Name: stereotaxic surgical approach to microinject the caudal brainstem and upper cervical spinal cord via the cisterna magna in mice
Uploaded: 2022-01-21T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stereotaxic Surgical Approach to Microinject the Caudal Brainstem and Upper Cervical Spinal Cord via the Cisterna Magna in Mice at JoVE.com

تم دعم هذا العمل من قبل R01 NS079623 و P01 HL149630 و P01 HL095491.

يعلن المؤلف أن البروتوكول يتبع المبادئ التوجيهية للجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها في مركز بيت إسرائيل ديكونيس الطبي.
1. إعداد الأدوات الجراحية والإطار المجسم.
ملاحظة: يتم إجراء الجراحة في ظل ظروف معقمة. يتم الحفاظ على العقم باستخدام تقنية ?...

<ol>
	<li>JoVE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rodent+Stereotaxic+Surgery.">Rodent Stereotaxic Surgery.</a> JoVE Science Education Database. , (2021).</li><li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2001).</li><li>Lein, E. 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=Genome-wide+atlas+of+gene+expression+in+the+adult+mouse+brain.">Genome-wide atlas of gene expression in the adult mouse brain.</a> Nature. 445 (7124), 168-176 (2007).</li><li>Rangarajan, J. 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=Image-based+in+vivo+assessment+of+targeting+accuracy+of+stereotactic+brain+surgery+in+experimental+rodent+models.">Image-based in vivo assessment of targeting accuracy of stereotactic brain surgery in experimental rodent models.</a> Scientific Reports. 6 (1), 38058 (2016).</li><li>Blasiak, T., Czubak, W., Ignaciak, A., Lewandowski, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+approach+to+detection+of+the+bregma+point+on+the+rat+skull.">A new approach to detection of the bregma point on the rat skull.</a> Journal of Neuroscience Methods. 185 (2), 199-203 (2010).</li><li>Popesko, P., Rajtova, V., Horak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A Colour Atlas of the Anatomy of Small Laboratory Animals, Volume 2: Rat, Mouse and Golden Hamster. 2, (1992).</li><li>Allen Mouse Brain Atlas. Allen Institute for Brain Science Available from: <a target="_blank" href="https://mouse.brain-map.org/experiment/thumbnails/100042147?image_type=atlas">https://mouse.brain-map.org/experiment/thumbnails/100042147?image_type=atlas</a> (2004)</li><li>Vanderhorst, V. G. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleus+retroambiguus-spinal+pathway+in+the+mouse:+Localization,+gender+differences,+and+effects+of+estrogen+treatment.">Nucleus retroambiguus-spinal pathway in the mouse: Localization, gender differences, and effects of estrogen treatment.</a> The Journal of Comparative Neurology. 488 (2), 180-200 (2005).</li><li>Yokota, S., Kaur, S., VanderHorst, V. G., Saper, C. B., Chamberlin, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory-related+outputs+of+glutamatergic,+hypercapnia-responsive+parabrachial+neurons+in+mice.">Respiratory-related outputs of glutamatergic, hypercapnia-responsive parabrachial neurons in mice.</a> Journal of Comparative Neurology. 523 (6), 907-920 (2015).</li><li>Anselmi, 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=Ultrasonographic+anatomy+of+the+atlanto-occipital+region+and+ultrasound-guided+cerebrospinal+fluid+collection+in+rabbits+(Oryctolagus+cuniculus).">Ultrasonographic anatomy of the atlanto-occipital region and ultrasound-guided cerebrospinal fluid collection in rabbits (Oryctolagus cuniculus).</a> Veterinary Radiology &amp; Ultrasound. 59 (2), 188-197 (2018).</li><li>Herbert, H., Moga, M. M., Saper, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Connections+of+the+parabrachial+nucleus+with+the+nucleus+of+the+solitary+tract+and+the+medullary+reticular+formation+in+the+rat.">Connections of the parabrachial nucleus with the nucleus of the solitary tract and the medullary reticular formation in the rat.</a> The Journal of Comparative Neurology. 293 (4), 540-580 (1990).</li><li>Vanderhorst, V. G., Holstege, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caudal+medullary+pathways+to+lumbosacral+motoneuronal+cell+groups+in+the+cat:+evidence+for+direct+projections+possibly+representing+the+final+common+pathway+for+lordosis.">Caudal medullary pathways to lumbosacral motoneuronal cell groups in the cat: evidence for direct projections possibly representing the final common pathway for lordosis.</a> The Journal of Comparative Neurology. 359 (3), 457-475 (1995).</li><li>Vanderhorst, V. G., Terasawa, E., Ralston, H. J., Holstege, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monosynaptic+projections+from+the+nucleus+retroambiguus+to+motoneurons+supplying+the+abdominal+wall,+axial,+hindlimb,+and+pelvic+floor+muscles+in+the+female+rhesus+monkey.">Monosynaptic projections from the nucleus retroambiguus to motoneurons supplying the abdominal wall, axial, hindlimb, and pelvic floor muscles in the female rhesus monkey.</a> The Journal of Comparative Neurology. 424 (2), 233-250 (2000).</li><li>Wall, N. R., Wickersham, I. R., Cetin, A., De La Parra, M., Callaway, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monosynaptic+circuit+tracing+in+vivo+through+Cre-dependent+targeting+and+complementation+of+modified+rabies+virus.">Monosynaptic circuit tracing in vivo through Cre-dependent targeting and complementation of modified rabies virus.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (50), 21848-21853 (2010).</li><li>Krashes, M. 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=Rapid,+reversible+activation+of+AgRP+neurons+drives+feeding+behavior+in+mice.">Rapid, reversible activation of AgRP neurons drives feeding behavior in mice.</a> The Journal of Clinical Investigation. 121 (4), 1424-1428 (2011).</li><li>Ganchrow, 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=Nucleus+of+the+solitary+tract+in+the+C57BL/6J+mouse:+Subnuclear+parcellation,+chorda+tympani+nerve+projections,+and+brainstem+connections.">Nucleus of the solitary tract in the C57BL/6J mouse: Subnuclear parcellation, chorda tympani nerve projections, and brainstem connections.</a> The Journal of Comparative Neurology. 522 (7), 1565-1596 (2014).</li><li>Ung, K., Arenkiel, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber-optic+implantation+for+chronic+optogenetic+stimulation+of+brain+tissue.">Fiber-optic implantation for chronic optogenetic stimulation of brain tissue.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (68), e50004 (2012).</li></ol>

