마우스의 얼굴 신경 Axotomy : 부상으로 운동 신경 응답을 연구하는 모델
Summary
We present a surgical protocol detailing how to perform a cut or crush axotomy on the facial nerve in the mouse. The facial nerve axotomy can be employed to study the physiological response to nerve injury and test therapeutic techniques.
Abstract
이 수술 프로토콜의 목표는 stylomastoid 난원에서의 출구에서 얼굴 근육을 innervates 안면 신경을, 노출 및 중 하나를 절단 또는 말초 신경 손상을 유도하기 위해 그것을 분쇄하는 것입니다. 이 수술의 장점은 이와 다른 신경 손상 모델에 비하여 비교적 가벼운 수술 결과 결과, 단순성, 재현성 및 후속 안면 마비에서 중요한 기능이나 이동성에 효과가 부족하다. 뇌 신경 손상 모델을 사용하는 주요 장점은이 운동 신경원 운동 신경 세포체 연구를 단순화 뇌교에서 안면 모터 핵 비교적 균질 한 집단에 존재한다는 것이다. 때문에 안면 신경의 신경 분포의 대칭성과 안면 모터 핵 사이의 크로스 토크의 부족, 동작 unaxotomized 사이드 페어링 내부 제어로서 일방적으로 수행 될 수있다. 분석의 다양한 엉덩이에 수술을 수행 할 수 있습니다이 문서의 범위를 벗어 그 세부 사항의 생리적 반응이야. 예를 들어, 근육 기능의 회복을위한 행동 reinnervation 마커로서 기능하거나, 운동 신경원은 세포 생존을 측정하기 위해 정량화 될 수있다. 또한, 운동 신경원 정확하게 분자 분석을위한 레이저 미세 절제를 사용하여 캡처 할 수 있습니다. 안면 신경 axotomy 침습 및 내약성이기 때문에, 유전자 변형 마우스의 다양한 상에 이용 될 수있다. 또한,이 모델은 수술 말초 신경 손상의 치료 효과를 분석하는데 사용될 수있다. 안면 신경 손상뿐만 아니라 운동 신경원을 조사하는 수단을 제공하지만, 중추 및 말초 미세 교세포, 면역계 및 목표 근육의 응답도. 안면 신경 손상 모델은 신경 손상과 재생을 연구하기위한 강력한 도구 역할을 널리 말초 신경 손상 모델이다.
Introduction
많은 말초 신경 손상 모델은 존재하지만, 운동 신경원의 연구를 위해 눈에 띄는 사람은 얼굴 신경 axotomy 모델입니다. 또한 뇌신경 VII로 알려진 안면 신경은 뇌교에서 유래와 얼굴 표정 1,2의 근육을 innervates. 이 수술 프로토콜에서 안면 신경은 stylomastoid 난원에서의 출구에 노출 자르거나 분쇄 중 하나입니다. 신경 손상의 중증도 순차 축삭 다발 감싸는 결합 조직층 인 축삭 endoneurium, 신경 외피 및 epineurium의 intactness에 기초하여 부상 차별화 랜드 (3) 분류, 다음 분류 될 수있다. 압박 손상 (axonotmesis)에서 축삭이 절단되지만, 신경 외피와 epineurium가 유지됩니다. 그대로 신경초가 축삭은 4,5를 자라게하는 내 도관 역할을하기 때문에 안면 신경 호감에서 완전한 기능 회복은 약 11 일 만에 발생합니다. 에다른 한편으로는, 절단 손상 (neurotmesis)에서 축삭 3 결합 조직층이 절단되고, 전체 말초 신경 근육 신경 분포를 복원 자라게한다. epineurium의 외과 재 연결이 자주 신경 절개 부상과 인간의 환자에서 수행하지만 복구 결과는 드물게 최적입니다. 또한이 연구는 신경 목표로 자라게 못하고 어떤 치료법이 개선 회생 프로세스를 가속화하기 위해 이용 될 수있는 이유 이해할 필요가있다.
안면 신경 axotomy 모델을 사용하여 신경 손상을 공부에 많은 이점이있다. 먼저, 안면 신경 axotomy 절차는 빠르고 간단하며 높은 재현성이고; 및 안면 근육의 마비 얻어진 중요한 기능에 영향을주지 않고 잘 동물에 의해 허용된다. 이것은 운동 신경원 토륨 비교적 균질 집단에 상주하기 때문에 단순화된다 운동 신경 세포체 공부 뇌 신경 손상 모델이므로뇌교에서 전자 얼굴 모터 핵. 일곱 subnuclei 근육의 특정 그룹을 지배하는 것이 각각의 특정 있기 때문에 인구는 얼굴 모터 핵 내에서 subnuclear 패턴에 따라 차이가 않기 때문에 axotomy에 대응 subnuclear 차이가 결과 파 -2,6,7- 영향을 미칠 수 있습니다.
