. T., Lyster, D. M., Gillespie, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+model+for+investigation+of+spinal+cord+injury+caused+by+aortic+cross-clamping.">Animal model for investigation of spinal cord injury caused by aortic cross-clamping.</a> J. Invest. Surg. 10, 47-52 (1997).</li><li>Lang-Lazdunski, L., Matsushita, K., Hirt, L., Waeber, C., Vonsattel, J. P., Moskowitz, M. A., Dietrich, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+Cord+Ischemia:+Development+of+a+model+in+the+mouse.">Spinal Cord Ischemia: Development of a model in the mouse.</a> Stroke. 31, 208-213 (2000).</li><li>Basso, D. M., Fisher, L. C., Anderson, A. J., Jakeman, L. B., McTigue, D. M., Popovich, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basso+Mouse+Scale+for+locomotion+detects+differences+in+recovery+after+spinal+cord+injury+in+five+common+mouse+strains.">Basso Mouse Scale for locomotion detects differences in recovery after spinal cord injury in five common mouse strains.</a> J. Neurotrauma. 23, 635-659 (2006).</li><li>Kwon, B. K., Tetzlaff, W., Grauer, J. N., Beiner, J., Vaccaro, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+and+pharmacologic+treatment+of+acute+spinal+cord+injury.">Pathophysiology and pharmacologic treatment of acute spinal cord injury.</a> Spine. J. 4, 451-464 (2004).</li><li>Cheshire, W. P., Santos, C. C., Massey, E. W., Howard, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+infarction:+etiology+and+outcome.">Spinal cord infarction: etiology and outcome.</a> Neurology. 47, 321-330 (1996).</li><li>Kakinohana, M., 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=Delayed+paraplegia+after+spinal+cord+ischemic+injury+requires+caspase-3+activation+in+mice.">Delayed paraplegia after spinal cord ischemic injury requires caspase-3 activation in mice.</a> Stroke. 42 (8), 2302-2307 (2011).</li><li>Wang, Z., Yang, W., Britz, G. W., Lombard, F. W., Warner, D. S., Sheng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+simplified+spinal+cord+ischemia+model+in+mice.">Development of a simplified spinal cord ischemia model in mice.</a> J. Neurosci. Methods. 189, 246-251 (2010).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=model+of+ischemic+spinal+cord+injury+with+delayed+paralysis+caused+by+aortic+cross-clamping.">model of ischemic spinal cord injury with delayed paralysis caused by aortic cross-clamping.</a> Anesthesiology. 113, 880-891 (2010).</li><li>Kang, J., 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=The+effects+of+systemic+hypothermia+on+a+murine+model+of+thoracic+aortic+ischemia+reperfusion.">The effects of systemic hypothermia on a murine model of thoracic aortic ischemia reperfusion.</a> J. Vasc. Surg. 52, 435-443 (2010).</li><li>Li, J., Benashski, S., McCullough, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-stroke+hypothermia+provides+neuroprotection+through+inhibition+of+AMP-activated+protein+kinase.">Post-stroke hypothermia provides neuroprotection through inhibition of AMP-activated protein kinase.</a> J. Neurotrauma. 28 (7), 1281-1288 (2011).</li></ol>

Paraplegie secundair aan ruggemerg ischemie reperfusie is het resultaat van een complex van slecht begrepen pathologieën 9. Hoewel dit wordt meestal gezien na thoracoabdominal aortachirurgie, een grote andere beledigingen zoals aorta dissecties, trauma, embolische fenomenen, vasculitis, en systemische hypotensie 10 leiden paraplegie. Om een ​​beter begrip van deze schade te krijgen en zorgen voor toekomstige doelstellingen van deze schade op te heffen, hebben diermodellen een noodzaak geworden...

