Method Article
In questo rapporto si descrive un metodo per schiacciare nervo sciatico mouse. Questo metodo utilizza pinze emostatiche immediatamente disponibili e facilmente riproducibile e produce completo schiacciamento del nervo sciatico. Inoltre, si descrive un metodo per preparare supporti muscolo intero adatti per l'analisi di rigenerazione nervosa dopo schiacciamento del nervo sciatico.
Rigenerazione del sistema nervoso periferico (SNP) è ampiamente studiata sia per la sua rilevanza per le malattie umane e comprendere la robusta risposta rigenerativa montato dai neuroni PNS così eventualmente illuminano i fallimenti di rigenerazione CNS 1. Schiacciamento del nervo sciatico (assonotmesi) è uno dei modelli più comuni di lesioni dei nervi periferici nei roditori 2. Frantumazione interrompe tutti gli assoni delle cellule di Schwann, ma lamine basali sono conservati in modo che la rigenerazione è ottimale 3,4. Ciò consente al ricercatore di studiare proprio la capacità di un assone di interagire sia con il cellule di Schwann e lamine basale 4. I ratti sono stati generalmente i modelli animali preferiti per schiacciamento del nervo sperimentale. Essi sono ampiamente disponibili e la loro nervo sciatico lesionato fornisce una ragionevole approssimazione delle lesioni nervose umane 5,4. Anche se di dimensioni inferiori rispetto ratto del nervo, il nervo mouse è dotato di molte qualità simili. Ma, soprattutto, mousmodelli E sono sempre più prezioso per l'ampia disponibilità di linee transgeniche permette ora una dissezione dettagliata delle singole molecole fondamentali per la rigenerazione del nervo 6, 7. Precedenti ricercatori hanno usato diversi metodi per produrre uno schiacciamento del nervo o lesioni anche semplici pinzette angolate, pinze fredde, pinze emostatiche, pinze vascolari, e morsetti investigatore progettati 8,9,10,11,12. Gli investigatori hanno anche utilizzato vari metodi di marcatura del sito procurando lesioni sutura, particelle di carbonio e perline fluorescenti 13,14,1. Descriviamo il nostro metodo per ottenere uno schiacciamento del nervo sciatico riproducibile completa con un accurato e persistente marcatura del crush-sito utilizzando una pinza emostatica e sottili di carbonio conseguente schiacciamento-site marcatura. Come parte della nostra descrizione della procedura crush del nervo sciatico abbiamo anche incluso un metodo relativamente semplice di montare tutto muscoli che usiamo per quantificare successivamente rigenerazione.
1. Soggetti animali
1,1. Trattamento
1,2. Preparazione chirurgica
2. Crush nervo sciatico riproducibile
3. Post-operatorio
4. Semi-Thin Preparazione
5. Tutta Monte preparazione muscolare
6. Rigenerazione di misura
7. Risultati rappresentativi
Figura 1. Schema dell'anatomia dell'arto posteriore, importante per schiacciamento del nervo. A. Un semi-circolare incisione cutanea è stata effettuata rivelando la muscolatura sottostante. B. La muscolatura dei glutei è stato separato, e il nervo sciatico rivelato (passo 2.4). Una freccia indica il sito approssimativa cotta. Posizionamento Retractor è mostrato come una guida generale, e viene regolato nel corso di ogni intervento chirurgico per facilitare la visualizzazione dello sciatico e l'approccio delle pinze emostatiche per schiacciare B (inserto). Posizionamento dello sciatico sulla mascella inferiore delle pinze emostatiche appena prima cotta (punto 2.5). Fascicoli separati sono etichettati in modo da dimostrare che sono adiacenti in orizzontale, ma non verticalmente, durante la calca. Anche se tre fascicles sono etichettati in questo diagramma, si può anche vedere un quarto fascicolo, il ramo articolare del peroneo. Per un disegno anatomico più dettagliata dei modelli di ramificazione del nervo sciatico fascicoli distale al punto di schiacciare, consultare Anatomy Greene del Topo, 188 Figura 17.