تعتمد الجراحة المجسمة القياسية عادة على معالم الجمجمة لحساب إحداثيات المواقع المستهدفة في الجهاز العصبي المركزي1. ثم يتم الوصول إلى المواقع المستهدفة عبر ثقوب لدغ التي يتم حفرها من خلال الجمجمة1. هذه الطريقة ليست مثالية لجذع الدماغ الذيلي حيث تقع المواقع ال...

عادة ما تتضمن الجراحة المجسمة القياسية لاستهداف مواقع الدماغ في الفئران1 تثبيت الجمجمة باستخدام مجموعة من قضبان الأذن وشريط الفم. ثم يتم تقدير الإحداثيات بناء على الأطالس المرجعية 2,3 ، ومعالم الجمجمة ، وهي bregma (النقطة التي تلتقي فيها خيوط العظام الأمامية والجدارية) أو lambda (النقطة التي تلتقي فيها خيوط العظام الجدارية والقذالية. الشكل 1 ألف، باء). من خلال ثقب لدغ في الجمجمة فوق الهدف المقدر ، يمكن بعد ذلك الوصول إلى المنطقة المستهدفة ، إما لتوصيل الحقن المجهرية أو الأجهزة باستخدام القنية أو الألياف البصرية. بسبب الاختلاف في تشريح هذه الغرز والأخطاء في توطين bregma أو lambda 4,5 ، يختلف موضع نقاط الصفر فيما يتعلق بالدماغ من إلى آخر. في حين أن الأخطاء الصغيرة في الاستهداف، التي تنتج عن هذا التباين، ليست مشكلة بالنسبة للأهداف الكبيرة أو القريبة، فإن تأثيرها أكبر بالنسبة للمناطق الأصغر ذات الأهمية البعيدة عن نقاط الصفر في المستويات الأمامية الخلفية أو الظهرية البطنية و / أو عند دراسة الحيوانات ذات الأحجام المتفاوتة بسبب العمر و / أو الإجهاد و / أو الجنس. هناك العديد من التحديات الإضافية الفريدة من نوعها للنخاع المستطيل والحبل العنقي العلوي. أولا ، ترتبط التغيرات الصغيرة في الإحداثيات الأمامية الخلفية بتغيرات كبيرة في الإحداثيات الظهرية البطنية بالنسبة إلى الجافية ، بسبب موقع وشكل المخيخ (الشكل 1Bi)2،6،7. ثانيا ، لا يوجد الحبل العنقي العلوي داخل الجمجمة2. ثالثا ، يجعل الوضع المائل للعظم القذالي والطبقة العلوية من عضلات الرقبة2 النهج المجسمة القياسي أكثر تحديا للهياكل الموجودة بالقرب من الانتقال بين جذع الدماغ والحبل الشوكي (الشكل 1Bi). أخيرا ، العديد من الأهداف ذات الأهمية في جذع الدماغ الذيلي والحبل العنقي صغيرة2 ، تتطلب حقن دقيقة وقابلة للتكرار 8,9.
نهج بديل من خلال cisterna magna يتحايل على هذه المشاكل. الصهريج الضخم هو مساحة كبيرة تمتد من العظم القذالي إلى الأطلس (الشكل 1 أ، أي العظم الفقري الثاني)10. وهي مليئة بالسائل الدماغي الشوكي وتغطيها الأم الجافية10. تفتح هذه المسافة بين العظم القذالي والأطلس عند ثني الرأس. يمكن الوصول إليه عن طريق التنقل بين البطون المقترنة المتراكبة لعضلة الرأس الطويلة ، مما يعرض السطح الظهري لجذع الدماغ الذيلي. ويمكن بعد ذلك استهداف المناطق ذات الأهمية استنادا إلى معالم هذه المناطق نفسها إذا كانت تقع بالقرب من السطح الظهري؛ أو باستخدام obex ، النقطة التي تفتح فيها القناة المركزية في البطين الرابع ، كنقطة صفر للإحداثيات للوصول إلى هياكل أعمق. تم استخدام هذا النهج بنجاح في مجموعة متنوعة من الأنواع ، بما في ذلك الفئران11 ، القط12 ، الفأر 8,9 ، والرئيسيات غير البشرية13 لاستهداف المجموعة التنفسية البطنية ، أو التكوين الشبكي الإنسي النخاعي ، أو نواة الجهاز الانفرادي ، أو منطقة ما بعد الريما ، أو النواة تحت اللسان. ومع ذلك ، لا يستخدم هذا النهج على نطاق واسع لأنه يتطلب معرفة علم التشريح ، ومجموعة أدوات متخصصة ، ومهارات جراحية أكثر تقدما مقارنة بالنهج التجسيمي القياسي.
هنا نصف نهجا جراحيا خطوة بخطوة للوصول إلى جذع الدماغ والحبل العنقي العلوي عبر الجذع العظمي ، وتصور المعالم ، وتعيين نقطة الصفر (الشكل 2) ، وتقدير وتحسين الإحداثيات المستهدفة للتوصيل المجسمي للحقن المجهري في مناطق جذع الدماغ والحبل الشوكي المنفصلة ذات الأهمية (الشكل 3). ثم نناقش المزايا والعيوب المتعلقة بهذا النهج.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Alcohol pad</td>
			<td>Med-Vet International</td>
			<td>SKU: MDS090735Z</td>
			<td>skin preparation for the prevention of surgical site infection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Angled forceps, Dumont #5/45</td>
			<td>FST</td>
			<td>11251-35</td>
			<td>only to grab dura</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine pad</td>
			<td>Med-Vet International</td>
			<td>SKU:PVP-PAD</td>
			<td>skin preparation for the prevention of surgical site infection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cholera toxin subunit-b, Alexa Fluor 488/594 conjugate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>488: C34775, 594: C22842</td>
			<td>Fluorescent tracer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clippers</td>
			<td>Wahl</td>
			<td>Model MC3, 28915-10</td>
			<td>for shaving fur at surgical site</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode holder with corner clamp</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>1770</td>
			<td>to hold glass pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flowmeter</td>
			<td>Gilmont instruments</td>
			<td>model # 65 MM</td>
			<td>to regulate flow of isoflurane and oxygen to mouse on the surgical plane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent microspheres, polystyrene</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>F13080</td>
			<td>Fluorescent tracer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>53800M</td>
			<td>thermoregulation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Induction chamber with port hook up kit</td>
			<td>Midmark Inc</td>
			<td>93805107 92800131</td>
			<td>chamber providing initial anasthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin Syringe</td>
			<td>Exelint International</td>
			<td>26028</td>
			<td>to administer saline and analgesic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Med-Vet International</td>
			<td>SKU:RXISO-250</td>
