כל בעלי החיים נהלים חייבים להיות מאושרים על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים ועדת שימוש (IACUC) או שווה ערך. אם קיימת אי ודאות לגבי הנהלים הספציפיים המתוארים כאן, אל תמשיך. להבהיר עם IACUC של המוסד וחבר צוות וטרינרי המיועד.
1. הבטחת סטריליות של תאים תרבותיים ועקבו עקרונות של טכניקות אספטי
- בצע את נוהלי מעבדה סטנדרטיים בכל נהלי התרבות התא דרישות IACUC לבדיקת תאים ללא אישור מצב ללא הפתוגן לפני מתן כדי עכברים 9 , 10 .
- בצע את דרישת NIH לאימות התא כדי להבטיח תוצאה לשחזור 11 .
- עקוב אחר ניתוח טכניקות אספטיות קטנות שהוקמו בכתב יד זה 4 .
2. הכנת תאים גליומה עבור ב ניסוי Vivo 2 , 4
- תאים של גליומה (GBM43, GBM6 ו- U87MG) בסרום המכיל בסרום (10% בסרום העובר של דולבקו), או במדיום חופשי בסרום (בינוני נוירובאסלי עם תוספי מזון B27, N2, הפרין, גורם לגדילה באפידרמיס [ EGF], גורם הגדילה הבסיסי fibroblast [bFGF], אנטיביוטיקה, ו- L- גלוטמין 12 ), בתא humidified CO 2 תרבות החממה.
- בדוק את כל שורות תאים באמצעות לוח העכבר העכבר לרוץ מספקי שירות מסחריים.
- איסוף תאים חסיד על ידי הסרת בינוני תרבות. דגירה עם 0.05% טריפסין במשך 5 דקות בטמפרטורת החדר (1 מ"ל של טריפסין עבור בקבוק T25, 2 מ"ל עבור בקבוק T75, בקנה מידה בהתאם עבור צלוחיות תרבות עם שטח הפנים גדול יותר) ולאחר מכן לשטוף תאים עם Ca 2 + ו Mg 2 + פוספט חינם שנאגרו מלוחים (PBS).
- הקש עלבקבוק כדי לסלק תאים מיד לנטרל עם עודף של המדיום המכיל בסרום (8 - 9 מ"ל). לאחר מכן להשתמש בטפי להחדרת נוזלים סרולוגיות כדי לשאוב את ההשעיה תא צינורות צנטריפוגה.
- צנטריפוגה תא ההשעיה ב XG 400 במשך 5 דקות. לשטוף את התא לפחות פעמיים עם 10 מ"ל של PBS על ידי צנטריפוגה חוזרת.
- איסוף תאים glioma גדל כמו כדורי הגידול במדיום חופשי בסרום באמצעות צנטריפוגה (אותה מהירות ומשך כאמור); לנתק את תא גלולה על ידי הדגירה ב 1 - 2 מ"ל של פתרון ניתוק התא ב 37 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות לפני שטיפה פעמיים עם 10 מ"ל של PBS על ידי צנטריפוגה (400 x 5xxx).
- Re- להשעות גליומה ב מלוחים סטרילית בריכוז של 50,000 - 200,000 תאים לכל 2.5 μL. מספרי תאים המשמשים להזרקה למוח העכבר תלויים בקצב הצמיחה שנקבע עבור כל שורה של תאי גליומה. הנה, להשתמש 25,000 ו 100,000 עבור GBM43 ו GBM6 החולה נגזר תאים סרטניים, בהתאמה.
- הכן כפליים את כמות nceמספר תא ssary להשתלה כדי להסביר את אובדן של שבר במהלך ההליך. מעבירים את ההשעיה תא להזרקה לצינור microcentrifuge סטרילית צינור במקום על הקרח. שמור תאים על הקרח במשך 2 שעות מקסימום במהלך ניתוחים, להכין אצווה חדשה אם ניתוחים מתמשכים מתוכננים.
3. השתלת תוך גולגולתי ליצור מודלים עכבר Xenograft ( איור 1 א ) 2 , 4 , 13
- לפני יום הניתוח, לעקר את כל כלי ניתוח ב החיטוי, ולהכין את כל טיפול שלאחר ואחרי טיפול בבעלי חיים לכל פרוטוקול מאושר IACUC. לעקר את מסגרת stereotaxic וציוד היקפי כדי להבטיח תנאי aseptic תוך, ובכך למזער סיבוכים.
