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Neuroscienze

축축한 억제 및 재생을 연구하는 쥐 모델의 안면 신경 수술

Published: May 05, 2020
doi:
10.3791/59224
, , , , , ,
1Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery,Michigan Medicine, 2Department of Neurology,Michigan Medicine

Summary

이 프로토콜은 부상의 다양한 유도 패턴의 설명을 포함하여 쥐 모델에서 안면 신경 수술에 대한 재현 가능한 접근 방식을 설명합니다.

Abstract

이 프로토콜은 쥐 얼굴 신경 손상 모델에서 축축한 재생 및 억제를 연구하는 일관되고 재현 가능한 방법을 설명합니다. 얼굴 신경은 두개내 세그먼트에서 시간외 코스에 이르기까지 전체 길이를 따라 조작 할 수 있습니다. 재생 속성의 실험 연구에 사용 되는 신경 부상의 세 가지 기본 유형이 있다: 신경 호감, transection, 그리고 신경 간격. 가능한 내정간섭의 범위는 신경의 외과 조작, 신경 성 시약 또는 세포의 납품, 및 중앙 또는 말기 조작을 포함하여 광대합니다. 신경 재생을 연구하기위한이 모델의 장점은 단순성, 재현성, 종 간 일관성, 쥐의 신뢰할 수있는 생존율, 그리고 뮤린 모델에 비해 증가 된 해부학 적 크기를 포함한다. 그것의 한계는 마우스 모형 과 쥐의 최상급 재생 능력에 비해 더 한정된 유전 조작을 관련시킵니다, 안면 신경 과학자는 신중하게 복구를 위한 시간 점을 평가하고 더 높은 동물과 인간 연구 결과에 결과를 번역할지 여부를 이렇게. 안면 신경 손상에 대한 쥐 모델은 신경 재생의 해석 및 비교를 위한 기능적, 전기 생리학적 및 조직체학적 파라미터를 허용합니다. 그것은 인간 환자에 있는 안면 신경 상해의 파괴적인 결과의 이해 그리고 처리를 발전시키는 쪽으로 엄청난 잠재력을 자랑합니다.

Introduction

머리와 목 부위의 두개골 신경 손상은 선천성, 전염성, 특발성, 난성성, 외상성, 신경학적, 종양학, 또는 전신 병인에 이차적일 수 있다1. 두개골 신경 VII, 또는 안면 신경은 일반적으로 영향을 받습니다. 안면 신경 기능 장애의 부각은 매년 100,000명의 사람들 당 20에서 30에 영향을 미치기 때문에 중요할 수 있습니다2. 안면 신경의 주요 운동 가지는 측두엽, zygomatic, 볼, 한계 하악골 및 자궁 경부 가지; 관련된 가지에 따라, 결과는 구강 무능력 또는 침을 흘리거나, 각막 건조, ptosis, dysarthria, 또는 안면 비대칭2,,3에이차 적인 시야 방해를 포함할 수 있습니다. 장기 이환율은 synkinesis의 현상을 포함, 또는 하나의 얼굴 근육 그룹의 무의식적인 운동, 독특한 얼굴 근육 그룹의 자발적인 수축을 시도. 안구 구강 합성은 안면 신경 손상의 후유증으로 비정상적인 재생의 가장 흔한 기능 장애, 당황, 감소 된 자부심, 삶의 질저하를 야기3. 개별 가지에 대한 부상은 선택적으로 손상된 기능을 지시합니다.

안면 신경 손상의 임상 치료는 잘 표준화되지 않고 결과를 개선하기 위해 추가 연구가 필요합니다. 스테로이드급성 안면 신경 부종을 완화할 수 있습니다., 보톡스는 synkinetic 움직임을 temporizing에 대 한 유용 하는 반면; 그러나, 개업의의 무기고에 있는 1 차적인 재건 선택권은 신경 수선, 대체, 또는 재애니메이션3,,4,,5,,6를통해 외과 적 개입을 관련시킵니다. 안면 신경 손상의 유형에 따라 안면 신경 외과 의사는 여러 가지 옵션을 활용할 수 있습니다. 간단한 절제술의 경우 신경 절제술이 유용하지만 케이블 이식 수술 수리는 신경 결함에 더 적합합니다. 기능의 복원을 위해, 외과 의사는 정적 또는 동적 얼굴 재애니메이션 절차를 선택할 수 있습니다. 얼굴 신경 부상 및 후속 수리의 많은 경우에, 심지어 경험이 풍부한 얼굴 신경 외과 의사의 손에, 최고의 결과는 여전히 지속적인 얼굴 비대칭 및기능적타협 7 결과 .

이러한 최적이 아닌 결과는 안면 신경 재생에 대한 광범위한 연구를 촉진했습니다. 관심의 광범위한 주제는 합성88,9,,10,,11의장기적인 결과에 대처하는 데 도움이 되는 다양한 신경 재생 인자의 효과를 결정하고, 특정 신경 억제제의 잠재력을 평가하는, 신경 수리 기술을 완성하고 혁신하는 것을 포함한다. 시험관 내 모델은 프로 성장 또는 억제 인자의 일부 특성을 평가하는 데 사용할 수 있지만,이 주제에 대한 진정한 번역 연구는 번역 가능한 동물 모델을 통해 가장 잘 수행됩니다.