			<td>inhalant anesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane Matrix VIP 3000 vaporizer</td>
			<td>Midmark Inc</td>
			<td>91305430</td>
			<td>apparatus for inhalant anesthetic delivery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminectomy forceps, Dumont #2</td>
			<td>FST</td>
			<td>11223-20</td>
			<td>only to clean dura</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical air, compressed</td>
			<td>Linde</td>
			<td>UN 1002</td>
			<td>used with stimulator &#38; PicoPump for providing air for precision solution injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meloxicam SR</td>
			<td>Zoo Pharm LLC</td>
			<td>Lot # MSR2-211201</td>
			<td>analgesic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microhematocrit borosilicate glass pre calibrated capillary tube</td>
			<td>Globe Scientific Inc</td>
			<td>51628</td>
			<td>for transfection of material to designated co-ordinates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse adaptor</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>0051625</td>
			<td>&#160;adapting rat stereotaxic frame for mouse surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder, Student Halsted- Mosquito Hemostats</td>
			<td>FST</td>
			<td>91308-12</td>
			<td>for suturing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen regulator</td>
			<td>Life Support Products</td>
			<td>S/N 909328, lot 092109</td>
			<td>regulate oxygen levels from oxygen tank</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen tank, compressed</td>
			<td>Linde</td>
			<td>USP UN 1072</td>
			<td>provided along with isoflurane anasthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic card</td>
			<td>not applicable</td>
			<td>not applicable</td>
			<td>any firm plastic card, cut to fit the stereotactic frame (e.g. ID card)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pneumatic PicoPump ( or similar)</td>
			<td>World Precision Instruments (WPI)</td>
			<td>SYS-PV820</td>
			<td>For precision solution injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline, sterile</td>
			<td>Mountainside Medical Equipment</td>
			<td>H04888-10</td>
			<td>to replace body fluids lost during surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle, #3</td>
			<td>FST</td>
			<td>10003-12</td>
			<td>to hold scalpel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors, Wagner</td>
			<td>FST</td>
			<td>14070-12</td>
			<td>to cut polypropylene suture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring scissors, Vannas 2.5mm with accompanying box</td>
			<td>FST</td>
			<td>15002-08</td>
			<td>scissors only to open dura, box to elevate body</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic micromanipulator</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>1760-61</td>
			<td>attached to electrode holder to adjust position based on co-ordinates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic &#39;U&#39; frame assembly and intracellular base plate</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>1730-B, 1711</td>
			<td>frame for surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile cotton tipped applicators</td>
			<td>Puritan</td>
			<td>25-806 10WC</td>
			<td>absorbing blood from surgical field</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile non-fenestrated drapes</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>9004686</td>
			<td>for sterile surgical field</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile opthalmic ointment</td>
			<td>Puralube</td>
			<td>P1490</td>
			<td>ocular lubricant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulator &#38; Tubing</td>
			<td>Grass Medical Instruments</td>
			<td>S44</td>
			<td>to provide controlled presurred air for precision solution injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Blade #10</td>
			<td>Med-Vet International</td>
			<td>SKU: 10SS</td>
			<td>for skin incision</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical forceps, Extra fine Graefe</td>
			<td>FST</td>
			<td>11153-10</td>
			<td>to hold skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical gloves</td>
			<td>Med-Vet International</td>
			<td>MSG2280Z</td>
			<td>for asceptic surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Model M320/ F12</td>
			<td>for 5X-40X magnification of surgical site</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture 5-0 polypropylene</td>
			<td>Oasis</td>
			<td>MV-8661</td>
			<td>to close the skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tegaderm</td>
			<td>3M</td>
			<td>3M ID 70200749250</td>
			<td>provides sterile barrier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal Clamp and stand post</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>1725</td>
			<td>attached to stereotactic U frame and intracellular base plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wound hook with hartman hemostats</td>
			<td>FST</td>
			<td>18200-09, 13003-10</td>
			<td>to separate muscles and provide surgical window</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stereotaxic surgical approach to microinject the caudal brainstem and upper cervical spinal cord via the cisterna magna in mice

