تقنيات الحد الأدنى الغازية لحقن الفئران في العصب البصري
Summary
Direct injection into the rat optic nerve is useful for regenerative research. We demonstrate a minimally-invasive technique for direct injection into a rat optic nerve that does not involve opening the skull. Using this method, surgical complications are minimized and recovery is more rapid.
Abstract
The rat optic nerve is a useful model for stem cell regeneration research. Direct injection into the rat optic nerve allows delivery into the central nervous system in a minimally-invasive surgery without bone removal. This technique describes an approach to visualization and direct injection of the optic nerve following minor fascial dissection from the orbital ridge, using a conjunctival traction suture to gently pull the eye down and out. Representative examples of an injected optic nerve show successful injection of dyed beads.
Introduction
يوفر العصب البصري موقعا مثاليا للنظام العصبي المركزي (CNS) البحوث التجدد بما في ذلك شروط العيون مثل التهاب العصب البصري، والزرق والصدمات النفسية. حقن مجموعة متنوعة من الخلايا الجذعية أثبتت إما فعالية أو أظهرت الوعد في استبدال المايلين المفقود، وزيادة عدد المحاور و / أو الوقاية من الأمراض التنكسية. 1،2
العصب البصري البشري يحتوي على ما يقرب من 1.2 مليون محاور متوازية متجهة من الشبكية إلى تصالبة التي يبلغ قطرها حوالي 3.0-3.5 مم. 3 لنموذج الأمراض التي تصيب الإنسان في المختبر، وقد تم استخدام الفئران في كثير من الأحيان. والعصب البصري الفئران الكبار يحتوي على حوالي 100،000 المحاور داخل يبلغ قطرها حوالي 0.5 مم. 4 واحدة من القيود الرئيسية في الجهاز العصبي المركزي البحوث التجديدي هو الوصول العظم المباشر. المضاعفات والمخاطر الجراحية للحيوان أعلى عندما تتم إزالة الجمجمة أو الفقرات. وعلى غرار فوائدالنهج الحد الأدنى الغازية في العمود الفقري، 5 المباشر حقن العصب البصري دون فتح الجمجمة عرض تخفيض المضاعفات وانتعاش أكثر سرعة.
وقد استخدمت هذه التقنية في الدراسات السابقة. 6 وفي هذه المخطوطة والفيديو المصاحبة لها، علينا أن نظهر إجراء المناظير لحقن الخلايا الجذعية في العصب البصري الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
Direct injection into the optic nerve of stem cells or other products intended to facilitate regeneration provides a convenient model compared to other means of injections into the CNS. This technique takes less time, requires less total anesthesia, avoids drilling or removing skull or bone tissue, reduces complications rates and allows for more rapid recovery following surgery.
The most critical steps in this protocol include: 1. Adequate hemostasis in the surgical field to allow clear visua…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by NeuralStem, Inc., and Johns Hopkins Project RESTORE.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Lewis rat | Charles River | 4 | Any rat strain will work. |
| Anesthesia machine | Surgivet | CDS9000 | CDS 9000 Small Animal Anesthesia Machine – Pole Mount |
| Infusion pump | Stoelting | 53129 | |
| Dissection microscope | National Optical | 409-411-1105 | |
| Fiber-optic light source | Fisher Scientific | 12-562-21 | |
| Dissection and Stereotaxic Instrument | Stoelting | 51400 | |
| Pipette Puller | Kopf | 750 | |
| Pipettes | World Precision Instruments | 18150-6 | |
| Disposable scalpel blades | Harvard Apparatus | 810-15-021 | |
| Iridectomy scissors | Electron Microscopy Sciences | Uniband LA-4XF |
References
- Dahlmann-Noor, A., Vijay, S., Jayaram, H., Limb, A., Khaw, P. T. Current approaches and future prospects for stem cell rescue and regeneration of the retina and optic nerve. Canadian journal of ophthalmology Journal canadien d’ophtalmologie. 45 (4), 333-341 (2010).
- Quigley, H. A., Iglesia, D. S. Stem cells to replace the optic nerve. Eye. 18 (11), 1085-1088 (2004).
- Ghaffarieh, A., Levin, L. A. Optic nerve disease and axon pathophysiology. International review of neurobiology. 105, 1-17 (2012).
- Fukui, Y., Hayasaka, S., Bedi, K. S., Ozaki, H. S., Takeuchi, Y. Quantitative study of the development of the optic nerve in rats reared in the dark during early postnatal life. Journal of anatomy. 174, 37-47 (1991).
- Celestre, P. C., et al. Minimally invasive approaches to the cervical spine. The Orthopedic clinics of North America. 43 (1), 137-147 (2012).
- Hallas, B. H., Wells, M. R. A Novel Technique for Multiple Injections into the Mammalian Optic Nerve. Kopf Carrier. 54, (2001).
- Harvey, A. R., Hellstrom, M., Rodger, J. Gene therapy and transplantation in the retinofugal pathway. Progress in brain research. 175, 151-161 (2009).
- Adachi-Usami, E. Optic neuritis–from diagnosis to optic nerve transplantation. Nippon Ganka Gakkai zasshi. 104 (12), 841-857 (2000).
- Slater, B. J., Vilson, F. L., Guo, Y., Weinreich, D., Hwang, S., Bernstein, S. L. Optic nerve inflammation and demyelination in a rodent model of nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy. Investigative ophthalmology & visual science. 54 (13), 7952-7961 (2013).
- Zarbin, M. A., Arlow, T., Ritch, R. Regenerative nanomedicine for vision restoration. Mayo Clinic proceedings. 88 (12), 1480-1490 (2013).
