2015年7月29日
通过向视神经微注射溶血卵磷脂诱导局灶性脱髓鞘。通过植入视觉皮层颅骨电极记录视觉诱发电位,以检测视觉通路中的信号传导 体内本方案详细介绍了电极植入和视神经微注射的手术操作步骤。
以下实验的总体目标是体内监测视神经的脱髓鞘过程。首先在视觉皮层上方植入微电极,实现这一目标。第二步是将溶血卵磷脂微量注射至视神经,从而诱导局部脱髓鞘病灶的形成。
然后可以进行视觉诱发电位记录。最终,回归分析显示视觉诱发电位潜伏期延迟与体积之间存在强烈的线性相关性。本视频将演示我们从大鼠记录视觉诱发电位的技术。
我们还将通过微注射技术,利用植入颅骨的电极展示一种针对视神经的局灶性脱髓鞘方法。所有实验均在麦考瑞大学医学院的本实验室进行。该技术将由我们的博士生尼廷·奇奇(Nitin Chichi)进行演示。开始手术前,需对一只超过12周龄的成年大鼠通过腹腔注射氯胺酮和甲苯噻嗪进行麻醉。
检查是否无退缩反射。必要时准备好给予10%剂量的氯胺酮,以应对手术过程中动物可能出现的任何反射。接下来,剃除手术部位的皮肤毛发,然后将动物放置在加热垫上,完成术前准备。
用聚维酮碘擦洗皮肤,覆盖手术巾并涂抹眼用软膏。同时,务必使用无菌器械保持无菌操作。开始手术时,在头部正中线上做一纵向皮肤切口。
然后清除结缔组织,充分暴露颅骨。接着使用微型手钻,在bgma后方7毫米、中线外侧3毫米处小心钻出小的环钻孔。将螺钉电极穿过颅骨,植入皮层约0.5毫米深处。
然后根据需要在中线上、位于bgma前方3毫米处植入参考螺钉电极。使用牙科水泥包埋并固定螺钉电极。最后缝合皮肤。
电极可保持暴露状态,以便每次记录时无需重新切开皮肤。现在,在动物从麻醉中恢复之前,迅速给予非甾体抗炎药(NSAID)或阿片类镇痛药。最后,用抗生素软膏处理皮肤。
将动物放入带有加热垫的恢复笼中,并持续监测直至其完全恢复自主活动能力。随后让动物至少恢复一周。在进行视觉诱发电位(VEP)记录之前,按照先前所述方法准备动物进行手术,并在眼球眶部上方做一道1至1.5厘米的皮肤切口,使用精细虹膜剪剪开眼球周围组织。
切开皮下组织,暴露眶腔。然后在体视显微镜下切开结膜及前部肌腱囊。接着,牵开眼外肌和眶内泪腺。
使用眼科刀纵向切开视神经周围的硬脑膜和蛛网膜层,暴露约三毫米的视神经。然后将连接至汉密尔顿注射器的玻璃微量移液管插入视神经,位置位于眼球后方两毫米处。在30秒内注入一剂含染料的裂解液,以完成该操作。
缝合皮肤切口。涂抹抗生素软膏以预防感染。将动物转移至加热垫,并在其恢复期间进行监测。
在麻醉动物并按先前方法准备皮肤后,将其转移至暗室。使用恒温毯系统和温度探头,将动物体温维持在37摄氏度的半度范围内,同时在暗处进行监测。使动物适应环境5至30分钟。
半小时后,使用1%托吡卡胺滴眼液散瞳。然后使用剪刀和镊子切开颅骨上方的皮肤,暴露预先放置的NC两个螺钉电极。
将螺钉连接到阻抗仪上,然后测量并保持电极阻抗低于五千欧姆。接着将螺钉连接至刺激眼对侧的视觉皮层上方。
接下来,将针状电极插入尾部以建立接地。现在将校准后的微型全视野刺激器放置在眼睑周围的皮肤上,以增强眼部的隔离效果。随后使用光刺激,以每秒一次的频率给予100次闪光,高通滤波器设置为1 Hz,同时启用高带通滤波。
以 100 赫兹进行滤波。操作完成后,缝合皮肤,并将动物置于加热垫上,使其从麻醉状态恢复。可每隔数周至每周数次进行重复记录。
干预后,VEP检测显示N1潜伏期存在显著延迟。视神经注射后,每日进行记录以验证结果的可重复性。在Luxol快蓝染色的组织切片中,可观察到部分视神经出现脱髓鞘病变。
在测量病灶体积后,潜伏期延迟与病灶大小之间的相关性变得明显。该技术可用于在视神经中诱导病灶,并将这些病灶与视觉诱发电位(VP)的变化相关联,可作为局灶性脱髓鞘的模型。由于所诱导的病灶大小变异较大,因此重要的是通过组织学方法对这些变化进行相关性分析。
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本文介绍了一种通过微量注射在啮齿类动物视神经中诱导局灶性脱髓鞘并利用视觉诱发电位(VEP)记录监测功能变化的详细实验方案。该方法可实现对脱髓鞘及再髓鞘化过程的纵向评估,为研究视神经病理机制以及评价潜在治疗方法提供了一个有价值的模型。
在视神经脱髓鞘的大鼠模型中记录视觉诱发电位(VEP),为评估脱髓鞘和再髓鞘化的功能后果提供了一个具有转化相关性的研究平台。该方法能够对视神经完整性进行定量、纵向的评估,有助于提高临床前神经保护和再髓鞘化治疗研发的预测可靠性。该模型可直接指导中枢神经系统脱髓鞘疾病早期的药物发现与靶点验证。
该模型整合了从早期发现到临床前研究的全过程,架起了机制性研究与候选疗法转化评估之间的桥梁。