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Method Article
神经前体移植是一种很有前途的战略,保护和/或更换丢失/功能失调颈椎膈运动神经元在脊髓损伤(SCI)和运动神经元症,肌萎缩边音硬化症(ALS)。我们提供了一个细胞传递到脊髓型颈椎病ALS和SCI的啮齿类动物模型腹角的协议。
呼吸妥协由于膈运动神经元的损失是一个衰弱的后果了大量人力外伤性脊髓损伤(SCI)的例1的比例,是与运动神经元症,肌萎缩硬化症(ALS)2支管患者死亡的最终原因。
ALS是一种破坏性的神经系统疾病的特点是较快的上下运动神经元的变性。屈服于平均2-5年的疾病的患者最终因呼吸麻痹由于膈运动神经元膜片3 innnervation损失的诊断。绝大多数情况下是零星的,而10%的家族形式。大约二十%的家族性病例是在21号染色体 4铜/锌超氧化物歧化酶1(SOD1)基因点突变。转基因小鼠4,5和6大鼠携带突变人类的SOD1基因(G93A,G37R,G86R,G85R)已经产生,并且,尽管存在着其他的动物模型运动神经元的损失,目前该疾病的最高度使用的模型。
脊髓损伤(SCI)是一个异构的条件,造成身体创伤,脊髓功能的结果,根据不同的类型,位置和严重程度的伤害 7 。然而,大约一半人类脊髓损伤病例的影响颈椎的地区,导致呼吸功能障碍衰弱由于膈运动神经元的损失和伤害的降bulbospinal呼吸轴突1。已开发的脊髓损伤动物模型,最常用的和临床相关挫伤8。
各种类的神经前体细胞(NPC的)移植是治疗外伤性中枢神经系统损伤和神经退行性疾病,包括ALS和SCI的一种很有前途的治疗策略,因为更换丢失或功能失调性中枢神经系统的细胞类型,提供神经保护作用的能力,并提供基因因素9利益。
ALS和SCI的动物模型,可以模拟许多这些疾病的临床相关的各个方面,包括膈运动神经元的损失和由此产生的呼吸妥协10,11。为了评估全国人民代表大会为基础的战略,在ALS和SCI这些动物模型的呼吸功能的疗效,必须专门针对蜂窝干预含有治疗膈运动神经元等有关目标的地区。我们提供一个详细的协议为多节段椎管内的NPC移植到颈椎脊髓腹侧灰质神经退行性型号如SOD1的G93A小鼠和大鼠,以及脊髓损伤大鼠和小鼠11。
方法
1。细胞制备
作为一个例子,我们将介绍的程序编制胶质祖细胞移植,因为我们的经验与此类型的细胞12。然而,该协议的细节,包括中型和胰蛋白酶的使用,例如,将依赖于特定的细胞用于移植的类型。
可选:添加5.0 mL/T-75瓶1.0毫克/毫升的大豆中的DMEM/F12胰蛋白酶抑制剂。
不要使用0.75 mL管,汉密尔顿注射器/针不能深深地融入这个管。多次注射可能会手术过程中会,要避免打扰同一管内细胞多次。尝试准备至少50%以上的细胞悬液的体积比是需要。整个手术会话保持冰的细胞。准备细胞悬液,以保证细胞移植后的可行性最大的4-5小时内移植细胞。
2。手术前的准备
3。外科手术:动物的制备及手术
动物准备:
外科手术:
议定书的各个步骤相关联的问题的故障排除提示
/细胞存活率不佳的缺乏,这很可能不是与注射相关的技术问题,但可能是由于被注入和/或immunesuppression方案的细胞类型的属性。这些问题需要在经验上的一个细胞类型和动物模型的具体依据评估。免疫缺陷的小鼠和大鼠模型的可用性也可规避与immunesuppression问题,然而,这些动物也存在困难,如成本,维持殖民地的需要,并在手术过程中和房屋所必需的额外谨慎。
功能缺损观 察手术后:在我们的经验,我们没有观察到的前肢和后肢的握力和膈神经/隔膜化合物的肌肉动作电位等措施进行评估时,按照此过程的任何功能缺损的发生,甚至有6注射网站( 2μL每个)在脊髓型颈椎病。组织的破坏也没有被观察到。这些问题的发生可能的原因包括:不使用建议的针规,注入更大的卷和/或手机号码,无意破坏椎板减压不当造成的,缺少的美味佳肴,同时还削减了硬脑膜(如捏#5线钳)或在汉密尔顿针插入脊髓(更换沉闷针)的过程中。