Figura 2. A-carbonio marcato sito di schiacciamento in situ e blu toluidina macchiati, semi-sottili sezioni schiacciato nervo sciatico. A. Un esempio di un sito di schiacciamento in situ (arto posteriore sinistra). Nerofumo indica il sito di schiacciamento. L'asterisco indica un ramo del nervo tibiale che innerva la muscolatura della coscia e serve come utile punto di riferimento durante l'intervento cotta. La divisione tibiale del nervo sciatico è delineata in blu, il peroneo in verde, e il surale in giallo. B. Semi-sezioni sottili dimostrando una cotta completo eseguito con la forza emostaticops. C. Semi-sezioni sottili che dimostrano una cotta incompleta eseguita con una pinza ad angolo. In entrambe le immagini profili di degenerazione della mielina sono contrassegnati con punte di freccia. Nel pannello frecce C indicare esempi di profili mielina conservati e un gruppo di assoni risparmiati. Barra della scala è di 10 micron.
Figura 3 intero schema di montaggio e muscolare NMJs rappresentativi AC:.. Immagini di rendering di EDL (A), peroneo lungo (B), e il soleo (C) i muscoli dopo la rimozione da arti posteriori. I muscoli mostrati sono da destra arti posteriori. Ginocchio e della caviglia anatomico orientamento sono inclusi anche per riferimento. Tendini sono bianco colorato ed illustrato in una linea nera quando posizionato sulla sommità del muscolo. Vengono delineate in una linea nera tratteggiata quando estendono sotto il muscolo. I tagli sono mostrati in rosso linee tratteggiate.Muscle viene staccato dai siti di taglio, come indicato dalle frecce blu, e successivamente diluito. Dopo il diradamento, il muscolo viene separato dalle spine da taglio intorno a ciò che resta dei tendini bloccati: DF. Immagini renderizzate dai muscoli di montaggio intero, previa rimozione del tessuto connettivo e conseguente diradamento. Le bande piastra terminale sono riportate su ogni muscolo GH:. Muscolo soleo tutta mount quattordici giorni dopo il crush del nervo sciatico dimostrando nuovamente innervate (G) e denervati (H) giunzioni neuromuscolari. In questi pannelli, NMJs, assoni, e cellule di Schwann sono visualizzati come descritto sopra nel paragrafo 5.5.1. Recettori per l'acetilcolina sono di colore rosso, verde assoni e cellule di Schwann elabora blu. Nel pannello G, le frecce indicano le aree del NMJ che sono stati ri-innervati da un assone. Nel pannello H frecce indicano GAP-43 positive processi di cellule di Schwann. Si noti l'assenza di assoni. Barra della scala è di 10 micron.
Abbiamo presentato un metodo per ottenere uno schiacciamento del nervo sciatico affidabile completo con marcatura precisa del sito cotta. Come accennato in precedenza, crush del nervo sciatico è un modello comune di lesione dei nervi periferici nei topi e nei ratti. Sebbene ogni metodo di compressione ha i suoi vantaggi e svantaggi, abbiamo trovato questo metodo ha prodotto una cotta completo che era facilmente contrassegnata con un minimo di attrezzature speciali (ad esempio pinze speciali, ecc.)
Metodi di Crush
Lo strumento più comunemente utilizzato per il mouse crush del nervo sciatico è il n ° 5 pinze ad angolo. Mentre è possibile ottenere uno schiacciamento completo utilizzando questo metodo, abbiamo scoperto che questo strumento produce una cotta variabile (troppo poca forza assoni risparmiati in partenza o troppo grandi lacerazione del nervo), soprattutto nelle mani di un nuovo utente.
Altri metodi meno comuni utilizzati per produrre crush includere clip per aneurisma di piccole dimensioni, pinze refrigerati in azoto liquido, e specially fabbricati, calibrati, non dentellate morsetti 9,12,5,7. Ciascuno di questi strumenti possono produrre in modo affidabile una cotta completa. Abbiamo scelto pinze emostatiche, perché lo strumento è facile da ottenere, produce una cotta affidabile, e permette una chiara delimitazione del sito cotta. Uno svantaggio delle pinze emostatiche è che non possiamo facilmente misurare la forza prodotta durante la cotta. Tuttavia, una volta testato, una pinza emostatica in modo affidabile produrrà una cotta completa, e può essere facilmente sostituito da una pinza identici se la pinza danneggiarsi.
