استخراج وتشريح دماغ الخنزير المستأنس
Summary
هذا البروتوكول تفاصيل تقنية لإزالة دماغ الخنزير في مجملها وتشريح العديد من مناطق الدماغ درس عادة في علم الأعصاب.
Abstract
وقد تم توثيق وقبول استخدام الخنزير كنموذج حيواني قبل السريرية والترجمة بشكل جيد من قبل مجالات البحث التي تحقق في أنظمة القلب والأوعية الدموية ، وأنظمة الجهاز الهضمي ، والتغذية ، ويتم استخدام الخنزير بشكل متزايد كنموذج حيواني كبير في علم الأعصاب. وعلاوة على ذلك، الخنزير هو نموذج مقبول لدراسة النمو العصبي لأنه يعرض نمو الدماغ وأنماط التنمية مماثلة لما يحدث في البشر. كنموذج حيواني أقل شيوعا في علم الأعصاب ، قد لا تكون الإجراءات الجراحية والتشريح على الخنازير مألوفة أو تمارس بشكل جيد بين الباحثين. لذلك ، قد يكون البروتوكول البصري الموحد الذي يفصل طرق الاستخراج والتشريح المتسقة قيما للباحثين الذين يعملون مع الخنزير. يعرض الفيديو التالي تقنية لإزالة دماغ الخنزير مع الحفاظ على القشرة و جذع الدماغ سليمين ويستعرض طرق تشريح العديد من مناطق الدماغ التي يتم التحقيق فيها بشكل شائع بما في ذلك جذع الدماغ والمخيخ ومنتصف الدماغ وفرس النهر والمرحلة والمهاد والقشرة الجبهية الوسطى. الغرض من هذا الفيديو هو تزويد الباحثين بالأدوات والمعرفة اللازمة لإجراء عملية استخراج الدماغ وتشريحه باستمرار على الخنزير البالغ من العمر أربعة أسابيع.
Introduction
وقد تم توثيق الخنازير بشكل جيد وقبلت كنموذج حيواني قابل للترجمة للأبحاث فيأنظمةالقلب والأوعية الدموية 1 ، نظم الجهاز الهضمي2، التغذية3،4، السكري5،السموم 6، والتقنيات الجراحية7. استخدام الخنزير في علم الأعصاب هو بداية لزيادة، كما PubMed البحث عن الكلمات الرئيسية نموذج الدماغ الخنازير يؤدي إلى أربع مرات أكثر النتائج من 1996-2005 من فترة السنوات ال 10 السابقة8،وحتى المزيد من النتائج في الوقت الحاضر. السبب الرئيسي الذي يجعل شعبية نموذج الخنزير آخذة في التوسع يرجع إلى أوجه التشابه في النمو والهيكل ووظيفة الدماغ بالمقارنة مع البشر. بالمقارنة مع الدماغ البشري ، يعرض دماغ الخنزير نمطا جيراليا مماثلا ، والأوعية الدموية وتوزيع المادة الرمادية والبيضاء9. وعلاوة على ذلك، تم استخدام دماغ الخنزير في إجراءات التصوير العصبي، أثار التسجيل المحتملة، وفي إنشاء تقنيات جراحة الأعصاب8،9. على عكس النماذج الحيوانية الأخرى ، ومع ذلك ، فإن الخنازير والإنسان تجربة نمو الدماغ في الفترة المحيطة بالولادة طفرات ، بدلا من طفرات النمو قبل أو بعد الولادة. عند الولادة، يزن دماغ الإنسان والخنزير ما يقرب من 27 و 25 في المئة من وزن دماغهما البالغ، على التوالي، مقارنة بأدمغة الفئران التي تزن 12 في المئة من وزن دماغها البالغ ومخ ريسوس بنسبة 76 في المئة من وزن البالغين10.
أحد أسباب اعتماد الخنزير ببطء كنموذج حيواني لعلم الأعصاب هو أن العديد من الباحثين غير معتادين على الحيوان في هذا السياق. قد لا يكون الباحثون على علم باستخداماته المحتملة في هذا المجال أو قد لا يعرفون التقنيات المناسبة المطلوبة لاستخدام مثل هذا النموذج. كما استخدام الخنزير كنموذج الطب الحيوي وقبل السريرية تكتسب الاهتمام والاستخدام في علم الأعصاب، فمن الضروري وضع إجراءات موحدة لإزالة الأنسجة لضمان مقارنة دقيقة للبيانات عبر الدراسات. على الرغم من تشريح والتقنيات الجراحية التي تنطوي على دماغ الخنزير قد نشرت في مكان آخر11،12،13، هناك حاجة لبروتوكولات بسيطة وموحدة لجمع أنسجة الدماغ الخنزير ، وخاصة للاستخدام في المقايسات الكيميائية الحيوية. على هذا النحو ، فإن الهدف من هذا الفيديو هو توفير المعرفة اللازمة للسماح للباحثين بإجراء استخراج الدماغ الموحد وتشريحه. يوضح هذا الفيديو تقنية واحدة مناسبة لإزالة دماغ الخنزير مع الحفاظ على القشرة و جذع الدماغ سليمين ، وبالتالي مراجعة طرق تشريح العديد من مناطق الدماغ الرئيسية.