Onderste extremiteit verlamming blijft thoracoabdominal interventies bemoeilijken. De verwonding, bekend als ruggenmerg ischemie-reperfusie schade (SCIR), resulteert in verlamming bij tot 20% van risicopatiënten 1. Chirurgische toevoegsels zoals linker hart bypass, lumbale cerbrospinal vocht afvoeren, onderkoeld circulatiestilstand en intercostale slagader reimplantation hebben de incidentie van deze complicatie 2 verminderd, maar veel te veel patiënten blijven worden beïnvloed. Klinisch, ruggenmerg ischemie en reperfusie letsel wordt gezien als onmiddellijke of latere verlamming na ingrijpen 3. Echter, ons begrip van deze schade verstikt door een gebrek aan mechanistische detail. Daardoor aantal opties beschikbaar om de schade verzwakken nadat deze zich heeft voorgedaan. We hebben dus aangeworven een klein dier, muizen, model van ruggenmerg ischemie en reperfusie letsel aanbeter te karakteriseren de pathogenese. De meerderheid van de studies tot op heden hebben gebruikt grotere diermodellen voor deze blessure, namelijk rat 4, 5 konijnen, varkens en 6 modellen karakteriseren. Deze zijn echter beperkt door de kosten, complexiteit, variabele reproduceerbaarheid, en vooral, gebrek aan beschikbare technieken voor genetische manipulatie. De meest betrouwbare van deze gepubliceerde diermodellen gaat infrarenale kruis klemming van de abdominale aorta bij konijnen. Echter, de menselijke anterior spinale neuronen ontlenen vaakst hun bloedvoorziening van meer proximale takken 7. Variabele vasculaire anatomie van het ruggenmerg in deze modellen voegt tot moeilijkheden bij de overgang de resultaten voor klinische toepassingen. Dit manuscript presenteert een model voor onmiddellijke of vertraagde dwarslaesie na thoracale aorta-occlusie die klinisch relevant en makkelijk te gebruiken. Blootstelling van de aortaboog via mini sternotomijn is minder invasief en kan uitlokken zeer reproduceerbare resultaten met minimale morbiditeit en mortaliteit. Hoewel dit model niet zonder problemen en technische nuances, deze kunnen worden overwonnen met zorgvuldige dissectie en weefsel gebruik om een ​​model van verlamming die gemakkelijk kan worden uitgevoerd produceren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="749">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VMS Anesthesia Machine</td>
			<td style="width:247px;">MDS Matrx</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:247px;">Vet One</td>
			<td style="width:119px;">13985-528-60</td>
			<td>2.0% through nose cone&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Induction Chamber</td>
			<td style="width:247px;">Vet Equip</td>
			<td>941444</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Heating Bed</td>
			<td style="width:247px;">Vestavia Scientific</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laser Doppler Monitor</td>
			<td style="width:247px;">Moor Instruments</td>
			<td style="width:119px;">VMS-LDF1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">5-0 Suture, Polyester</td>
			<td style="width:247px;">Surgidac</td>
			<td style="width:119px;">VD-551</td>
			<td>Taper Needel</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Microdissecting Clips</td>
			<td style="width:247px;">Biomedical Research Insturments</td>
			<td style="width:119px;">14-1030, 14-1060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Surgical Instruments</td>
			<td style="width:247px;">Fine Surgical Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Forceps, needle holder</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reproducable paraplegia by thoracic aortic occlusion in a murine model of spinal cord ischemia-reperfusion