腹侧灰质细胞中未发现:这可能是由于若干问题。如果注射门柱内侧或外侧的目标,确保排队喷射系统并行与脊髓轴,并插入针背根的内侧。如果注射射门偏出背侧或腹侧,确保零的Z轴读数时,针尖是刚刚接触的脊髓背表面,使用适当的斜角(较长的斜面的建议汉密尔顿针可以影响目标),保证脊髓针插入时不压缩,照顾完全使用的显微测量深度,和使用建议的体重范围内的动物。相应的,如果你一直在一个位置注射细胞(这需要组织学评价和后续技术修改),调整你的技术。如果随机分散在所有注射部位注射,您将需要在实践中提高一致性。如果细胞往往是主要位于脊髓背侧沿针道,等待更长的时间之前和之后细胞注射,并延长在一个较长时期的实际注射。
4。代表性的成果:
鼠源性神经胶质祖细胞被移植到成人的SOD1 的 G93A老鼠的脊髓水平的C4腹角(50,000细胞/网站)。鼠源性移植的细胞,通过检测可以区分鼠标特异性抗体,M2的主机大鼠组织。此图像显示了在移植后1个月M2 +移植源性细胞( 见图 12)的生存。腹侧灰质细胞的本地化,但注射部位内侧错过外侧腹角(最膈运动神经元的位置:虚线表示)。被视为没有形成囊肿50,000细胞注入每个站点,并没有从注射过程中的行为减值。然而,注射高得多的细胞数(实际数量根据不同细胞类型,并应系统地评估)结果在注射部位的损伤和沿针轨道( 参见 图 13:与星形胶质细胞标记的免疫组织化学, GFAP) 。
图1。初始的皮肤切口 ,在显微镜的放大倍率最低(我们用8倍的放大倍率),使用手术刀刀片正中切口。横向拉伸皮肤,另一方面使皮肤绷紧(这使得皮肤更容易削减),并从颅底(在耳朵背面的水平)切口(粗虚线表示)肩胛骨(记细虚线)。
图2。手术暴露术野暴露。应方形/矩形。这种形状可以达到4角落,使用4拉钩拉向周围的肌肉。磁带字符串附加到手术板拉钩,以确保拉钩并妥善保管领域的开放。
图2插图。术野暴露拉钩 ,拉钩拉背部肌肉,为了创造一个外科领域都清晰可见脊髓和足够的空间来进行手术。拉钩可通过塑造成所需的形状和大小的坚固纸夹。高压灭菌前手术拉钩。领带的字符串拉钩。
图3。椎骨。以下切除椎旁肌肉,背椎骨表面彻底清洁用咬骨钳。可以看出,个人椎板,以及从侧面脊柱进入背根的。
图4。椎板切除术。开始在脊髓水平C5的椎板切除术。安全脊柱肌肉覆盖水平C2与鼠齿钳。抓斗全椎板咬骨钳(见图表:中线附近抢)。位置咬骨钳,使该工具是完全垂直轴脊柱。慢慢粉碎椎板。不要压到脊髓,因为这将导致脊髓组织受损。粉碎和骨向上轻轻一拉断片。咬骨钳应粉碎片,使人们可以轻松地拉开了距离,以消除。如果一块骨头还连着休息的纹层,不拖船,因为这会导致出血,并可能损伤脊髓。咬骨钳应干净,清晰。
图5。脊髓组织以下椎板切除曝光。扩展椎板切除暴露所有的C4 - C6脊髓。 1在骨超过3脊髓水平的不断开放。不要扩大椎板切除太远横向因为这会引起出血。为了目标腹角,注射部位是相对内侧的,所以它是不必要的扩大椎板切除椎体骨质完整的横向范围。
图6。可以看出, 高倍率的脊髓背表面突出的背血管 。脊髓中线运行。在大多数情况下,观察这种血管模式;然而,一些动物显示血管的非中线轨迹。背根的脊髓背表面的横向方面可以看出。相对覆脊髓硬膜,这些神经有一个朦胧的外观。
图7。注射设置了注射器/针与轴脊柱正确目标所需的解剖区域平行的线。刚好够针角度(约80度,相对手术表)不磕碰的手术范围头,但尽可能接近尽可能(左图)90度。下注射针尖对脊髓背表面使用显微镜(右图)。轻轻触摸针尖与脊髓表面。稍稍压低与针的线。缩回针,直到脊髓回到正常的平整状态。 Z = 0.0上使用的显微标尺,记录这个位置。
图8。高倍率脊髓针注射目的只是内侧的背根的(虚线表示)进入区。
图9。脊髓图:如何定位解剖区域的利益当试图目标腹角,切开硬脑膜平行轴脊柱内侧背根的入口区。这将允许一个目标腹角。下针深度为1.5毫米为目标,在成年大鼠腹角(动物的年龄和性别没有深度上的差异)。下针深度为0.75毫米的目标,在成年小鼠腹角。当然,深度和横向位置取决于特定区域的利益。
