מיצוי וניתוק של מוח החזיר המבוית
Summary
פרוטוקול זה מפרט את הטכניקה להסרת מוח החזיר בשלמותו וניתוח של מספר אזורי מוח הנחקרים בדרך כלל במדעי המוח.
Abstract
השימוש בחזיר כמודל חיה פרה-קליני ותרגום תועד היטב והתקבל על ידי תחומי מחקר החוקרים מערכות לב וכלי דם, מערכות במערכת העיכול ותזונה, והחזיר משמש יותר ויותר כמודל חיה גדול במדעי המוח. יתר על כן, החזיר הוא מודל מקובל ללמוד נוירו-פיתוח כפי שהוא מציג את צמיחת המוח ודפוסי התפתחות דומים למה שקורה בבני אדם. כמודל חיה פחות נפוץ במדעי המוח, ניתוח וניתוח הליכים על חזירים לא יכול להיות מוכר או מתורגל היטב בקרב החוקרים. לכן, פרוטוקול חזותי סטנדרטי המפרט שיטות מיצוי וניתוק עקביות עשוי להוכיח ערך לחוקרים העובדים עם החזיר. הסרטון הבא מציג טכניקה להסרת מוח החזיר תוך שמירה על קליפת המוח וגזע המוח ללא פגע וסוקר שיטות לנתח מספר אזורי מוח שנחקרו בדרך כלל, כולל גזע המוח, המוח הקטן, המוח התיכון, ההיפוקמפוס, הסטריאטום, התלמוס וקליפת המוח הקדם-מצחית המדיאלית. מטרת וידאו זה היא לספק לחוקרים את הכלים והידע הדרושים כדי לבצע באופן עקבי מיצוי המוח וניתוח על החזיר בן ארבעה שבועות.
Introduction
החזיר תועד היטב והתקבל כמודל חיה לתרגום למחקר במערכות לב וכלידם 1, מערכות במערכת העיכול2, תזונה3,4,סוכרת5, טוקסיקולוגיה6, וטכניקותכירורגיות 7. השימוש של החזיר במדעי המוח מתחיל לגדול, כמו PubMed מחפש את מילות המפתח “מודל בעלי חיים במוח החזירים” לגרום ארבע פעמים יותר תוצאות מ 1996-2005 מאשר בתקופה הקודמת 10 שנה8, ועוד יותר תוצאות כיום. הסיבה העיקרית לכך שהפופולריות של מודל החזיר מתרחבת נובעת מהדמיון שלו בצמיחה, במבנה ובתפקוד של המוח בהשוואה לבני אדם. בהשוואה למוח האנושי, מוח החזיר מציג דפוסים ג’יראליים דומים, כלי דם והפצה של חומר אפור ולבן9. יתר על כן, מוח החזיר שימש בהליכי דימות מוחי, עורר הקלטה פוטנציאלית, ובקביעת טכניקות נוירוכירורגיה8,9. שלא כמו מודלים אחרים של בעלי חיים, לעומת זאת, החזיר והאנושי חווים פרצי צמיחת מוח פרינטליים, בניגוד להתפרצויות גדילה לפני או אחרי הלידה. בלידה, המוח האנושי והחזירי שוקלים כ -27 ו -25 אחוז ממשקל המוח הבוגר שלהם, בהתאמה, בהשוואה למוח החולדה ששוקל 12 אחוז ממשקל המוח הבוגר שלו ולמוח קוף הרזוס ב -76 אחוז ממשקל הבוגר10.
אחת הסיבות לכך שהחזיר אומץ באיטיות כמודל חייתי למדעי המוח היא שחוקרים רבים אינם מכירים את החיה בהקשר זה. החוקרים עשויים שלא להיות מודעים לשימושים הפוטנציאליים שלה בתחום או לא יכול לדעת את הטכניקות הנכונות הנדרשות כדי להשתמש במודל כזה. כמו השימוש בחזיר כמודל ביו-רפואי פרה-קליפיני זוכה לתשומת לב ושימוש במדעי המוח, יש צורך לקבוע נהלים סטנדרטיים של הסרת רקמות כדי להבטיח השוואה מדויקת של נתונים על פני מחקרים. למרות ניתוח וטכניקות כירורגיות מעורבים המוח חזיר פורסמו במקומות אחרים11,12,13, יש צורך פרוטוקולים פשוטים סטנדרטיים כדי לאסוף רקמת מוח חזיר, במיוחד לשימוש מבחנים ביוכימיים. ככזה, המטרה של וידאו זה היא לספק את הידע הדרוש כדי לאפשר לחוקרים לבצע מיצוי מוח סטנדרטי וניתוח. וידאו זה ממחיש טכניקה נכונה אחת כדי להסיר את מוח החזיר תוך שמירה על קליפת המוח ואת גזע המוח שלם, ולאחר מכן לסקור שיטות לנתח כמה אזורי מוח מרכזיים.
Protocol
Representative Results
Discussion
הטכניקות המתוארות בזאת עוצבו עבור חזירים כ 4 שבועות של גיל. זה קריטי לבצע שלבים אלה מיד לאחר החזיר כבר מורדם באופן אנושי כדי להבטיח את השלמות של מבנה רקמת המוח נשמר, במיוחד כאשר בוחנים מבחנים ביוכימיים הבאים. זה מועיל להשתמש אטלס או סיבים16 מדריכי ניתוח כאשר הראשון ללמוד את הטכנ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצים להכיר ג’ים Knoblauch ומרטין-בות הודג’ס של המכללה לחקלאות, הצרכן ומדעי הסביבה טכנולוגיית מידע ושירותי תקשורת על המומחיות שלהם ירי, הקלטה, ועריכה אודיו ווידאו.
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).
