Facial Nerve Axotomie bei Mäusen: Ein Modell zur Motoneuron Reaktion auf eine Verletzung Studieren
Summary
We present a surgical protocol detailing how to perform a cut or crush axotomy on the facial nerve in the mouse. The facial nerve axotomy can be employed to study the physiological response to nerve injury and test therapeutic techniques.
Abstract
Ziel des chirurgischen Protokolls ist es, die Gesichtsnerven, die die Gesichtsmuskulatur innerviert, bei seinem Austritt aus der Foramen stylomastoideum aussetzen und geschnitten bzw. zermahlen, um periphere Nervenverletzung zu induzieren. Vorteile dieser Operation sind seine Einfachheit, hohe Reproduzierbarkeit und der fehlenden Wirkung auf die Lebensfunktionen oder Mobilität aus den nachfolgenden Gesichtslähmung, was zu einem relativ milden Operationsergebnis im Vergleich zu anderen Nervenverletzung Modellen. Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung eines Hirnnervenverletzung Modells ist, dass die Motoneuronen befinden sich in einem relativ homogenen Population im Gesichts motorischen Kern in der Brücke, die Vereinfachung der Untersuchung der Motoneuronenzellkörpern. Aufgrund der symmetrischen Art der Gesichtsnerv innerviert und das Fehlen von Übersprechen zwischen den Gesichts motorischen Kernen kann der Betrieb einseitig mit der unaxotomized Seite als gekoppeltes interne Kontrolle dient geführt werden. Eine Vielzahl von Analysen können postoperativ zu beurteilen, durchgeführt werdens die physiologische Reaktion, deren Einzelheiten über den Rahmen dieses Artikels. Zum Beispiel kann die Wiederherstellung der Muskelfunktion als Verhaltens Marker für reinnervation dienen oder die Motoneurone quantifiziert, um das Überleben der Zellen gemessen werden. Zusätzlich können die Motoneuronen genau mittels Laser Mikrodissektion für die molekulare Analyse eingefangen werden. Da der Gesichtsnerven Axotomie ist minimal-invasiv und gut verträglich, kann es zu einer Vielzahl von gentechnisch veränderten Mäusen verwendet werden. Auch kann diese Operation Modell verwendet, um die Wirksamkeit des peripheren Nervenverletzung Behandlungen zu analysieren. Gesichtsnervenverletzung liefert ein Mittel für die Untersuchung nicht nur Motoneuronen, sondern auch die Reaktionen des zentralen und peripheren glial Mikroumgebung, das Immunsystem, und Ziel Muskulatur. Der Gesichtsnervenverletzung Modell ist ein weithin akzeptiertes periphere Nervenverletzung Modell, das als ein leistungsfähiges Werkzeug für die Untersuchung Nervenverletzung und Regeneration dient.
Introduction
Viele periphere Nervenverletzung Modelle existieren, aber eine, die sich für das Studium der Motoneuronen steht, ist der Gesichtsnerv Axotomie Modell. Der Gesichtsnerv, der auch als Hirnnerven VII bekannt, ihren Ursprung in der Pons und innerviert die mimische Muskulatur 1,2. In diesem chirurgischen Protokoll wird die Gesichtsnerven bei seinem Austritt aus der Foramen stylomastoideum ausgesetzt und geschnitten bzw. zerkleinert. Der Schweregrad der Nervenverletzung kann im Anschluss an die Sunderland 3 Klassifikationen, die die Verletzungen auf der Grundlage der Unversehrtheit der Axone, Endoneurium, Perineurium und Epineurium unterscheidet, das Bindegewebe Schichten, die nacheinander um die Axon Bündel zu wickeln sind, klassifiziert werden. Im Quetschverletzung (Axonotmesis) werden die Axone durchtrennt, aber das Perineurium und Epineurium erhalten bleiben. Komplette funktionelle Wiederherstellung von Gesichtsnervenquetschung tritt in etwa 11 Tage, weil die intakten Nervenscheide dient als Kanal, in dem die Axone wieder nachwachsen 4,5. Auf dieAndererseits ist in der Schnittverletzung (Neurotmesis), die Axone und alle 3 Bindegewebsschichten durchtrennt, und der gesamte distale Nerven muss nachwachsen zu Muskulatur Innervation wiederherzustellen. Chirurgische Wiederverbindung der Epineurium wird häufig in menschlichen Patienten mit Nervendurchtrennung Verletzungen durchgeführt, aber die Erholung Ergebnisse sind selten optimal. Weitere Studien sind erforderlich, um zu verstehen, warum der Nerv nicht zu seinem Ziel wieder wachsen und welche Therapien eingesetzt zur Verbesserung und Beschleunigung der Regenerationsprozess werden.
