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

Эта работа была поддержана Канадскими институтами исследований в области здравоохранения (CIHR; MOP-142288) м.м.м. была поддержана наградой по заработной плате от Fonds de Recherche Квебек Аканте (ФРЗС), а A.R.B была поддержана стипендией от ФРЗС.

Эксперименты, описанные в этой статье, были проведены в соответствии с руководящими принципами Канадского совета по уходу за животными и были одобрены комитетом по этике Монреальского университета.
1. Торакальная гемисекционная хирургия
<ol><li>Носите соответствующее за?...

Основной силой метода гемисекции является избирательность и воспроизводимость поражения, что приводит к снижению изменчивости гистологических и поведенческих фенотипов между животными25. Для того, чтобы обеспечить одностороннее повреждение на соответствующем уровне по...

Повреждение спинного мозга (SCI) связано с серьезными нарушениями в двигательной, сенсорной и вегетативной функции. Экспериментальные животные модели SCI являются ценными инструментами для понимания анатомических и физиологических событий, связанных с патологией SCI, для исследования нервных механизмов в ремонте и восстановлении, а также для проверки эффективности и безопасности потенциальных терапевтических Мероприятий. Крыса является наиболее часто используемых видов в исследовании SCI1. Крысиные модели являются низкими затратами, легко размножаются, и большая батарея поведенческих тестов доступны для оценки функциональных результатов2. Несмотря на некоторые различия в расположении тракта, крыса спинного мозга акций в целом аналогичные функции сенсорной с более крупными млекопитающими, в том числе приматов3,4. Крысы также разделяют аналогичные физиологические и поведенческие последствия ДЛЯ SCI, которые относятся к людям5. Нечеловеческие приматы и крупные модели животных могут обеспечить более близкое приближение человека SCI6 и имеют важное значение для доказательства безопасности лечения и эффективности до экспериментов человека, но менее часто используются из-за этических и благополучия животных соображения, расходы и нормативные требования7.
Крыса transection SCI модели выполняются целевым прерыванием спинного мозга с селективным повреждением с помощью вскрытия нож или иридэктомии ножницы после ламинэктомии. По сравнению с полной transection, частичный transection в крысы приводит к менее тяжелой травмы, легче послеоперационного ухода за животными, спонтанное восстановление локомотива, и более тесно модели SCI у людей, которые преимущественно неполным с частичной щадящей ткани, соединяющие спинной мозг и надспинальные структуры8. Односторонняя гемисекция нарушает все восходящие и нисходящие участки только с одной стороны, и производит количественно и высоко воспроизводимый дефицит локомотиводвигателей, усиливая изучение основных биологических механизмов. Наиболее заметным функциональным следствием гемисекции является первоначальный паралич конечностей на той же стороне и ниже уровня поражения с градуированным спонтанное восстановление локомотивной функции в течение нескольких недель9,10, 11 Год , 12. Модель гемисекции особенно полезна для исследования нервной пластичности поврежденных и остаточных трактов и схем, связанных с функциональным восстановлением9,11,12, 13,14,15,16,17,18. В частности, гемисекция выполняется на грудном уровне, т.е., выше спинного цепи, которые контролируют движение hindlimb, особенно полезно для исследования изменений в локомоторном контроле. Поскольку существует нелинейная связь между тяжестью поражения и восстановлением локомотора после SCI19,соответствующее поведенческое тестирование для оценки функциональных исходов имеет первостепенное значение в экспериментальных моделях.
Всеобъемлющая батарея поведенческих тестов доступны для оценки конкретных аспектов функционального восстановления локомотива у крысы2,20. Многие локомоторные тесты не обеспечивают надежные меры на ранней стадии после SCI, как крысы слишком отключены, чтобы поддерживать их вес тела. Мера спонтанной производительности локомотива, который чувствителен к дефициту рано после травмы, и не требует предоперационной подготовки или специализированного оборудования, является полезным для того, чтобы контролировать восстановление локомотива для соответствующих точек времени, в которых дополнять специализированное поведенческое тестирование. Мартинес открытого поля оценки оценка10, первоначально разработанный для оценки работы локомотива после шейки матки SCI в крысы, является 20-точечный ординатор оценки глобальной работы локомотива во время спонтанного наземного передвижения в открытое поле. Скоринг проводится отдельно для каждой конечности с помощью рубрики, которая оценивает конкретные параметры ряда локомоторных мер, включая движение суставных конечностей, поддержку веса, положение в цифре, способности шага, координацию передних конечностей и хвост Позиции. Оценка оценки происходит от Basso, Битти и Bresnahan (BBB) открытого поля рейтинговая шкала предназначена для оценки локомоторной производительности после грудной контузии21. Он адаптирован для точной и надежной оценки как передних конечностей, так и функции локомотива, позволяет независимую оценку различных параметров скоринга, которые не поддаются иерархическому скорингу BBB, и обеспечивает линейное восстановление профиль10. Кроме того, по сравнению с BBB, оценка оценка чувствительна и надежна в более тяжелых моделей травм10,11,20,22. Оценка оценка была использована для оценки нарушения локомотива у крысы после шейки матки10,12 и грудной9 SCI в одиночку и в сочетании с черепно-мозговой травмой23.
Мы представляем здесь подробный пошаговый протокол для выполнения грудной гемисекции SCI на уровне T8 позвонков у самки крысы Лонг-Эванс, а также для оценки восстановления локомоторного локомотора задних конечностей в открытом поле.