Non importa il metodo scelto per effettuare una cotta, forse la parte più critica della procedura cotta è quello di verificare la completezza dei crush del nervo. Ciò è particolarmente importante nelle mani di un utente romanzo. Semi-sottile analisi del nervo distale al sito della lesione (Figura 2) fornisce un metodo semplice per farlo e può rivelare una cotta completa (Figura 2, pannello B), o una cotta incompleta (Figura 2, pannello C).
L'ultima considerazione nel metodo schiacciamento è la durata del cotta. Abbiamo testato durate schiacciamento da 15 secondi a 60 secondi di tempo di schiacciare totale, con nessuna differenza nella semitrasparenza del nervo o la conservazione delle fibre mieliniche. Ciò è coerente con le osservazioni di Bridge e colleghi, che rispetto schiaccia durata di 15-60 secondi nel nervo sciatico di ratto utilizzando una pinza di un gioielliere e non ha trovato significative morfologici, istologici, le differenze elettrofisiologiche, o funzionale tra le diverse durate cotta 18. Tempi di schiacciamento, tuttavia, più o schiaccia notevolmente degradano la endoneurium cellule di Schwann modificherà il tasso e / o il successo di rigenerazione.
Metodi di marcatura
I due metodi possibili per sito sbandata marcatura diverso dal carbonio in polvere sono 10-0 sutura attraverso il epineurio del nervo sciatico 13,19, e FluoSpheres prodotto da Molecular Probes, Eugene, OR 1 . Un 10-0 sutura segna grossolanamente il sito schiacciamento, ma richiede un maggior livello di abilità microchirurgico, e variabilità applicazione dei risultati di sutura meno preciso marcatura del perimetro del sito di carbonio cotta marcatura. Quando studiare il tasso di rigenerazione, il confine del sito schiacciamento deve essere contrassegnata precisamente lesioni seguente. Non abbiamo indagato FluoSpheres, tuttavia, che soddisfino i criteri per la precisione e la persistenza di crush-site marcatura. Essi sono particolarmente utili quando l'imaging in vivo rigenerazione in linee murine YFP 1. Per i nostri scopi abbiamo trovato il carbonio marcatura adeguata e poco costoso, con l'ulteriore vantaggio di essere facilmente visibile in una valutazione ex post semi-sottile o al microscopio elettronico. Inoltre, abbiamo trovato che il carbonio marcatura persiste per almeno sei settimane che lo rende adatto per gli esperimenti di durata più lunga.
Analisi di rigenerazione dopo Crush
Una completa indaginezione di rigenerazione dopo cotta combina valutazioni funzionali, elettrofisiologici e morfologici 5,16. Valutazioni morfologiche seguenti rigenerazione sono forse il più comune. Queste valutazioni possono essere separati in quelli che valutare latenza di crescita, tasso di crescita assonale, e la specificità di reinnervazione 16. In questo rapporto, abbiamo presentato una intera procedura muscolare montaggio, che possono essere utilizzati per valutare rapidamente la rigenerazione morfologica (Figura 3). In questa analisi NMJs denervati etichettati da alfa-bungarotossina e cellule di Schwann GAP-43 sono quantificati e rispetto ad una ri-innervazione giunzioni, come etichettati da neurofilamenti, SV2, e alfa-bungarotossina. GAP-43 è marcatamente upregulated dalle cellule di Schwann dopo denervazione e ben identifica denervato terminali cellule di Schwann a livello della giunzione neuromuscolare 20. Anche se GAP-43 è espressa da assoni, l'uso concomitante di neurofilamenti distingue facilmente GAP-43 assoni positivi da cellule di Schwann. Inoltre,perché NMJs profondità all'interno del muscolo non può essere facilmente da anticorpo marcato (rispetto alla piccola molecola alfa-bungarotossina) cellule di Schwann GAP-43 immunoreattività importante conferma lo stato denervato di una giunzione neuromuscolare e migliora la precisione nel conteggio NMJs denervati.
