A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
هنا ، نقدم بروتوكولا يجمع بين التثقيب الكهربائي في الجسم الحي وإزالة التعصيب في عضلة الرافعة القحفية الطويلة (LAL). يتيح هذا الإجراء دراسة الدور المحتمل للبروتينات المشتقة من العضلات في تجديد المشبك العصبي العضلي.
الوصلة العصبية العضلية (NMJ) هي المشبك المحيطي الذي يتحكم في تقلص ألياف العضلات الهيكلية للسماح بالحركة المنسقة للعديد من الكائنات الحية. في NMJ ، يتصل طرف المحور العصبي الحركي قبل المشبكي بمجال ما بعد المشبكي العضلي وتغطيه خلايا شوان الطرفية. تتعرض سلامة ووظيفة NMJ للخطر في ظل عدة ظروف ، بما في ذلك الشيخوخة والأمراض العصبية العضلية والإصابات الرضحية. لتحليل المساهمة المحتملة للبروتينات المشتقة من العضلات في الحفاظ على NMJ وتجديدها ، تم الجمع بين استراتيجية نقل الجينات في الجسم الحي مع إزالة تعصيب عضلة الرافعة القحفية الطويلة (LAL) بعد إصابة العصب الميكانيكي. أظهرت النتائج السابقة أن التعبير القسري لبروتينات الفلورسنت للتحكم لا يغير تنظيم NMJ أو النقل العصبي. يهدف هذا الإجراء إلى وصف طريقة مفصلة للتثقيب الكهربائي في الجسم الحي لعضلة LAL متبوعا بقطع أو سحق فرع معين من العصب الوجهي الذي يعصف عضلات الجمجمة ، مما يؤدي إلى إزالة التعصيب وإعادة التعصيب ، على التوالي. يشكل الجمع بين هذه الاستراتيجيات التجريبية في عضلة LAL المريحة طريقة فعالة لدراسة المساهمة المحتملة للإفراط في التعبير عن بروتين العضلات أو إسكاته في سياق إعادة تعصيب NMJ على المدى القصير.
الوصلة العصبية العضلية (NMJ) هي المشبك المحيطي الذي يتحكم في تقلص العضلات ، وبشكل غير مباشر ، الحركة المنسقة للكائناتالحية 1. يتكون من طرف محوري حركي قبل المشبكي ، وهو مجال عضلي بعد المشبكي المخصب بمستقبلات الأستيل كولين (AChRs) ، وخلايا شوان الطرفية غير النخاعية التي تغطي محطة المحورالعصبي 2،3،4. عند إزالة التعصيب NMJ بسبب إصابة الأعصاب الطرفية الرضحية أو المرض أو التدخل الدوائي ، يفقد نشاط العضلات المقلصة5،6. نظرا لأن بعض البيئات الدقيقة المتساهلة تسمح بالتعافي الوظيفي في الوقت المناسب وبشكل فعال ، فإن البحث عن البروتينات التي يمكن أن تساعد في عملية التجديد يعد ضرورة دائمة. هنا ، تم الجمع بين إجراءين لتقييم الدور المحتمل للتلاعب بالتعبير عن بروتين العضلات على وجه التحديد في التجديد قصير المدى ل NMJ بعد إصابة الأعصاب.
العضلة الرافعة الطويلة (LAL) ، الموجودة على السطح الظهري للجمجمة ، هي عضلة رقيقة ومسطحة تتحكم في حركة الصيوان. تتكون عضلة LAL من عصابات منقارية وذيلية ، تحتوي كل منها على طبقتين أو ثلاث طبقات من ألياف العضلات7،8. يقوم الفرع الأذني الخلفي للعصب الوجهي بتعصيب عضلة LAL ، مما يولد نمط تعصيب موصوف جيدا يتكون من خمس مناطق تعصيب منقارية (R1-R5) ومنطقتين ذيليتين (C1-C2)8،9،10. LAL هي عضلة مكشوفة بشكل سطحي ويمكن الوصول إليها بسهولة ، لذلك يتطلب استخدامها إجراءات طفيفة التوغل. يسمح ذلك بتصور NMJ باستخدام الفحص المجهري في الوقت الفعلي ، وتوصيل الأدوية ، بالإضافة إلى تدخل مستحضرات العضلات الكاملة في كل من الجسم الحي وخارج الجسم الحي11،12. إجمالا ، تجعل هذه الميزات عضلة LAL نموذجا ممتازا لدراسة سلوك ووظيفة NMJ10،13.
في الجسم الحي التثقيب الكهربائي هو تقنية نقل الجينات التي تسمح بدمج الحمض النووي الخارجي في الأنسجة من خلال النفاذية العابرة لأغشية الخلايا وحركة الحمض النووي داخل الخلايا ، وكلاهما تم إنشاؤه بعد إحداث مجال كهربائي14،15. هذا الإجراء محلي ويمكن إجراؤه في أي مرحلة من مراحل نمو. بالنظر إلى السمات الفريدة لعضلة LAL ، فإن التثقيب الكهربائي في الجسم الحي يمثل إجراء طفيفا للتوغل وعالي الكفاءة وسريعا16 ، مما يجعل من الممكن مراقبة التعبير القوي للبروتين بعد يومين أو ثلاثة أيام من التثقيب الكهربائي.
