A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
يعد التهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي التجريبي أحد أكثر نماذج الفئران استخداما على نطاق واسع لمرض التصلب المتعدد. في البروتوكول الحالي ، يتم تحصين الفئران C57BL / 6J من كلا الجنسين بببتيد البروتين السكري قليل التغصن المايلين ، مما يؤدي بشكل رئيسي إلى شلل جزئي تصاعدي في الذيل والأطراف. نناقش هنا بروتوكول التعريف والتقييم EAE.
التصلب المتعدد (MS) هو مرض التهابي مناعي ذاتي مزمن يؤثر على الجهاز العصبي المركزي (CNS). يتميز بانتشار مختلف بين الجنسين ، مما يؤثر على النساء أكثر من الرجال ، ونتائج مختلفة ، تظهر أشكالا أكثر عدوانية لدى الرجال منها لدى النساء. علاوة على ذلك ، فإن مرض التصلب العصبي المتعدد غير متجانس للغاية من حيث الجوانب السريرية والسمات الإشعاعية والمرضية. وبالتالي ، من الضروري الاستفادة من النماذج الحيوانية التجريبية التي تسمح بالتحقيق في أكبر عدد ممكن من جوانب علم الأمراض. يمثل التهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي التجريبي (EAE) أحد أكثر نماذج مرض التصلب العصبي المتعدد استخداما في الفئران ، حيث يقوم بنمذجة ميزات المرض المختلفة ، من تنشيط الجهاز المناعي إلى تلف الجهاز العصبي المركزي. هنا نصف بروتوكولا لتحريض EAE في كل من الفئران C57BL / 6J من الذكور والإناث باستخدام تحصين البروتين السكري قليل التغصن المايلين 35-55 (MOG35-55) ، مما يؤدي إلى تطور شكل مزمن من المرض. نبلغ أيضا عن تقييم النتيجة السريرية اليومية والأداء الحركي لهذه الفئران لمدة 28 يوما بعد التحصين (28 نقطة في البوصة). أخيرا ، نوضح بعض التحليلات النسيجية الأساسية على مستوى الجهاز العصبي المركزي ، مع التركيز على الحبل الشوكي باعتباره الموقع الرئيسي للتلف الناجم عن المرض.
التصلب المتعدد (MS) هو مرض التهابي مناعي ذاتي مزمن يؤثر على الجهاز العصبي المركزي (CNS). يظهر وجود تسلل حول الأوعية الدموية للخلايا الالتهابية ، وإزالة الميالين ، وفقدان المحور العصبي ، والتسمم1. لا تزال مسبباته غير معروفة ، وتشير جوانبه السريرية والتصوير الشعاعي والسمات المرضية إلى عدم تجانس ملحوظ في المرض2.
نظرا لمسببات وتعقيده غير المعروفين ، في الوقت الحاضر ، لا يوجد نموذج حيواني يلخص جميع السمات السريرية والإشعاعية المعروضة في MS 3,4 البشري. ومع ذلك ، يتم استخدام نماذج حيوانية مختلفة لدراسة جوانب مختلفة من MS 3,4. في هذه النماذج ، عادة ما يكون بدء المرض مصطنعا للغاية ، ويختلف الإطار الزمني لظهور العلامات السريرية بين البشر والفئران. على سبيل المثال ، في البشر ، لا يتم اكتشاف العمليات الفيزيولوجية المرضية الكامنة وراء المرض لسنوات قبل ظهور المظاهر السريرية. على العكس من ذلك ، يمكن للمجربين اكتشاف الأعراض في النماذج الحيوانية في غضون أسابيع أو حتى أيام بعد تحريض مرض التصلب العصبي المتعدد4.
