Name: direct cannula implantation in the cisterna magna of pigs
Uploaded: 2021-06-09T15:00:00
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Diese Arbeit wurde von der Knut und Alice Wallenberg Stiftung, Hjärnfonden, Wenner Gren Stiftungen und der Crafoord Stiftung unterstützt.

Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 2010/63/EU durchgeführt und vom Malmö-Lund Ethikausschuss für Tierversuche (Dnr 5.8.18-05527/2019) genehmigt und gemäß den CODEX-Richtlinien des schwedischen Forschungsrats durchgeführt.
1. Vorbereitung
<ol><li>Tracer<ol>
<li>Künstliches LIQUOR herstellen (126 mM NaCl, 2,5 mM KCl, 1,25 mM NaH2PO4, 2 mM MgCl2, 2 mM CaCl2, 10 mM Glucose, 26 mM NaHCO3; pH 7,4)...

<ol>
	<li>Redzic, Z. B., Segal, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+the+choroid+plexus+and+the+physiology+of+the+choroid+plexus+epithelium.">The structure of the choroid plexus and the physiology of the choroid plexus epithelium.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 56 (12), 1695-1716 (2004).</li><li>Sakka, L., Coll, G., Chazal, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomy+and+physiology+of+cerebrospinal+fluid.">Anatomy and physiology of cerebrospinal fluid.</a> European Annals of Otorhinolaryngology, Head and Neck Diseases. 128 (6), 309-316 (2011).</li><li>Nedergaard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Garbage+truck+of+the+brain.">Garbage truck of the brain.</a> Science. 340 (6140), 1529-1530 (2013).</li><li>Iliff, J. 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S., Cameron, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beneficial+effects+of+low+alcohol+exposure,+but+adverse+effects+of+high+alcohol+intake+on+glymphatic+function.">Beneficial effects of low alcohol exposure, but adverse effects of high alcohol intake on glymphatic function.</a> Scientific Reports. , 1-16 (2018).</li><li>Munk, A. S., 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=PDGF-B+is+required+for+development+of+the+glymphatic+system.">PDGF-B is required for development of the glymphatic system.</a> Cell Reports. 26 (11), 2955-2969 (2019).</li><li>Plog, B. A., 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=Transcranial+optical+imaging+reveals+a+pathway+for+optimizing+the+delivery+of+immunotherapeutics+to+the+brain.">Transcranial optical imaging reveals a pathway for optimizing the delivery of immunotherapeutics to the brain.</a> JCI Insight. 3 (20), 1-15 (2018).</li><li>Bechet, N. B., 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=Light+sheet+fluorescence+micrscopy+of+optically+cleared+brains+for+studying+the+glymphatic+system.">Light sheet fluorescence micrscopy of optically cleared brains for studying the glymphatic system.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 40 (10), 1975-1986 (2020).</li><li>Xavier, A. L. 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=Cannula+implantation+into+the+cisterna+magna+of+rodents.">Cannula implantation into the cisterna magna of rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (135), e57378 (2018).</li><li>Ramos, 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=Cisterna+magna+injection+in+rats+to+study+glymphatic+function.">Cisterna magna injection in rats to study glymphatic function.</a> Methods in Molecular Biology. 1938, (2019).</li><li>Sweeney, A. 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=in+vivo+imaging+of+cerebrospinal+fluid+transport+through+the+intact+mouse+skull+using+fluorescence+macroscopy.">in vivo imaging of cerebrospinal fluid transport through the intact mouse skull using fluorescence macroscopy.</a> Journal of visualized experiments. (149), e59774 (2019).</li><li>Eide, P. K., Ringstad, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+with+intrathecal+MRI+gadolinium+contrast+medium+administration:+A+possible+method+to+assess+glymphatic+function+in+human+brain.">MRI with intrathecal MRI gadolinium contrast medium administration: A possible method to assess glymphatic function in human brain.</a> Acta Radiologica Open. 4 (11), 205846011560963 (2015).</li><li>Ringstad, G., Vatnehol, S. A. S., Eide, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glymphatic+MRI+in+idiopathic+normal+pressure+hydrocephalus.">Glymphatic MRI in idiopathic normal pressure hydrocephalus.</a> Brain. 140 (10), 2691-2705 (2017).</li><li>Kornum, B. R., Knudsen, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognitive+testing+of+pigs+(Sus+scrofa)+in+translational+biobehavioral+research.">Cognitive testing of pigs (Sus scrofa) in translational biobehavioral research.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 35 (3), 437-451 (2011).</li><li>B&#232;chet, N. B., Shanbhag, N. C., Lundgaard, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glymphatic+function+in+the+gyrencephalic+brain.">Glymphatic function in the gyrencephalic brain.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. , (2021).</li><li>Raghunandan, A., 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=Bulk+flow+of+cerebrospinal+fluid+observed+in+periarterial+spaces+is+not+an+artifact+of+injection.">Bulk flow of cerebrospinal fluid observed in periarterial spaces is not an artifact of injection.</a> bioRxiv. , (2020).</li><li>D'Angelo, A., 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=Spinal+fluid+collection+technique+from+the+atlanto-occipital+space+in+pigs.">Spinal fluid collection technique from the atlanto-occipital space in pigs.</a> Acta Veterinaria Brno. 78 (2), 303-305 (2009).</li><li>Ma, Q., 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=Rapid+lymphatic+efflux+limits+cerebrospinal+fluid+flow+to+the+brain.">Rapid lymphatic efflux limits cerebrospinal fluid flow to the brain.</a> Acta Neuropathologica. 137 (1), 151-165 (2019).</li><li>Hablitz, L. 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=Increased+glymphatic+influx+is+correlated+with+high+EEG+delta+power+and+low+heart+rate+in+mice+under+anesthesia.">Increased glymphatic influx is correlated with high EEG delta power and low heart rate in mice under anesthesia.</a> Science Advances. 5 (2), 5447 (2019).</li><li>Mestre, H., 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=Flow+of+cerebrospinal+fluid+is+driven+by+arterial+pulsations+and+is+reduced+in+hypertension.">Flow of cerebrospinal fluid is driven by arterial pulsations and is reduced in hypertension.</a> Nature Communications. 9 (1), 4878 (2018).</li><li>Pleticha, 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=Pig+lumbar+spine+anatomy+and+imaging-guided+lateral+lumbar+puncture:+A+new+large+animal+model+for+intrathecal+drug+delivery.">Pig lumbar spine anatomy and imaging-guided lateral lumbar puncture: A new large animal model for intrathecal drug delivery.</a> Journal of Neuroscience Methods. 216 (1), 10-15 (2013).</li></ol>

