تعرض الجهاز العصبي المركزي الخنزير للتحليل النسيجي: دليل لقطع الرأس، الجمجمة افتتاح، والدماغ إزالة
Summary
والهدف من هذه الورقة، والفيديو التعليمي هو شرح طريقة لكشف وإزالة الدماغ الخنازير والغدة النخامية وبعد الوفاة في حالة سليمة، ومناسبة لتحليل العيانية والنسيجي لاحقة.
Abstract
أصبحت الخنازير شعبية متزايدة في والحيوان كبير البحوث متعدية علم الأعصاب كبديل مجدية اقتصاديا وأخلاقيا لالرئيسيات غير البشرية. حجم دماغ كبير من الخنزير يسمح باستخدام التصوير الدماغ السريرية التقليدية والاستخدام المباشر واختبار الإجراءات والمعدات جراحة الأعصاب من العيادة الإنسان. مزيد من التحليل العيانية والنسيجي، ومع ذلك، يتطلب التعرض بعد الوفاة من النظام خنزير العصبي المركزي (CNS) وإزالة المخ لاحقة. هذه ليست مهمة سهلة، والخنزير يتم تغليف CNS من قبل سميكة، والجمجمة العظمية والعمود الفقري. والهدف من هذه الورقة، والفيديو التعليمي هو شرح طريقة لكشف وإزالة الدماغ الخنازير بعد الوفاة والغدة النخامية في حالة سليمة، ومناسبة لتحليل العيانية والنسيجي لاحقة.
Introduction
أصبحت دراسات علم الأعصاب متعدية الخنازير شعبية متزايدة خلال العقدين الماضيين. حجم كبير من الدماغ الخنازير يمكن استخدام التصوير الدماغ السريرية التقليدية والاستخدام المباشر واختبار إجراءات جراحة الأعصاب والمعدات من عيادة الإنسان 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8. في السنوات ال 20 الماضية، والخنازير، وخاصة minipigs (على سبيل المثال، غوتنغن minipig)، وقد استخدمت لدراسة طرق العلاج neuromodulatory، مثل زرع الخلايا الجذعية. الفيروسي ترنسفكأيشن النواقل؛ والتحفيز العميق للمخ الموجهة نحو مرض باركنسون، والسمنة، والاكتئاب، ومرض الزهايمر 2، 6،= "XREF"> 9، 10، 11، 12، 13، 14، 15، 16، 17. وقد تبع ذلك وضع نهج التجسيمي والجراحية لمعالجة minipig CNS 3 و 18 و 19 و 20 و 21. وقد تم تقييم التغييرات CNS وضعت في الحيوانات الحية باستخدام التصوير الدماغي (PET 10 و 13 و 22 و 24 و MR 23)، قياس المثانة 11، 12، 25، تحليل مشية17، وتقييم عصبي 9، 17، والفحص بعد الوفاة بناء على الأنسجة وتحليل stereological 14، 15، 17، 26، 27، 31. ومع ذلك، وتحليل بعد الوفاة يتطلب التعرض وإزالة الدماغ الخنازير، وهي ليست مهمة سهلة، وسميكة، والجمجمة العظمية والسحائي ليفية تغطي تحيط بالدماغ خنزير.
والهدف من هذه الورقة، والفيديو التعليمي هو شرح طريقة الدماغ الخنازير بعد الوفاة والغدة النخامية قد يتعرض وإزالتها في حالة سليمة في 15-20 دقيقة باستخدام أدوات جراحية غير الآلية. فيديو تعليمي والرسوم التوضيحية التصوير تظهر minipigs الذكور (العمر: 6 شهور، وزن الجسم: 20-25 كغ) تستخدم لدراسة تشريحية على الغدة النخامية minipig.
Protocol
Representative Results
Discussion
يتم تنفيذ معظم الدراسات التجريبية علم الأعصاب في أنواع الحيوانات الصغيرة، مثل الفئران والجرذان، حيث يتم تسهيل الوصول إلى الجهاز العصبي المركزي التي كتبها رقيقة skull- والجافية سمك. ومع ذلك، في حيوانات التجارب الكبيرة مثل الخنازير 1 و 4 <s…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
المؤلفون تعترف مع الامتنان المساعدة الماهرة السيدة ترين W. ميكلسن، السيدة ليز M. المناسب، والموظفين في Påskehøjgaard. المجلس الدانمركي للأبحاث الطبية، ومؤسسة وندبيك، ومؤسسة نوفو نورديسك الدعم المالي للدراسة.
