Name: a mouse model of direct anastomosis via the prespinal route for crossing nerve transfer surgery
Uploaded: 2021-10-19T14:30:00
Duration: 5 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model of Direct Anastomosis via the Prespinal Route for Crossing Nerve Transfer Surgery at JoVE.com

Работа выполнена при поддержке Национального фонда естественных наук Китая (82071406, 81902296 и 81873766).

Все эксперименты на животных были одобрены Комитетом по институциональному уходу за экспериментальными животными Фуданьского университета и Китайской академией наук в соответствии с рекомендациями Национального института здравоохранения. Использовали восьминедельных взрослых самцов мышей C57BL/6N.
1. Предоперационная подготовка
<ol><li>Обеспечьте надлежащий запас стерилизованных хирургических инструментов, оборудования, обезболивающих и обезболивающих препаратов.</li>
	<li>Обеспечьте достаточное рабочее пространство на операционном столе.</li>
	<li>Подготовьте операционный стол, используя индивидуальную хирургическую пенопластовую доску, покрытую подгузниками, в качестве кровати для мыши. Закрепите грелку к пенопласту медицинской лентой, обтянутой стерильной марлей.</li>
	<li>Создайте ретракторы, согнув акупунктурную иглу с помощью сосудистых щипцов, сложив ее пополам, а затем согнув кончик сложенной акупунктурной иглы в крючок. Закрепите резиновую полоску на конце акупунктурной иглы и с помощью большого пальца прикрепите конец резиновой полоски к пенопластовой доске.</li>
	<li>Откалибруйте стереомикроскоп; Выбирайте стереомикроскоп с достаточным фокусным расстоянием. Накройте кнопки зума/фокусировки стерилизованной алюминиевой фольгой, чтобы хирург мог регулировать их во время операции. Стерилизованная алюминиевая фольга была помещена на кнопки зума/фокусировки, что позволило хирургу использовать ее в стерильных перчатках.</li>
</ol>2. Мышиная анестезия и подготовка
<ol><li>Взвесьте мышь и обезболивайте в соответствии с массой тела (изофлуран 3%). Убедитесь, что мышь не реагирует на защемление межпальцевых промежутков лапы, чтобы подтвердить глубину анестезии. На протяжении всей процедуры должна поддерживаться достаточная глубина анестезии (1% изофлурана).</li>
	<li>Нанесите офтальмологическую мазь на глаза с обеих сторон, чтобы предотвратить раздражение или пересыхание роговицы во время операции.</li>
	<li>Подготовьте место операции, сбрив шерсть на шее и груди автоматической машинкой для стрижки. Удалите и очистите выпавшие волосы.</li>
	<li>Поместите мышь в положение лежа на спине на грелку, покрытую стерильной марлей. Поддерживайте температуру мыши на уровне 37 °C в течение всей работы. Зафиксируйте мышь медицинской лентой, чтобы передние конечности отвели горизонтально и не позволили задним конечностям и хвосту двигаться. На мышей надевали стерилизованную одноразовую хирургическую простыню с соответствующим отверстием.</li>
</ol>3. Порядок проведения операции
<ol><li>Трамадол вводят в качестве упреждающего обезболивающего средства (20 мг/кг, в/м). Отметьте поперечный разрез на верхнем крае ключицы. Используйте три цикла чередования скрабов из дезинфицирующего раствора йодофора и этанола для дезинфекции места операции. Перед операцией подтвердите глубину анестезии щипком пальца ноги.</li>
	<li>Работая под микроскопом, сделайте поперечный разрез 4 мм по отметке стерильным скальпелем. При необходимости увеличивайте разрез во время процедуры.</li>
	<li>Тупо рассекают через подкожную фасцию и определяют нижнюю границу подчелюстной железы. Потяните подчелюстную железу вверх, чтобы обнажить надключичную ямку и грудину. ПРИМЕЧАНИЕ: В этой области могут быть кровеносные сосуды малого калибра. Для остановки кровотечения можно использовать электрокоагуляцию.</li>
	<li>Сделайте частичный срединный стернотомический разрез (~4 мм), разрезав грудину от головы до хвоста по средней линии. Защищают плевру, сердце и кровеносные сосуды во время стернотомии.</li>
	<li>Определите грудино-подъязычную мышцу. Осторожно потяните за грудину с помощью двух небольших специальных ретракторов, сделанных из акупунктурных игл, и определите грудино-подъязычную мышцу над трахеей и пищеводом. Втяните эту мышцу, чтобы обнажить сонную артерию, внутреннюю яремную вену, диафрагмальный нерв, блуждающий нерв, трахею и пищевод. ПРИМЕЧАНИЕ: Осторожно втяните грудину, чтобы избежать открытого пневмоторакса. В отличие от человека, пищевод мыши находится не позади трахеи, а примыкает к трахее с левой стороны.</li>