تنتج ثلاثة نماذج حيوانية أساسية سمات إزالة الميالين التي تميز مرض التصلب العصبي المتعدد: تلك التي يسببها الفيروس (على سبيل المثال، فيروس التهاب الدماغ والنخاع الفأر في ثيلر)، وتلك التي تسببها العوامل السامة (على سبيل المثال، كوبريزون، ليسوليسيثين)، والمتغيرات المختلفة لالتهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي التجريبي (EAE)5. يساعد كل نموذج في دراسة بعض الجوانب المحددة للمرض ولكن لا شيء يكرر جميع ميزات MS6. وبالتالي ، من الأهمية بمكان اختيار النموذج الصحيح مع مراعاة الاحتياجات التجريبية المحددة والأسئلة العلمية التي يجب معالجتها.
بفضل إجراءات التحصين ضد المستضدات المشتقة من المايلين ، يتم تحفيز EAE عن طريق تحفيز استجابة المناعة الذاتية لمكونات الجهاز العصبي المركزي في الفئران الحساسة. يؤدي التفاعل بين مجموعة واسعة من الآليات المناعية المرضية والعصبية المرضية إلى تطور السمات المرضية الرئيسية لمرض التصلب العصبي المتعدد (أي الالتهاب وإزالة الميالين وفقدان المحور العصبي والتسمم بالدم) في الفئران المحصنة 7,8. تبدأ الفئران في إظهار الأعراض السريرية في الأسبوع الثاني تقريبا بعد التحصين وتظهر عموما شللا تصاعديا من الذيل إلى الطرف والطرف الأمامي. يتم تقييم النتيجة السريرية (أي القياس الكمي لتراكم العجز المرتبط بالمرض) بشكل عام باستخدام مقياس مكون من 5 نقاط7.
يمكن استخدام التحصين النشط بالبروتين أو الببتيد أو النقل السلبي للخلايا التائية الدماغية المنشأ للحث على EAE في الفئران ذات الخلفيات الوراثية المختلفة (على سبيل المثال ، SJL / J ، C57BL / 6 ، والفئران غير المصابة بالسمنة والسكري (NOD). بروتين المايلين البروتيني (PLP) وبروتين الميالين الأساسي (MBP) والبروتين السكري قليل التغصن المياليني (MOG) هي أمثلة على بروتينات الجهاز العصبي المركزي الذاتي التي تنتج منها عادة مولدات المناعة. على وجه الخصوص ، تقوم الفئران SJL / J المحصنة بالخاتمة المناعية ل PLP (PLP139−151) بتطوير مسار مرض الانتكاس والتحويل (RR) ، بينما تظهر الفئران C57BL / 6J المحصنة بالببتيد MOG35-55 المناعي EAE ذو الطبيعةالمزمنة 1. على الرغم من بعض القيود ، مثل توفير القليل جدا من المعلومات حول تطور مرض التصلب العصبي المتعدد ، أو دور الخلايا البائية في المرض ، أو الآليات من الداخل إلى الخارج ، أو الصعوبات في دراسة إعادة الميالين ، فقد ساهمت نماذج EAE بشكل كبير في فهم عمليات المناعة الذاتية والالتهابات العصبية ، وزيادة المعرفة في مجال مرض التصلب العصبي المتعدد وبالتالي السماح بتطوير مناهج علاجية جديدة لهذا المرض4 ، 6.
في العمل الحالي ، ركزنا على شكل معين من EAE النشط ، وهو ببتيد البروتين السكري قليل التغصن المايلين 35-55 (MOG35-55) - الشكلالناجم عن 9،10،11،12. نماذج EAE المستحثةMOG 35-55 شكل مزمن من مرض التصلب العصبي المتعدد. بعد التحصين ، تخضع الفئران لمرحلة بدون أعراض خلال الأسبوع الأول بعد التحصين ، ثم يظهر المرض عادة خلال الأسبوع الثاني بعد التحصين ، بينما بين الأسبوعين الثالث والرابع بعد التحصين ، يصبح المرض مزمنا ، مع عدم وجود إمكانية للشفاء التام من العجز المتراكم7،8،13. ومن المثير للاهتمام ، أنه لم يتم ملاحظة أي فروق بين الذكور والإناث في الإصابة أو بداية المرض أو مساره أو تقدمه في معظم الدراسات الموجودة في الأدبيات14 ، حتى لو كانت الدراسات أقل تقارن المرض بين الذكور والإناث.