عادة ما تسترشد الجراحة المجسمة لاستهداف مواقع الدماغ لدى الفئران بمعالم الجمجمة. ثم يتم الحصول على الوصول عن طريق ثقوب لدغ حفر من خلال الجمجمة. يمكن أن يكون هذا النهج القياسي تحديا للأهداف في جذع الدماغ الذيلي والحبل العنقي العلوي بسبب التحديات التشريحية المحددة لأن هذه المواقع بعيدة عن معالم الجمجمة ، مما يؤدي إلى عدم الدقة. هنا نوجز نهجا مجسما بديلا عبر cisterna magna الذي تم استخدامه لاستهداف المناطق المنفصلة ذات الأهمية في جذع الدماغ الذيلي والحبل العنقي العلوي. يمتد الصهريج الضخم من العظم القذالي إلى الأطلس (أي العظم الفقري الثاني) ، ويمتلئ بالسائل الدماغي الشوكي ، وتغطيه الأم الجافية. يوفر هذا النهج طريقا قابلا للتكرار للوصول إلى هياكل مختارة من الجهاز العصبي المركزي (CNS) يصعب الوصول إليها بسبب الحواجز التشريحية. علاوة على ذلك ، فإنه يسمح بالتصور المباشر لمعالم جذع الدماغ على مقربة من المواقع المستهدفة ، مما يزيد من الدقة عند توصيل كميات حقن صغيرة إلى المناطق المقيدة ذات الأهمية في جذع الدماغ الذيلي والحبل العنقي العلوي. أخيرا ، يوفر هذا النهج فرصة لتجنب المخيخ ، والذي يمكن أن يكون مهما للدراسات الحركية والحسية الحركية.

