Photothrombosis is a minimally invasive and highly reproducible procedure to induce focal ischemia in the spinal cord and serves as a model of spinal cord injury in mice.
Spinal cord injury (SCI) is a devastating clinical condition causing permanent changes in sensorimotor and autonomic functions of the spinal cord (SC) below the site of injury. The secondary ischemia that develops following the initial mechanical insult is a serious complication of the SCI and severely impairs the function and viability of surviving neuronal and non-neuronal cells in the SC. In addition, ischemia is also responsible for the growth of lesion during chronic phase of injury and interferes with the cellular repair and healing processes. Thus there is a need to develop a spinal cord ischemia model for studying the mechanisms of ischemia-induced pathology. Focal ischemia induced by photothrombosis (PT) is a minimally invasive and very well established procedure used to investigate the pathology of ischemia-induced cell death in the brain. Here, we describe the use of PT to induce an ischemic lesion in the spinal cord of mice. Following retro-orbital sinus injection of Rose Bengal, the posterior spinal vein and other capillaries on the dorsal surface of SC were irradiated with a green light resulting in the formation of a thrombus and thus ischemia in the affected region. Results from histology and immunochemistry studies show that PT-induced ischemia caused spinal cord infarction, loss of neurons and reactive gliosis. Using this technique a highly reproducible and relatively easy model of SCI in mice can be achieved that would serve the purpose of scientific investigations into the mechanisms of ischemia induced cell death as well as the efficacy of neuroprotective drugs. This model will also allow exploration of the pathological changes that occur following SCI in live mice like axonal degeneration and regeneration, neuronal and astrocytic Ca2+ signaling using two-photon microscopy.
Travmatik omurilik yaralanması (SKY) SC sensörimotor ve otonomik fonksiyonları etkileyen yıkıcı bir klinik durumdur. SCI kalan hastalar sıklıkla önemli ölçüde günlük aktivitelerini ve yaşam kalitesini etkiler 1 parapleji zayıflatıcı ile bırakılır. Deneysel SCI modelleri SCI patofizyoloji ve ilgili nöral tamir süreçlerini anlamak için bilimsel araştırmaların vazgeçilmez bir araç olmuştur. Bu modeller aynı zamanda fonksiyonel iyileşme amaçlayan çeşitli deneysel nöroprotektif müdahalelerin klinik öncesi etkinliğini test etmek için kullanılmıştır. Şu anda uygulamada SCI modellerinin çoğunluğu mekanik bozabilir ve SC zarar fiziksel künt kuvvet kullanımını istihdam. Bu yöntemler SC 2 kontüzyon, sıkıştırma, çıkık ve transekte bulunmaktadır. Bu önerilmiştir birincil mekanik hasara yaralı SC iskemi setleri formunda ikinci bir yaralanma sonrası 3,4. İkincil iskemi etyolojisi doku ödemi 5-7 kan damarlarının tıkanması bazen geniş doku dejenerasyonu, parankimal kanama ve kapsar. SC bütünlüğü daha da etkilenir sekonder yaralanmanın bir sonucu olarak, nöron ve glial hücreler ciddi fonksiyonu ve canlılığı bozulmaktadır ve iskemik penumbra, aşağıdaki inme büyüme benzer yaralanma, kronik evrede büyüme infarkt yol açar, apoptozi altına 8,9. Eksitotoksisite, serbest kök üretimi ve enflamasyon gibi çeşitli mekanizmalar SCI 10,11, aşağıdaki iskemik hücre ölümünden sorumlu olduğu bildirilmiştir. Buna ek olarak, SC iskemi sıklıkla hastalar 12,13 parapleji yol torako-abdominal aort anevrizma tamiri ameliyatları ciddi bir komplikasyonudur. Böyle yüksek klinik etkilerine rağmen yüksek tekrarlanabilirlik ile spinal kord iskemi çok az sayıda modelleri mevcut.