<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

Повреждение спинного мозга (SCI) вызывает нарушения в двигательной, сенсорной и вегетативной функции ниже уровня поражения. Экспериментальные модели животных являются ценными инструментами для понимания нервных механизмов, участвующих в восстановлении локомотивов после SCI и для разработки методов лечения для клинических популяций. Есть несколько экспериментальных моделей SCI, включая ушиб, сжатие и транссекционные травмы, которые используются в самых различных видов. Гемисекция включает в себя односторонний перерезка спинного мозга и нарушает все восходящие и нисходящие участки только на одной стороне. Спинной гемисекции производит очень селективной и воспроизводимой травмы по сравнению с ушибом или сжатия методы, которые полезны для исследования нервной пластичности в избавленных и поврежденных путей, связанных с функциональным восстановлением. Мы представляем подробный пошаговой протокол для выполнения грудной гемисекции на уровне T8 позвонков у крысы, что приводит к первоначальному параличу задней конечности на стороне поражения с градуированным спонтанное восстановление функции локомотива в течение нескольких Недель. Мы также предоставляем протокол оценки функционального восстановления в открытом поле. Локомоторная оценка обеспечивает линейный профиль восстановления и может быть выполнена как рано, так и неоднократно после травмы, с тем чтобы точно проверить животных на соответствующие временные точки, в которых для проведения более специализированного поведенческого тестирования. Представленный метод гемисекции может быть легко адаптирован к другим моделям и видам транссекции, а оценка локомотива может быть использована в различных МОЦ и других моделях травм для оценки функции локомотива.

Воспроизводимые поражения с высокой степенью консистенции могут быть сгенерированы с помощью метода гемисекции. Для оценки и сравнения размеров поражений между экспериментальными группами, максимальная площадь поражения в процентах от общего поперечного сечения спинного мозга мож?...

Watch this Scientific Journal Video about Thoracic Spinal Cord Hemisection Surgery and Open-Field Locomotor Assessment in the Rat at JoVE.com

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

Крыса грудной позвоночных гемисекции позвоночника является ценным и воспроизводимой моделью одностороннего повреждения спинного мозга для изучения нервных механизмов локомоторного восстановления и эффективности лечения. Эта статья включает в себя подробное пошаговое руководство для выполнения процедуры гемисекции и оценки работы локомотивов на арене открытого поля.