يتيح نهج cisterna magna استهداف جذع الدماغ الذيلي وهياكل الحبل العنقي العلوي التي يصعب الوصول إليها عبر النهج المجسمة القياسية أو المعرضة للاستهداف غير المتسق. تتطلب الجراحة للوصول إلى الصهريج ماجنا شقوقا في الجلد ، وطبقة رقيقة من عضلة شبه منحرف ، وفتح الأم الجافية ، وبالتالي فهي جيدة التح...

Watch this Scientific Journal Video about Stereotaxic Surgical Approach to Microinject the Caudal Brainstem and Upper Cervical Spinal Cord via the Cisterna Magna in Mice at JoVE.com

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

عادة ما تنطوي الجراحة المجسمة لاستهداف مواقع الدماغ في الفئران على الوصول من خلال عظام الجمجمة وتسترشد بمعالم الجمجمة. هنا نحدد نهجا مجسما بديلا لاستهداف جذع الدماغ الذيلي والحبل الشوكي العنقي العلوي عبر الصهريج الكبير الذي يعتمد على التصور المباشر لمعالم جذع الدماغ.

النهج الجراحي المجسمة للحقن المجهري لجذع الدماغ الذيلي والحبل الشوكي العنقي العلوي عبر Cisterna Magna في الفئران

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. ...