연구자들이 양과 같은 대형 동물모델과마우스(12,,13)와같은 소형 동물 모델을 모두 활용했기 때문에 어떤 동물 모델을 활용해야 할지 결정하는 것은 어려울 수 있다. 대형 동물 모델은 이상적인 해부학 시각화를 제공하지만, 그 사용에는 전문 장비와 인력이 쉽게 또는 쉽게 구할 수 없습니다. 또한, 효과를 입증하기 위해 연구에 전원을 공급하는 것은 매우 비용 금지 및 잠재적으로 많은 과학 센터의 가능한 범위 내에서 하지 않을 수 있습니다. 따라서, 소형 동물 모델이 가장 빈번히 활용된다. 마우스 모델은 안면 신경 수술과 관련된 다수의 결과를 평가하는 데 활용될 수 있다; 그러나, 신경의 제한된 길이는 큰 갭 부상(14)과같은 특정 패턴을 모델링하는 과학자의 능력을 제한 할 수 있습니다.

따라서, 쥐 뮤린 프로토타입은 과학자가 혁신적인 외과 적 수술을 수행하거나 억제 또는 프로 성장 인자를 활용하고 광범위한 결과 매개 변수에 걸쳐 효과를 평가 할 수있는 주력 모델로 부상했습니다. 쥐 얼굴 신경 해부학은 예측 가능하고 쉽게 재현 가능한 방식으로 접근합니다. 그것의 더 큰 규모는 마우스 모형에 비교하여, 간단한 transections에서 5 mm 간격15,,16에구역 수색하는 수술 결함의 넓은 범위를 모델링을 허용합니다. 이것은 또한 요인의 국소 배치, 요인의 내신경 주사, 및 이원이식 또는 교량17,,18,,19,,20,,21,,22,,23의배치를 포함하여 결함 부위에서 복잡한 개입을 적용 할 수 있습니다.

쥐의 유순한 성질, 그 신뢰할 수있는 해부학 및 효과적인 신경 재생에 대한 경향은 앞서 언급 한 부상24의 수술 패턴에 대한 응답으로 많은 결과 측정의 수집을 허용합니다. 쥐 모델을 통해 안면 신경 과학자는 면역 조직화학을 통한 부상, 신경 및 근육 조직학적 결과에 대한 전기 생리학적 반응을 평가할 수 있으며, 생체 패드의 추적 운동을 통한 기능적 결과 및 눈 폐쇄를 평가하고, 형광 또는 공초점 현미경을 통한 미세 및 거시적 변화, 기타,26,27,2811,,,22,,,23,25, 26 , 27 , 27 , 28 ,28. 따라서, 이하의 프로토콜은 쥐 안면 신경및 유도될 수 있는 상해 패턴에 대한 외과적 접근법을 개략적으로 설명할 것이다.

Protocol

모든 내정간섭은 건강의 국가 학회 (NIH) 지침에 따라 엄격하게 수행되었습니다. 실험 프로토콜은 미시간 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 구현하기 전에 승인되었습니다. 10주령 성인 암컷 스프라그-다울리 쥐를 활용하였다. 1. 수술일 전 수술 일 전에 멸균 수술 기구, 진통제, 마취 약물 및 산소의 적절한 재고를 확인하십시오. 전체 목록은 재료…

Representative Results

초기 수술 후, 결과 측정의 두 가지 주요 유형이 있다: 살아있는 동물의 직렬 측정 및 동물을 희생 해야 하는 측정. 직렬 측정의 예로는 화합물 근육 작용 전위측정(30)등의 전기생리학적 측정, 레이저 보조 또는 비디오그래피 수단을 통한 안면 근육 움직임의 평가9,형질전환 동물에서 얼굴 신경의 재성장의 반복적인 라이브?…

Discussion

랫트 안면 신경 손상 모델은 수술 접근성, 분기 패턴 및 생리적 유의성27,,29, 33,,,33,34,,35,36으로인한 신경 영양 인자의 평가를 위한 가장 다재다능한 시스템으로 부상되었다. 비디오 데모와 형질전환 동물 데이터의 응용의 조합은 신경 재생 현상의 ?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

S.A.A.는 미국 안면 성형 및 재건 수술 레슬리 번스타인 보조금 프로그램에 의해 지원됩니다.

Materials

1.8% isoflurane VetOne 13985-030-40
11-0 nylon microsutures AROSuture TK-117038
4-0 monocryl suture VWR 75982-084
Buprenorphine SR ZooPharm MIF 900-006
Carprofen Sigma-Aldrich MFCD00079028
Chlorhexidine VWR IC19135805
Jeweler forceps VWR 21909-458
Micro Weitlaner retractor VWR 82030-146
Micro-scissors VWR 100492-348
Mini tenotomy scissors VWR 89023-522
Number 15 scalpel blade VWR 102097-834
Operating microscope Leica
Petrolatum eye gel Pharmaderm B002LUWBEK
Sterile water VWR 89125-834
Tissue adhesive Vetbond, 3M NC9259532
Water conductor pad Aqua Relief System ARS2000B
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Riferimenti

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Ali, S. A., Stebbins, A. W., Hanks, J. E., Kupfer, R. A., Hogikyan, N. D., Feldman, E. L., Brenner, M. J. Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration. J. Vis. Exp. (159), e59224, doi:10.3791/59224 (2020).
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