	<li>Определите левое плечевое сплетение. У латерального края левой внутренней яремной вены вытяните фасцию и жировую ткань наружу, чтобы обнажить плечевое сплетение. Ищите верхний ствол, состоящий из нервов С5 и С6, который имеет три ветви. Определите средний ствол, состоящий из нерва С7, и нижний ствол, состоящий из нервов С8 и Т1, вдоль верхнего туловища до хвоста мыши. ПРИМЕЧАНИЕ: На поверхности плечевого сплетения имеются продольные кровеносные сосуды. Используйте электрокоагуляцию для предотвращения кровотечения. При разделении левого плечевого сплетения защищайте хилезный канал, чтобы избежать хилезного свища.</li>
	<li>Заберите левый нерв С7. Рассекают передний отдел и задний отдел среднего ствола (нерв С7) дистально до уровня от деления до спинного мозга под ключицей и блокируют нерв С7 0,1 мл 2% лидокаина путем местной инфузии в нервный ствол. Резецируют нерв С7 пружинными ножницами ванны в местах его слияния с латеральным и задним канатиком. Обрежьте нерв С7 так, чтобы длина каждого деления была одинаковой. ПРИМЕЧАНИЕ: Передний и задний отделы нерва С7, а также передний и задний отделы верхнего и нижнего стволов проходят большое расстояние до слияния, поэтому нерв С7 должен быть достаточно свободен перед резекцией. На самом деле, нерв С7 не всегда делится на два отдела; Иногда его делят на три отдела, а в редких случаях даже на четыре.</li>
	<li>Удалите левую пластинку C6 ventralis. Тщательно защитите диафрагмальный нерв и напрягите переднюю лестничную мышцу на уровне сегмента С6, чтобы обнажить нервный корешок С7. Срежьте микрощипцами небольшие ветви нерва С7, иннервирующие параспинальную мышцу. Осторожно вытащите нерв С7 и осторожно иссеките вентральную пластинку С6. ПРИМЕЧАНИЕ: Между медиальной стороной левой сонной артерии и латеральной стороной пищевода имеется костный выступ. Этот костный выступ является вентральной пластинкой6-го шейного позвонка. Продольная мышца латерального края вентральной пластинки С6 является передней лестничной мышцей, а диафрагмальный нерв проходит по поверхности передней лестничной мышцы.</li>
	<li>Заберите правый нерв С7. Тяжелая передняя лестничная мышца с правой стороны, аналогичная левой, и пересекает правый нервный корешок С7 близко к межпозвонковому отверстию. Рассеките правый нерв С7 от уровня его деления. ПРИМЕЧАНИЕ: Осторожно перережьте правый нерв C7, чтобы предотвратить повреждение кровеносных сосудов под нервом.</li>
	<li>Пересадка левого нерва С7.<ol><li>Удалите мышечные longus colli рядом с телами позвонков частично с обеих сторон. Тупо отделить и расширить пространство между трахеей-пищеводом и телом позвонка.</li>
		<li>Отправьте пополам нейлоновые швы 5-0 с правой стороны тела позвонка на левую сторону через преспинальный путь.</li>
		<li>Соедините левый нерв С7 инфузионной трубкой и направьте нерв в правую сторону преспинальным путем.</li>
		<li>Осторожно втяните трахею и пищевод и соедините передний и задний отделы левого нерва С7 с правым нервным корешком С7 без натяжения, используя нейлоновые швы 12-0. Зашить эпиневрий вокруг нервов 4-5 швами, чтобы нервы сильно скрепились. ПРИМЕЧАНИЕ: Очень важно выбрать пластиковую инфузионную трубку соответствующей толщины. Слишком тонкая трубка может повредить нерв, а слишком толстая трубка может повредить трахею и пищевод. Кроме того, пространство между трахеей-пищеводом и телом позвонка имеет V-образную форму, и отрезание части мышечного длинного желоба может сократить путь передачи.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Закрытие раны
<ol><li>Промойте рану стерильным физиологическим раствором и высушите стерильной марлей.</li>
	<li>Зашить грудину и закрыть кожу монофиламентными нитями 5-0.</li>
</ol>5. Послеоперационный уход
<ol><li>Подождите, пока мышь очнется от наркоза. Перенесите мышку в чистую клетку без подстилочного материала, но утепленную теплым одеялом. Наблюдайте за мышью, пока она не станет подвижной. Используйте трамадол (20 мг/кг, в/м) в качестве послеоперационного обезболивания.</li>
	<li>Поместите мышей в клетку для восстановления и наблюдайте за ней до выздоровления. Восстановить воду и рацион мышей после операции. Ежедневно наблюдайте за мышами в послеоперационном периоде на предмет признаков нарушения или инфекции, включая недоедание, сгорбленную осанку и взъерошенную шерсть. Через две недели после операции должно произойти снятие швов. ПРИМЕЧАНИЕ: Наносите эритромициновую мазь на раневую поверхность каждый день в течение трех дней подряд.</li>
	<li>Если наблюдаются какие-либо осложнения, такие как отек раны, это должно быть немедленно устранено.</li>
</ol>6. Поведенческий анализ
Примечание: Все поведенческие тесты и анализ проводились наблюдателем, слепым к экспериментальным группам.
<ol><li>Испытание цилиндра ПРИМЕЧАНИЕ: Цилиндрический тест оценивает использование передних конечностей во время спонтанного вертикального исследования внутри цилиндра через 4 и 8 недель после операции21.<ol><li>Поместите мышей в прозрачный цилиндр (диаметр 9 см, высота 15 см) на приподнятой раме.</li>
