Kirurgisk Labyrinthectomy av rotte å studere vestibulærsystemet
Summary
Denne protokollen beskriver den kirurgiske labyrinthectomy av rotte, som er en nyttig metode for å studere vestibulærsystemet.
Abstract
For å studere vestibulærsystemet eller vestibular kompensasjonsprosessen, har en rekke metoder blitt utviklet for å skade vestibular, inkludert kirurgiske eller kjemiske labyrinthectomy og vestibular neurectomy. Kirurgisk labyrinthectomy er en relativt enkel, pålitelig og rask metode. Her beskriver vi den kirurgiske teknikken for rotten labyrinthectomy. Et postauricular snitt er gjort under narkose å avsløre den ytre auditiv kanalen, og trommehinnen, hvoretter trommehinnen og ossicles fjernes uten stigbøylen. Stigbøylen arterien, som ligger mellom stigbøylen og det ovale vinduet, er en sårbar struktur og må bevares for å få et klart kirurgisk felt. Hull til fenestrate vestibylen er laget med en 2.1 mm drill bur overlegen stigbøylen. Deretter er 100% etanol injisert gjennom dette hullet og pustende flere ganger. Grundig disseksjon under et mikroskop og nøye blødning kontroll er avgjørende for å få pålitelige resultater. Symptomer av vestibular tap, som nystagmus, hodet vippe og en bølgende bevegelse, blir sett umiddelbart etter operasjonen. Rotarod eller rotasjonen chair testen kan brukes å objektivt og kvantitativt evaluere funksjonen vestibulærsystemet.
Introduction
Vestibular orgelet er avgjørende for balanse og øye. En normal vestibular funksjon, avhenger av symmetrisk afferente signaler fra vestibulærsystemet organene i to indre ører. Vestibular hypofunction eller tap induserer svimmelhet, nystagmus og postural ubalanse. Etter akutt skade gjenoppretter funksjonen vestibular spontant i flere dager, en prosess som kalles vestibular kompensasjon1,2. Vestibular kompensasjon av statisk underskudd er en prosess av frisk knyttet til ubalanse spontan hvile aktivitet mellom ipsilateral og kontralateral vestibular kjerner. Vestibular kompensasjon av dynamisk underskudd oppnås hovedsakelig via sensorisk og atferdsmessige erstatninger (med visuelle eller somatosensory innganger)3. Disse prosessene er attraktive for neuronal plastisitet studier4,5.
En rekke metoder har blitt utviklet for å studere vestibulærsystemet og mekanismene som underbygger neuronal plastisitet under vestibular kompensasjon, som kirurgiske og kjemiske labyrinthectomy og vestibular neurectomy5,6 ,7,8. Vestibular neurectomy er en bestemt måte å indusere fullstendig vestibular tap, men det er en vanskeligere og invasiv prosedyre og kan indusere hjerneskade8,9. Denne metoden krever større kirurgiske ferdigheter og tar mer tid enn labyrinthectomy. Kjemiske labyrinthectomy inkludert gentamycin, arsanilate og tetracaine, er enklere og kan gi pålitelige resultater10,11,12. Men sneglehuset kan også være skadet og vestibular tap kan utvikle seg over tid11. I tillegg er effekter av kjemikalier på hjernen, som bør bevares for nøyaktig vurdering, uklart. Kirurgisk labyrinthectomy ble først introdusert i dyrestudier i 184215 og ble først rapportert i rotte i 193616. Denne teknikken har blitt brukt i mange dyr studier5,17,18,19. Kirurgisk labyrinthectomy er en spesifikk, pålitelige og relativt enkle. 13 , 14 videre symptomene på vestibular skade sett umiddelbart etter operasjonen. Her beskriver vi våre kirurgisk teknikk for rotten labyrinthectomy.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne teknikken er en nyttig metode for oppretting av plutselige, permanent og fullstendige vestibular funksjonen tap. Dette kan brukes til å studere vestibular patologi, som vestibular nevritt, en akustisk svulst og Meniere’s sykdom. Mange studier har brukt denne teknikken for å studere neuronal plastisitet av vestibular kjerner eller relaterte sentrale prosess5,17,18,19.
<p class="jove_…Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne forskningen ble støttet av et stipend fra Korea helse teknologi R & D prosjektet gjennom den Korea helse industri Development Institute (KHIDI), finansiert av helse og velferd, Sør-Korea (gi 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).
