Een Contusive model van eenzijdige cervicale ruggenmerg letsel met behulp van de Oneindige Horizon Impactor
Summary
Een betrouwbare en herhaalbare manier om een eenzijdige cervicale dwarslaesie het gebruik van de oneindige horizon botslichaam te produceren wordt beschreven. De methode maakt gebruik van een speciaal ontworpen frame en vast te klemmen aan de wervelkolom te stabiliseren. De gestandaardiseerde procedure en biomechanische letsel parameters resulteren in een toereikende en duurzame verwondingen.
Abstract
Terwijl de meerderheid van de menselijke ruggenmerg letsels ontstaan in de cervicale ruggenmerg, de overgrote meerderheid van laboratorium-onderzoek maakt gebruik van dierlijke modellen van dwarslaesie (SCI), waarin de thoracale ruggenmerg is geblesseerd. Bovendien, omdat de meeste menselijke snoer letsels ontstaan als gevolg van botte, niet-penetrerende trauma (bijv. auto-ongevallen, sportieve letsel), waar het ruggenmerg met geweld wordt getroffen door de verplaatste bot of weke delen, de meerderheid van de SCI onderzoekers zijn van mening dat de klinisch meest relevante schade-modellen zijn die waarin het ruggenmerg snel gekneusd. 1 Daarom, een belangrijke stap in de preklinische evaluatie van nieuwe behandelingen op hun weg naar menselijke vertaling is een beoordeling van hun doeltreffendheid in een model van contusie SCI binnen het cervicale ruggenmerg. Hier beschrijven we de technische aspecten en de daaruit voortvloeiende anatomische en gedragsmatige gevolgen van een eenzijdige contusive model van cervicale dwarslaesie dat het werkInfinite Horizon dwarslaesie botslichaam.
Sprague Dawley ratten ondergingen een linkszijdige eenzijdig laminectomie op C5. Om de reproduceerbaarheid van de biomechanische, functionele en histologische resultaten van het letsel model te optimaliseren, hebben we gekneusd het ruggenmerg met behulp van een slagkracht van 150 kdyn, een impact traject van 22,5 ° (dieren gedraaid bij 22,5 °), en een impact locatie niet ver van van de middellijn van 1,4 mm. Functioneel herstel werd gemeten met de cilinder opvoeding test, horizontale ladder test, verzorging test en gewijzigd Montoya's Staircase-test voor maximaal 6 weken, waarna het ruggenmerg werden histologisch geëvalueerd voor witte en grijze stof sparende.
De blessure hier gepresenteerde model verleent consistente en reproduceerbare biomechanische krachten aan het ruggenmerg, een belangrijk kenmerk van een experimentele SCI model. Dit resulteert in discrete histologische schade aan de laterale helft van het ruggenmerg die grotendeels bevat thij ipsilaterale kant van letsel. De blessure wordt goed verdragen door de dieren, maar resulteert in functionele tekorten van de voorpoot die van belang zijn en in stand in de weken na letsel. De cervicale eenzijdige letsel hier gepresenteerde model kan een bron voor onderzoekers die willen veelbelovende therapieën te evalueren voorafgaand aan menselijke vertaling te zijn.
Protocol
Discussion
In dit artikel beschrijven we een cervicale eenzijdige contusie model met behulp van de Oneindige Horizon (IH) impactor bij een kracht van 150 kdyn, een hoek van 22,5 ° off van verticale en een laterale doel van 1,4 mm van de middellijn. Met deze instellingen, konden we aanhoudende afwijkend gedrag in de ipsilaterale voorbeen met parenchymale verstoring die grotendeels aan de ipsilaterale kant, waar bleek dat er aanzienlijke schade is ontstaan aan de regio's waar de rubrospinal, reticulospinal, vestibulospina…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name of the equipment | Company | Catalogue number | Comments |
| Infinite Horizon Impactor | Precision Systems and Instrumentation | IH-0400 | |
| Aluminum metal sheet | Metalsupermarlets.com | APT6061/500 | |
| Flexaframe support foot plates | Fishers Scientific | 1466625Q | |
| Flexaframe support rods | Fishers Scientific | 1466610GQ | |
| Flexaframe Support Connectors | Fishers Scientific | 1466620Q | |
| Clamp1 | Custom made | Choo et al., 2009 | |
| Metal holders | Custom made | See above | |
| Impactor tip | Custom made | Diameter: 1.15 mm | |
| Stereotaxic frame | David Kopf Instruments | Model 900 | |
| Cylinder Level | YIJIA TOOLS | YJ-SL0620 | |
| Microscope | Leica | Model #: MZ8 | |
| Laboratory scissor jack | VWR | 12620-902 |
Referências
- Lee, J. H., Tigchelaar, S., Liu, J., Stammers, A. M., Streijger, F., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. Lack of neuroprotective effects of simvastatin and minocycline in a model of cervical spinal cord injury. Exp. Neurol. 225, 219-230 (2010).
- Kwon, B. K., Hillyer, J., Tetzlaff, W. Translational research in spinal cord injury: a survey of opinion from the SCI community. J. Neurotrauma. 27, 21-33 (2010).
- Gensel, J. C., Tovar, C. A., Hamers, F. P., Deibert, R. J., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats. J. Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).
- Kwon, B. K., Borisoff, J. F., Tetzlaff, W. Molecular targets for therapeutic intervention after spinal cord injury. Mol. Interv. 2, 244-258 (2002).
- Allen, A. R. Surgery of experimental lesions of spinal cord equivalent to crush injury of fracture dislocation. J. Am. Med. Assoc. 57, 878-880 (1911).
- Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Graded histological and locomotor outcomes after spinal cord contusion using the NYU weight-drop device versus transection. Exp Neurol. 139, 244-256 (1996).
- Gruner, J. A. A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat. J. Neurotrauma. 9, 123-128 (1992).
- Choo, A. M., Liu, J., Liu, Z., Dvorak, M., Tetzlaff, W., Oxland, T. R. Modeling spinal cord contusion, dislocation, and distraction: characterization of vertebral clamps, injury severities, and node of Ranvier deformations. J. Neurosci. Methods. 181, 6-17 (2009).
- Whishaw, I. Q., Piecharka, D. M., Drever, F. R. Complete and partial lesions of the pyramidal tract in the rat affect qualitative measures of skilled movements: impairment in fixations as a model for clumsy behavior. Neural. Plast. 10, 77-92 (2003).
- Jones, T. A., Schallert, T. Overgrowth and pruning of dendrites in adult rats recovering from neocortical damage. Brain Res. 581, 156-160 (1992).
- Liu, Y., Kim, D., Himes, B. T., Chow, S. Y., Schallert, T., Murray, M., Tessler, A., Fischer, I. Transplants of fibroblasts genetically modified to express BDNF promote regeneration of adult rat rubrospinal axons and recovery of forelimb function. J. Neurosci. 19, 4370-4387 (1999).
- Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
- Soblosky, J. S., Song, J. H., Dinh, D. H. Graded unilateral cervical spinal cord injury in the rat: evaluation of forelimb recovery and histological effects. Behav. Brain Res. 119, 1-13 (2001).
- McKenna, J. E., Prusky, G. T., Whishaw, I. Q. Cervical motoneuron topography reflects the proximodistal organization of muscles and movements of the rat forelimb: a retrograde carbocyanine dye analysis. J. Comp. Neurol. 419, 286-296 (2000).
- Sandrow, H. R., Shumsky, J. S., Amin, A., Houle, J. D. Aspiration of a cervical spinal contusion injury in preparation for delayed peripheral nerve grafting does not impair forelimb behavior or axon regeneration. Exp. Neurol. 210, 489-500 (2008).
- Popovich, P. G., Lemeshow, S., Gensel, J. C., Tovar, C. A. Independent evaluation of the effects of glibenclamide on reducing progressive hemorrhagic necrosis after cervical spinal cord injury. Exp. Neurol. 233, 615-622 (2012).
- Dunham, K. A., Siriphorn, A., Chompoopong, S., Floyd, C. L. Characterization of a graded cervical hemicontusion spinal cord injury model in adult male rats. J. Neurotrauma. 27, 2091-2106 (2010).
- Lee, J. H., Roy, J., Sohn, H. M., Cheong, M., Liu, J., Stammers, A. T., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. Magnesium in a polyethylene glycol formulation provides neuroprotection after unilateral cervical spinal cord injury. Spine (Phila Pa 1976). 35, 2041-2048 (2010).
- Alstermark, B., Isa, T., Lundberg, A., Pettersson, L. G., Tantisira, B. The effect of low pyramidal lesions on forelimb movements in the cat. Neurosci. Res. 7, 71-75 (1989).