		<li>Для облегчения наблюдения и записи закрепите зеркало под углом 45° под цилиндром.</li>
		<li>Запишите спонтанное вставание на дыбы каждой мыши, наблюдаемой с помощью зеркала, в течение 10 минут.<ol><li>Вручную определите время, в течение которого (i) правая лапа, (ii) левая лапа или (iii) обе лапы соприкасались со стеклянными стенками. Начитайте в общей сложности 20 движений во время каждого сеанса. Исключите из анализа мышей, которые не были активны во время теста.</li>
		</ol></li>
		<li>Оцените производительность теста следующим образом: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/63051/63051eq01v2.jpg"></li>
	</ol></li>
	<li>Тест обхода сетки ПРИМЕЧАНИЕ: Тест на ходьбу по сетке оценивает точное положение передних лап на перекладинах сетки во время спонтанного исследования через 4 и 8 недель после операции. 22. См.<ol><li>Поместите мышей на проволочную сетку (20 см x 24 см) с квадратными отверстиями 25 мм и дайте им свободно исследовать в течение 10 минут, записывая их выступление на видеокамеру.</li>
		<li>Засчитайте скольжение ноги в одном из следующих случаев:<ol><li>Обратите внимание на случаи, когда лапа полностью пропускает перекладину (в этом случае конечность попадает между перекладинами, и животное теряет равновесие).</li>
			<li>Обратите внимание на случаи, когда лапа правильно поставлена на перекладину, но соскальзывает под действием веса тела.</li>
		</ol></li>
		<li>Выразите результат теста как скольжение стопы правой передней конечности / полное скольжение стопы. Несмотря на то, что ни тест на цилиндр, ни тест на ходьбу по сетке не требуют обучения, получите исходные баллы, проверив каждое животное один раз перед операцией.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Aszmann, O. C., 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=Bionic+reconstruction+to+restore+hand+function+after+brachial+plexus+injury:+a+case+series+of+three+patients.">Bionic reconstruction to restore hand function after brachial plexus injury: a case series of three patients.</a> Lancet. 385 (9983), 2183-2189 (2015).</li><li>Gu, Y., Xu, J., Chen, L., Wang, H., Hu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long+term+outcome+of+contralateral+C7+transfer:+a+report+of+32+cases.">Long term outcome of contralateral C7 transfer: a report of 32 cases.</a> Chinese Medical Journal. 115 (6), 866-868 (2002).</li><li>Gu, Y. D., 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=Long-term+functional+results+of+contralateral+C7+transfer.">Long-term functional results of contralateral C7 transfer.</a> Journal of Reconstructive Microsurgery. 14 (1), 57-59 (1998).</li><li>Feng, J. T., 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=Brain+functional+network+abnormality+extends+beyond+the+sensorimotor+network+in+brachial+plexus+injury+patients.">Brain functional network abnormality extends beyond the sensorimotor network in brachial plexus injury patients.</a> Brain Imaging and Behavior. 10 (4), 1198-1205 (2016).</li><li>Stephenson, J. B. t., Li, R., Yan, J. G., Hyde, J., Matloub, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transhemispheric+cortical+plasticity+following+contralateral+C7+nerve+transfer:+a+rat+functional+magnetic+resonance+imaging+survival+study.">Transhemispheric cortical plasticity following contralateral C7 nerve transfer: a rat functional magnetic resonance imaging survival study.</a> The Journal of Hand Surgery. 38 (3), 478-487 (2013).</li><li>H&#252;bener, M., Bonhoeffer, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+plasticity:+beyond+the+critical+period.">Neuronal plasticity: beyond the critical period.</a> Cell. 159 (4), 727-737 (2014).</li><li>Zheng, M. X., 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=Trial+of+contralateral+seventh+cervical+nerve+transfer+for+spastic+arm+paralysis.">Trial of contralateral seventh cervical nerve transfer for spastic arm paralysis.</a> The New England Journal of Medicine. 378 (1), 22-34 (2018).</li><li>Spinner, R. J., Shin, A. Y., Bishop, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rewiring+to+regain+function+in+patients+with+spastic+hemiplegia.">Rewiring to regain function in patients with spastic hemiplegia.</a> The New England Journal of Medicine. 378 (1), 83-84 (2018).</li><li>Hua, X. Y., 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=Contralateral+peripheral+neurotization+for+hemiplegic+upper+extremity+after+central+neurologic+injury.">Contralateral peripheral neurotization for hemiplegic upper extremity after central neurologic injury.</a> Neurosurgery. 76 (2), 187-195 (2015).</li><li>Robertson, C. 