Hierin wird ein detailliertes Protokoll zur Durchführung der direkten Kanülierung der Cisterna magna bei Schweinen beschrieben, einschließlich der notwendigen Vorbereitung, des chirurgischen Eingriffs, der Tracerinfusion und der Extraktion des Gehirns. Dies erfordert jemanden mit Erfahrung und Zertifizierung für die Arbeit mit großen Tieren. Bei korrekter Durchführung ermöglicht dies die Abgabe der gewünschten Moleküle mit Sicherheit direkt in das Liquor, wonach eine Reihe verschiedener fortschrittlicher Lichtbi...

Liquor cerebrospinalis (CSF) ist ein Ultrafiltrat von Blut, das innerhalb und um das zentrale Nervensystem (ZNS) gefunden wird1,2. Abgesehen davon, dass es dem Gehirn Auftrieb verleiht oder schädliche mechanische Kräfte absorbiert, spielt CSF auch eine entscheidende Rolle bei der Beseitigung von Stoffwechselabfällen aus dem ZNS3. Die Abfallentsorgung wird durch das kürzlich charakterisierte glymphatische System erleichtert, das den konvektiven Fluss von CSF durch das Hirnparenchym über perivaskuläre Räume (PVS) ermöglicht, die durchdringende Arterien umgeben3,4,5. Es wurde gezeigt, dass dieser Prozess von Aquaporin-4 (AQP4) abhängig ist, einem Wasserkanal, der hauptsächlich auf den astrozytären Endfüßen exprimiert wird und an das PVS4,6 gebunden ist. Die Untersuchung des glymphatischen Systems wird sowohl durch In-vivo- als auch durch Ex-vivo-Bildgebung erreicht, entweder unter Verwendung fortgeschrittener Lichtmikroskopie oder Magnetresonanztomographie (MRT), nachdem ein fluoreszierender/radioaktiver Tracer oder ein Kontrastmittel in das CSF7,8,9,10,11 eingeführt wurde.
Eine effektive Möglichkeit, einen Tracer in das Liquor einzuführen, ohne das Parenchym des Gehirns zu schädigen, ist die Cisterna Magna Cannulation (CMc)12,13. Eine große Mehrheit aller glymphatischen Studien wurde bisher an Nagetieren durchgeführt und bei höheren Säugetieren wegen der Invasivität von CMc in Verbindung mit der praktischen Einfachheit der Arbeit mit einem kleinen Säugetier vermieden. Darüber hinaus erlauben die dünnen Schädel von Mäusen eine In-vivo-Bildgebung ohne Schädelfenster und ermöglichen anschließend eine unkomplizierte Hirnextraktion11,14. Experimente, die am Menschen durchgeführt wurden, haben wertvolle makroskopische In-vivo-Daten über die glymphatische Funktion ergeben, stützten sich jedoch auf intrathekale Tracer-Injektionen in die distale Lendenwirbelsäule und verwendeten darüber hinaus MRT, die keine ausreichende Auflösung liefert, um die Mikroanatomie des glymphatischen Systems zu erfassen7,15,16 . Das Verständnis der Architektur und des Ausmaßes des glymphatischen Systems bei höheren Säugetieren ist für seine Übertragung auf den Menschen unerlässlich. Um die glymphatische Translation auf den Menschen zu erleichtern, ist es wichtig, Techniken, die bei Nagetieren durchgeführt werden, auf höhere Säugetiere anzuwenden, um direkte Vergleiche des glymphatischen Systems zwischen Arten mit zunehmender Kognitions- und Gehirnkomplexität zu ermöglichen17. Schweine- und menschliche Gehirne sind gyrenzephal und besitzen eine gefaltete Neuroarchitektur, während Nagetiergehirne lissenzephal sind und dadurch erhebliche Unterschiede zueinander aufweisen. In Bezug auf die Gesamtgröße sind Schweinegehirne auch eher mit Menschen vergleichbar, da sie 10-15 Mal kleiner sind als das menschliche Gehirn, während Mausgehirne 3.000 Mal kleiner sind18. Durch ein besseres Verständnis des glymphatischen Systems bei großen Säugetieren könnte es möglich sein, das menschliche glymphatische System für zukünftige therapeutische Interventionen bei Erkrankungen wie Schlaganfall, Schädel-Hirn-Trauma und Neurodegeneration zu nutzen. Direct CMc in Pigs in vivo ist eine Methode, die die hochauflösende Lichtmikroskopie des glymphatischen Systems bei einem höheren Säugetier ermöglicht. Darüber hinaus ist es aufgrund der Größe der verwendeten Schweine möglich, Überwachungssysteme anzuwenden, die denen in menschlichen Operationen ähneln, so dass es möglich ist, Vitalfunktionen streng zu dokumentieren und zu regulieren, um zu beurteilen, wie diese zur glymphatischen Funktion beitragen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.01% azide in PBS</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>S2002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18G needle</td>
			<td>Mediq</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1ml Syringe</td>
			<td>FischerSci</td>
			<td>15849152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20G cannula</td>
			<td>Mediq</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22G cannula</td>
			<td>Mediq</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4% paraformaldehyde</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>P6148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anatomical forceps</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin Alexa-Fluor 647 Conjugate</td>
			<td>ThermoFischer</td>
			<td>A34785</td>
			<td>2 vials (10mg)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>C1016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chisel</td>
			<td>ClasOhlson</td>
			<td>40-8870</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental cement</td>
			<td>Agnthos</td>
			<td>7508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>compact saw</td>
			<td>ClasOhlson</td>
			<td>40-9517</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>G8270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hammer</td>
			<td>ClasOhlson</td>
			<td>40-7694</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insta-Set CA Accelerator</td>
			<td>BSI-Inc</td>
			<td>BSI-151</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IV line TAP, 3-WAYS with 10cm extension</td>
			<td>Bbraun</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>P9333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marker pen</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MilliQ water</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCL</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>S7653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>S8282</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>S5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 20 scalpel blade</td>
			<td>Agnthos</td>
			<td>BB520</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 21 Scalpel blade</td>
			<td>Agnthos</td>
			<td>BB521</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 4 Scalpel handle</td>
			<td>Agnthos</td>
			<td>10004-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline</td>
			<td>Mediq</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Salmon knife</td>
			<td>Fiskers</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Self-retaining retractors</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superglue</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical curved scissors</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical forceps</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical towel clamps</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct cannula implantation in the cisterna magna of pigs

