Summary

通过再生轴虫中通过显微外科拉米切口进行损伤的脊髓损伤

Published: October 20, 2019
doi:

Summary

这份手稿提出了手术治疗方案,用于对再生轴虫(Ambystoma墨西哥)造成控制性钝和尖锐的脊髓损伤。

Abstract

本研究的目的是在axolotl(墨西哥阿姆比托马)中建立一个标准化和可重复的再生钝脊髓损伤模型。大多数临床脊髓损伤都发生高能量钝性创伤,导致挫伤。然而,大多数研究在轴线脊髓已经进行了尖锐的创伤。因此,本研究旨在产生一种更具有临床相关性的再生模型。由于其令人印象深刻的再生能力,几乎任何组织,轴球被广泛用作模型在再生研究,并已广泛用于脊髓损伤(SCI)研究。在此协议中,异体通过浸入苯甲酸溶液进行麻醉。在显微镜下,一个角切口是双边的,正好对后肢有一个切口。从这个切口,有可能解剖和暴露的旋转过程。使用钳子和剪刀,进行两级拉平切除术,暴露脊髓。构建了一个由圆柱体中落杆组成的定制创伤装置,该装置用于诱导脊髓的挫伤。切口然后缝合,动物从麻醉中恢复。手术方法成功地暴露了脊髓。创伤机制可以产生脊髓的挫伤,由动物学、MRI和神经学检查证实。最后,脊髓从损伤中再生。该协议的关键步骤是去除旋转过程,而不会对脊髓造成损伤。此步骤需要培训以确保安全的程序。此外,伤口封闭高度依赖于在切口期间不对皮肤造成不必要的损伤。该协议是在对12只动物的随机研究中进行的。

Introduction

本研究的总体目标是建立一种可控和可重复的显微外科方法,用于将钝和尖锐的SCI施加到axolotl(墨西哥的Ambystoma),从而产生一个再生脊髓损伤模型。

SCI是一个严重的条件,根据水平和程度,造成神经残疾的四肢以及受损的膀胱和肠道控制1,2,3。大多数SCI是高能量钝性创伤的结果,如交通事故和跌倒4,5。剧烈的损伤非常罕见。因此,最常见的宏观损伤类型是挫伤。

哺乳动物中枢神经系统(CNS)是一种非再生组织,因此在SCI之后神经组织没有恢复,另一方面,一些动物有一个有趣的能力,以再生组织,包括中枢神经系统组织。这些动物之一是弓形虫。它被广泛用于再生生物学的研究,并有兴趣在脊髓再生,因为它是脊椎动物9,10,11,12。

在轴线中,大多数SCI研究要么截肢整个尾巴,要么使脊髓的较大部分融9,10,11,12。最近,一项新的研究发表在钝损伤13,模仿临床情况更好。虽然完全附属截肢在轴异体导致完全再生,一些非截肢为基础的再生现象依赖于临界尺寸缺陷(CSD)14,15。这意味着超过临界阈值的伤害不会再生。为了开发一种具有较高临床转化价值的再生模型,本研究调查了2毫米钝性创伤是否会超过CSD极限。

这种方法与研究小动物模型脊髓再生的研究人员相关,特别是在异种动物模型中。此外,它可能更普遍的利益,因为它展示了一种使用标准实验室设备来开发一种钝性创伤机制的方法,这种机制一般适用于小动物。

Protocol

本研究遵循了关于动物伦理使用的所有适用的体制和政府条例。这项研究在批准ID下进行:2015-15-0201-0061由丹麦动物实验监察局进行。动物是墨西哥的斧头 (墨西哥阿姆比斯托马,平均身体质量 = STD: 12.12 g = 1.25 g)。 1. 准备 准备麻醉用的轴药。 使用高质量的非化学处理自来水。如果不可用,请使用 40% 霍尔特弗雷特的解决方案。 ?…

Representative Results

该协议的目的是产生一个SCI,将瘫痪的电机和感觉功能对损伤。由于axolotl具有再生能力,它可以在几周内恢复功能,使研究人员能够在短时间内研究CNS再生。 麻醉为所有动物提供45分钟,没有经历早产的发作。所有动物在一小时内恢复,在接下来的星期十三、十六日,没有因麻醉而受损的迹象。 层切除术在所?…

Discussion

由于脊髓损伤的风险很大,协议的关键步骤是去除脊柱过程,并根据需要扩大对脊髓管的骨质访问。如协议所述,强烈建议首先删除最颅骨过程。这将意味着更多的牛加工保护脊髓免受剪刀的击中。建议确保足够的手术治疗,这意味着不要使过小的主要切口。此外,当用钳子抓住任何东西时,必须始终考虑所施加的拉力方向。在抓地力失效和仪器滑移时,从脊髓上轻轻拉出,将保护脊髓。

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

迈克尔·佩德森,奥胡斯大学,他的专业知识和时间在开发MRI协议和建立整个项目。彼得·阿格尔,奥胡斯大学,他的专业知识和时间在开发MRI协议。奥胡斯大学的斯特芬·林加德,他在开发MRI协议方面的专长和时间。A.P. Müller Maersk 基金会、里斯福基金会、Linex 基金会和 ELRO 基金会大力支持了 A.P. Müller Maersk 基金会在 axolotl 中开发 SCI 模型。

Materials

25 g custom falling rod custom home made
30 mm PVC pipe custom home made
Acetone Sigma-Aldrich 67-64-1 Propanone
Axolotl (Ambystoma mexicanum) Exoterra GmbH N/A 12-22 cm and 10 g – 80 g, All strains (wildtype, melanoid, white, albino, transgenic white with GFP)
Benzocain Sigma-Aldrich 94-09-7 ethyl 4-aminobenzoate
electromaget custom home made
Excel 2010 Microsoft N/A Excel 2010 or newer
ImageJ National Institutes of Health ImageJ 1.5e or newer. Rasband, W.S., ImageJ, U. S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/, 1997-2016.
kimwipes
microsurgical instruments N/A N/A Forceps and scissors
MS550s Fujifilm, Visualsonics MS550s 40 MHz center frequency, transducer
MS700 Fujifilm, Visualsonics MS700 50 MHz center frequency, transducer
Petri dish any maker
Soft cloth N/A N/A Any piece of soft cloth measuring appromixately 70 x 55 cm^2 e.g. a dish towel
Stereo microscope
Vevo 2100 Fujifilm, Visualsonics Vevo 2100 High frequency ultrasound system

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Thygesen, M. M., Guldbæk-Svensson, F., Rasmussen, M. M., Lauridsen, H. Contusion Spinal Cord Injury via a Microsurgical Laminectomy in the Regenerative Axolotl. J. Vis. Exp. (152), e60337, doi:10.3791/60337 (2019).

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