Name: thoracic spinal cord hemisection surgery and open-field locomotor assessment in the rat
Uploaded: 2019-06-26T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Thoracic Spinal Cord Hemisection Surgery and Open-Field Locomotor Assessment in the Rat at JoVE.com

この研究は、カナダ保健研究所(CIHR;)MOP-142288)からM.M.M.へのフォンド・デ・レヒャーチェ・ケベック・サンテ(FRQS)からの給与賞によってサポートされ、A.R.BはFRQSからのフェローシップによってサポートされました。

この記事に記載されている実験は、カナダ動物ケア評議会のガイドラインに従って行われ、モントリオール大学の倫理委員会によって承認されました。
1. 胸部血行切除手術
<ol><li>手術のための無菌環境を維持するために、適切な保護具(手袋、マスク、ガウン)を着用してください。アルコールワイプで外科領域をきれいにし、外科分野の上に生殖不能の外科ドレープを?...

ヘミセクション技術の主な強みは、動物25間の組織学的および行動的現象の変動性の低下につながる病変の選択性および再現性である。適切な脊椎レベルで一方的な病変を確保するためには、適切な椎体セグメントと脊髄中線の両方を正確に同定することが重要です。ヘミセクション手順中に脊髄が切断の方向に回転する傾向があるので、手順の間に両側に置かれた細かい?...