في المقابل ، في البشر ، من المعروف أن هذه المعلمات تكون ثنائية الشكل جنسيابقوة 2. يؤثر مرض التصلب العصبي المتعدد على النساء أكثر من الرجال. ومع ذلك ، فإن الرجال عموما يصابون بشكل أكثر عدوانية من المرض2. وقد اقترح هذا الدليل دورا أساسيا ومعقدا لهرمونات الغدد التناسلية15. ومع ذلك ، فإن دور وآلية عمل الهرمونات الجنسية في علم الأمراض لا يزال غير واضح. علاوة على ذلك ، تدعم البيانات من النماذج الحيوانية فكرة أن كلا من هرمون الاستروجين والأندروجينات يمارسان تأثيرات إيجابية على مساحات مختلفة من علم الأمراض بطريقة خاصة بالجنس16,17.
تشير بعض الدراسات أيضا إلى تأثيرات البروجسترون الواقية للأعصاب والبروميالين والمضادة للالتهابات18 ، وعلى الرغم من ندرة الأدلة في مرضى التصلب العصبيالمتعدد 18 ، فإن الستيرويدات العصبية النشطة (أي المنشطات المركبة من قبل الجهاز العصبي ، مثل بريجنينولوني ، رباعي هيدروبروجستيرون ، وثنائي هيدروبروجستيرون) قد تؤثر أيضا على الدورة المرضية19. بشكل جماعي ، تدعم هذه البيانات فكرة أن الهرمونات الجنسية المنتجة محيطيا وداخل الجهاز العصبي المركزي لها دور مهم وخاص بالجنس في ظهور المرض وتطوره. لذلك ، في العمل الحالي ، نحث على جمع بيانات منفصلة من كل من الذكور والإناث.
من وجهة نظر التشريح المرضي ، تعمل المادة البيضاء للحبل الشوكي كموقع رئيسي لإصابة الجهاز العصبي المركزي في هذا النموذج ، والذي يتميز بمناطق متعددة البؤر ومتقاربة من التسلل الالتهابي أحادي النواة وإزالة الميالين8. وبالتالي ، عند وصف هذا البروتوكول لتحريض EAE الناجم عن MOG35-55 في الفئران C57BL / 6J ، سنأخذ في الاعتبار نتائج المرض في الجنسين ونقدم بعض الأفكار النسيجية المرضية فيما يتعلق بالحبل الشوكي.
تم تنفيذ رعاية والتعامل معها في العمل الحالي وفقا لتوجيه مجلس الاتحاد الأوروبي المؤرخ 22سبتمبر 2010 (2010/63 / UE) ؛ تمت الموافقة على جميع الإجراءات المبلغ عنها في هذه الدراسة من قبل وزارة الصحة الإيطالية (407/2018-PR) ولجنة الأخلاقيات بجامعة تورينو (المشروع رقم 360384). نقترح التوافق مع التصميم التجريبي لإرشادات REACH التي نشرها في الأصل Kilkenny et al. في 201020. قبل البدء ، تأكد من توفر المواد اللازمة (انظر جدول المواد). تعقيم جميع الأواني الزجاجية والأواني المستخدمة لإعداد مستحلب MOG35-55 في الأوتوكلاف. يتم تمثيل ملخص الإجراءات التجريبية في الشكل 1.
1. إعداد مستحلب MOG35-55
ملاحظة: لتحضير المستحلب ، يلزم وجود MOG35-55 ، ومساعد فرويد غير المكتمل (IFA) ، وسلالة المتفطرة السلية H37Ra (MT) ، والمحلول الفسيولوجي (انظر جدول المواد).
تنبيه: يمكن أن يحفز MT المقتول بالحرارة الاستجابة المناعية الفطرية. تجنب الاستنشاق والابتلاع والتلامس مع الجلد والعينين باستخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة ووزن MT في ميزان دقيق مغطى أسفل الغطاء.