Materials
| Heavy Scalpel Handle #4 | FST (Fine Science Tools) | 10008-13 | Good for skin incision and soft tissue removal |
| Non-Sterile Scalpel Blades #23 | FST | 10023-00 | |
| Scalpel Handle #7 | FST | 10007-12 | Optimal for dural incision and precision work |
| Non-Sterile Scalpel Blades #11 | FST | 10011-00 | |
| Surgical Forceps | FST | 11024-18 | The tip of the surgical forceps ensure a firm grip |
| Kerrison Bone Punch | Aesculap Neurosurgery | FF713R | Must be robust, bite size 3-5 mm |
| Bone Rongeur | Aesculap Neurosurgery | MD615 | Must be robust, bite size 15 x 5 mm |
| Bone Rongeur | Aesculap Neurosurgery | FO551R | Must be robust, bite size 25 x 15 mm |
| Bone Chisel | Lawton | 67-0335 | The size of the chisel head should not exceed 20 mm |
| Mallet (Hammer) | Millarco | 5624108 | Weigth 300 g, length 30 cm, head hit area size 2 x 2 cm |
| Micro-Scissor | FST | 14002-14 | |
| Dissector | Aesculap Neurosurgery | OL165R | |
| Göttingen minipigs | Ellegaard Göttingen Minipigs A/S, Denmark | ||
| Euthanimal | pentobarbital | ||
| Ketamine | Pfizer | ||
| Midazolam | Hameln Pharmaceuticals |
References
- Lind, M. N., Moustgaard, A., Jelsing, J., Vajta, G., Cumming, P., Hansen, A. K. The use of pigs in neuroscience: Modeling brain disorders. Neurosci Biobehav Rev. 31, 728-751 (2007).
- Bjarkam, C. R., et al. Neuromodulation in a minipig model of Parkinson disease. British J Neurosurg. 22 (Suppl. 1), S9-S12 (2008).
- Bjarkam, C. R., Cancian, G., Glud, A. N., Ettrup, K. S., Østergaard, L., Sørensen, J. C. MRI-guided stereotaxic targeting in pigs based on a stereotaxic localizer box fitted with an isocentric frame and use of SurgiPlan computer-planning software. J Neurosci Methods. 183 (2), 119-126 (2009).
- Sauleau, P., Lapouble, E., Val-Laillet, D., Malbert, C. H. The pig model in brain imaging and neurosurgery. Animal. 3 (8), 1138-1151 (2009).
- Bjarkam, C. R., et al. Safety and function of a new clinical intracerebral microinjection instrument for stem cells and therapeutics examined in the Göttingen minipig. Stereotact Funct Neurosurg. 88 (1), 56-63 (2010).
- Fjord-Larsen, L., et al. Long-term delivery of nerve growth factor by encapsulated cell biodelivery in the minipig basal forebrain. Mol Therapy. 18 (12), 2164-2172 (2010).
- Sørensen, J. C., et al. Development of neuromodulation treatments in a large animal model – Do neurosurgeons dream of electric pigs?. Prog Brain Res. 194, 97-103 (2011).
- Dolezalova, D., et al. Pig models of neurodegenerative disorders: utilization in cell replacement-based preclinical safety and efficacy studies. J Comp Neurol. 522 (12), 2784-2801 (2014).
- Mikkelsen, M., Moller, A., Jensen, L. H., Pedersen, A., Harajehi, J. B., Pakkenberg, H. MPTP-induced Parkinsonism in minipigs: A behavioral, biochemical, and histological study. Neurotoxicol Teratol. 21, 169-175 (1999).
- Danielsen, E. H., et al. The DaNEX study of embryonic mesencephalic, dopaminergic tissue grafted to a minipig model of Parkinson’s disease: Preliminary findings of effect of MPTP poisoning on striatal dopaminergic markers. Cell Transplant. 9 (2), 247-259 (2000).
- Dalmose, A., Bjarkam, C. R., Sørensen, J. C., Jørgensen, T. M., Djurhuus, J. C. Effects of high frequency deep brain stimulation on urine storage and voiding function in conscious minipigs. Neurourol Urodyn. 23 (3), 265-272 (2004).
- Dalmose, A., Bjarkam, C. R., Djurhuus, J. C. Stereotactic electrical stimulation of the pontine micturition center in the pig. Br J Urol. 95, 886-889 (2005).
- Andersen, F., Watanabe, H., Bjarkam, C. R., Danielsen, E. H., Cumming, P. Pig brain stereotaxic standard space: Mapping of cerebral blood flow normative values and effect of MPTP-lesioning. Brain Res Bull. 66 (1), 17-29 (2005).
- Glud, A. N., et al. Direct gene transfer in the minipig CNS using stereotaxic lentiviral microinjections. Acta Neurobiol Exp. 70 (3), 1-8 (2010).