يوفر هذا البروتوكول إرشادات خطوة بخطوة لطريق قابل للتكرار للوصول إلى المناطق ذات الأهمية في جذع الدماغ الذيلي والحبل العنقي العلوي. تزيد هذه التقنية من الدقة عند توصيل كميات حقن صغيرة إلى المناطق المقيدة ذات الأهمية في جذع الدماغ الذيلي والحبل العنقي العلوي. وقد تم تطبيق هذه التقنية ويمكن تطبيقها على نماذج حيوانية أخرى.وستوضح الدكتورة فيرونيك فاندرهورست، الأستاذة المشاركة في علم الأعصاب والباحثة الرئيسية في مختبر فاندرهورست، هذا الإجراء. تأكد من توجيه تدفق الأكسجين إلى مخروط الأنف. حرك الماوس إلى الإطار المجسم، وضع الأنف في مخروط أنف مرن.ضع الماوس في الإطار المجسمة باستخدام قضبان الأذن فقط. ضع مواد التشحيم على العينين. Anteroflex رأس الماوس إلى زاوية 90 درجة عن طريق توجيه الأنف يدويا.لتأمين هذا الموضع ، ضع حاجزا بلاستيكيا بين أعمدة شريط الأذن لمحول الماوس موازيا للأعمدة مع الجزء المسطح من الجمجمة كمرجع. ضع وسادة التدفئة أسفل الماوس وتأكد من وضع الرقبة وبقية الجسم بالتوازي مع الطاولة عن طريق رفع الجسم بصندوق صغير. ضع ستارة تحت الجسم.حقن جرعة واحدة من أربعة ملليغرام لكل كيلوغرام ميلوكسيكام بطيئة الإفراج تحت الجلد في حجم اثنين من ميكرولتر لكل غرام من وزن الجسم. نظف موقع الشق الجراحي أولا باستخدام وسادة إعداد الكحول بنسبة 70٪ ، ثم باستخدام وسادة إعداد البيتين ، ثم مرة أخرى باستخدام وسادة إعداد الكحول واتركها تجف. تطهير اليدين ووضع قفازات معقمة ، ثم وضع ستارة في موقع الجراحة.تأكد من تخدير الماوس بشكل مناسب عن طريق قرص أصابع القدم أو التحقق من رد فعل القرنية. تقليل الايزوفلوران للحفاظ على المستويات عند 2.0. قم بعمل شق من واحد إلى 1.2 سم باستخدام شفرة جراحية من 10 شفرات من حافة العظم القذالي نحو الكتفين في حركة واحدة سلسة.قم بعمل شق بعناية في خط الوسط لعضلة شبه المنحرف ، مما يعرض عضلات التهاب الرأس الطويل المقترن. ضع كلا خطافي التراجع بين عضلات التهاب الرأس الطويل المقترن ، أحدهما موجه إلى اليسار والآخر إلى اليمين. استخدم ملقط استئصال الصفيحة الفقرية الحاد لفصل البطون اليسرى واليمنى لعضلة الرأس الطويلة المقترنة ، بدءا من occiput حيث يكون خط الوسط مرئيا بسهولة.قم بتوجيه الملقط الحاد عبر عظم الأوكسيبوت في خط الوسط وصولا إلى حيث يلتقي بالأم الجافية الصهريجية ثم استمر عبر الأم الجافية إلى الأطلس. إعادة وضع السحبات وضبط التوتر عن طريق إعادة وضع مرقئات. استخدم ملقط استئصال الصفيحة الفقرية الحاد لفصل العضلات بشكل أكبر في خط الوسط للحصول على رؤية جيدة لجذع الدماغ والمخيخ.كرر الإجراء المذكور أعلاه حسب الحاجة حتى يظهر المخيخ وجذع الدماغ أسفل الجافية. باستخدام ملقط استئصال الصفيحة الفقرية الحاد ، قم بمسح جافا الخيوط الصغيرة للنسيج الضام عن طريق تحريك الملقط من خط الوسط في اتجاه جانبي حتى يكون هناك رؤية واضحة لجذع الدماغ ، مما يخلق مساحة جانبية أكبر. شاهد السطح الظهري لجذع الدماغ مع معالم مفصلة من خلال الجافية المفتوحة.استخدم الملقط ذو الزاوية للاستيلاء على الجافية الممتدة من العظم القذالي إلى الأطلس ، ثم استخدم مقص الزنبرك لعمل فتحة صغيرة من حوالي 0.5 إلى 1.5 ملم في الجافية. بمجرد فتح الجافية ، قم بتصريف السائل الدماغي الشوكي الزائد باستخدام Q-tip معقم. ال obex ، النقطة التي تفتح فيها القناة المركزية في البطين الرابع ، هي نقطة الصفر الأمامية والخلفية والمتوسطة.ضع الماصة أو المحقنة على الهدف باستخدام الذراع المجسمة. اخفض ذراع الظهرية على السطح الظهري الذي يتشكل من نقطة الصفر الظهرية البطنية. ثم اخفض الماصة على جذع الدماغ وحقن المحلول.اترك الإبرة في مكانها لمدة دقيقة إلى خمس دقائق بعد الحقن لتجنب مسار الإبرة عند استخدام أحجام تتراوح بين ثلاثة إلى 50 نانولتر. ثم ارفع الماصة أو المحقنة باستخدام الذراع المجسمة وكرر ذلك لأهداف متعددة. إزالة السنانير بعناية من المجال الجراحي.سوف تعود عضلات الرأس الطويلة المقترنة إلى وضع محايد يغطي بالكامل الصهاريج الضخمة. لا تغلق عضلة شبه منحرف والأم الجافية في خط الوسط لأنها هشة للغاية بحيث لا يمكن الاحتفاظ بالغرز. أغلق الجلد ب 3 خيوط من النايلون أو البولي بروبلين.يتيح نهج cisterna magna استهداف جذع الدماغ الذيلي وهياكل الحبل العنقي العلوي التي يصعب الوصول إليها عبر النهج المجسمة القياسية أو المعرضة للاستهداف غير المتسق. في الفئران ، تم استهداف هياكل مثل النواة تحت اللسان والمجموعة التنفسية البطنية والتكوين الشبكي المجاور في جذع الدماغ الذيلي بشكل روتيني باستخدام نهج cisterna magna كما هو موضح هنا للنواة تحت اللسان والنخاع البطني. من أجل تحديد دقة نهج سيستيرنا ماجنا مقابل النهج القياسي ، تم قياس المسافة بين المواقع المستهدفة المقصودة والفعلية في الطائرات الأمامية الخلفية والمتوسطة والظهرية البطنية للمناطق البطنية والظهرية.تظهر النتائج أخطاء أصغر بكثير في المستويات الأمامية الخلفية والمتوسطة، والظهرية البطنية مقارنة بالنهج القياسي، مما يسلط الضوء على الدقة المحسنة لنهج سيستيرنا ماجنا لهذه الأهداف. عند محاولة هذا البروتوكول ، من الأهمية بمكان التأكد من أن الانثناء الأمامي للرأس وارتفاع الجسم يتم تنفيذه على النحو الموصوف. بعد ذلك ، من المهم التعرف على المعالم الرئيسية قبل التلاعب بالعضلات أو الأم الجافية.إذا لم يتم التعرف على هذه المعالم أو إذا فقدت ، فسيكون من الصعب البقاء موجها وتنفيذ الإجراء على النحو المنشود. ساعدت هذه التقنية في معالجة الأسئلة المفاهيمية المتعلقة بالتنظيم التشريحي الوظيفي داخل جذع الدماغ الذيلي والحبل العنقي العلوي.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Spinal Cord Electrophysiology II: Extracellular Suction Electrode Fabrication