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=Effect+of+erythropoietin+and+transfusion+threshold+on+neurological+recovery+after+traumatic+brain+injury:+a+randomized+clinical+trial.">Effect of erythropoietin and transfusion threshold on neurological recovery after traumatic brain injury: a randomized clinical trial.</a> Journal of the American Medical Association. 312 (1), 36-47 (2014).</li><li>Skolnick, B. E., 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=A+clinical+trial+of+progesterone+for+severe+traumatic+brain+injury.">A clinical trial of progesterone for severe traumatic brain injury.</a> The New England Journal of Medicine. 371 (26), 2467-2476 (2014).</li><li>Wang, G. 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=Contralateral+C7+to+C7+nerve+root+transfer+in+reconstruction+for+treatment+of+total+brachial+plexus+palsy:+anatomical+basis+and+preliminary+clinical+results.">Contralateral C7 to C7 nerve root transfer in reconstruction for treatment of total brachial plexus palsy: anatomical basis and preliminary clinical results.</a> Journal of Neurosurgery. Spine. 29 (5), 491-499 (2018).</li><li>Wilson, L., 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+chronic+and+evolving+neurological+consequences+of+traumatic+brain+injury.">The chronic and evolving neurological consequences of traumatic brain injury.</a> The Lancet. Neurology. 16 (10), 813-825 (2017).</li><li>Hua, X. Y., 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=Enhancement+of+contralesional+motor+control+promotes+locomotor+recovery+after+unilateral+brain+lesion.">Enhancement of contralesional motor control promotes locomotor recovery after unilateral brain lesion.</a> Scientific Reports. 6, 18784 (2016).</li><li>Hua, X. Y., 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=Interhemispheric+functional+reorganization+after+cross+nerve+transfer:+via+cortical+or+subcortical+connectivity.">Interhemispheric functional reorganization after cross nerve transfer: via cortical or subcortical connectivity.</a> Brain Research. 1471, 93-101 (2012).</li><li>Pan, F., Wei, H. F., Chen, L., Gu, Y. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+functional+reorganization+of+motor+cortex+after+transfer+of+the+contralateral+C7+to+different+recipient+nerves+in+young+rats+with+total+brachial+plexus+root+avulsion.">Different functional reorganization of motor cortex after transfer of the contralateral C7 to different recipient nerves in young rats with total brachial plexus root avulsion.</a> Neuroscience Letters. 531 (2), 188-192 (2012).</li><li>Yamashita, 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=Restoration+of+contralateral+representation+in+the+mouse+somatosensory+cortex+after+crossing+nerve+transfer.">Restoration of contralateral representation in the mouse somatosensory cortex after crossing nerve transfer.</a> PLoS One. 7 (4), 35676 (2012).</li><li>Tavakoli, R., Nemska, S., Jamshidi, P., Gassmann, M., Frossard, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technique+of+minimally+invasive+transverse+aortic+constriction+in+mice+for+induction+of+left+ventricular+hypertrophy.">Technique of minimally invasive transverse aortic constriction in mice for induction of left ventricular hypertrophy.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (127), e56231 (2017).</li><li>Melhem, 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=A+Hydrogel+construct+and+fibrin-based+glue+approach+to+deliver+therapeutics+in+a+murine+myocardial+infarction+model.">A Hydrogel construct and fibrin-based glue approach to deliver therapeutics in a murine myocardial infarction model.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (100), e52562 (2015).</li><li>Liu, 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=Myelin+sheath+structure+and+regeneration+in+peripheral+nerve+injury+repair.">Myelin sheath structure and regeneration in peripheral nerve injury repair.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (44), 22347-22352 (2019).</li><li>Overman, J. 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=A+role+for+ephrin-A5+in+axonal+sprouting,+recovery,+and+activity-dependent+plasticity+after+stroke.">A role for ephrin-A5 in axonal sprouting, recovery, and activity-dependent plasticity after stroke.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (33), 2230-2239 (2012).</li><li>Yoshikawa, A., Nakamachi, T., Shibato, J., Rakwal, R., Shioda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+analysis+of+neonatal+versus+adult+unilateral+decortication+in+a+mouse+model+using+behavioral,+neuroanatomical,+and+DNA+microarray+approaches.">Comprehensive analysis of neonatal versus adult unilateral decortication in a mouse model using behavioral, neuroanatomical, and DNA microarray approaches.</a> International Journal of Molecular Sciences. 15 (12), 22492-22517 (2014).</li></ol>