Торакальный спинной мозг гемисекции хирургии и открытого поля локомоторной оценки в Крыса

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

Спинальная гемизекция производит поддающийся количественной оценке и идеальный воспроизводимый дефицит локомотивов, которые могут быть захвачены с локомотивной шкалой, которую мы разработали. Основным преимуществом этого метода является избирательность и воспроизводимость поражения, что приводит к снижению изменчивости поведенческих фенотипов между животными. После подтверждения отсутствия реакции на щепотку нота в анестезированной взрослой крысы, сделать 2,5 сантиметра разрез в бритой коже чрезмерно T-6 Т-10 позвонков и использовать тупые ножницы, чтобы втянуть кожу и поверхностный жир.Используйте тупые ножницы вскрытия и самоуверенные втягивающиеся, чтобы отделить парапозвоночные мышцы, вставив на спинной аспект Т-7 до Т-9 позвонков и использовать тонкие миппы и хлопчатобумажные аппликаторы, чтобы раздразить и очистить все оставшиеся ткани, чтобы разоблачить спинные процессы и позвоночные ламины. Поместите скорость под стерео микроскопом и используйте тонкие костные триммеры, чтобы тщательно сократить грани на двусторонней основе на Т-7 и Т-8 позвонков. Используйте скальпель, чтобы сделать один миллиметр поверхностный разрез в спинной соединительной ткани между Т-8 и Т-9 позвоночных laminae, заботясь, чтобы не повредить основной шнур и использовать костные триммеры для удаления спинного процесса позвонка Т-8.С изогнутыми гемостатические типсы тщательно зажаты на Т-7 спиновой процесс, поверните хвостовой конец Т-8 laminae слегка rostrally около 20 градусов и вставить кости триммеры под T-8 ламина. Сделать средней линии вырезать простирается вдоль ламины, продолжая ламинэктомии, повторяя порезы на левой и правой стороне позвонка ламина медиальной поперечных процессов подвергать спинного мозга. Drip 100 микролитров 2%lidocaine в открытый спинномозговой канал и использовать тонкие миппы и ножницы иридэктомии, чтобы удалить дура наложения Т-8 спинного сегмента.Повторите администрирование лидокаина на открытый шнур и определите средней линии шнура путем визуализации центральной линии, созданной между спинными процессами, простирающимися между открытым Т-7 до Т-9 позвонка. Используя тонкие миппы для стабилизации спинного мозга, используйте нож для вскрытия спинного мозга от средней линии к одной стороне животного, заботясь, чтобы не прорезать переднюю спинную артерию на брюшной стороне. Используя ножницы иридэктомии, тщательно прорезать все оставшиеся ткани на стороне поражения спинного мозга, чтобы обеспечить брюшной боковой квадрант надлежащим образом трансектирован и место стерильных, примерно шесть на два миллиметра солевой пропитанной гемостатической губкой в открытой полости над спинным мозгом.Затем используйте 4-O полиглактин 910 швы, чтобы закрыть мышечные слои и кожу вокруг места разреза и поместить крысу в теплую среду под тепловой лампой с мониторингом до полного восстановления. В соответствующий экспериментальный момент времени для поведенческих испытаний, после того, как крысы были привыкли к арене, начать видеозапись и место крысы в центре арены, в условиях тусклого света для поощрения локомотивной активности. Разрешить крысы исследовать, по крайней мере четыре минуты, перемещение крысы обратно в центр арены, когда она остается неподвижной в течение более 20 секунд для содействия передвижения.Затем забить локомотив производительность записанной сессии тестирования. Для суставных движений конечностей, оценка задних движений суставов во время спонтанного передвижения отдельно для лодыжки, колена и бедра, как обычно, незначительные, или отсутствует. Для поддержки веса, оценить способность мышц заднего extensor контракт и поддерживать загруженный вес тела, когда конечность находится на земле, когда крыса неподвижно, а также во время активного передвижения.Для положения цифры, оценить положение задних цифр в то время как крыса является стационарным и во время передвижения. Завершите параметр шага только в том случае, если крыса может поддерживать свой вес тела во время шага, рейтингуя ориентацию размещения лапы заднего лапы во время первоначального контакта и при подъеме с земли в дополнение к текучести фазы качели во время шага. Завершите параметр координации forelimb/hindlimb только в том случае, если четыре последовательных шага происходят во время тестирования и если конечности могут активно поддерживать вес тела.Оцените положение хвоста во время передвижения, как вверх или вниз. Затем добавьте индивидуальные баллы от каждого параметра, чтобы обеспечить в общей сложности для каждого хиндлимба максимум 20 очков. Для оценки и сравнения размеров поражения между экспериментальными группами, максимальная площадь поражения в процентах от общего сечения спинного мозга может быть легко рассчитана с гистологическим окрашивание секций спинного мозга.Например, это репрезентативное поражение левого гемикорда с наложением доли максимальной области поражения, разделяемой между крысами, продемонстрировало средний размер поражения примерно 47% поперечной области шнура. Эти репрезентативные изменения в производительности локомотива в нетронутом состоянии в течение первых пяти недель после левой стороны гемизекции демонстрируют значительное ухудшение передвижения в левой задней части животного в течение первых трех недель после операции. Улучшение уровня передвижения наблюдается в правой задней части на две недели после процедуры.Наиболее важные вещи, чтобы помнить, что точная идентификация позвоночника средней линии для гемизекции и надлежащего послеоперационного ухода за животными и мониторинга имеют важное значение для успешного протокола. Эта поведенческая оценка обеспечивает идеальный протокол для проверки верхних паретрекорвиальных индексов для дополнения к специализированному тестированию для решения конкретного вопроса, представляющих интерес для восстановления локомотивов.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Dissection and Culture of Commissural Neurons from Embryonic Spinal Cord