图10。手术部位闭幕。一次用4-0缝线缝合关闭三个覆肌肉层。 3地点在延髓,尾椎轴缝合肌肉。
图11。皮肤装订。装订皮肤9.0毫米的伤口剪辑封闭。加强与持针钉书针,以防止动物脱下事先充分伤口愈合的订书钉。空间主食约0.5毫米。
图12。到颈腹角神经胶质祖细胞移植50,000鼠源性神经胶质祖细胞被移植到腹角的SOD1 的 G93A老鼠的脊髓水平的C4。 M2 +鼠源性细胞移植存活1个月后移植。本地化的细胞向腹侧的灰质,但注射部位内侧错过外侧腹角(记虚线)。
图13。组织损伤移植后高的数字神经前体细胞注射高得多的细胞数(实际数量根据不同细胞类型,并应系统地评估)结果在注射部位的损伤和沿针道。
研究涉及的SOD1 G93A小鼠和大鼠,年龄和性别匹配的一组内的动物,和分发不同群体的同一窝内的动物。最好是使用ALS和SCI模型相同性别的所有动物,因为疾病的进程可能男性和女性之间有所不同,但是,它也可能是有用的男女双方有足够的动物,以检测出可能特定性别的影响,这一现象已报道G93A SOD1的老鼠13和G93A SOD1的老鼠14,15。考虑细胞移植到动物的年?...
没有利益冲突的声明。
我想感谢:莱波雷的所有成员,Maragakis和罗斯坦有益的讨论实验室;美国和克雷格H.尼尔森基金会拨款瘫痪退伍军人。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
试剂名称 | 公司 | 目录编号 | |
的HBSS | Gibco公司 | 14170 | |
0.05%胰蛋白酶 | Gibco公司 | 25300 | |
大豆胰蛋白酶抑制剂(可选) | 西格玛 | T - 6522 | |
Acepromazine马来酸(0.7毫克/公斤) | 发酵动物健康 | ||
氯胺酮(95毫克/公斤) | 道奇堡动物健康 | ||
甲苯噻嗪(10毫克/公斤) | 拜耳 | ||
#11羽手术刀片 | 电子显微镜科学 | 72044-11 | |
棉签涂药(6英寸) | 费舍尔 | 23-400-101 | |
鼠有齿镊 | 精细科学的工具 | 鼠:11023-15; 鼠标:11042-08 | |
中型弹簧剪刀 | 精细科学的工具 | 15012-12 | |
微型弹簧剪刀 | 精细科学的工具 | 15000-10 | |
咬骨钳 | 精细科学的工具 | 鼠:16121-14; 鼠标:16221-14 | |
Microknife | 精细科学的工具 | 10056-12 | |
持针 | 精细科学的工具 | 12502-14 | |
缝合:4-0 | 薇乔 | S - 183 | |
主食:9毫米 | Autoclip | 427631 | |
订书机:9毫米(#203-1000反射) | 世界精密仪器 | 5000344 | |
暖水泵(T /泵) | Gaymar | P / ñ 07999-000 | |
环孢素A:250.0 mg/5.0毫升安瓿 | 诺华/ Sandimmune | NDC 0078-0109-01 | |
FK - 506 | 立法会实验室 | F - 4900 | |
雷帕霉素 | 立法会实验室 | R - 5000 | |
注射器 | 世界精密仪器 | UMP2 | |
微型4 Microsyringe泵控制器 | 世界精密仪器 | UMC4 | |
微操作机器人 | 世界精密仪器 | 风筝 - R | |
10.0微升汉密尔顿注射器 | 汉密尔顿 | 80030 | |
汉密尔顿针:33号,45 °斜角,1英寸 | 汉密尔顿 | 7803-05 | |
玻璃20.0μLmicrocapillary移液器(可选) | 金布尔 | 71900-20 |
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