الحبل الشوكي الكهربية ثانيا : خارج الخلية التصنيع الكهربائي شفط

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

Stereotaxic Injection of a Viral Vector for Conditional Gene Manipulation in the Mouse Spinal Cord

التجسيمي حقن ناقل للتلاعب الجيني الفيروسي شرطي في الحبل الشوكي ماوس

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central ...

Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish

Transection الحبل الشوكي في اليرقات الزرد

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 ...

Diffusion Imaging in the Rat Cervical Spinal Cord

التصوير نشر في الحبل الشوكي الجرذ عنق الرحم

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 ...

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

التصوير النشاط العصبي في القشرة الأولية Somatosensory باستخدام Thy1-GCaMP6s الفئران المحورة وراثيا

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

Cannula Implantation into the Cisterna Magna of Rodents

غرس القنية إلى ماجنا تشيستيرنا من القوارض

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

استئصال الصفيحة الفقرية وغرس نافذه الحبل الشوكي في الماوس

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

Preparation of Rhythmically-active In Vitro Neonatal Rodent Brainstem-spinal Cord and Thin Slice

إعداد نشط إيقاعي في الحبل الشوكي الدماغ القوارض الولدان المختبر وشريحة رقيقة

Mammalian inspiratory rhythm is generated from a neuronal network in a region of the medulla called the preB&#246;tzinger complex (pBC), which produces a ...

A Revised Surgical Approach to Induce Endolymphatic Hydrops in the Guinea Pig

نهج جراحي منقح للحث على هيدروكال الدم الانففاوتيك في خنزير غينيا

Endolymphatic hydrops is an enlargement of scala media that is most often associated with Meniere&#39;s disease, though the pathophysiologic mechanism(s) ...

Intra-Arterial Delivery of Neural Stem Cells to the Rat and Mouse Brain: Application to Cerebral Ischemia

التسليم داخل الشرايين للخلايا الجذعية العصبية إلى الدماغ الفئران والفأر: تطبيق على الإقفاري الدماغي

Neural stem cell (NSC) therapy is an emerging innovative treatment for stroke, traumatic brain injury and neurodegenerative disorders. As compared to ...