Разбор и культуры спаечный Нейроны из эмбриональных спинного мозга

Commissural neurons have been widely used to investigate the mechanisms underlying axon guidance during embryonic spinal cord development. The cell bodies ...

Spinal Cord Electrophysiology II: Extracellular Suction Electrode Fabrication

Спинной мозг электрофизиологии II: внеклеточной изготовление электродов Всасывающая

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate ...

Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish

Перерезки спинного шнур в личиночной данио рерио

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability ...

An Ex Vivo Laser-induced Spinal Cord Injury Model to Assess Mechanisms of Axonal Degeneration in Real-time

An Ex Vivo Laser-induced Spinal Cord Injury Model to Assess Mechanisms of Axonal Degeneration in Real-time

<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Лазерно-индуцированное Травма спинного мозга модель для оценки Механизмы дегенерации аксонов в режиме реального времени

Injured CNS axons fail to regenerate and often retract away from the injury site. Axons spared from the initial injury may later undergo secondary axonal ...

Diffusion Imaging in the Rat Cervical Spinal Cord

Распространение изображений в спинном мозге крыс шейки матки

Magnetic resonance imaging (MRI) is the state of the art approach for assessing the status of the spinal cord noninvasively, and can be used as a ...

Spinal Cord Neurons Isolation and Culture from Neonatal Mice

Изоляция и культура нейронов спинного мозга от неонатальных мышей

We present a protocol for the isolation and culture of spinal cord neurons. The neurons are obtained from neonatal C57BL/6 mice and are isolated on ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging нейронной активности в первичной соматосенсорной коры, с помощью Thy1-GCaMP6s трансгенных мышей

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

An In Vivo Duo-color Method for Imaging Vascular Dynamics Following Contusive Spinal Cord Injury

An In Vivo Duo-color Method for Imaging Vascular Dynamics Following Contusive Spinal Cord Injury

В естественных условиях Дуэт цветной метод для визуализации сосудистой динамика после тупыми спинного мозга

Spinal cord injury (SCI) causes significant vascular disruption at the site of injury. Vascular pathology occurs immediately after SCI and continues ...

Laminectomy and Spinal Cord Window Implantation in the Mouse

Ламинэктомия и имплантация окна спинного мозга в мыши

This protocol describes a method for spinal cord laminectomy and glass window implantation for in vivo imaging of the mouse spinal cord. An integrated ...

Direct Injection of a Lentiviral Vector Highlights Multiple Motor Pathways in the Rat Spinal Cord

Прямой впрыск лентивирусные вектора выделяет несколько мотор путей спинного мозга крысы

Introducing proteins of interest into cells in the nervous system is challenging due to innate biological barriers that limit access to most molecules. ...