حل | تكوين | تلاحظ |
2 ملغ / مل MOG35-55 محلول الببتيد | الببتيد MOG35-55 المجفف بالتجميد المخفف في محلول فسيولوجي بتركيز 2 مجم / مل | الحفاظ على الحل المخفف بالفعل عند -80 درجة مئوية. |
محلول PT 5 ميكروغرام / مل | PT المجفف بالتجميد المخفف في محلول فسيولوجي بتركيز 5 ميكروغرام / مل. | الحفاظ على الحل المخفف بالفعل عند -80 درجة مئوية. |
مستحلب | الحجم الإجمالي للمستحلب اللازم لكل فأر ليتم تحصينه هو 300 ميكرولتر مقسمة على النحو التالي: | لتجنب البدائل أو التلوث ، قم بإعداد المستحلب في يوم التحصين. |
200 ميكروغرام / فأر من MOG35-55 ، أي 100 ميكرولتر من محلول MOG35-55 2 مجم / مل. | ||
50 ميكرولتر من المحلول الفسيولوجي | ||
150 ميكرولتر من IFA | ||
4 ملغم/مل طن متري، أي 1.2 ملغم/فأر | ||
الحل الفسيولوجي | كلوريد الصوديوم 0.9 ٪ مخفف في الماء المقطر. |
الجدول 1: تكوين الحلول المستخدمة لإجراء التحصين.
2. اختيار والتحصين
3. متابعة EAE
درجة | علامة سريرية | وصف | |||
0 | صحي | لا توجد علامة سريرية ملحوظة. يظهر نغمة طبيعية وحركة الذيل. يمشي دون تعثر. | |||
0.5 | بوابة ضعيفة | رحلات أثناء المشي على الشواية. | |||
1 | ذيل يعرج | عندما يتم التقاط على أساس الذيل ، يتدلى الذيل (الذيل المترهل). | |||
1.5 | ذيل عرج وبوابة ضعيفة | يظهر ذيلا مترهلا ، ويسافر أثناء المشي على الشواية. | |||
2 | رنح | يظهر صعوبات في الوقوف بمجرد قلبه على ظهره. | |||
2.5 | ترنح وشلل جزئي في الأطراف الخلفية | لا يمكن لعروض الوقوف بمجرد قلبها على ظهرها ، وتفقد نغمة أحد أطرافها الخلفية. | |||
3 | شلل الأطراف الخلفية | يفقد لهجة كل من الأطراف الخلفية. | |||
3.5 | شلل الأطراف الخلفية و / أو شلل جزئي في الطرف الأمامي | يفقد لهجة كل من الأطراف الخلفية وجزئيا من الأطراف الأمامية. في الواقع ، يظهر فقدان القوة في قبضة الأطراف الأمامية. | |||
4 | شلل جزئي تترا | يفقد تماما لهجة أطرافه. | |||
4.5 | شلل جزئي تترا وانخفاض درجة حرارة الجسم | يفقد تماما نغمة أطرافه ، ويظهر انخفاضا في درجة حرارة الجسم (إنه بارد). | |||
5 | الموت أو الموت | يموت (لا يستجيب لأي حافز) أو ميت. |
الجدول 2: نظام التسجيل السريري المستخدم لتقييم تقدم EAE.
4. تقييم العلامات النسيجية المرضية التي يسببها EAE على مستوى الحبل الشوكي
ملاحظة: هنا ، نبلغ بإيجاز عن إجراء التضحية بالحيوانات وجمع الحبال الشوكية لإجراء التحليل النسيجي المرضي. للحصول على وصف مفصل ، راجع هذه المراجع10،26،28،29.
متابعة EAE بعد التحصين
وقد تم تقييم ذلك على النحو المبين أدناه.
وزن الجسم وتناول الطعام
يظهر تحليل التباين ثنائي الاتجاه (ANOVA) (الجنس والوقت كمتغيرات مستقلة) انخفاضا في وزن الجسم لحيوانات EAE من كلا الجنسين ، خاصة خلال الأسبوع الثاني بعد الحث (F (1,57) <...