تم استخدام إجراء سحق العصب الوجهي على نطاق واسع في البحث لأنه يوفر العديد من المزايا5،17،18. تم تعديل هذا البروتوكول سابقا لاستهداف الفرع الأذني الخلفي للعصب الوجهي الذي يعصب عضلات الجمجمة ، بما في ذلك عضلة LAL ، لتجنب شلل الوجه. وبالتالي ، لا تحتاج الفئران إلى عناية خاصة بعد الجراحة (على سبيل المثال ، مرهم العين المزلق لفقدان منعكس الوميض). نظرا لأن إعادة تعصيب NMJ في عضلة LAL يبدأ بين 7-9 أيام بعد الإصابة6 ، فهو نموذج جيد لإعادة التعصيب على المدى القصير مقارنة بنموذج إصابة سحق الأعصاب الشائع الاستخدام للعصب الوركي لإزالة أعصاب عضلات الأطراف الخلفية ، حيث يحدث التعصيب بعد حوالي ثلاثة أسابيع من إصابة الأعصاب18.
سيمكن الجمع بين التثقيب الكهربائي في الجسم الحي وإصابة العصب الوجهي في عضلة LAL الباحثين من تقييم سلوك المكونات المشبكية ضد تعديل البروتين المشتق من العضلات في أوقات مختلفة من تجديد NMJ ، بما في ذلك التأثيرات المورفولوجية قصيرة المدى وطويلة المدى6،16 ، من خلال مجموعة متنوعة من التقنيات بما في ذلك المقايسات الكيميائية المناعية والنسيجية والوظيفية.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية من قبل لجنة أخلاقيات علم الأحياء في جامعة أستراليا دي تشيلي ، تشيلي (البروتوكول رقم 503/2023) ، واتبعت القواعد التي فرضتها لجنة أخلاقيات علم الأحياء التابعة للوكالة الوطنية للبحث والتطوير ، تشيلي (ANID) ، بالإضافة إلى المبادئ التوجيهية لتوجيه المجلس الأوروبي لرعاية المختبر. استخدمت الدراسة الحالية الفئران البالغة (3-6 أشهر) CF-1 من كلا الجنسين (30-45 جم). تم تحقيق القتل الرحيم عن طريق جرعة زائدة من التخدير المستنشق متبوعا بالإفراط في التخدير. الكواشف والمعدات المستخدمة في الدراسة مدرجة في جدول المواد.
1. في الجسم الحي LAL التثقيب الكهربائي للعضلات
2. سحق إزالة التعصيب الناجم عن إصابة الأعصاب
ملاحظة: هذا البروتوكول هو تعديل لبروتوكول17 الموصوف سابقا. قم بتنفيذ هذا الإجراء بفارق لا يقل عن 3 أيام من التثقيب الكهربائي. اعتمادا على أسئلة البحث ، يمكن إجراء هذا الإجراء قبل أو بعد التثقيب الكهربائي.
إن العائد الكمي الفلوري العالي ل tdTomatoprotein 20 يجعله متتبعا مناسبا لكفاءة التثقيب الكهربائي. لذلك ، تم تقييم التعبير عن tdTomato في عضلات LAL عن طريق التثقيب الكهربائي في الجسم الحي (الشكل 1). تم تشريح عضلات LAL بعد 21 يوما من التثقيب الكهربائي. تظهر ...
يعد الجمع بين التثقيب الكهربائي للعضلات في الجسم الحي وإزالة التعصيب نهجا تجريبيا قيما للتحقيق في مكانة متجددة في NMJ4. نظرا لأن عضلة LAL مكشوفة بشكل سطحي ، يمكن استكمال هذه الإجراءات المشتركة بسهولة بتوصيل مجسات أو أدوية يمكن أن تؤثر على تعبير البروتين أ?...
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
نشكر البيئة التعاونية والمحفزة للغاية لأعضاء NeSt Lab على المناقشة والتعليقات المفيدة على هذا العمل. يتم تمويل العمل في مختبر NeSt حاليا من قبل FONDECYT 1221213. تم إنشاء المخطط الوارد في الشكل 1 أ باستخدام BioRender.com.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
#5/45 Dumont forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | Sterilize before use |
anti 2H3 | DSHB | Dilute 1 : 300 | |
anti S100 Ready to Use | Dako | IR504 | Dilute 1 : 5 |
anti SV2 | DSHB | Dilute 1 : 50 | |
Chlorhexidine gluconate 2% | DifenPharma | ||
Cold light dissecting stereomicroscope | Motic | Model SMZ-171 | |
DAPI | Invitrogen | D1306 | Dilute 1 : 100 |
Dumont #5SF Forceps | Fine Science Tools | 11252-00 | Sterilize before use |
Dumont Mini Forceps –Style 5 | Fine Science Tools | 11200-14 | Sterilize before use |
ECM 830 electroporator | BTX Harvard Apparatus | ||
Gold needle-type electrodes | Genetrodes, BTX | 45-0114 | 10 mm straight |
Hamilton syringe | Hamilton | 80400 | |
Hyaluronidase | Sigma-Aldrich | H3884 | |
Inhalation anesthesia machine | SciVerma Scientific | M3000 Table Top | |
Isoflurane | Baxter | 218-082 | |
Mice | Instituto de Salud Publica - Chile | Adult (3-6 months old) CF-1 mice, of both sexes (30-45 g) | |
Razor blades | Schick | ||
Suture Glicosorb 5/0 | TAGUM | GS0812.J | Absorbable polyglycolic acid thread |
tdTomato plasmid | Addgene | 54642 | tdTomato plasmid under the control of the CMV promoter |
Tramadol hydrochloride 5% (Triamcol) | Drag Pharma | ||
Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 91500-09 | Sterilize before use |
WGA Alexa Fluor 488 | Invitrogen | W7024 | Dilute |
α-BTX Alexa Fluor 488 | Invitrogen | B13422 | Dilute 1 : 500 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved