Summary

Vestibulotóxicos cirúrgico do rato para estudar o sistema Vestibular

Published: May 19, 2018
doi:

Summary

Este protocolo descreve o vestibulotóxicos cirúrgico de um rato, que é um método útil para o estudo do sistema vestibular.

Abstract

Para estudar o sistema vestibular ou o processo de compensação vestibular, vários métodos foram desenvolvidos para causar dano vestibular, incluindo vestibulotóxicos cirúrgicos ou químicos e neurectomia vestibular. Vestibulotóxicos cirúrgico é um método relativamente simples, confiável e rápido. Aqui, descrevemos a técnica cirúrgica para rato vestibulotóxicos. Uma incisão postauricular é feita sob anestesia geral para expor o canal auditivo externo e a membrana timpânica, após o qual a membrana timpânica e ossículos são removidos sem estribo. A artéria do estribo, que está localizada entre o estribo e a janela oval, é uma estrutura vulnerável e deve ser preservada para obter um campo cirúrgico limpo. Um buraco para fenestrado o vestíbulo feito com uma broca de 2,1 mm de broca superior com o estribo. Então, 100% de etanol é injetado através deste buraco e aspirada várias vezes. Minuciosa dissecação sob um microscópio e cuidadoso controle de sangramento são essenciais para obter resultados fiáveis. Sintomas de perda vestibular, como nistagmo, inclinação de cabeça e um movimento de rolamento, são vistos imediatamente após a cirurgia. O teste de cadeira rotarod ou rotação pode ser usado para objetivamente e quantitativamente avaliar a função vestibular.

Introduction

O órgão vestibular é essencial para o controle de equilíbrio e olho. Uma função vestibular normal depende de sinais aferentes simétricos de órgãos vestibulares nos dois ouvidos interno. Hipofunção vestibular ou perda induz tonturas, nistagmo e desequilíbrio postural. Depois de danos agudos, a função vestibular recupera espontaneamente dentro de alguns dias, um processo conhecido como compensação vestibular1,2. A compensação vestibular dos défices estáticos é um processo de recuperação relacionado com o desequilíbrio da atividade espontânea de descanso entre os núcleos vestibulares ipsilaterais e contralaterais. A compensação vestibular dos défices dinâmicos é conseguida principalmente através de substituições sensoriais e comportamentais (usando entradas visuais ou somatossensorial)3. Estes processos são atraentes para a plasticidade neuronal estudos4,5.

Vários métodos foram desenvolvidos para estudar o sistema vestibular e os mecanismos subjacentes a plasticidade neuronal durante a compensação vestibular, tais como químicos e cirúrgicos vestibulotóxicos e neurectomia vestibular5,6 ,7,8. Neurectomia vestibular é uma certa maneira de induzir a perda completa do vestibular, mas é um procedimento mais difícil e invasivo e pode induzir dano cerebral8,9. Este método requer maior habilidade cirúrgica e leva mais tempo do que vestibulotóxicos. Vestibulotóxicos químico incluindo gentamicina, arsenilato e Tetracaína, é mais fácil e podem produzir resultados fiáveis10,11,12. No entanto, a cóclea, também pode ser danificada e perda vestibular pode desenvolver ao longo do tempo11. Além disso, os efeitos das substâncias químicas no cérebro, que deve ser preservado para avaliação exata, não são claras. Vestibulotóxicos cirúrgico foi introduzido pela primeira vez em estudos com animais em 184215 e foi primeiramente relatado em ratos em 193616. Esta técnica tem sido usada, desde que, em muitos animais estuda5,17,18,19. Vestibulotóxicos cirúrgico é um método confiável e relativamente simples de específicos. 13 , 14 além disso, os sintomas de dano vestibular são vistos imediatamente após a cirurgia. Aqui, descrevemos nossa técnica cirúrgica para rato vestibulotóxicos.

Protocol

Este estudo foi realizado em conformidade com o cuidado de Animal institucional e uso Comitê de Seul nacional Hospital Universitário (14-0148-C1A1), que é credenciado pela Associação para a avaliação e acreditação do cuidado de Animal de laboratório Internacional. Nota: Os experimentos foram realizados em ratos machos Sprague-Dawley (SD) de 7-8 semanas de idade (200/250 g). Cada animal foi aclimatado para as condições de laboratório por 1 semana antes do início do experimento. Os…

Representative Results

O sucesso da cirurgia foi validado por testes comportamentais. Todos os animais exibiram o comportamento típico de uma perda unilateral da função vestibular. Barril-rolamento espontâneo era evidente imediatamente após a cirurgia, sendo evocada por um sopro de ar sobre a cabeça ou um leve toque no corpo, na fase inicial de recuperação (vídeo 1). 3-d após a cirurgia, os animais movimentados mais inclinado para o lado lesado com ocasionais cai para o lado esquerdo….

Discussion

Esta técnica é um método útil para a criação de perda súbita, permanente e completa função vestibular. Isso poderia ser usado para estudar patologias vestibulares, como neurite vestibular, um tumor acústico e a doença de Meniere. Muitos estudos têm usado essa técnica para estudar a plasticidade neuronal dos núcleos vestibulares ou o processo central relacionado5,17,18,19.

<p c…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Esta pesquisa foi apoiada por uma concessão da Coreia saúde tecnologia R & D projeto através da Coreia saúde indústria desenvolvimento Institute (KHIDI), financiado pelo Ministério da saúde & bem-estar, República da Coreia (número de concessão: 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).
check_url/fr/57681?article_type=t

Play Video

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).

View Video