Das glymphatische System ist ein Abfallclearing-System im Gehirn, das auf dem Fluss von Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) in Astrozyten-gebundenen perivaskulären Räumen beruht und an der Clearance von neurotoxischen Peptiden wie Amyloid-Beta beteiligt ist. Eine beeinträchtigte glymphatische Funktion verschlimmert die Krankheitspathologie in Tiermodellen neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer, was die Bedeutung des Verständnisses dieses Clearance-Systems unterstreicht. Das glymphatische System wird oft durch Cisterna magna Cannulationen (CMc) untersucht, bei denen Tracer direkt in die Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) abgegeben werden. Die meisten Studien wurden jedoch an Nagetieren durchgeführt. Hier demonstrieren wir eine Adaption der CMc-Technik bei Schweinen. Mit CMc in Schweinen kann das glymphatische System mit einer hohen optischen Auflösung in gyrenzephalen Gehirnen untersucht werden und schließt so die Wissenslücke zwischen Nagetieren und menschlichen Glymphatika.

Sobald das Schwein bewusstlos ist, wird es palpiert und seine Oberflächenanatomie wird markiert, beginnend am Hinterhauptkamm (OC) und in Richtung der Brustwirbel (TV) und jeder Ohrbasis (EB). In diesem Sinne werden die hautnahen Schnitte vorgenommen (Abbildung 1A). Die drei Muskelschichten, darunter Trapezius, Semispinalis capitus biventer und Semispinalis capitus complexus, werden von zwei Sätzen selbsthaltender Retraktoren reseziert und offen gehalten, um die Cisterna magna (CM) freizul...

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Direct Cannula Implantation in the Cisterna Magna of Pigs

Dieser Artikel stellt ein Schritt-für-Schritt-Protokoll für die direkte Kanülenimplantation in die Cisterna magna von Schweinen vor.

Direkte Kanülenimplantation in der Cisterna Magna der Schweine

The glymphatic system is a waste clearance system in the brain that relies on the flow of cerebrospinal fluid (CSF) in astrocyte-bound perivascular spaces ...