У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявлять.

В клинике операция по пересадке пересечения нерва используется для лечения пациентов с повреждением плечевого сплетения и после повреждений головного мозга, таких как инсульт и ЧМТ 7,9,12. Примечательно, что повреждение головного мозга является тяжелым неврологическим заболеванием, которое может привести к нескольким осложнениям, включая эпилепсию, церебральную грыжу и инфекцию13. Не всем пациентам с односторонней травмой головного мозга подходит операция CC7. В целом, операция CC7 проводится пациентам с центральной гемиплегией на хронической стадии (через 6 месяцев после травмы), чтобы максимально избежать влияния отека мозга. Пациенты с когнитивными нарушениями и квадриплегией после черепно-мозговых травм исключаются из лечения операции CC7.
В большинстве исследований сообщалось об использовании подкожного доступа и анастомоза трансплантата сурального или локтевого нерва для переноса контралатерального нервного корешка C714,15. Однако регенерация нервов такими методами требует шести месяцев, что может затруднить процесс восстановления моторики и даже потенциально повлиять на пластичность мозга14. В предыдущих исследованиях контралатеральный перенос С7 выполнялся у крыс, и билатеральный нерв С7 использовался через 4 нити интерпозиционного аутотрансплантированного сурального нерва. Тем не менее, не было сообщений о переносе нерва C7 преспинальным путем у мышей. Мы выполнили операцию CC7 модифицированного преспинального пути у мышей и верифицировали скорость функционального восстановления после переноса нерва С7. В этом исследовании контралатеральный перенос нерва C7 через преспинальный путь улучшил функцию парализованной конечности через месяц после операции, что отражает более короткое время восстановления модели трансплантированного нерва животного. Таким образом, эта модель может точно смоделировать клинические ситуации и заложить основу для дальнейших экспериментов.
Как рассечь нервный корешок и снизить риск являются важными вопросами для переноса С7. В отличие от человека, плечевое сплетение мыши расположено в грудной клетке ниже ключицы 5,16. Таким образом, стратегия доступа должна была быть изменена, чтобы обеспечить наблюдение за корнем нерва С7 и позвоночником17. Стернотомия является безопасным и эффективным хирургическим подходом и обычно применяется в экспериментах на мышах в кардиоторакальной хирургии18,19. Вентральная пластинка С6 также является препятствием для передачи нервов. Таким образом, была проведена операция стернотомии для рассечения нервного корешка С7 и разрыва вентральной пластинки С6 для сокращения расстояния переноса.
Несмотря на то, что преспинальный путь может значительно увеличить вероятность успеха прямого анастомоза при операции по пересадке нервов, не все мыши могут быть анастомозированы напрямую. В основном это связано с анатомическими различиями у этих мышей. Средний ствол (нерв С7) сливается с верхним или нижним стволом в месте, очень близком к межпозвонковому отверстию. Таким образом, длина нервов С7, доступных для забора, недостаточна. В настоящее время единственным подходом является пересадка нерва или замена мышей. Эта модель обычно используется для 8-недельных мышей (20-25 г), так как мыши зрелые, а нервы C7 имеют достаточный размер, чтобы с ними можно было справиться. Хотя этот хирургический протокол применим и к молодым мышам, сложность операции значительно возрастет у более молодых мышей.
Двигательная функция передних конечностей мышей в группе ЧМТ + СС7 была значительно повышена через один месяц и два месяца, что позволяет предположить, что перенесенный нерв С7 способствовал восстановлению поврежденной передней конечности. Ремиелинизация имеет решающее значение для функционального восстановления нервной системы. Предыдущее исследование показало, что миелиновые оболочки поврежденных нервов регенерируют через один месяц, что согласуется сэтими результатами. Здесь перенесенный нерв постепенно созревал, что соответствовало поведенческому тесту. Электромиография была использована для дальнейшего изучения скорости функционального восстановления после пересадки нервов. Результаты показали, что пересаженный нерв иннервировал пораженную мышцу через 4 недели после операции. Примечательно, что в данном исследовании впервые определен временной момент реиннервации с прямым анастомозом после операции перекрестного переноса нерва.
Таким образом, мы смоделировали клиническую хирургию для создания протокола прямого анастомоза двусторонних нервов плечевого сплетения преспинальным путем у мышей и подтвердили функцию смещенного нерва. Мышиная модель способствовала выяснению нейронных механизмов, лежащих в основе реабилитации при перекрестном переносе нерва после травм центральной и периферической нервной системы.