Achtergrond Onderste extremiteit verlamming blijft aorta interventies bemoeilijken. Het gebrek aan begrip van de onderliggende pathologie heeft vooruitgang belemmerd om het optreden deze blessures verlagen. Het huidige model toont reproduceerbare onderste extremiteit verlamming na thoracale aorta-occlusie. Methoden Volwassen mannelijke C57BL6 muizen werden verdoofd met isofluraan. Via een cervicosternal incisie werd de aorta blootgelegd. De thoracale aorta en linker subclavia slagaders werden geïdentificeerd zonder entree in pleuraholte. Skeletkenmerken van deze slagaders werd gevolgd door onmiddellijke sluiting (Sham) of occlusie gedurende 4 minuten (matig ischemie) of 8 min (verlengde ischemie). De sternotomy en de huid werden gesloten en de muis werd overgebracht naar de aarde bed voor herstel. Na herstel, werd functionele analyse verkregen bij 12 uur intervallen tot 48 uur. Resultaten Muizen die sham operatie ondergingen toonde geen waarneembare achterste ledematen tekort. Muizen blootgesteld aan matige ischemie gedurende 4 minuten had minimale functionele tekort van 12 uur gevolgd door progressie naar volledige verlamming op 48 uur. Muizen blootgesteld aan langdurige ischemie hadden een onmiddellijke verlamming zonder waarneembare achterste ledematen beweging op elk punt in de postoperatieve periode. Er was geen waargenomen intraoperatieve of postoperatieve mortaliteit. Conclusie Reproduceerbare onderste extremiteit verlamming onmiddellijke of latere kan worden bereikt in een muismodel. Bovendien, met een mediane sternotomie en zorgvuldige dissectie, hoge overleving en reproduceerbaarheid worden bereikt.

Muizen onderging veinzerijchirurgie (n = 3) of aorta-afsluitinrichting 4 (n = 3) tot 8 min (n = 3). Postoperatief muizen werden beoordeeld door de Basso Muis Score (figuur 1). Muizen die sham operatie ondergingen hadden geen waarneembare functionele tekorten op enig moment na de operatie. Muizen blootgesteld aan matige ischemie (4 min) had bijna normale achterste ledematen functie om 12 uur met progressieve functionele achteruitgang tot volledige verlamming met 48 uur. Muizen in langdurige ischemie groe...

Watch this Scientific Journal Video about Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion at JoVE.com

Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion

Reproduceerbaar Paraplegie door thoracale aorta-occlusie in een muizenmodel van Spinal Cord ischemie-reperfusie

Het gebrek aan mechanistische begrip van ruggenmerg ischemie-reperfusie schade heeft verder aanvullingen gehinderd dwarslaesie na een hoog risico aorta operaties te voorkomen. Daarom is de ontwikkeling van diermodellen noodzakelijk. Dit manuscript toont reproduceerbare onderste extremiteit verlamming na thoracale aorta-occlusie in een muismodel.

Background
Lower extremity paralysis continues to complicate aortic interventions. The lack of understanding of the underlying pathology has hindered ...

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Acute en chronische Tactile Sensory Testing na ruggenmergletsel bij ratten

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

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

Een Kneuzing Model van Severe ruggenmergletsel bij ratten

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

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

Een muizenmodel van cervicale Spinal Cord Injury Study Post-letsels Respiratory Neuroplasticity

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

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Een muizenmodel van myocard ischemie-reperfusie schade door de eileiders van de LAD

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

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

Een radio-telemetrische systeem om de cardiovasculaire functie bij ratten met Spinal Cord doorsnijding en embryonale neurale stamcellen Enten Monitor

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

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

Een Neonatale Mouse Spinal Cord Injury Compressie Model

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

Murine Model of Intestinal Ischemia-reperfusion Injury

Muizenmodel van Intestinale ischemie-reperfusie schade

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, ...

Reproducible Motor Deficit Following Aortic Occlusion in a Rat Model Of Spinal Cord Ischemia

Reproduceerbare motortekort na aorta-occlusie in een ratmodel van wervelkolom-ischemie

Spinal cord ischemia is a fatal complication following thoracoabdominal aortic aneurysm surgery. Researchers can investigate the strategies for preventing ...

Two-vessel Occlusion Mouse Model of Cerebral Ischemia-reperfusion

Muismodel van twee-schip occlusie van cerebrale ischemie-reperfusie

In this study, a middle cerebral artery (MCA) occlusion mouse model is employed to study cerebral ischemia-reperfusion. A reproducible and reliable mouse ...

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

Evaluatie van coronaire stroom reserve na myocardiale ischemie reperfusie bij ratten

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...