안면 신경 손상 모델의 주요 이점은 신경 신경 분포가 매우 대칭 및 안면 모터 핵 8 사이의 크로스 토크가 없기 때문에 unaxotomized 사이드 페어링 내부 제어로서 역할을 할 수 있다는 것이다. 이 수술 방법을 사용하는 또 다른 장점은 직접 CNS 외상 또는 혈액 뇌 장벽 (9)의 파괴의 부족이다. 과도한 출혈 및 감염 등의 합병증이 절차와 드물다.
다양한 분석은 신경 손상에 대한 생리적 반응을 평가하기 위해 수행 될 수있다. 눈 깜빡임과 수염 활동의 회복은 행동으로 사용할 수 있습니다기능 회복에 10, 11의 측정. vibrissae 활동의 비디오 녹화는 현재 안면 신경의 신경 분포 (12, 13)의 복구를 검출하기위한 가장 강력한 방법이다. 안락사 후, 뇌간 조직 학적 분석은 안면 모터 핵 내에 운동 신경 세포체에 수행 될 수있다. 얼굴 모터 핵 부상 2,6에 대한 응답의 차동 검사를 허용, 일곱 subnuclei, 특정 얼굴 근육에 각각의 특정으로 세분된다. 안면 운동 신경원은 세포 생존을 정량 계산 될 수 있고, 또는 바이오 마커는 면역 조직 화학 및 특정 세포 집단 (14)을 식별하는 데 사용될 수있다. 얼굴 모터 핵 정확하게 신경 손상 (15, 16)에 대한 세포 반응의 분자 분석을 위해 레이저 캡처를 사용하여 microdissected 할 수 있습니다. 안면 신경 axotomy의 영향은 운동 피질 (17, 18)에서 분석 될 수있다. 또한, 신경 Wallerian 변성을 연구하기 위해 해부 할 수있다 19축삭 재생 (20), 및 근육 신경 근육 접합부 (21)을 연구하기 위해 제거 할 수 있습니다. 안면 신경 근육 axotomy도 21 및 면역계 응답 (23), 중추 및 말초 첨부 신경교 세포 (22)를 연구 대상으로 사용될 수있다. 많은 안면 신경 axotomy 모델 (24)을 연구하여 이루어진 하였지만 신경 손상 환자에 대한 중요한 문제이고, 현재의 치료법은 최적의 결과를 생성하는 데 실패하기 때문에, 말초 신경 손상의 추가 연구가 요구된다. 이 모델은 신경 손상에 대한 생리적 반응을 검사하고 신경 재생 치료의 효과를 분석하기위한 강력한 도구입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
The critical step for this protocol is positioning the mouse properly before surgery is begun. If the mouse is not lying flat on its side, the ear is not taped at the correct angle, or the incision is made in an incorrect location, then finding the facial nerve becomes much more difficult. When this technique is mastered, surgeries will take only minutes per mouse.
Either sutures, glue, or wound clips can be used to close the wound. Wound clips are preferred because of the small size of incis…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is funded by NIH RO1 NS 40433 (K.J.J.).
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Stereo Microscope | Leica | M60 | |
| Labeling tape | Fisher Scientific | 15-952 | |
| Vannas-Tübingen Spring Scissors – Straight/Sharp/8.5cm/5mm cutting edge | Fine Science Tools | 15003-08 | Sterilize before use |
| Dumont #5/45 Forceps – Standard tips/Angled 45°/Dumoxel/11cm | Fine Science Tools | 11251-35 | Sterilize before use |
| Michel Suture Clips – 7.5mm x 1.75 mm | Fine Science Tools | 12040-01 | Described as "wound clip" in protocol, sterilize before use |
| Hagenbarth Cross Action Wound Clip Applier 5" | George Tiemann & Co | 160-910 | Used to apply wound clip, sterilize before use |
| Michel Suture Clip Applicator & Remover – For 7.5 mm Clips | Fine Science Tools | 12029-12 | Used to remove wound clip |
| 0.9% Sodium Chloride Injection, USP | Hospira | 0409-4888-10 | |
| Betadine, 16 oz, with dispenser | Fisher Scientific | 19-027132 | |
| 70% Ethanol | |||
| Glass Bead Sterilizer |
References
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