Es gibt viele Vorteile, um das Studium Nervenverletzung mit dem Gesichtsnerv Axotomie Modell. Erstens ist die Gesichtsnerven Axotomie Verfahren schnell, einfach und sehr gut reproduzierbar; und die daraus resultierende Lähmung der Gesichtsmuskeln hat keine Auswirkungen auf Vitalfunktionen und ist gut mit dem Tier toleriert. Da dies eine Hirnnervenverletzungsmodell, das Studium der Motoneuronenzellkörpern wird vereinfacht, da die Motoneuronen befinden sich in einer relativ homogenen Bevölkerung in the Gesichts motorischen Kern in der Pons. Die Bevölkerung ist auf der Grundlage der subnuklearen Muster innerhalb des Gesichts motorischen Kern abweichen, da gibt es sieben Unterkernen jeweils spezifisch für eine bestimmte Gruppe von Muskeln innervieren, so subnuklearen Unterschiede in Reaktion auf Axotomie kann Auswirkungen Ergebnisse 2,6,7.
Ein großer Vorteil der Gesichtsnervenverletzung Modell ist, dass die unaxotomized Seite kann als gekoppeltes interne Kontrolle dienen, weil der Nerv innerviert ist hochsymmetrisch und es gibt kein Übersprechen zwischen den Gesichts motorischen Kernen 8. Ein weiterer Vorteil der Verwendung dieses chirurgischen Verfahrens ist das Fehlen einer direkten Trauma des ZNS oder Störung der Blut-Hirn-Schranke 9. Komplikationen wie starke Blutungen und Infektionen sind selten, mit diesem Verfahren.
Eine Vielzahl von Analysen können durchgeführt werden, um die physiologische Reaktion auf eine Nervenverletzung zu bewerten. Die Erholung des Auges Lidschlussreflexes und Whisker-Aktivität kann als Verhaltens verwendet werdenMaß für die funktionelle Erholung 10,11. Video-Aufzeichnung der Tasthaare Tätigkeit ist derzeit der leistungsstärkste Verfahren zum Nachweis von Wiederherstellung von Gesichtsnerven Innervation 12,13. Nach Euthanasie kann histologische Untersuchung des Hirnstamms zu den Motoneuronen Zellkörper im Gesichts motorischen Kern durchgeführt werden. Der Gesichts motorischen Kern ist in sieben Unterkernen, jeder für bestimmte Gesichtsmuskeln unterteilt, so dass für Differenz Prüfung der Antworten auf Verletzungen 2,6. Gesichtsmotoneuronen können gezählt werden, um das Überleben der Zelle zu quantifizieren oder die Immunhistochemie verwendet werden, um Biomarker und spezifische Zellpopulationen 14 zu identifizieren. Der Gesichts motorischen Kern exakt mit Laser-Capture für die molekulare Analyse der zellulären Antwort auf Nervenverletzung 15,16 mikrodissektiert werden. Auswirkungen des Gesichtsnervs Axotomie kann im motorischen Kortex 17,18 analysiert werden. Auch kann der Nerv seziert Waller-Degeneration zu untersuchen 19 oderAxonregeneration 20, und die Muskeln können entfernt werden, um neuromuskulären Endplatten 21 zu studieren. Der Gesichtsnerv Axotomie kann auch verwendet werden, um die zugehörigen zentralen und peripheren Gliazellen 22 studieren, Zielmuskulatur 21, und die Reaktion des Immunsystems 23 werden. Obwohl viel bei der Untersuchung des Gesichtsnervs Axotomie-Modell 24 durchgeführt worden ist, wird eine weitere Studie von peripheren Nervenverletzungen erforderlich, weil Nervenschädigung ist ein bedeutendes Problem für die Patienten und die gegenwärtigen Behandlungen nicht zu optimalen Ergebnissen führen. Dieses Modell ist ein leistungsfähiges Werkzeug für die Untersuchung der physiologischen Reaktion auf eine Nervenverletzung und um die Wirksamkeit von Nervenregeneration Therapien.
Protocol
Representative Results
Discussion
The critical step for this protocol is positioning the mouse properly before surgery is begun. If the mouse is not lying flat on its side, the ear is not taped at the correct angle, or the incision is made in an incorrect location, then finding the facial nerve becomes much more difficult. When this technique is mastered, surgeries will take only minutes per mouse.
Either sutures, glue, or wound clips can be used to close the wound. Wound clips are preferred because of the small size of incis…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is funded by NIH RO1 NS 40433 (K.J.J.).
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Stereo Microscope | Leica | M60 | |
| Labeling tape | Fisher Scientific | 15-952 | |
| Vannas-Tübingen Spring Scissors – Straight/Sharp/8.5cm/5mm cutting edge | Fine Science Tools | 15003-08 | Sterilize before use |
| Dumont #5/45 Forceps – Standard tips/Angled 45°/Dumoxel/11cm | Fine Science Tools | 11251-35 | Sterilize before use |
| Michel Suture Clips – 7.5mm x 1.75 mm | Fine Science Tools | 12040-01 | Described as "wound clip" in protocol, sterilize before use |
| Hagenbarth Cross Action Wound Clip Applier 5" | George Tiemann & Co | 160-910 | Used to apply wound clip, sterilize before use |
| Michel Suture Clip Applicator & Remover – For 7.5 mm Clips | Fine Science Tools | 12029-12 | Used to remove wound clip |
| 0.9% Sodium Chloride Injection, USP | Hospira | 0409-4888-10 | |
| Betadine, 16 oz, with dispenser | Fisher Scientific | 19-027132 | |
| 70% Ethanol | |||
| Glass Bead Sterilizer |
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