Chirurgische Labyrinthectomy van de Rat te bestuderen van het vestibulair systeem
Summary
Dit protocol beschrijft de chirurgische labyrinthectomy van een rat, die een handige methode is voor het bestuderen van het vestibulair systeem.
Abstract
Om te studeren het vestibulair systeem of het vestibulair compensatie-proces, zijn een aantal methoden ontwikkeld om te vestibulaire schade veroorzaken, met inbegrip van chirurgische of chemische labyrinthectomy en vestibulaire neurectomy. Chirurgische labyrinthectomy is een relatief eenvoudige, betrouwbare en snelle methode. Hier beschrijven we de chirurgische techniek voor labyrinthectomy van de rat. Een postauricular snede is gemaakt onder narcose bloot het externe auditieve kanaal en het tympanic-membraan, waarna het tympanic-membraan en de gehoorbeentjes worden verwijderd zonder de stijgbeugel. De slagader van de stijgbeugel, die gelegen tussen de stijgbeugel en het ovale venster is, een kwetsbare structuur is en moet worden bewaard met het oog op een duidelijke chirurgische veld. Een gat te fenestrate de vestibule is gemaakt met een 2.1-mm boor bur superieur aan de stijgbeugel. Vervolgens is 100% ethanol geïnjecteerd door dit gat en aanzuiging van meerdere malen. Zorgvuldige dissectie onder een microscoop en zorgvuldige bloeden controle zijn essentieel om betrouwbare resultaten te verkrijgen. Symptomen van vestibulaire verlies, zoals nystagmus, hoofd kantelen en een afrollen, worden gezien onmiddellijk na de operatie. Detest stoel rotarod of rotatie kan worden gebruikt om het objectief en kwantitatief de vestibulaire functie wordt geëvalueerd.
Introduction
Het vestibulair orgaan is essentieel voor evenwicht en oog controle. Een normale vestibulaire functie is afhankelijk van symmetrische afferent signalen van vestibulaire organen in de twee inner oren. Vestibulaire hypofunction of verlies induceert duizeligheid, nystagmus en posturale onevenwichtigheid. Na de acute schade herstelt de vestibulaire functie spontaan binnen enkele dagen, een proces dat bekend staat als vestibulaire compensatie1,2. De vestibulaire compensatie van statische tekorten is een proces van herstel aan het gebrek aan evenwicht van spontane rust activiteit tussen de ipsilaterale en contralaterale vestibulaire kernen gerelateerde. De vestibulaire compensatie van dynamische tekorten gebeurt hoofdzakelijk via sensorische en gedragsmatige vervangingen (met behulp van visuele of somatosensorische ingangen)3. Deze processen zijn aantrekkelijk voor neuronale plasticiteit studies4,5.
Een aantal methoden zijn ontwikkeld om te studeren het vestibulaire systeem en de mechanismen voor neuronale plasticiteit tijdens vestibulaire compensatie, zoals de chirurgische en chemische labyrinthectomy en vestibulaire neurectomy5,6 ,7,8. Vestibulaire neurectomy is een bepaalde manier voor het opwekken van volledige vestibulaire verlies, maar het is een moeilijker en invasieve procedure en veroorzaken schade aan de hersenen8,9. Deze methode vereist meer chirurgische vaardigheid en kost meer tijd dan het labyrinthectomy. Chemische labyrinthectomy, met inbegrip van gentamycine, arsanilate en tetracaïne, is makkelijker en betrouwbare resultaten10,11,12kan opleveren. Echter het slakkenhuis kan ook beschadigd en vestibulaire verlies kan ontwikkelen over tijd11. Bovendien zijn de effecten van de chemische stoffen op de hersenen, die moeten worden bewaard voor nauwkeurige evaluatie, onduidelijk. Chirurgische labyrinthectomy werd voor het eerst geïntroduceerd in dierproeven in 184215 en werd voor het eerst gemeld in de rat in 193616. Deze techniek wordt sindsdien gebruikt in veel dierlijke studies5,17,18,19. Chirurgische labyrinthectomy is een specifieke, betrouwbaar, en relatief eenvoudige methode. 13 , 14 bovendien de symptomen van vestibulaire schade worden gezien onmiddellijk na de operatie. Hier beschrijven we onze chirurgische techniek voor labyrinthectomy van de rat.
Protocol
Representative Results
Discussion
Deze techniek is een handige methode voor het maken van de plotselinge, permanente en volledig vestibulaire functie verlies. Dit kan worden gebruikt om te studeren vestibulaire pathologieën, zoals vestibulaire neuritis, een akoestische tumor en ziekte van Meniere. Talrijke studies hebben deze techniek gebruikt om te studeren de neuronale plasticiteit van vestibulaire kernen of de bijbehorende centrale proces5,17,18,<…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit onderzoek werd gesteund door een subsidie van de Korea Health Technology R & D Project via de Korea gezondheid industrie Development Institute (KHIDI), gefinancierd door het ministerie van gezondheid & welzijn, Republiek Korea (verlenen van nummer: HI15C2651).
Materials
| ASPIRATOR KB-012 | KOH BONG & CO., LTD. | KB-012 | Medical aspirator |
| Blade: #15 | Fine Science Tools | #10015-00 | Blades for #7 Scalpel Handles, #15 |
| Carbon Steel Burrs | Fine Science Tools | #19007-05 | shaft diameter: 2.3 mm, length: 44 mm, package of 10 burrs |
| Carl Zeiss Surgical GmbH | Carl Zeiss | #6627100863 | Surgical microscope |
| Dumont #3c | Fine Science Tools | #11231-20 | Standard tip 0.17 x 0.10 mm, 11 cm |
| Dumont #5SF | Fine Science Tools | #11252-00 | |
| Dumont #7B | Fine Science Tools | #11270-20 | Serrated 0.17 x 0.10 mm, 11 cm |
| Extra Fine Bonn: straight | Fine Science Tools | #14084-08 | Iris scissors, best suited for microdissection under high magnification |
| Fine Iris Scissors: straight | Fine Science Tools | #14094-11 | Made from martensitic stainless steel, combined with molybdenum and vanadium |
| Finger Loop Ear Punch | Fine Science Tools | #24212-01 | 1 mm. Provides stability and control for researchers using the numbering system |
| Hartman | Fine Science Tools | #13002-10 | Tip width: 1 cm, serrated, 10 cm |
| Short Scalpel Handle #7 Solid | Fine Science Tools | #10003-12 | #7 short, 12 cm |
| Small Vessel Cauterizer | Fine Science Tools | #18000-03 | Replacement tip, straight knife, keeps bleeding to a minimum and therefore provides a surgical field clear of clamps and hemostats |
| Strong 207S | SAESHIN | 207S | Powerful torque at low speed, available with speed or on/off foot controller |
| Suction Tubes | JEUNGDO B&P CO., LTD. | H-1927-8 | Frazier, 18 cm |
| VICRYL | ETHICON | W9570T | Synthetic absorbable sterile surgical suture |
| Weitlaner-Locktite | Fine Science Tools | #17012-13 | Maximum spread: 4.5 cm, 2 x 3 blunt teeth, 11 cm |
| Zoletil | Virbac, France | Tiletamine-zolazepam | |
| Rompun | Bayer | Xylazine | |
| Rimadyl | Pfizer | Carprofen | |
| Septra | Pfizer | Trimethoprim-sulfonamide |
References
- Curthoys, I. S., Halmagyi, G. M. Vestibular compensation: a review of the oculomotor, neural, and clinical consequences of unilateral vestibular loss. Journal of Vestibular Research. 5 (2), 67-107 (1995).
- Smith, P. F., Curthoys, I. S. Mechanisms of recovery following unilateral labyrinthectomy: a review. Brain Research. Brain Research Reviews. 14 (2), 155-180 (1989).
- Lacour, M., Helmchen, C., Vidal, P. P. Vestibular compensation: the neuro-otologist’s best friend. Journal of Neurology. 263, S54-S64 (2016).
- Darlington, C. L., Smith, P. F. Molecular mechanisms of recovery from vestibular damage in mammals: recent advances. Progress in Neurobiology. 62 (3), 313-325 (2000).
- Shinder, M. E., Ramanathan, M., Kaufman, G. D. Asymmetric gene expression in the brain during acute compensation to unilateral vestibular labyrinthectomy in the Mongolian gerbil. Journal of Vestibular Research. 16 (4-5), 147-169 (2006).
- Dutheil, S., Brezun, J. M., Leonard, J., Lacour, M., Tighilet, B. Neurogenesis and astrogenesis contribution to recovery of vestibular functions in the adult cat following unilateral vestibular neurectomy: cellular and behavioral evidence. Neurosciences. 164 (4), 1444-1456 (2009).
- Gunther, L., et al. N-acetyl-L-leucine accelerates vestibular compensation after unilateral labyrinthectomy by action in the cerebellum and thalamus. PLoS One. 10 (3), e0122015 (2015).
- Pericat, D., Farina, A., Agavnian-Couquiaud, E., Chabbert, C., Tighilet, B. Complete and irreversible unilateral vestibular loss: a novel rat model of vestibular pathology. Journal of Neuroscience Methods. 283, 83-91 (2017).
- Cass, S. P., Goshgarian, H. G. Vestibular compensation after labyrinthectomy and vestibular neurectomy in cats. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 104 (1), 14-19 (1991).
- Vignaux, G., et al. Evaluation of the chemical model of vestibular lesions induced by arsanilate in rats. Toxicology and Applied Pharmacology. 258 (1), 61-71 (2012).
- Berryhill, W. E., Graham, M. D. Chemical and physical labyrinthectomy for Meniere’s disease. Otolaryngologic Clinics of North America. 35 (3), 675-682 (2002).
- Morgenstern, C., Mori, N., Arnold, W. Experimental studies on the effect of labyrinth anesthesia. Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 237 (3), 255-261 (1983).
- Nadasy, G. L., Raffai, G., Feher, E., Schaming, G., Monos, E. A simple standard technique for labyrinthectomy in the rat: a methodical communication with a detailed description of the surgical process. Physiology International. 103 (3), 354-360 (2016).
- Hitier, M., Besnard, S., Vignaux, G., Denise, P., Moreau, S. The ventrolateral surgical approach to labyrinthectomy in rats: anatomical description and clinical consequences. Surgical and Radiologic Anatomy. 32 (9), 835-842 (2010).
- Flourens, M. J. . Recherches experimentales sur les propriétés et les fonctions du système nerveux dans les animaux vertébrés. , (1824).
- T’Ang, Y., Wu, C. F. The effects of unilateral labyrinthectomy in the albino rat. Chinese Journal of Physiology. 10, 571-598 (1936).
- Chang, M. Y., et al. MicroRNAs 218a-5p, 219a-5p, and 221-3p regulate vestibular compensation. Scientific Reports. 7 (1), 8701 (2017).
- Bergquist, F., Ludwig, M., Dutia, M. B. Role of the commissural inhibitory system in vestibular compensation in the rat. The Journal of Physiology. 586 (18), 4441-4452 (2008).
- Cameron, S. A., Dutia, M. B. Cellular basis of vestibular compensation: changes in intrinsic excitability of MVN neurones. NeuroReport. 8 (11), 2595-2599 (1997).
- Park, M. K., Lee, B. D., Lee, J. D., Jung, H. H., Chae, S. W. Gene profiles during vestibular compensation in rats after unilateral labyrinthectomy. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 121 (11), 761-769 (2012).
- Yamamoto, H., Tominaga, M., Sone, M., Nakashima, T. Contribution of stapedial artery to blood flow in the cochlea and its surrounding bone. Hearing Research. 186 (1-2), 69-74 (2003).
- Potegal, M., Abraham, L., Gilman, S., Copack, P. Technique for vestibular neurotomy in the rat. Physiology & Behavior. 14 (2), 217-221 (1975).
- Tung, V. W., Burton, T. J., Dababneh, E., Quail, S. L., Camp, A. J. Behavioral assessment of the aging mouse vestibular system. Journal of Visualized Experiments. (89), e51605 (2014).
- de Jeu, M., De Zeeuw, C. I. Video-oculography in mice. Journal of Visualized Experiments. 65 (65), e3971 (2012).
