家畜豚脳の抽出と解剖
Summary
このプロトコルは、神経科学で一般的に研究されているいくつかの脳領域の完全および解剖における豚の脳の除去のための技術を詳述する。
Abstract
前臨床および翻訳可能な動物モデルとしての豚の使用は、心血管系、胃腸系、栄養を調査する研究分野で十分に文書化され、受け入れられ、豚は神経科学における大型動物モデルとしてますます使用されています。さらに、豚は人間に起こることと同様の脳の成長と発達パターンを表示するので、神経発達を研究するために受け入れられたモデルです。神経科学のあまり一般的でない動物モデルとして、豚の外科的および解剖手順は、研究者の間でそれほど身近またはよく実践されていないかもしれません。したがって、一貫した抽出および解剖方法を詳述する標準化された視覚プロトコルは、豚と協力する研究者にとって価値があることを証明するかもしれない。次のビデオは、皮質と脳幹をそのまま維持しながら豚の脳を取り除く技術を紹介し、脳幹、小脳、中脳、海馬、線条体、視床、内側前頭前野を含むいくつかの一般的に調査された脳領域を解剖する方法をレビューしています。このビデオの目的は、研究者に一貫して4週齢の豚の脳抽出と解剖を行うために必要なツールと知識を提供することです。
Introduction
豚は十分に文書化され、心血管系1、胃腸系2、栄養3、4、糖尿病5、毒物学6、および外科技術7の研究のための翻訳可能な動物モデルとして受け入れられています。PubMedが「豚の脳動物モデル」というキーワードを検索すると、1996年から2005年にかけて、前の10年の期間8よりも4倍多くの結果が得られ、現在はさらに多くの結果が得られるため、神経科学における豚の使用は増加し始めています。豚モデルの人気が拡大している主な理由は、人間と比較した場合の脳の成長、構造、機能の類似性によるものです。人間の脳と比較して、豚の脳は同様のジャイラルパターニング、血管化および灰色および白色物質の分布を示す9.また、ブタ脳は、神経イメージング手順、電位記録を誘発し、脳神経外科技術8,9を確立する際に用いられている。しかし、他の動物モデルとは異なり、豚と人間の経験は、出生前または出生後の成長スパートとは対照的に、周産期脳の成長が噴出する。出生時に、人間と豚の脳は、成人の脳体重の12%、成人体重の76%のアカゲザル脳と比較して、それぞれ成人の脳体重の約27%と25%の重さである。
豚が神経科学の動物モデルとしてゆっくりと採用されている理由の1つは、多くの研究者がこの文脈で動物に精通していないからです。研究者は、現場での潜在的な用途を認識していないか、そのようなモデルを使用するために必要な適切な技術を知らないかもしれません。生物医学的および前臨床モデルとしての豚の使用が注目を集め、神経科学で使用されるように、研究間のデータの正確な比較を確実にするために組織除去の標準化された手順を確立する必要があります。ブタの脳を含む解剖と外科技術は他の場所で公開されています11,12,13,豚の脳組織を収集するための簡単で標準化されたプロトコルの必要性があります, 特に生化学的アッセイで使用するため.そのため、このビデオの目的は、研究者が標準化された脳抽出と解剖を行うために必要な知識を提供することです。このビデオは、皮質と脳幹をそのまま維持しながら豚の脳を除去する1つの適切な技術を示し、その後、いくつかの主要な脳領域を解剖する方法を見直す。
Protocol
Representative Results
Discussion
本明細書に記載された技術は、約4週齢の豚のために設計された。特に、その後の生化学的アッセイを検討する場合、脳組織構造の完全性を維持するために、豚が人道的に安楽死させた直後にこれらのステップを実行することが重要である。最初に技術を学ぶときにアトラスまたはファイバー16 解剖ガイドを使用すると便利です。実験者は、データ収集のためのサンプルを取…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、農業・消費者・環境科学情報通信大学のジム・ノブラウチとマーティン・ブース・ホッジスが、オーディオとビデオの撮影、録音、編集に関する専門知識を認めたいと考えています。
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).