脊髄損傷(SCI)は、運動、感覚、および自律機能の重度の障害に関連しています。SCIの実験動物モデルは、SCI病理学に関わる解剖学的および生理学的事象を理解し、修復および回復における神経機構を調査し、潜在的な治療の有効性と安全性をスクリーニングするための貴重なツールである。介入。ラットはSCI研究1で最も一般的に使用される種です。ラットモデルは低コストで再現が容易で、機能的な結果を評価するために行動テストの大きなバッテリーが利用可能です2.管の位置のいくつかの違いにもかかわらず、ラット脊髄は霊長類3、4を含むより大きな哺乳類と全体的に類似した感覚運動機能を共有する。ラットはまた、人間5に関連するSCIに類似した生理学的および行動的結果を共有する。非ヒト霊長類および大型動物モデルは、ヒトSCI6の近似を提供することができ、人間の実験前に治療の安全性と有効性を証明するために不可欠であるが、倫理的および動物の福祉のためにあまり一般的に使用されていない考慮事項、経費、および規制要件7.
ラットトランセクションSCIモデルは、解剖ナイフまたは線減少切除術後の切除術ハサミを用いて選択的病変を伴う脊髄の標的中断によって行われる。完全な切除と比較して、ラットの部分切除は、より少ない重症傷害、より容易な術後動物ケア、自発的な運動回収、および部分的なスペアリングで主に不完全であるヒトのSCIをより密接にモデル化する結果となる。脊髄と上脊髄構造を結ぶ組織8.一方的な片道は、片側のみのすべての上昇および下降区域を破壊し、定量化可能で再現性の高い運動障害を生み出し、基礎となる生物学的メカニズムの探索を強化する。半切除の最も顕著な機能的結果は、数週間にわたってローコ運動機能の等級付き自発的回復を伴う病変のレベルと同じ側の初期四肢麻痺である 9,10,11歳,12.ヘミセクションモデルは、機能回復9、11、12に関連する損傷および残留路および回路の神経可塑性を調べるために特に有用である。13,14,15,16,17,18.具体的には、胸部レベルで行われるヘミセクション、すなわち、後肢移動を制御する脊髄回路の上に、特に運動制御の変化を調べるための有用である。SCI19後の病変重症度とローコモータリカバリーとの間に非線形関係が存在するので、機能的結果を評価するための適切な行動試験が実験モデルにおいて最も重要である。
ラット2、20の機能的な運動回収の特定の側面を評価するために行動テストの包括的な電池が利用できる。多くのローコモーターテストは、ラットが体重を支えるためにあまりにも無効になっているので、SCIの後の早期に信頼性の高い対策を提供しません。怪我の後の早期の赤字に敏感で、術前の訓練や特殊な装置を必要としない自発的な運動性能の尺度は、適切な時間ポイントのロコモータの回復を監視するために有益である。特殊な行動テストを補完します。マルティネスオープンフィールド評価スコア10は、もともとラットの頸部SCI後のロコ運動性能を評価するために開発されたもので、自発的な地上移動中のグローバルなローコ運動性能を評価する20点のオーディショナルスコアです。オープンフィールド。得点は、関節四肢の動き、体重サポート、数字位置、ステッピング能力、前肢後肢の調整、尾を含む一連のロコモーター測定の特定のパラメータを評価するルーブリックを使用して、各四肢に対して別々に行われます。位置。評価スコアは、胸部挫傷21後のロコ運動性能を評価するように設計されたバッソ、ビーティーおよびブレスナハン(BBB)オープンフィールド評価尺度から導き出されます。それは正確かつ確実に前肢および後肢の運動運動機能を評価するために合わせ、BBBの階層的な得点と受け入れられなかった異なった採点変数の独立した査定を可能にし、線形回復を提供するプロファイル10.さらに、BBBと比較して、評価スコアは、より重度の傷害モデル10、11、20、22において敏感で信頼性が高い。評価スコアは、頸部10、12および胸部9 SCI単独および外傷性脳損傷23との組み合わせでラットのlocomotor障害を評価するために使用されている。
ここでは、雌のロングエバンスラットのT8椎体レベルで胸部半分化SCIを行い、オープンフィールドでの後肢運動回収を評価するための詳細なステップバイステッププロトコルを示す。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1489px;" width="1489">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Baytril</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td style="width:294px;">11242</td>
			<td style="width:502px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Blunt dissection scissors</td>
			<td style="width:227px;">World Precision Instruments</td>
			<td>503669</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Buprenorphine hydrochoride</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td style="width:294px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Camera lens</td>
			<td style="width:227px;">Pentax</td>
			<td>C31204TH</td>
			<td>12.5-75mm, f1.8, 2/3&#34; format, C-mount</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">CMOS video camera</td>
			<td style="width:227px;">Basler</td>
			<td>acA2000-165uc</td>
			<td>2/3&#34; format, 2048 x 1088 pixels, up to 165 fps, C-mount, USB3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Compressed oxygen gas</td>
			<td style="width:227px;">Praxair</td>
			<td style="width:294px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Cotton tipped applicators</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>108703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Delicate bone trimmers</td>
			<td style="width:227px;">Fine Science Tools</td>
			<td>16109-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Dissecting knife</td>
			<td style="width:227px;">Fine Science Tools</td>
			<td>10055-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dumont fine forceps (#5)</td>
			<td style="width:227px;">Fine Science Tools</td>
			<td>11254-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethicon Vicryl 4/0 Violet Braided FS-2&#160; suture (J392H)</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td style="width:294px;">111689</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Feedback-controlled heating pad</td>
			<td style="width:227px;">Harvard Apparatus</td>
			<td>55-7020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Female Long-Evans rats</td>
			<td>Charles River Laboratories</td>
			<td style="width:294px;">Strain code: 006</td>
			<td>225-250g</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Gelfoam</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>102348</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curved hemostat forceps</td>
			<td style="width:227px;">Fine Science Tools</td>
			<td>13003-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hot bead sterilizer</td>
			<td style="width:227px;">Fine Science Tools</td>
			<td>18000-45</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Hydrogel</td>
			<td style="width:227px;">70-01-5022</td>
			<td>Clear H20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Isofluorane</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>118740</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Lactated Ringer&#39;s solution</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>116373</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Lidocaine (2%)</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>123684</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Needle 30 ga</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>4799</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Open-field area</td>
			<td style="width:227px;">Custom</td>
			<td style="width:294px;"></td>
			<td>Circular Plexiglas arena 96 cm diameter, 40 cm wall height</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Opthalmic ointment</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>110704</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Personal computer&#160;</td>
			<td style="width:227px;"></td>
			<td style="width:294px;"></td>
			<td>With USB3 connectivity to record video with the listed camera</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Physiological saline</td>
			<td>CDMV</td>
			<td>1399</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Proviodine</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>4568</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rodent Liquid Diet</td>
			<td style="width:227px;">Bioserv</td>
			<td style="width:294px;">F1268</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Scalpal blade #11</td>
			<td style="width:227px;">CDMV</td>
			<td>6671</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Self-retaining retractor</td>
			<td style="width:227px;">World Precision Instruments</td>
			<td>14240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vannas iridectomy spring scissors</td>
			<td style="width:227px;">Fine Science Tools</td>
			<td>15002-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">Veterinary Anesthesia Machine and isofluarane vaporizer</td>
			<td style="width:227px;">Dispomed</td>
			<td style="width:294px;">975-0510-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:468px;">VLC media player</td>
			<td style="width:227px;">VideoLAN</td>
			<td style="width:294px;"></td>
			<td>videolan.org/vlc</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