Protocol
Representative Results
Discussion
تم تصميم التقنيات الموصوفة هنا للخنازير حوالي 4 أسابيع من العمر. ومن الأهمية بمكان تنفيذ هذه الخطوات مباشرة بعد أن تم قتل الخنزير بطريقة إنسانية لضمان الحفاظ على سلامة بنية أنسجة الدماغ، وخاصة عند النظر في المقايسات الكيميائية الحيوية اللاحقة. من المفيد استخدام أطلس أو أدلة تشريح<sup class="xre…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويود المؤلفان أن يعترفا بجيم كنوبلاوتش ومارتن بوث هودجز من كلية تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في العلوم الزراعية والاستهلاكية والبيئية لخبرتهما في التصوير والتسجيل وتحرير الصوت والفيديو.
Materials
| #22 Scalpel Blades for #4 Handles | Ted Pella, inc. | 549-4S-22 | |
| 11 1/2" Satterlee Bone Saw | Leica Biosystems | 38DI13425 | |
| 5 1/2" Skull Breaker with Chisel End (Meat Hook) | Leica Biosystems | 38DI37636 | |
| 5-inch Heavy Duty Workshop Bench Vise | Pony | 29050 | |
| Butcher Knife 25cm | Victorinox | 5.7403.25 | Sharpen before use |
| CM40 Light Duty Drop Forged C Clamps | Bessey | 00655BC3120 | |
| Diamond Hone Knife Shaper | Chef’s Choice | 436-3 | |
| Shandon Stainless-Steel Scalpel Blade Handle #4 | ThermoScientific | 5334 | |
| Tissue Forceps | Henry Schein | 101-5132 | |
| Vinyl Dissecting pad | Carolina | 629006 |
References
- Hughes, H. C. Swine in cardiovascular research. Laboratory Animal Science. 36 (4), 348-350 (1986).
- Yen, J. Anatomy of the Digestive System and Nutritional Physiology. Biology of the Domestic Pig. , 31-63 (2001).
- Pond, W. G. Of Pigs and People. Swine Nutrition. , 3-24 (2001).
- Odle, J., Lin, X., Jacobi, S. K., Kim, S. W., Stahl, C. H. The Suckling Piglet as an Agrimedical Model for the Study of Pediatric Nutrition and Metabolism. Annual Review of Animal Biosciences. 2 (1), 419-444 (2014).
- Larsen, M. O., Rolin, B. Use of the Göttingen minipig as a model of diabetes, with special focus on type 1 diabetes research. ILAR Journal. 45 (3), 303-313 (2004).
- Lehmann, H. The minipig in general toxicology. Scandinavian Journal of Laboratory Animal Science. 25, 59-62 (1998).
- Richer, J., et al. Sacrococcygeal and transsacral epidural anesthesia in the laboratory pig. Surgical Radiologic Anatomy. 20, 431-435 (1998).
- Lind, N. M., et al. The use of pigs in neuroscience: Modeling brain disorders. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 31 (5), 728-751 (2007).
- Sauleau, P., Lapouble, E., Val-Laillet, D., Malbert, C. -. H. The pig model in brain imaging and neurosurgery. Animal. 3 (8), 1138-1151 (2009).
- Dobbing, J., Sands, J. Comparative aspects of the brain growth spurt. Early Human Development. 311, 79-83 (1979).
- Aurich, L. A., et al. Microsurgical training model with nonliving swine head. Alternative for neurosurgical education. Acta Cirurgica Brasileira. 29 (6), 405-409 (2014).
- Bassi, T., Rohrs, E., Fernandez, K., Ornowska, M., Reynolds, C. S. Direct brain excision: An easier method to harvest the pig’s brain. Interdisciplinary Neurosurgery. 14, 37-38 (2018).
- Bjarkam, C. R., et al. Exposure of the pig CNS for histological analysis: A manual for decapitation, skull opening, and brain removal. Journal of Visualized Experiments. 122, e55511 (2017).
- Pascalau, R., Szabo, B. Fibre dissection and sectional study of the major porcine cerebral white matter tracts. Anatomia, Histologia, Embryologia. 46, 378-390 (2017).
- McFadden, W. C., et al. Perfusion fixation in brain banking: a systematic review. Acta Neuropathologica Communications. 7, 146 (2019).
- Félix, B., et al. Stereotaxic atlas of the pig brain. Brain Research Bulletin. 49, 1 (1999).