Dieses Protokoll ist wichtig, da es die Untersuchung des glymphatischen Systems bei einem großen Säugetier ermöglicht und uns dadurch dem Verständnis des glymphatischen Systems beim Menschen näher bringt. Diese Technik hat zwei Vorteile. Die Einführung von Spuren in die Cisterna magna vermeidet eine direkte Schädigung des Gehirns, was im Gegensatz zu intraventrikulären Injektionen der Fall ist.Zweitens ist dies ein direkter Ansatz, der es ermöglicht, die Kanülierung sofort zu visualisieren und zu wissen, ob sie erfolgreich war oder nicht. Beginnen Sie damit, das Schwein in eine Bauchlage zu bringen. Tasten Sie den Hinterkopf und den Nacken ab, um den Hinterhauptkamm, die Wirbelsäule der ersten Brustwirbel und die Basis jedes Ohres zu lokalisieren und zu markieren.Zeichnen Sie eine gerade Linie zwischen dem Kamm und den Wirbeln entlang der Längsachse. Dann folgen Sie der Basis des Schädels und zeichnen Sie zwei Linien vom Kamm bis zur Basis jedes Ohrs. Klemmen Sie vorsichtig den Schwanz des Tieres und achten Sie auf einen Reflex, um zu sehen, ob es sich in einem tiefen Schlaf befindet.Beginnen Sie mit einem Hautschnitt entlang der Längslinie bis zum Muskel mit einem Skalpell mit einer Klinge der Nummer 21 und strecken Sie dann zwei senkrechte Schnitte weiter entlang der Schultern aus, die jeweils 10 bis 15 Zentimeter lang sind. Ausgehend vom Okzipitalkamm, machen Sie dermale Einschnitte entlang der Linie bis zur Basis jedes Ohres. Verwenden Sie eine anatomische Pinzette, um die am Hinterhauptkamm gebildeten Hautecken zu greifen, und führen Sie dann die Skalpellklinge leicht über die Faszie, um die Haut vom darunter liegenden Muskel zu trennen.Resezieren Sie die Haut entlang jedes der fünf Schnitte, um Teile des Trapezmuskels zu visualisieren. Verwenden Sie das Skalpell, um einen etwa einen Zentimeter tiefen Längsschnitt zu machen, bei dem der Trapezius an der Mittellinie zusammenkommt, und führen Sie dann eine stumpfe Dissektion entlang des Längsschnitts in den Muskeln mit einer Kombination aus gerader und gekrümmter chirurgischer Pinzette durch, die die Bäuche des Trapezius und den darunter liegenden Musculus semispinalis capitis biventer trennt. Trennen Sie alle verbleibenden Muskelfasern mit einem Skalpell und führen Sie die stumpfe Dissektion durch, bis die Semispinalis capitis complexus sichtbar wird.Bewegen Sie sich entlang des hinteren Aspekts des Schädels und trennen Sie die Ursprünge der Musculi trapezius und semispinalis capitis biventer. Um die beiden Muskeln längs zu trennen, verwenden Sie die chirurgische Pinzette, um eine stumpfe Dissektion durchzuführen, bis der Semispinalis capitis complexus vollständig sichtbar ist. Verwenden Sie dann die selbsthaltenden Retraktoren, um die Musculi trapezius und semispinalis capitis biventer zurückzuziehen.Verwenden Sie das Skalpell, um einen Zentimeter tiefen Längsschnitt zu machen, bei dem die Bäuche der Semispinalis capitis complexus an der Mittellinie zusammenkommen. Führen Sie eine stumpfe Dissektion mit einer chirurgischen Pinzette durch, die entlang des Längsschnitts zwischen den Muskelbäuchen arbeitet, bis sowohl der Atlas als auch die Achse tastbar sind. Bewegen Sie sich entlang des hinteren Aspekts des Schädels und trennen Sie die Ursprünge der Semispinalis capitis complexus Muskeln.Verwenden Sie das Skalpell und die stumpfe Dissektion, um den Muskel längs von den darunter liegenden Wirbeln zu trennen, und verwenden Sie dann einen weiteren Satz selbsterhaltender Retraktoren, um die Muskeln semispinalis capitis complexus zurückzuziehen. Verwenden Sie ein Skalpell, um vorsichtig das verbleibende Gewebe zu entfernen, das über