Operationstechnik für die überlegene zervikale Ganglionektomie im Mausmodell
Summary
Das vorliegende Protokoll beschreibt ein Mausmodell der Ablation der adrenergen Innervation durch Identifizierung und Resektion des Ganglion cervicalis superior.
Abstract
Immer mehr Hinweise deuten darauf hin, dass das sympathische Nervensystem eine wichtige Rolle beim Fortschreiten von Krebs spielt. Die adrenerge Innervation reguliert die Speicheldrüsensekretion, den zirkadianen Rhythmus, die Makuladegeneration, die Immunfunktion und die Herzphysiologie. Die chirurgische Sympathektomie der Maus ist eine Methode zur Untersuchung der Auswirkungen der adrenergen Innervation, indem sie eine vollständige, einseitige adrenerge Ablation ermöglicht und gleichzeitig die Notwendigkeit wiederholter pharmakologischer Eingriffe und der damit verbundenen Nebenwirkungen vermeidet. Die chirurgische Sympathektomie bei Mäusen ist jedoch aufgrund der geringen Größe des oberen zervikalen Ganglions technisch anspruchsvoll. In dieser Studie wird eine Operationstechnik beschrieben, mit der das Ganglion cervicalis superior zur Ablation des sympathischen Nervensystems zuverlässig identifiziert und reseziert werden kann. Die erfolgreiche Identifizierung und Entfernung des Ganglions wird durch die Bildgebung der fluoreszierenden sympathischen Ganglien mit einer transgenen Maus, die Identifizierung des Horner-Syndroms nach der Resektion, die Färbung auf adrenerge Marker in den resezierten Ganglien und die Beobachtung einer verminderten adrenergen Immunfluoreszenz in den Zielorganen nach Sympathektomie validiert. Dieses Modell ermöglicht zukünftige Studien zum Fortschreiten von Krebs sowie zu anderen physiologischen Prozessen, die durch das sympathische Nervensystem reguliert werden.
Introduction
Mehrere Studien haben berichtet, dass die Nerven in der Tumormikroumgebung eine aktive Rolle bei der Unterstützung der Tumorprogression spielen. Es wurde gezeigt, dass die Ablation adrenerger sympathischer Nerven die Tumorentwicklung und -ausbreitung bei Prostata- und Magenkrebs in vivo beeinträchtigt 1,2,3, während die pharmakologische Blockade adrenerger Rezeptoren das Tumorwachstum bei Kopf-Hals-Tumoren hemmt 4. Eine sympathische neuronale Beteiligung wurde auch bei der Progression von Pankreas-, Zervikla- und Basalzellkarzinomen beschrieben 5,6,7.
Innerhalb des sympathischen Nervensystems ist das Ganglion cervicalis superior (SCG) das einzige Ganglion des Sympathikus, das den Kopf innerviert. Das SCG reguliert verschiedene physiologische Funktionen, wie z.B. die Speichelsekretion und den zirkadianen Rhythmus, und innerviert direkt die zervikalen Lymphknoten 8,9,10. Das SCG wurde auch mit pathologischen Prozessen wie der Makuladegeneration11 und dem Fortschreiten der Aortendissektion12 in Verbindung gebracht. Darüber hinaus wurde berichtet, dass die Resektion des SCG die Ischämie-Reperfusions-induzierte akute Nierenschädigung verschlimmert13 und auch die Darmmikrobiota bei Rattenverändert 14.
Die vollständige Ablation des SCG in einem Mausmodell würde eine wertvolle experimentelle Technik darstellen, um die Krebsforschung und das autonome Nervensystem zu ermöglichen. Während in vielen Studien die pharmakologische adrenerge Rezeptorblockade als adrenerge Ablation eingesetzt wurde 15,16,17,18,19,20, ermöglicht die chirurgische Resektion eine vollständige, einseitige adrenerge Ablation unter Vermeidung wiederholter pharmakologischer Eingriffe und der damit verbundenen Nebenwirkungen 21,22,23.
Die chirurgische Resektion des SCG wurde bei Rattenbeschrieben 24, und die meisten Berichte, die die Wirkung der überlegenen zervikalen Ganglionektomie (SCGx) untersuchten, verwendeten das Rattenmodell. Im Vergleich zum Rattenmodell ist SCGx bei Mäusen aufgrund der geringen Größe des SCG technisch anspruchsvoller. Mäuse sind jedoch vergleichsweise einfacher zu handhaben, kostengünstiger und anfälliger für genetische Manipulationen. Garcia et al. gehörten zu den ersten, die über SCGx bei Mäusen berichteten, und es wurde festgestellt, dass es die Insulinfreisetzung beeinflusst25. In jüngerer Zeit beschrieben Ziegler et al. SCGx in Mäusen auf der Grundlage der veröffentlichten Technik, die für Ratten beschrieben wurde24,26. Dieser und andere Artikel beschreiben eine Methode, bei der zunächst die Arteria carotis communis (CCA) identifiziert und präpariert wird und anschließend das SCG aus der Bifurkation der CCA entfernt wird21,22,27,28. In diesem Artikel wird eine weniger invasive und sicherere Technik an Mäusen beschrieben, die die Dissektion des CCA vermeidet und dadurch die schwerwiegendste Komplikation dieses Verfahrens minimiert – Blutungen aus einer Verletzung des CCA.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieses Protokoll beschreibt ein Mausmodell für die chirurgische einseitige Ablation des SCG-Inputs. Diese Technik ermöglicht es, die Auswirkungen der adrenergen Innervation in verschiedenen Situationen zu untersuchen. Darüber hinaus kann das resezierte sympathische Ganglion auch in 3D-Matrigelkultur für In-vitro-Experimente gezüchtet werden30.
Studien mit SCGx wurden hauptsächlich an Ratten durchgeführt, da ihre größere Anatomie eine einfachere anatomi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Q. W. wurde von NIH T32CA009685 unterstützt. R. J. W. wurde von NIH R01CA219534 unterstützt. Die Core Facilities des Memorial Sloan Kettering Cancer Center wurden von NIH P30CA008748 unterstützt.
Materials
| Anti-Tyrosine Hydroxylase Antibody | EMD Millipore | AB152 | |
| Artificial Tears Lubricant Ophthalmic Ointment | Akorn | 59399-162-35 | |
| Curity 2 x 2 Inch Gauze Sponge 8 Ply, Sterile | Covidien | 1806 | |
| Derf Needle Holder | Thomas Scientific | 1177K00 | |
| Dissecting Microscope | |||
| Dumont #5/45 Forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | |
| Dumont #7b Forceps | Fine Science Tools | 11270-20 | |
| ETHILON Nylon Suture | Ethicon | 698H | |
| Fine Scissors – ToughCut | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Hypoallergenic Surgical Tape | 3M Blenderm | 70200419342 | |
| Induction Chamber, 2 Liter | VetEquip | 941444 | |
| Isoflurane | Baxter | 1001936060 | |
| Nair | Church & Dwight Co., Inc | 40002957 | chemical hair removing agent |
| NORADRENALINE RESEARCH ELISA | Labor Diagnostika Nord (Rocky Mountain Diagnostics) | BA E-5200 | |
| NSG Mouse | Jackson Laboratory | JAX:005557 | |
| Povidone-Iodine Swabstick | PDI | S41350 | |
| Webcol Alcohol Preps | Covidien | 5110 |
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