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.
Травматический травмы спинного мозга (SCI) является разрушительным клиническое состояние влияет сенсомоторной и вегетативной функции СК. Пациенты выжившие SCI часто остаются с изнурительной параплегия, что значительно влияет на их повседневную деятельность и качество жизни 1. Модели экспериментальной SCI были незаменимым инструментом в научных исследованиях, чтобы понять патофизиологию ТСМ и сопутствующих процессов нервной ремонт. Эти модели были также использованы для проверки доклинические эффективности различных экспериментальных нейропротективных вмешательств, направленных на восстановление функций. В настоящее время, большинство моделей ТСМ на практике используют использования физической силы тупым, чтобы механически разрушить и травмировать SC. Эти методы включают в себя ушиб, вывих, сжатие и рассечение КА 2. Было высказано предположение, что после первичной механической инсульта вторичного повреждения в виде ишемии множеств в в поврежденной SC 3,4. Этиология вторичной ишемии включает в себя обширный дегенерации тканей, кровоизлияния паренхимы и иногда обструкции кровеносных сосудов тканей отек 5-7. В результате вторичного повреждения целостности СК далее пострадавших, нейроны и глиальные клетки сильно поражены в функции и жизнеспособности и апоптоз, что приводит к инфаркта рост в хронической стадии травмы, аналогичный рост ишемического инсульта полутени следующей 8,9. Некоторые механизмы, такие как эксайтотоксичности, свободных радикалов и воспаление, как сообщалось, будет отвечать за ишемической гибели клеток следующим ТСМ 10,11. Кроме того, СК ишемия серьезным осложнением торако-аневризмы брюшной аорты ремонт кабинетов, которые часто приводят к параплегии у пациентов 12,13. Несмотря на столь высокую клиническую воздействия очень мало моделей ишемии спинного мозга с высокой воспроизводимости в настоящее время.
нт "> фототромбоза (СТ) является широко используемым методом индукции очаговой ишемии головного мозга 14-20. Методика довольно неинвазивным, высокой воспроизводимостью и дает точное фокусное ишемического поражения в пораженном участке мозга 17 -21. Это достигается путем системного введения светочувствительных красителей, таких как бенгалроза (RB) 16-20,22 или Эритрозин В 23 с последующим облучением локализованного кровеносных сосудов с надлежащего источника света. Фотоактивация красителя приводит к генерации свободных радикалов, которые нарушить целостность сосудистого эндотелия гладкой, и вызвать накопление тромбоцитов, который впоследствии образует тромб. обструкции кровотока по результатам тромба в инфаркта в области, предоставленной емкости 24. Из-за легкости управления на Интенсивность и длительность облучения эта процедура дает очень равномерное и воспроизводимое инфаркт. Кроме того, этот способ может быть использован для индукции infarcт при различных анатомических местах позволяет пространственное (например, серое вещество против белого вещества) понимание влияния ишемии.Цель данного исследования заключается в разработке простого и хорошо воспроизводимый модель SC ишемии у мышей. Мы описали процедуру в РТ модели SC ишемии у мышей. Результаты гистологии и иммунным показали, что СТ может эффективно индуцировать SC миокарда, потерю нейронов и реактивный глиоза.
В этом исследовании мы описали фототромботической модель SC ишемии. Благодаря достижениям в области генной инженерии имело всплеск в коммерчески доступных трансгенных мышей, которые сделало возможным изучить влияние конкретных генов, участвующих в патофизиологии ишемическ?…
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения [Грант не. R01NS069726] и Американской кардиологической ассоциации Грант в помощи Грант [Грант нет. 13GRNT17020004] СД.
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 |