thoracic spinal cord hemisection surgery and open-field locomotor assessment in the rat

脊髄損傷(SCI)は、病変のレベル以下の運動、感覚、自律神経機能の障害を引き起こす。実験動物モデルは、SCI後の運動回収に関与する神経機構を理解し、臨床集団の治療法を設計するための貴重なツールです。多種多様な種で使用されている挫傷、圧縮、および切除損傷を含むいくつかの実験的なSCIモデルがあります。片分断は脊髄の一方的な切除を伴い、片側のみ上降区域をすべて破壊する。脊髄ヘミセクションは、機能回復に関連するスペアドおよび損傷経路の神経可塑性を調べるのに有用である挫傷または圧縮技術と比較して、非常に選択的で再現可能な損傷を生み出す。ラットのT8椎体レベルで胸部半生切除を行うための詳細なステップバイステッププロトコルを提示し、その結果、病変側の後肢の初期麻痺を引き起こす。週間。また、オープンフィールドでの機能回復を評価するためのローコモータスコアリングプロトコルも提供しています。ローコモーター評価は線形回収プロファイルを提供し、より専門的な行動テストを行う適切な時間ポイントのために動物を正確にスクリーニングするために、傷害の早期および後に繰り返し行うことができます。提示されたヘミセクション技術は、他の切除モデルおよび種に容易に適合することができ、およびlocomotor評価は、ロコ運動機能をスコア付けするために、様々なSCIおよび他の傷害モデルで使用することができる。

高い一貫性を持つ再現可能な病変は、ヘミセクション技術で生成することができる。実験グループ間の病変サイズを評価および比較するために、脊髄の全断面のパーセンテージとしての病変の最大領域は、脊髄セクションの組織学的染色によって容易に計算することができる。図1は、左ヘミコードの代表的な病変と、断面帯面積の平均病変サイズ47.3%±4.0%を持つラット?...

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Thoracic Spinal Cord Hemisection Surgery and Open-Field Locomotor Assessment in the Rat

ラット胸部脊髄ヘミセクションは、一方的な脊髄損傷の貴重で再現可能なモデルであり、運動回収および治療効果の神経機構を調べる。この記事には、ヘミセクション手順を実行し、オープンフィールドアリーナでのローコモーターの性能を評価するための詳細なステップバイステップガイドが含まれています。

ラットにおける胸部脊髄半切除手術とオープンフィールドロコ運動評価

Spinal cord injury (SCI) causes disturbances in motor, sensory, and autonomic function below the level of the lesion. Experimental animal models are ...