- Glud, A. N., et al. Direct MRI-guided stereotaxic viral mediated gene transfer of alpha-synuclein in the minipig CNS. Acta Neurobiol Exp. 71 (4), 508-518 (2011).
- Ettrup, K. S., Sørensen, J. C., Rodell, A., Alstrup, A. K. O., Bjarkam, C. R. Hypothalamic deep brain stimulation influences autonomic and limbic circuitry involved in the regulation of aggression and cardiocerebrovascular control in the minipig. Stereotact Funct Neurosurg. 90 (5), 281-291 (2012).
- Nielsen, M. S., et al. Continuous MPTP intoxication in the minipig results in chronic parkinsonian deficits. Acta Neurobiol Exp. 76, 198-210 (2016).
- Bjarkam, C. R., et al. A MRI-compatible stereotaxic localizer box enables high-precision stereotaxic procedures in pigs. J Neurosci Methods. 139 (2), 293-298 (2004).
- Bjarkam, C. R., Jorgensen, R. L., Jensen, K. N., Sunde, N. A. A., Sørensen, J. C. H. Deep brain stimulation electrode anchoring using BioGlue®, a protective electrode covering, and a titanium microplate. J Neurosci Methods. 168, 151-155 (2008).
- Ettrup, K. S., et al. Basic Surgical Techniques in the Minipig: Intubation, Transurethral Bladder Catheterization, Femoral Vessel Catheterization, and Transcardial Perfusion. J Vis Exp. (52), e2652 (2011).
- Ettrup, K. S., Tornøe, J., Sørensen, J. C., Bjarkam, C. R. A surgical device for minimally invasive implantation of experimental deep brain stimulation leads in large research animals. J Neurosci Methods. 200 (1), 41-46 (2011).
- Danielsen, E. H., et al. Positron emission tomography of living brain in minipigs and domestic pigs. Scand J Lab Anim Sci Suppl. 25 (1), 127-135 (1998).
- Røhl, L., et al. Time evolution of cerebral perfusion and ADC measured by MRI in a porcine stroke model. J Magn Reson Imaging. 15 (2), 123-129 (2002).
- Cumming, P., Gillings, N. M., Jensen, S. B., Bjarkam, C. R., Gjedde, A. Kinetics of the uptake and distribution of the dopamine D2/3 agonist (R)-N-[1-11C]n-propylnorapomorphine in brain of healthy and MPTP-poisoned Gottingen miniature pigs. Nucl Med Biol. 30 (5), 547-553 (2003).
- Jensen, K. N., Deding, D., Sørensen, J. C., Bjarkam, C. R. Long-term implantation of deep brain stimulation electrodes in the pontine micturition centre of the minipig. Acta Neurochir. 151 (7), 785-794 (2009).
- Rosendal, F., et al. Does chronic low dose treatment with ciclosporin influence the brain? A histopathological study in pigs. Transplantation Proc. 37 (8), 3305-3308 (2005).
- Nielsen, M. S., Sørensen, J. C., Bjarkam, C. R. The substantia nigra pars compacta of the minipig: An anatomical and stereological study. Brain Struct Funct. (4-5), 481-488 (2009).
- Sørensen, J. C., Bjarkam, C. R., Simonsen, C. Z., Danielsen, E., Geneser, F. A. Oriented sectioning of irregular tissue blocks in relation to computerized scanning modalities. Results from the domestic pig brain. J Neurosci Methods. 104, 93-98 (2000).
- Bjarkam, C. R., Pedersen, M., Sørensen, J. C. New strategies for embedding, orientation and sectioning of small brain specimens enable direct correlation to MR-images, brain atlases, or use of unbiased stereology. J Neurosci Methods. 108, 153-159 (2001).
- Bjarkam, C. R., Sørensen, J. C., Geneser, F. A. Distribution and morphology of serotonin-immunoreactive axons in the hippocampal region of the New Zealand white rabbit. I. Area dentata and hippocampus proper. Hippocampus. 13 (1), 21-37 (2003).
- Bjarkam, C. R., Glud, A. N., Orlowski, D., Sørensen, J. C., Palomero-Gallagher, N. The telencephalon of the minipig, cytoarchitecture and cortical surface anatomy. Brain Struct Funct. , (2016).
- Boltze, J., Nitzsche, B., Geiger, K. D., Schoon, H. A. Histopathological investigation of different MCAO modalities and impact of autologous bone marrow mononuclear cell administration in an ovine stroke model. Transl Stroke Res. 2, 279-293 (2011).
- Jortner, B. S. The return of the dark neuron. A histological artifact complicating contemporary neurotoxicologic evaluation. Neurotoxicology. 27, 628-634 (2006).