der Region liegt, in der der Atlas auf die Schädelbasis trifft. Legen Sie einen Arm auf den Hals des Tieres und einen Finger an der Schnittstelle des Atlas und des Schädels, heben Sie dann gleichzeitig den Kopf an und beugen Sie den Hals, während Sie mit dem Finger tasten, um die Cisterna magna zu enthüllen.Stellen Sie sicher, dass eine Person den Kopf und den Hals des Tieres anhebt und beugt, während die andere Person für die Cisterna magna palpiert und sich ihre anatomische Lage notiert. Führen Sie eine 22-Gauge-Kanüle langsam und vorsichtig durch die Dura in einem Winkel schräg zur Längsachse in die Cisterna magna ein, ziehen Sie dann die Nadel aus der Kanüle zurück und setzen Sie eine Kappe auf das Schloss. Beginnen Sie mit dem Auftragen von Sekundenkleber und einem Beschleuniger, wo die Kanüle in das Gewebe gelangt, und tragen Sie dann den Zahnzement auf.Warten Sie fünf Minuten, bis der Zement ausgehärtet ist. Entfernen Sie die Kappe vorsichtig von der Kanüle. Befestigen Sie die Kanüle mit einer 10 Zentimeter langen Verlängerung am männlichen Ende des IV-Line-Taps mit dem Tracer.Injizieren Sie den Tracer langsam mit einer Geschwindigkeit von 100 Mikrolitern pro Minute entweder von Hand oder mit einer Mikroinfusionspumpe. Entfernen Sie den IV-Line-Tap und ersetzen Sie ihn durch die Kappe. Überprüfen Sie, ob der Tracer an der Basis der Kanüle pulsiert.Legen Sie dann Sandsäcke unter den Hals des Tieres, um eine gewisse Beugung zu erhalten. Lassen Sie den Kopf los und lassen Sie das Tier in einer ruhenden Bauchlage. Lösen Sie die selbsthaltenden Retraktoren und ersetzen Sie die Muskeln.Verwenden Sie die chirurgischen Handtuchklemmen, um die Haut über die Muskeln zusammenzubringen. Verwenden Sie zuerst Gaze und dann eine Decke, um die Handtuchklemmen und den Schnitt abzudecken, um den Wärmeverlust zu begrenzen. Lassen Sie den Tracer für die gewünschte Zeit zirkulieren.Zusammengefügte makroskopische Bilder der dorsalen Oberfläche des Gehirns können detaillierte Einblicke in die Verteilungsmuster des Tracers über die Sulci und Fissuren liefern. Ähnliche Bilder von den ventralen und lateralen Oberflächen des Gehirns können Aufschluss über die Tracerverteilung im Temporallappen und in der lateralen Fissur geben. Bilder der Gehirnoberfläche mit höherer Vergrößerung, die mit einem Stereoskop erzeugt werden, können helfen, den Tracer im PVS entlang der Arterien zu visualisieren.Makroskopische koronale Hirnschnitte geben Einblick in die Tiefe der Tracer-Penetration in der interhemisphärischen Fissur und subkortikalen Tracerverteilung und -struktur, wie dem Hippocampus und dem Striatum. Immunhistochemische Färbung für AQP4, Gliafibrillär saures Protein und Glattmuskel-Aktin zeigten, dass der Tracer im PVS lokalisiert war und sich in das Hirnparenchym bewegte. Astrozytenfußprozesse, die die äußere Oberfläche des PVS bilden, werden mittels AQP4 und Gliafibrillensäureproteinfärbung identifiziert.Die Endothelzellen, die die innere Oberfläche des PVS bilden, werden mit Lektin und GLUT-1-Färbung gefärbt. Die SMA-Färbung identifiziert Arterien und Arteriolen und kann verwendet werden, um zu zeigen, dass der PVS-Zustrom entlang der Arterien statt der Venen auftritt, was die grundlegende Physiologie der normalen glymphatischen Funktion darstellt. In Zukunft hoffen wir, das glymphatische System mit hoher Auflösung bei großen Säugetieren im Kontext der Neuropathologie wie Schlaganfall und schädel-hirn-traumatische Verletzung zu erforschen.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Electrode Positionierung und Montage in Transkranielle Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a ...

Forschung

Neurowissenschaften

Multimodal Imaging of Stem Cell Implantation in the Central Nervous System of Mice

Multimodale Bildgebung von Stem Cell Implantation in das zentrale Nervensystem der Mäuse

During the past decade, stem cell transplantation has gained increasing interest as primary or secondary therapeutic modality for a variety of diseases, ...

Direct Intraventricular Delivery of Drugs to the Rodent Central Nervous System

Direkt Intraventrikuläre Abgabe von Arzneimitteln an die Nager Central Nervous System

Due to an inability to cross the blood brain barrier, certain drugs need to be directly delivered into the central nervous system (CNS). Our lab focuses ...

Cannula Implantation into the Cisterna Magna of Rodents

Kanüle Implantation in die Cisterna Magna von Nagetieren

Cisterna magna cannulation (CMc) is a straightforward procedure that enables direct access to the cerebrospinal fluid (CSF) without operative damage to ...

Laminectomy and Spinal Cord Window Implantation in the Mouse

Laminektomie und Rückenmarksfenster-Implantation in der Maus

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

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

Chronische Implantation des gesamten kortikalen Electrocorticographic Arrays in der Weißbüschelaffe

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...

Stereotaxic Surgery for Implantation of Microelectrode Arrays in the Common Marmoset (Callithrix jacchus)

Stereotaxic Surgery for Implantation of Microelectrode Arrays in the Common Marmoset Callithrix jacchus

Stereotaxic Chirurgie für die Implantation von Mikroelektroden-Arrays im Gemeinsamen Marmoset (Callithrix jacchus)

Marmosets (Callithrix jacchus) are small non-human primates that are gaining popularity in biomedical and preclinical research, including the ...

Double Direct Injection of Blood into the Cisterna Magna as a Model of Subarachnoid Hemorrhage

Doppelte Direkteinspritzung von Blut in die Cisterna Magna als Modell der subarachnoiden Blutung

Among strokes, subarachnoid hemorrhage (SAH) consecutive to the rupture of a cerebral arterial aneurysm represents 5-9% but is responsible for about 30% ...

Stereotaxic Surgical Approach to Microinject the Caudal Brainstem and Upper Cervical Spinal Cord via the Cisterna Magna in Mice

Stereotaxic Surgical Approach to Microinject the Caudal Brainstem and Upper Cervical Spinal Cord via the Cisterna Magna in Mice

Stereotaktischer chirurgischer Ansatz zur Mikroinjektion des kaudalen Hirnstamms und des oberen zervikalen Rückenmarks über die Cisterna magna bei Mäusen

Stereotaxic surgery to target brain sites in mice is commonly guided by skull landmarks. Access is then obtained via burr holes drilled through the skull. ...

Pupillometry to Assess Auditory Sensation in Guinea Pigs

Pupillometrie zur Beurteilung des Hörempfindens bei Meerschweinchen

Noise exposure is a leading cause of sensorineural hearing loss. Animal models of noise-induced hearing loss have generated mechanistic insight into the ...