En Contusive Modell av Unilateral Cervical ryggmargsskade Bruke Infinite Horizon impactor
Summary
En pålitelig og repeterbar måte å produsere en cervical ensidig ryggmargsskade bruke Infinite Horizon impactor er beskrevet. Metoden utnytter et spesialdesignet ramme og klemme for å stabilisere ryggraden. Den standardiserte prosedyre og biomekanisk skade parametere resultat i tilstrekkelige og vedvarende skader.
Abstract
Mens flertallet av menneskelige ryggmargsskade oppstå i cervical ryggmargen, sysselsetter de aller fleste av laboratorieundersøkelser dyremodeller av ryggmargsskader (SCI) der thorax ryggmargen er skadet. I tillegg, fordi de fleste menneskelige ledningen skadene oppstår som følge av stump, ikke-penetrerende traume (f.eks motorkjøretøy ulykke, sportslige skade) hvor ryggmargen er voldsomt rammet av fordrevne bein eller bløtvev, flertallet av SCI forskere er av den oppfatning at de fleste klinisk relevante skader modellene er de som ryggmargen raskt contused. 1 Derfor er et viktig skritt i den prekliniske evaluering av nye behandlinger på vei til menneskelig oversettelse en vurdering av effekt deres i en modell av kontusjon SCI innenfor cervical ryggmargen. Her beskriver vi de tekniske aspekter og resulterende anatomiske og atferdsmessige utfall av en ensidig contusive modell av livmorhalskreft SCI som sysselsetterInfinite Horizon ryggmargsskade impactor.
Sprague Dawley rotter gjennomgikk en venstre-sidig ensidig laminektomi på C5. For å optimalisere reproduserbarhet av de biomekaniske, funksjonelle, og histologiske utfall av skaden modellen, contused vi ryggmargen med en slagkraft på 150 kdyn, en innvirkning bane på 22,5 ° (dyr rotert på 22,5 °), og en effekt plassering av av midtlinjen på 1,4 mm. Funksjonell restitusjon ble vurdert ved hjelp av sylinderen oppdra testen, horisontal stige test, grooming test og modifisert Montoya sin trapp test for opptil 6 uker, hvoretter ryggmargen ble undersøkt histologisk for hvit og grå materie sparsom.
Skaden modellen som er presentert her formidler konsistente og reproduserbare biomekaniske krefter til ryggmargen, en viktig funksjon i enhver eksperimentell SCI modell. Dette resulterer i diskret histologisk skade på laterale halvdel av ryggmargen som stort sett inneholdt til than ipsilaterale side av skade. Skaden er godt tolerert av dyrene, men ikke resulterer i funksjonelle underskudd på forbena som er betydelig og vedvarende i ukene etter skaden. Cervical ensidig skade modell presenteres her kan være en ressurs for forskere som ønsker å vurdere potensielt lovende behandlinger før menneskelig oversettelse.
Protocol
Discussion
I denne artikkelen beskriver vi en cervical ensidig contusion modellen ved hjelp av Infinite Horizon (IH) impactor ved en kraft på 150 kdyn, en vinkel på 22,5 ° ut av vertikal og en lateral mål på 1,4 mm fra midtlinjen. Med disse innstillingene, klarte vi å produsere vedvarende atferdsmessige underskudd i ipsilaterale forbena med parenkymatøs avbrudd inneholdt i hovedsak til ipsilaterale side, hvor det viste seg at betydelig skade inntraff til regionene hvor rubrospinal, reticulospinal, vestibulospinal og cortico…
Disclosures
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 |
References
- 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).