Плечевое сплетение (АД) состоит из пяти нервов с различными спинномозговыми сегментами (С5-Т1), отвечающими за чувствительность и движение в руке, кисти и пальцах. После выхода этих пяти нервов АД из спинного мозга они сливаются, образуя три нервных ствола: верхний (образованный слиянием С5 и С6), медиальный (от С7) и нижний (ветви С8 и Т1). Тяжелые травмы, особенно вследствие дорожно-транспортных происшествий, часто приводят к отрыву нервных корешков АД, и такая дисфункция оказывает разрушительное воздействие набольных1. В качестве мощного клинического подхода была проведена операция по пересадке пересечения нерва для восстановления повреждений АД в результате отрыва путем воссоединения поврежденных нервных окончаний со здоровой стороной АД 2,3. Эта операция приводит к функциональному улучшению поврежденных рук и прямой реорганизации сенсомоторной коры в обоих полушариях у пациентов4. Исследования на животных показали, что резкая реорганизация в корковых цепях индуцировалась после пересечения нервного пересадки. Поскольку периферическая сенсомоторная модификация может реактивировать дремлющую пластичность зрелого мозга, операция по пересадке нервов также демонстрирует большой потенциал в восстановлении повреждений головного мозга6.
Недавно мы подтвердили возможность творческого использования перекрестного переноса нервов в качестве новой стратегии изменения периферических нервов при проблемах с центральной нервной системой. Для достижения значительного функционального восстановления парализованной руки путем переноса нерва С7 с непарализованной стороны на парализованную сторону у пациента после черепно-мозговой травмыприменялся контралатеральный шейный пересадка седьмого нерва (CC7). Уникальной особенностью этой хирургической операции является то, что сенсорные и двигательные сигналы парализованной верхней конечности сообщаются в контралесционное полушарие через смещенный нерв «левый-правый кроссовер». Примечательно, что функциональное восстановление, вызванное операцией CC7, не ограничивается функцией, иннервируемой самим нервом C78. Кроме того, операция CC7 может быть использована не только для лечения детей с церебральным параличом, но и для достижения реабилитации у пациентов среднего и пожилого возраста, перенесших инсульт. Таким образом, есть достаточно оснований полагать, что перекрестный перенос нервов может стимулировать нейропластичность для ускорения восстановления моторики после повреждения мозга путем модуляции периферической сенсомоторной системы.
Несмотря на то, что операция по пересадке нервов достигла значительной реабилитации в клиническом лечении как травм плечевого сплетения (BPI), так и травм головного мозга, нейронные механизмы, лежащие в основе этой операции, остаются плохо изученными. Отсутствие подходящей животной модели с клиническими признаками ограничило изучение внутренних механизмов. Традиционно в клинике нервный корешок С7, контралатеральный к очагу поражения, переносится на поврежденную сторону через нервный трансплантат (например, локтевой нерв, изольный нерв или подкожный нерв) и соединяется с пораженным плечевым сплетением (например, срединным нервом, корешком С7 или нижним стволом)2,3,9. Относительно новая модификация этой операции заключается в том, что непораженный корешок С7 переносится непосредственно в пораженный нерв С7 преспинальным путем без какого-либо зазора, что предполагает оптимальное решение7. В настоящее время мыши демонстрируют преимущество в специфичности типов клеток и разнообразии генетических штаммов и более пригодны для изучения нейрофизиологических механизмов. Таким образом, клиническая хирургия была смоделирована для создания протокола прямого анастомоза двусторонних нервных корешков С7 преспинальным путем у мышей и способствовать изучению нейронных механизмов, лежащих в основе реабилитации при пересечении нервного переноса.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL syringe</td>
			<td>KDL</td>
			<td>K-20200808</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12-0 nylon sutures</td>
			<td>Chenghe</td>
			<td>20082</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 silk braided</td>
			<td>MERSILK,ETHICON</td>
			<td>QK312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75% ethanol</td>
			<td>GENERAL-REAGENT</td>
			<td>P1762077</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acupuncture needle</td>
			<td>Chengzhen</td>
			<td>190420</td>
			<td>Use for making retractors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automatic clipper</td>
			<td>Codos</td>
			<td>CHC-332</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6N mice</td>
			<td>SLAC laboratory (Shanghai)</td>
			<td>C57BL/6Slac</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrocautery</td>
			<td>Gutta Cutter</td>
			<td>SD-GG01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Erythromycin ointment</td>
			<td>Baiyunshan</td>
			<td>H1007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodophor disinfection solution</td>
			<td>Lionser</td>
			<td>20190220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical tape</td>
			<td>Transpore,3M</td>
			<td>1527C-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro needle holder</td>
			<td>Chenghe</td>
			<td>X006-202003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-forceps</td>
			<td>Chenghe</td>
			<td>B001-201908</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-scissors</td>
			<td>66VT</td>
			<td>1911-2S276</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>SZX7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic scissor</td>
			<td>Chenghe</td>
			<td>X041D1251</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital sodium</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>20170608</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic infusion tube</td>
			<td>KDL</td>
			<td>C-20191225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile normal saline</td>
			<td>KL</td>
			<td>L121021109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vascular forceps</td>
			<td>Jinzhong</td>
			<td>J31020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Warming pad</td>
			<td>RWD</td>
			<td>69027</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mouse model of direct anastomosis via the prespinal route for crossing nerve transfer surgery

Операция по пересадке нерва через плечо является мощным подходом к восстановлению поврежденных верхних конечностей у пациентов с повреждениями отрыва плечевого сплетения. В последнее время эта операция была творчески применена в клиническом лечении черепно-мозговой травмы и достигла существенной реабилитации парализованной руки. Это функциональное восстановление после операции предполагает, что периферическое сенсомоторное вмешательство индуцирует глубокую нейропластичность, чтобы компенсировать потерю функции после повреждения головного мозга; Однако лежащий в его основе нейронный механизм плохо изучен. Таким образом, необходима эмерджентная клиническая модель на животных. Здесь мы смоделировали клиническую хирургию для создания протокола прямого анастомоза двусторонних нервов плечевого сплетения преспинальным путем у мышей. Нейроанатомические, электрофизиологические и поведенческие эксперименты помогли определить, что перенесенные нервы этих мышей успешно реиннервировали поврежденную переднюю конечность и способствовали ускорению восстановления движений после черепно-мозговой травмы. Таким образом, на мышиной модели были выявлены нейронные механизмы, лежащие в основе реабилитации при перекрестном переносе нерва после травм центральной и периферической нервной системы.

Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model of Direct Anastomosis via the Prespinal Route for Crossing Nerve Transfer Surgery at JoVE.com

A Mouse Model of Direct Anastomosis via the Prespinal Route for Crossing Nerve Transfer Surgery

Мы смоделировали клиническую хирургию для создания протокола прямого анастомоза двусторонних нервов плечевого сплетения преспинальным путем у мышей, что способствовало изучению нейронных механизмов, лежащих в основе реабилитации при пересечении нервного переноса после травм центральной и периферической нервной системы.

Мышиная модель прямого анастомоза преспинальным путем для операции по пересадке нерва

Crossing nerve transfer surgery has been a powerful approach for repairing injured upper extremities in patients with brachial plexus avulsion injuries. ...

Этот протокол позволяет создавать мышиные модели, которые проходят операцию по пересадке нерва C7, что может помочь изучить внутренние нейромеханизмы, лежащие в основе этой операции. Таким образом, основное преимущество этого протокола заключается в том, что он может улучшить вероятность успеха прямого нерва и сглаживания, а также очень хорошо имитирует клиническую хирургию. Этот протокол обеспечивает хорошую массовую модель для исследования.Конечно, нейротрансфер и результаты исследований могут быть применены для ускорения восстановления пациентов после операций. Сделав поперечный разрез по верхнему краю ключицы и обнажив надключичную ямку и грудину, надрезают грудину от головы до хвоста по средней линии, не повреждая плевру, сердце и кровеносные сосуды. С помощью двух небольших специальных ретракторов, изготовленных из акупунктурных игл, осторожно потяните за грудину, прежде чем втянуть грудино-подъязычную мышцу над трахеей и пищеводом.У латерального края левой внутренней яремной вены вытяните фасцию и жировую ткань наружу, чтобы обнажить левое плечевое сплетение. Затем найдите верхний ствол, состоящий из нервов С пять и С шесть с тремя ветвями. Определите средний ствол, состоящий из нерва С7, и нижнего туловища вдоль верхнего туловища до хвоста мыши.Рассекают передний и задний отделы среднего туловища дистально до отдела до уровня пуповины под ключицей. Используйте пружинные ножницы Vannas, чтобы резецировать нерв С7 в местах его слияния с латеральным и задним канатиками, а затем обрежьте нерв С7 так, чтобы длина каждого деления была одинаковой. Далее перерезают переднюю лестничную мышцу, не повреждая диафрагмальный нерв на уровне сегмента С-6 и оголяют нервный корешок С7.Затем вытащите нерв С7 и удалите левую С-шесть пластинок ventralis. Соберите правый нерв С7, как описано ранее. Перед пересадкой левого нерва С7 удалите мышечную длинную палочку рядом с телами позвонков частично с обеих сторон.Затем отделите и увеличьте пространство между трахеей, пищеводом и телом позвонка. После этого отправьте петлю из нейлонового шва 7-0 с правой стороны тела позвонка на левую сторону через преспинальный корешок, соедините левый нерв C7 нейлоновой шовной петлей и направьте нерв в правую сторону через преспинальный корешок. После ретракции трахеи и пищевода соединить передний и задний отделы левого нерва С7 с правым нервным корешком С7 без натяжения с помощью нейлоновых швов 12-0.Зашить эпиневрий вокруг нервов четырьмя-пятью швами, чтобы нерв сильно скрепился. Когда наложение швов сделано, орошают рану стерильным физиологическим раствором с последующей сушкой стерильной марлей, затем зашивают грудину и закрывают кожу монофиламентными нитями 5-0. В репрезентативном анализе отображается успешно регенерированный нерв С7.Начиная с четырех недель после операции CC7, толщина миелиновой оболочки перенесенного нерва C7 постепенно увеличивалась и была почти сопоставима с таковой в контрольной группе через восемь недель после операции CC7. Электромиографический анализ после контралатерального переноса нерва С7 показал регенерацию нерва потенциалом действия, зарегистрированным в большой грудной мышце, и электромиографией большого пальцевого разгибателя. Через три недели после операции в трехглавой мышце плеча возник совокупный мышечный потенциал или CMAPs, который увеличился через четыре и восемь недель.Средняя амплитуда большой грудной мышцы была значительно увеличена с четырех недель до восьми недель. Аналогичным образом, средняя амплитуда трицепса, плечевой мышцы и разгибателя пальцев показала значительное улучшение через восемь недель. Маркировка субъединицы холерного токсина B или ретроградного CTB показала, что перенесенный нерв С7 содержит двигательные волокна от вентрального рога и сенсорные волокна от ганглиев задних корешков спинного мозга.Кроме того, отслеживались поведенческие изменения у животных после операции CC7. В тестах цилиндров группа ЧМТ плюс CC7 показала значительно более высокую частоту использования поврежденной передней конечности, чем группа ЧМТ как через четыре, так и через восемь недель после операции CC7. В тестах с ходьбой по сетке группа ЧМТ плюс CC7 показала более низкую частоту ошибок, чем группа ЧМТ через четыре недели после операции CC7.Через восемь недель частота ошибок в группе с ЧМТ плюс CC7 была значительно ниже, чем в группе с ЧМТ, что указывает на то, что операция CC7 улучшила двигательную функцию пораженной конечности. Отделение нерва С7 как можно более легким для получения достаточной длины нерва является ключом к осуществлению прямого анастомоза двустороннего нерва С7. Данная методика позволяет проиллюстрировать нервные механизмы и послойную реабилитацию при принудительном переносе нерва после травм центральной и периферической нервной системы.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Optic Nerve Transection: A Model of Adult Neuron Apoptosis in the Central Nervous System

Оптические Перерезка Нервные: Модель взрослых апоптоза нейронов в центральной нервной системе

Retinal ganglion cells (RGCs) are CNS neurons that output visual information from the retina to the brain, via the optic nerve. 
The optic nerve can be ...

Methods for Experimental Manipulations after Optic Nerve Transection in the Mammalian CNS

Методы экспериментальных манипуляций после оптические Перерезка нерва в ЦНС млекопитающих

Retinal ganglion cells (RGCs) are CNS neurons that output visual information from the retina to the brain, via the optic nerve. The optic nerve can be ...

Tissue Preparation and Immunostaining of Mouse Sensory Nerve Fibers Innervating Skin and Limb Bones

Подготовка тканей и Иммуноокрашивание Мыши чувствительные нервные волокна, иннервирующие кожу и кости конечностей

Detection and primary processing of physical, chemical and thermal sensory stimuli by peripheral sensory nerve fibers is key to sensory perception in ...

Reproducible Mouse Sciatic Nerve Crush and Subsequent Assessment of Regeneration by Whole Mount Muscle Analysis

Воспроизводимые мыши седалищного нерва и Давка Последующие оценки регенерации полного анализа горы мышц

Regeneration in the peripheral nervous system (PNS) is widely studied both for its relevance to human disease and to understand the robust regenerative ...

The Corneal Micropocket Assay: A Model of Angiogenesis in the Mouse Eye

Роговицы Micropocket Анализ: Модель ангиогенеза в Mouse глаз

The mouse corneal micropocket assay is a robust and quantitative in vivo assay for evaluating angiogenesis. By using standardized slow-release pellets ...

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

<em&gt; In Vitro</em&gt; Взрослый мышь Muscle-нерв Подготовка к Изучая стрельбы Свойства Muscle афференты

Muscle sensory neurons innervating muscle spindles and Golgi tendon organs encode length and force changes essential to proprioception. Additional ...

Visual Evoked Potential Recording in a Rat Model of Experimental Optic Nerve Demyelination

Визуальный вызванных потенциалов Запись в крысиной модели экспериментальной зрительного нерва демиелинизация

The visual evoked potential (VEP) recording is widely used in clinical practice to assess the severity of optic neuritis in its acute phase, and to ...

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

В естественных условиях переноса гена к шванновских клеток в нерве Грызун седалищного путем электропорации

The formation of the myelin sheath by Schwann cells (SCs) is essential for rapid conduction of nerve impulses along axons in the peripheral nervous ...

In Vivo Single-Molecule Tracking at the Drosophila Presynaptic Motor Nerve Terminal

In Vivo Single-Molecule Tracking at the Drosophila Presynaptic Motor Nerve Terminal

В естественных условиях Одноместный молекула отслеживания на терминале Пресинаптический двигательного нерва дрозофилы

An increasing number of super-resolution microscopy techniques are helping to uncover the mechanisms that govern the nanoscale cellular world. ...

Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration

Лицевая хирургия нерва в модели крыс для изучения аксоналинизм и регенерации

This protocol describes consistent and reproducible methods to study axonal regeneration and inhibition in a rat facial nerve injury model. The facial ...