nt "> Fototromboz (PT) tekniği yüksek oranda çoğaltılabilir oldukça non-invazif. beyinde 14-20 fokal iskemi indüksiyonu için yaygın olarak kullanılan bir yöntem olup, beyin 17 açıktaki alanına kesin bir fokal iskemi lezyon üretir -21. Bu Rose Bengal (RB) 16-20,22 ya eritrosin B gibi fotoaktif boyaların sistemli uygulanması ile elde edilir, uygun bir ışık kaynağı ile birlikte, kan damarlarının lokal ışınlama ve ardından 23. boyanın Foto-aktifleştirme serbest radikallerin üretilmesini neden olur pürüzsüz vasküler endotel bütünlüğünü bozabilir ve trombositler daha sonra geminin 24 tarafından sağlanan bölgede infarkt trombüs sonuçları. kan akışının tıkanıklık trombüs oluşturan, birikmesine neden olur. ötürü kontrolden kolaylığı yoğunluğu ve ışınlama süresi bu işlem oldukça düzgün ve çoğaltılabilir bir enfarktüs verir. Bundan başka, bu yöntem, bir infarktüsü uyarılması için kullanılabilecektiriskemi etkisi uzaysal (örneğin, vs beyaz cevher gri madde) aydınlatılmasını sağlayan çeşitli anatomik yerlerinde t.Bu çalışmanın amacı, farelerde SC iskemi kolay ve yüksek tekrarlanabilir bir model geliştirmektir. Biz farelerde SC iskemi PT modeli prosedürü tarif. Histoloji ve immün sonuçları PT etkili bir SC enfarktüs, nöron kaybı ve reaktif gliozis uyarabilir gösterdi.
Bu çalışmada, biz SC iskemi bir Fototrombotik modelini tarif. Nedeniyle gelişmelere genetik mühendisliğinde mümkün SC iskemik patofizyolojisinde rol oynayan spesifik genlerin etkilerini incelemek için yapmıştır piyasada mevcut transgenik farelerin bir dalgalanma olmuştur. Bu çalışmanın amacı, omurilik iskemisi tekrarlanabilir bir fare modeli geliştirmek olmuştur. Burada farelerde SCI ikna etmek için bir kortikal PT modeli uyarladı. Cerrahisi T11 torakal vertebra seviyesinde fareler…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri [Grant no tarafından desteklenmiştir. R01NS069726] ve Yardımlaşma Grant Amerikan Kalp Derneği Grant [Hibe no. 13GRNT17020004] SD.
Rose Bengal | Sigma-Aldrich | 330000 | 20 mg/ml in sterile saline |
C57Bl6/J | Jackson lab | 664 | 22-25g |
Ketamine | VEDCO | NDC-50989-996-06 | 100 mg/ml |
Xylazine | VEDCO | NDC-50989-234-11 | 100 mg/ml |
Betadine solution | Purdue | NDC-67618-150-01 | 10% povidone iodine topical solution |
Normal saline | Abott Laboratories | 04930-04-10 | For diluting RB, anaesthesia and for preventing tissue from drying |
Artificial tears ointment | Rugby | NDC-0536-6550-91 | 83% white petrolatum |
Ethanol | Decon labs.Inc | 2716 | 70% ethanol for disinfection |
Metal halide lamp | EXFO, Canada | X-Cite 120 PC | Set power at 12% |
Spring scissors | Fine Science Tool | 15000-10 | for minor dissection |
Scissors (angled to side) | Fine Science Tool | 14063-011 | No. 3 handle |
Standard scalpel | Fine Science Tool | 10003-12 | for removing muscle |
Scalpel blade | Feather | 2976 | No. 10 |
Forceps (curved) | Fine Science Tool | 11150-10 | for holding tissue |
Forceps (straight) | Fine Science Tool | 11151-10 | for holding tissue |
Needle holder | Fine Science Tool | 12002-12 | for suturing |
Tissue adhesive glue | 3M Vetbond | 1469SB | to adhere to edges of the cut skin |
Monofilament polypropylene | USSC Sutures | VP-521 | Size = 4-0 (for fascia) |
Perma-hand silk | Ethicon | 683G | Size = 4-0 (for skin) |
Micro drill | Roboz Surgical Instrument Co. Inc. | RS-6300 | with bone polishing drill bit |
Laser doppler flowmeter | Moor Instruments | moorVMS-LDF1 | for monitoring change in blood flow |
Heating pad | Fine Science Tool | 21052-00 | to prevent hypothermia |
Lab-Jack | Fisher scientific | 14-673-50 | 4×4 in plate to adjust the height of the animal |
X-Y gliding stage | Amscope | GT100 | for positioning the animal under microscope |