Summary

Chirurgische Labyrinthectomy der Ratte das vestibuläre System untersuchen

Published: May 19, 2018
doi:

Summary

Dieses Protokoll beschreibt die chirurgische Labyrinthectomy einer Ratte, die eine nützliche Methode für das Studium des vestibulären Systems ist.

Abstract

Das vestibuläre System oder den vestibulären vergütungsprozess studieren, haben eine Reihe von Methoden entwickelt, um vestibulären Schäden, einschließlich der chirurgischen oder chemische Labyrinthectomy und vestibulären Neurectomy verursachen. Chirurgische Labyrinthectomy ist eine relativ einfache, zuverlässige und schnelle Methode. Hier beschreiben wir die Operationstechnik für Ratte Labyrinthectomy. Ein postauricular Schnitt erfolgt unter Vollnarkose zu entlarven, den äußeren Gehörgang und das Trommelfell, wonach das Trommelfell und die Gehörknöchelchen ohne die Steigbügel entfernt sind. Die Steigbügel Arterie, die sich zwischen den Steigbügel und des ovalen Fensters befindet, ist eine gefährdete Struktur und muss bewahrt werden, um eine klare OP-Feld zu erhalten. Ein Loch, fenestrate erfolgt das Vestibül mit einem 2,1-mm-Bohrer Bohrer überlegen die Steigbügel. Dann ist 100 % Ethanol durch dieses Loch eingespritzt und mehrmals abgesaugt. Sorgfältige Dissektion unter einem Mikroskop und sorgfältiger Blutstillung sind unerlässlich, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Symptome des vestibulären Verlust, wie Nystagmus, Kopf kippen und eine Rollbewegung, sind unmittelbar nach der Operation zu sehen. Der Rotarod oder Rotation-Stuhl-Test kann verwendet werden, um Objektiv und quantitativ die vestibuläre Funktion bewerten.

Introduction

Die vestibuläre Organ ist unerlässlich für Gleichgewicht und Auge. Eine normale vestibuläre Funktion hängt symmetrisch afferenten Signale aus der vestibulären Organe in den zwei inneren Ohren. Vestibuläre Unterfunktion oder Verlust induziert Schwindel, Nystagmus und Haltungs-Ungleichgewicht. Nach einer akuten Schädigung erholt sich die vestibuläre Funktion spontan innerhalb weniger Tage ein Prozess genannt vestibulären Kompensation1,2. Die vestibuläre Kompensation der statischen Defizite ist ein Prozess der Genesung, die im Zusammenhang mit dem Ungleichgewicht der spontanen ruheaktivität zwischen der ipsilateralen und kontralaterale vestibuläre Kerne. Die vestibuläre Kompensation der dynamischen Defizite erfolgt hauptsächlich über sensorische und Verhaltensstörungen Substitutionen (mit visuellen oder somatosensorische Eingänge)3. Diese Prozesse sind attraktiv für neuronale Plastizität Studien4,5.

Eine Reihe von Methoden wurden entwickelt, um das Gleichgewichtsorgan und die Mechanismen zugrunde liegenden neuronalen Plastizität während vestibuläre Kompensation, wie chirurgische und chemische Labyrinthectomy und vestibulären Neurectomy5,6 studieren ,7,8. Vestibulären Neurectomy ist gewissermaßen vestibulären Totalverlust zu induzieren, aber es ist ein schwieriger und invasive Verfahren und kann verursachen Hirnschäden8,9. Diese Methode erfordert größere chirurgische Geschick und dauert länger als Labyrinthectomy. Chemische Labyrinthectomy einschließlich Gentamycin, Arsanilate und Tetracaine, ist einfacher und kann liefern zuverlässige Ergebnisse10,11,12. Jedoch die Cochlea beschädigt werden und vestibulären Verlust kann entwickeln im Laufe der Zeit11. Darüber hinaus sind die Auswirkungen von Chemikalien auf das Gehirn, die für die genaue Auswertung erhalten werden soll, ist unklar. Chirurgische Labyrinthectomy wurde erstmals in tierexperimentellen Studien in 184215 und wurde zuerst bei der Ratte in 193616berichtet. Diese Technik wird inzwischen in vielen Tier-Studien5,17,18,19. Chirurgische Labyrinthectomy ist eine spezifische, zuverlässige und relativ einfache Methode. 13 , 14 im übrigen, die Symptome der vestibulären Schäden gelten unmittelbar nach der Operation. Hier beschreiben wir unsere OP-Technik für Ratte Labyrinthectomy.

Protocol

Diese Studie wurde durchgeführt, im Einklang mit den institutionellen Animal Care und Verwendung Ausschuss der Seoul National University Hospital (14-0148-C1A1), die von der Vereinigung für die Begutachtung und Akkreditierung of Laboratory Animal Care akkreditiert ist International. Hinweis: Die Experimente wurden an Sprague-Dawley (SD) männlichen Ratten von ca. 7-8 Wochen alt (200/250 g) durchgeführt. Jedes Tier wurde bis 1 Woche vor Beginn des Experiments Laborbedingungen akklimatisiert….

Representative Results

Der Erfolg der Operation wurde durch behavioral Tests validiert. Alle Tiere ausgestellt, das typische Verhalten von einem einseitigen Verlust der vestibulären Funktion. Spontane Lauf-Rollen zeigte sich unmittelbar nach der Operation, hervorgerufen durch einen Luftstoß über den Kopf oder eine leichte Berührung mit dem Körper in der frühen Phase der Erholung (Video 1). 3-d nach der Operation, die Tiere auf der lesioned Seite mit gelegentlichen gelehnt bewegt fällt au…

Discussion

Diese Technik ist eine nützliche Methode für die Erstellung von plötzlichen, dauerhafte und vollständige vestibulären Funktionsverlust. Dies ließe sich vestibuläre Erkrankungen, wie z. B. vestibuläre Neuritis, eine akustische Tumor und Morbus Menière zu studieren. Viele Studien haben diese Technik verwendet, um die neuronale Plastizität des vestibulären Kerne oder der dazugehörigen zentralen Prozess5,17,18,</sup…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Forschung wurde unterstützt durch einen Zuschuss aus den Korea Health Technology R & D Project durch das Korea Gesundheit Industrie Entwicklung Institut (KHIDI), finanziert vom Ministerium für Gesundheit & Wohlbefinden, Republik Korea (gewähren 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

  1. 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).
  2. Smith, P. F., Curthoys, I. S. Mechanisms of recovery following unilateral labyrinthectomy: a review. Brain Research. Brain Research Reviews. 14 (2), 155-180 (1989).
  3. Lacour, M., Helmchen, C., Vidal, P. P. Vestibular compensation: the neuro-otologist’s best friend. Journal of Neurology. 263, S54-S64 (2016).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Berryhill, W. E., Graham, M. D. Chemical and physical labyrinthectomy for Meniere’s disease. Otolaryngologic Clinics of North America. 35 (3), 675-682 (2002).
  12. Morgenstern, C., Mori, N., Arnold, W. Experimental studies on the effect of labyrinth anesthesia. Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 237 (3), 255-261 (1983).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Flourens, M. J. . Recherches experimentales sur les propriétés et les fonctions du système nerveux dans les animaux vertébrés. , (1824).
  16. T’Ang, Y., Wu, C. F. The effects of unilateral labyrinthectomy in the albino rat. Chinese Journal of Physiology. 10, 571-598 (1936).
  17. Chang, M. Y., et al. MicroRNAs 218a-5p, 219a-5p, and 221-3p regulate vestibular compensation. Scientific Reports. 7 (1), 8701 (2017).
  18. 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).
  19. Cameron, S. A., Dutia, M. B. Cellular basis of vestibular compensation: changes in intrinsic excitability of MVN neurones. NeuroReport. 8 (11), 2595-2599 (1997).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Potegal, M., Abraham, L., Gilman, S., Copack, P. Technique for vestibular neurotomy in the rat. Physiology & Behavior. 14 (2), 217-221 (1975).
  23. 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).
  24. de Jeu, M., De Zeeuw, C. I. Video-oculography in mice. Journal of Visualized Experiments. 65 (65), e3971 (2012).
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Citer Cet Article
Chang, M. Y., Park, M. K., Park, S. H., Suh, M., Lee, J. H., Oh, S. H. Surgical Labyrinthectomy of the Rat to Study the Vestibular System. J. Vis. Exp. (135), e57681, doi:10.3791/57681 (2018).

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