脊椎の切断は、我々が開発した機関車のスケールでキャプチャすることができ、定量化可能かつ理想的な再現性のロコモ運動の欠陥を生成します。この技術の主な利点は、動物間の行動の現象の変動を減少させる病変の選択性と再現性です。麻酔をかけてきた成体ラットのつまみつまみに対する反応の欠如を確認した後、T-6からT-10椎骨の上に剃った皮膚に2.5センチメートルの切開を行い、鈍いはさみを使用して皮膚および表面性脂肪を引き込む。鈍い解剖はさみと自己保持リトラクターを使用して、T-7からT-9椎骨の後ろ面に挿入し、細かい鉗子と綿先端アプリケーターを使用してデブライドし、残りの組織をクリアしてスピナスプロセスと椎体層を露出させます。速度をステレオ顕微鏡の下に置き、繊細な骨トリマーを使用して、T-7とT-8椎骨の両側のファセットを慎重に切断します。メスを使用して、T-8とT-9椎骨薄層の間の背骨結合組織で1ミリメートルの表面的な切断を行い、基礎となるコードを傷めないように注意し、骨トリマーを使用してT-8椎骨のスピナスプロセスを取り除きます。曲面止血鉗子を慎重にT-7の紡錘プロセスで締め付けた、T-8薄片の尾端をわずかにわずかにロストリーに回し、T-8薄層の下に骨トリマーを挿入する。脊椎のラミネラ内側の左右の切り傷を脊髄を露出させる横方向のプロセスに繰り返すことによって、ラミネクトミーを続けて、ラミネクナに沿って正中切を行います。露出した脊柱管に2%リドカインの100マイクロリットルを点滴し、T-8脊髄セグメントを重ねる硬膜を取り除くために細かい鉗子およびイリデックハサミを使用する。露光されたコードにリドカイン投与を繰り返し、露出したT-7~T-9椎骨の間に延びるスピナスプロセスの間に作成された中心線を可視化してコードの正中線を同定する。細かい鉗子を使って脊髄を安定させ、解剖ナイフを使って脊髄を正中から動物の片側に向かって半球化し、腹側の前脊椎動脈を切り裂かないように注意する。虹色の十二次的なはさみを使用して、脊髄の病変側に残っている組織を慎重に切断して、腹側側象限が適切に切り換えられ、滅菌を置き、約6×2ミリメートルの生理学的な止血スポンジを脊髄の上の露出した空洞に入れる。次に、4-Oポリグラクチン910縫合糸を使用して、筋肉層と切開部位の周りの皮膚を閉じ、完全に回復するまで監視するヒートランプの下で暖かい環境にラットを置きます。行動検査のための適切な実験時間で、ラットがアリーナに慣れさせた後、ビデオ録画を開始し、運動活動を奨励するために薄暗い光条件下で、アリーナの中央にラットを置く。ラットが移動を促進するために20秒以上静止しているときにラットをアリーナの中央に戻して、少なくとも4分間探検することを許可します。次に、記録されたテストセッションの運動性能をスコア付けする。関節肢の動きの場合、足首、膝、股関節の自発的な移動中に、通常、わずか、または不在のいずれかとして、後肢関節の動きを個別にスコア付けします。体重サポートのために、ラットが静止しているとき、および活動的な移動中に、手足が地面にあるときに、後肢伸長筋が装填された体重を収縮させ、支える能力を評価する。桁位置については、ラットが静止している間と移動中の後肢の桁の位置を評価します。最初の接触時に後肢の足の配置の向きを評価し、ステップ中のスイングフェーズの流動性に加えて地面から離陸して、ラットが足の重みを支えることができる場合にのみ、ステップパラメータを完了します。前肢/後肢調整パラメータは、テスト中に4つの連続したステップが発生し、手足が体重を積極的にサポートできる場合にのみ完了します。移動中の尾の位置を上または下のいずれかとして評価します。次に、各パラメーターの個々のスコアを追加して、各後肢の合計を最大 20 ポイントに提供します。実験群間の病変サイズを評価および比較するために、脊髄の全断面の割合としての病変の最大面積を、脊髄切片の組織学的染色で容易に計算することができる。例えば、ラット間で共有される最大病変面積の割合をオーバーレイした左ヘミコードのこの代表的な病変は、断面コード領域の約47%の平均病変サイズを示した。左側の片方面の後の最初の5週間の無傷状態におけるこれらの代表的な変化は、手術後の最初の3週間の間に動物の左後肢における移動の有意な障害を示す。右後肢では、術後2週間で移動レベルの改善が観察される。覚えておくべき最も重要なことは、半細断面と適切な外科後の動物のケアと監視のための脊髄正線の正確な同定が成功したプロトコルのために不可欠であるということです。この行動評価は、運動運動回復に関する特定の問題に対処するための特殊なテストを補完するための上部パレットレコルビアル指数をスクリーニングするための理想的なプロトコルを提供します。

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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