Questo metodo fornisce un metodo semplice ed efficace per valutare lo stato reinnervazione di tutta la banda placca motrice del muscolo alla volta. Altri hanno usato la tua-1-CFP (23) / S100-GFP topi che esprimono ciano proteina fluorescente GFP e negli assoni nelle cellule di Schwann a seguire ri-innervazione delle tibiale anteriore dopo schiacciamento del nervo sciatico 2. Un avvertimento deve rilevare, però. Questo metodo si basa sulla neurofilamenti e SV2 immunoreattività per quantificare reinnervazione. È possibile che l'estensione assonale può essere impedito, ma successiva espressione di SV2 può essere ritardata 21. Pertanto, in alcuni esperimenti sarà importante per confermare che la rigenerazione ritardata e non delayed espressione presinaptica di SV2 (cioè pre-sinaptica differenziazione) rappresentano un fenotipo osservato.
Non abbiamo nulla da rivelare.
Questo lavoro è stato supportato dal NIH K08NS065157 (al TAF) Inoltre, il Centro Penn per disordini muscoloscheletrici, Numero P30AR050950 Award dal National Institute of Arthritis, malattie del sistema muscoloscheletrico e Pelle sostenuto questo lavoro (TAF e Steven S. Scherer). Infine, Shriners Pediatric Research finanziamento Seed Center (TAF) ha sostenuto questo lavoro. Vorremmo ringraziare il dottor Young-Jin Son inizialmente per dimostrare tutta la procedura di montaggio e di Amy A. Kim per la sua assistenza nella produzione i disegni della figura 1.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome (descrizione / quantità) | Fornitore | Numero di catalogo | |
Clipper Mini 0000 il n Lama | Roboz | RC-5903 | |
Nair Remover Capelli (9 oz.) | Chiesa e Dwight Co., Inc. | N / A | |
Betadine Scrub chirurgico (1 gallone) | Fisher Scientific | 19066452 | |
Unguento oftalmico (1 oz.) | Fisher Scientific | 19082795 |
Strumenti chirurgici:
Nome (descrizione / quantità) | Fornitore | Numero di catalogo |
FST 250 Hot tallone sterilizzatore | Strumenti di Scienza Fine | 18000-45 |
Scissors Iris (11 cm di lunghezza) | Mondo Strumenti di precisione | 500216 |
Potts-Smith Pinza (Straight, 18 centimetri; 1x2 Teeth) | Strumenti di Scienza Fine | 11024-18 |
McPherson-Vännäs Scissors (5 lame mm) | Mondo Strumenti di precisione | 14124-G |
Dumont # 5 - Pinza Dumoxel standard Tip | Strumenti di Scienza Fine | 11252-30 |
Dumont # 5/45 - Pinza Dumoxel standard Tip | Strumenti di Scienza Fine | 11251-35 |
Ultra hemostats Arti (Diritto; superfici interne lisce) | Strumenti di Scienza Fine | 13020-12 |
Carbone attivo in polvere (500 g) | Fisher Scientific | C272-500 |
Dimensione 6-0 suture con C-1 ago (sterile, Seta, Nero, intrecciato,Non assorbibile, 18 "Length, Box di 36) | Roboz | SUT-1073-1011 |
Reflex Applier Clip (per 9 clip mm) | Mondo Strumenti di precisione | 500345 |
9 mm in acciaio inossidabile Clips Reflex (100/box) | Mondo Strumenti di precisione | 500346 |
Animal Care:
Nome (descrizione / quantità) | Fornitore | Numero di catalogo |
0,9% cloruro di sodio per iniezione (conservanti, 20 mL) | Hospira | 0409-4888-20 |
Sistema completo Blanket omeotermi con sonda flessibile (Medium, 115 VAC, 60 Hz) | Harvard Apparatus | 507222F |