أدى بروتوكول EAE الناجم عن MOG35-55 الذي وصفناه إلى تطوير شكل مزمن من مرض التصلب العصبي المتعدد في الفئران C57BL / 6J7،8،13. في هذه النتائج التمثيلية ، أبلغنا أن من كلا الجنسين التي خضعت لإجراء التحصين طورت شكلا مزمنا من المرض (أي أنها لا تتعافى...
ليس لدى أي من المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه فيما يتعلق بالبحث والتأليف و / أو نشر هذه المقالة.
تم دعم هذا العمل من قبل وزارة الخارجية ، وجامعة وجامعة ريسيركا - مشروع MIUR Dipartimenti di Eccellenza 2018-2022 و 2023-2027 إلى قسم علم الأعصاب ريتا ليفي مونتالتشيني. مؤسسة كافالييري أوتولينغي، أورباسانو، إيطاليا. كان BB زميلا في INFRA-P ، منطقة بيدمونت (n.378-35) (2022-2023) و PRIN 2020 - 20203AMKTW. نشكر مؤسسة البحوث الحيوية أونلوس (FORB) على الدعم. تم دعم رسوم النشر من خلال التبرع الكريم من Distretto Rotaract 2031 ، وعلى وجه الخصوص ، Rotaract Club Torino Nord-Est. نشكر إيلين ميلر على التدقيق اللغوي لمخطوطتنا.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
18 G x 1 ½“ 1.2 x 40 mm needle for the glass syringe | Terumo | TER-HYP-18G-112-PIN | |
Digital camera connected to the optical microscope | NIKON DS-U1 digital camera | ||
Electronic precision balance | Merck | Mod. Kern-440-47N, resolution 0.1 g | |
Eosin Y | Sigma-Aldrich | HT110216 | |
Glass syringe pipet “ultra asept” 10 ml | Sacco System | L003465 | |
Glassware (i.e., becker to prepare the emulsion) | VWR | 213-1170, 213-1172 | |
Hematoxylin (Mayer’s) | Sigma-Aldrich | MHS32 | Filter before using it. |
Image analysis Software | Fiji | ||
Incomplete Freund’s adjuvant (IFA) | Sigma-Aldrich | F5506 | Store at +4 °C. |
Isoflurane | Wellona Pharma | This drug is used as inhalational anaesthetic. | |
Male and female C57BL/6J mice | Jackson Laboratory, Envigo | Age 8-10 weeks, optimal body weight of ~20 g. | |
Microtome | Leica HistoCore BIOCUT R | ||
Mounting Medium | Merck | 107961 | |
Mouse Rotarod | Ugo Basile | #47600 | |
Mycobacterium tuberculosis (MT), strain H37Ra | Difco Laboratories Inc. | 231141 | Store at +4 °C. |
Myelin oligodendrocyte glycoprotein peptide 35-55 (MOG35-55) | Espikem | EPK1 | Store at -80 °C diluted (2 mg/mL) in physiological solution; prepare it on the day of the immunization to avoid, as much as possible, alterations or contaminations. |
Optical microscope | NIKON eclipse 90i | ||
Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich | 158127 | Store at +4 °C once diluted (4%) in phosphate buffer. |
Pertussis toxin (PT) | Duotech | PT.181 | Store at -80°C diluted (concentration 5 µg/mL) in physiological solution |
Physiological solution (sodium chloride 0.9% solution) | B. Eurospital | A 032182038 | Store at +4 °C once opened. |
Saline phosphate buffer (PBS) | Thermo Scientific | J61196.AP | |
Software for image acquisition | NIS-Element AR 2.10 | ||
Syringes U-100 0.5 mL with 30 G x 5/16” (0.30 x 8 mm) in fixed needle | Nipro | SYMS-0.5U100-3008B-EC | |
Syringes U-100 1 mL with 26G x ½” (0.45 x 12.7 mm) in needle | PIC | 20,71,26,03,00,354 | |
Vet ointment for eyes | Lacrilube, Lacrigel Europhta | ||
Xylazine | Rompun | This mixture of drug is used as injectable anaesthetic and sedative. | |
Zolazepam and Tiletamine | Zoletil 100 | This drug is used as injectable anaesthetic, sedative, muscle relaxer, and analgesic |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved