הסרת "חוברת הדרכת עריפת הראש, פתיחת גולגולת, ו Brain: חשיפה של החזיר CNS לניתוח היסטולוגית
Summary
מטרת נייר זה סרט הדרכה היא לתאר כיצד לחשוף ולהסיר את מוח חזיר לאחר המוות ואת בלוטת יותרת מוח במצב שלם, מתאים לניתוח מקרוסקופית היסטולוגית עוקב.
Abstract
חזירים הפכו פופולריים יותר ויותר מחקרים במדעי translational גדול חיה כתחליף מבחינה כלכלית והן מבחינה מוסרית כדי פרימטים לא אנושיים. גודל המוח הגדול של החזיר מאפשר שימוש הדמיה מוחית קליני קונבנציונלית והשימוש הישיר והבדיקה של נהלים נוירוכירורגיים וציוד מהמרפאה האנושית. ניתוח מקרוסקופית היסטולוגית בהמשך, לעומת זאת, דורש חשיפה שלאחר המוות של מערכת העצבים המרכזית חזיר (CNS) והסרת המוח עוקבות. זו אינה משימה קלה, כמו החזיר CNS הוא כמוסה על ידי גולגולת עבה, גרומה עמוד שדרה. מטרת נייר זה סרט הדרכה היא לתאר כיצד לחשוף ולהסיר את מוח החזיר לאחר מוות ואת בלוטת יותרת המוח במצב שלם, מתאימה לניתוח מקרוסקופית היסטולוגית עוקב.
Introduction
מחקרים במדעי המוח Translational בחזירים הפכו פופולריים יותר ויותר במהלך שני העשורים האחרונים. גודלו של מוח החזיר מאפשר את שימוש הדמיה מוחית קליני קונבנציונלית והשימוש הישיר ובדיקה של נהלים נוירוכירורגיים וציוד מהמרפאה האנושית 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. בשנות ה 20 השנים האחרונות, חזירים, במיוחד minipigs (למשל, גטינגן Minipig), שימשו לבחון שיטות טיפול neuromodulatory, כגון השתלת תאי גזע; transfection וקטור ויראלי; גירוי מוחי עמוק מכוון מחלת פרקינסון, השמנה, דיכאון, אלצהיימר ומחלות 2, 6,= "Xref"> 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. זה כבר ואחריו בפיתוח גישות stereotaxic וכירורגים לתפעל את Minipig 3 CNS, 18, 19, 20, 21. השינויים CNS הנהיג הוערכו בבעלי חיים באמצעות דימות המוח (10 PET, 13, 22, 24 ו MR 23), cystometry 11, 12, 25, ניתוח הליכה17, נוירולוגיות הערכה 9, 17, ו לבדיקה שלאחר המוות מבוסס על היסטולוגיה וניתוח stereological 14, 15, 17, 26, 27, 31. עם זאת, ניתוח שלאחר המוות מחייב חשיפה וסרה של מוח החזיר, אשר אינה משימה קלה, כמו גולגולת עבה, גרמית ו dural סיבי מכסים המקיפים את מוח החזיר.
מטרת נייר זה סרט הדרכה היא לתאר כיצד מוח החזיר לאחר המוות ובלוטת יותרת המוח עלול להיחשף והוסרו במצב שלם ב 15-20 דקות באמצעות כלי כירורגיים הלא ממונע. וידאו ההדרכה ואיורי צילום להראות minipigs זכר (גיל: 6 חודשים, משקל גוף: 20-25 קילו) המשמש במחקר אנטומי על בלוטת יותרת מוח Minipig.
Protocol
Representative Results
Discussion
רוב המחקרים במדעי מוח הניסיונות מבוצעים מינים של בעלי חיים קטנים, כגון עכברים וחולדות, שבו גישת CNS בהנחייתם א-עובי dural skull- ורזה. עם זאת, בחיות מעבדה גדולות כמו חזירים 1, 4, 8, כבשת 32, ו פרימטים לא אנושי, העובי ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים בהכרת תודה את הסיוע מיומן של גב 'Trine וו מיקלסן, גב' ליזה M. התאמה, וכך גם הצוות Påskehøjgaard. המועצה למחקר הרפואית הדנית, הקרן לונדבק, וקרן נובו נורדיסק כלכלית נתמכת במחקר.
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).