Platfor chirurgicom retrattori di:
(Acquistato nel negozio di ferramenta locale)
Nome (descrizione /) | Quantità |
Piattaforma in acciaio inossidabile (Lavorato; x1 ~ 12 "x12" / 8 ") | 1 |
Magneti Button (Esempio: Eclipse e825) | 3 |
Viti in acciaio inox (3 "Long; Diametro Determinato da Magneti Button) | 3 |
Dadi in acciaio inox (di dimensioni adatte a Bulloni) | 9 |
Elastici (Tension Light) | 3 |
Pins insetti (entrambe le estremità piegate a formare ganci) | 3 |
Semi-Fluidifica:
Nome (descrizione / quantità) | Fornitore </ Strong> | Numero di catalogo |
Paraformaldeide (1 kg) | Sigma-Aldrich | P6148-1KG |
Sodio fosfato bibasico anidro (500 g; utilizzato per preparare tampone fosfato) | Fisher Scientific | S375-500 |
Sodio fosfato monobasico anidro (1 kg, utilizzati per preparare tampone fosfato) | Fisher Scientific | AC38987-0010 |
Glutaraldeide (50%, 10 x 10 mL) | Ted Pella, Inc. | 18431 |
Osmio di diazoto (4% acquosa, 10 x 10 mL) | Ted Pella, Inc. | 18465 |
Ossido di propilene (450 mL) | Ted Pella, Inc. | 18601 |
Incorpora 812 (Kit, per i blocchi duri / contrasto immagine ad alta) | Scienze della microscopia elettronica | 14120 |
Toluidine blu (25 g) | Ted Pella, Inc. | 19451 |
Tutta Monte Preparazione muscolare e Immunoistochimica:
Nome (descrizione / quantità) | Fornitore | Numero di catalogo |
Paraformaldeide (1 kg) | Sigma-Aldrich | P6148-1KG |
Sodio fosfato bibasico anidro (500 g; utilizzato per preparare tampone fosfato) | Fisher Scientific | S375-500 |
Sodio fosfato monobasico anidro (1 kg, utilizzati per preparare tampone fosfato) | Fisher Scientific | AC38987-0010 |
10% di BSA diluente / Blocking Solution (200 mL) | Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc. | 50-61-00 |
Triton X-100 (100 mL) | Dot scientifico Incorporated | 9002-93-1 |
Glicina, 98% (1 kg) | Fisher Scientific | AC12007-0010 |
Tissue-Tek Cryo-OCT Compound (causa del 12, 4 bottiglie oz) | Fisher Scientific | 14-373-65 |
Sylgard DOW 170 (2 Kit lb) | Fisher Scientific | NC9492579 |
Insetti in acciaio inox Pins, Size 1, 100/PKG) | Strumenti di Scienza Fine | 26001-40 |
Tetrametilrodamina-A-bungarotossina (0,5 mg) | Sigma-Aldrich | T0195-.5MG |
Mouse anticorpo monoclonale contro SMI-312 (0,1 ml) | Covance | SMI-312R |
Mouse anticorpo monoclonale contro SV2 (0,1 mL) | Developmental Studies ibridomi Bank (DSHB) | SV2 |
Coniglio PolyAnticorpo clonale Contro GAP-43 | Novus Biologicals | NB300-143 |
Flourescein capra coniugato anti-topo IgG, Fcy Subclass uno specifico | Jackson ImmunoResearch | 11 5-095-205 |
DyLight 649 coniugata Donkey Anti-Rabbit IgG | Jackson ImmunoResearch | 711-495-152 |
4 ',6-Diamidino-2-fenilindolo (DAPI, dilactate; 10 mg) | Invitrogen | D3571 |
Vectashield Mezzo di montaggio (10 mL) | Vector Laboratories | H-1000 |
SuperFrost Plus preparati microscopici (Bianco; Dimensioni: 75 x 25 mm, confezione da 144) | Fisher Scientific | 12-550-15 |
Fisherfinest Premium Occhiali copertina (dimensioni: 40 x 22 mm, confezione da 1 oz.) | Fisher Scientific | 12-548-5C |
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