- ארגן את אזור הפעולה כדי למזער את העומס ואת האפשרות של זיהום.
- השמלה בציוד מגן אישי מתאים(PPE) לפי דרישת IACUC.
- הגדרת התאוששות שלאחר הניתוח התאורה המתאימה. ודא כי הרדמה ומשככי כאבים מוכנים טרי באמצעות ריאגנטים שלא חלפו. הגדרת המתאים הגוף תחזוקת חום מכשירים לכל פרוטוקול מאושר IACUC.
- כדי לקבוע את המטופל האנושי הנגזרות xenografts התאים האנושיים לבדיקת משלוח intranasal של NSCs אנושיים, להשתמש מינים עכבר immunocompromised כגון nu / nu עכבר אתימי של כל מין בגיל 6 שבועות בערך.
- להרדים את החיה בהתבסס על משקל הגוף באמצעות ריאגנטים שאושרו, כלומר באמצעות הזרקה תוך-עינית (IP) של תערובת של קטמין (50-100 מ"ג / ק"ג, התייעץ עם IACUC מוסדי לטווח מינון מאושר) ו- xylazine (5-10 מ"ג / Kg; להתייעץ IACUC מוסדיים על טווח מינון שאושר) ב 200-250 μL מלח סטרילית, או באמצעות הרדמה isoflurane 4-5% באמצעות מכשיר שאיפה.
- ודא החיה הגיעה המטוס הרדמה כירורגית בY אצבע לפני צלקת העור. החל ג 'ל עיניים סטריליות מספיק כדי להבטיח את מצב לחות של הקרניות של החיה.
- לעקר את הגולגולת באמצעות מגבונים חוזרים חוזרים לסירוגין של betadine ו אלכוהול איזופרופיל לכל Pritchett-Corning et al. 14 .
- ספק את החתך טרום החתך על ידי הזרקת SC של Buprenex (0.05 - 2 מ"ג / ק"ג) לפני החתך באמצעות להב כירורגי.
- השתמש מעוקל כותנה מעוקל נוטה לעזור המוסט בעת חשיפת הגולגולת; השתמש מי חמצן 3% כדי להקל על דימום מקרי.
- השתמש במקלדת כף יד חשמלי מופעל על ידי סוללה (פחות מ 1 מ"מ רוחב) כדי ליצור חור בר ב 2 מ"מ לרוחב, שמאלה או ימינה, כדי קו האמצע, ו 2 מ"מ מאחורי ברגמה (מיקום קואורדינטות יכול להיות מותאם אישית מבוסס על מודל הגידול המיועד למחקר מסוים).
- הר החיה למסגרת stereotaxic כדי appropriatE יציבה הראש, כך המזרק המילטון מוכנס מוכנס הוא ניצב על פני השטח של הגולגולת סביב החור בר. הקפד לוודא כי המטוס הרדמה של בעל חיים הוא במצב טוב על ידי צובט הבוהן. בדוק את קצב הנשימה כדי לוודא כי החיה אינה תחת לחץ כאב במהלך השלבים הבאים.
* אנו לא מדגישים מיקומי בר אוזן משום: - יש לנו predrilled חור בור כדי למקם את המחט, ולכן, קואורדינטות הגולגולת מדויק הם מיותרים;
- תעלות האוזן עכבר שביר, ואת המיקום המדויק באוזן של סורגי האוזן דורש אימון מעורב יותר שאינו רלוונטי למטרה שלנו. הסיכון לנזק לתעלות האוזן מורין עולה על היתרונות של מיקום מדויק;
- תמיכה בלחי הרבה יותר קל לבצע ומסוגלת להשיג את אותן רמות של יציבות ראש העכבר ואיזון במהלך המיקום. זה יתרון נוסף עבור ניתוחי זמן מרובים רגישים כדי להבטיחהשלמת במועד עם כדאיות התא טוב.
- השתמש את הכפתורים מסגרת stereotaxic למקם את קצה מזרק שטוח קצה החור בר, ולאחר מכן להוריד אותו לאט עד 3 מ"מ מתחת למשטח דורה. נסוג 0.5 מ"מ כדי לשמור על קצה המחט ב 2.5 מ"מ מתחת לדורה.
- להזריק 2.5 μL של תאים דליומה preloaded על פני תקופה של 1 דקות. בואו המחט לשמור על מעמדה עוד 1-2 דקות לפני לאט, במשך 1 דקות, לסגת את המחט מתוך המוח וטיפול כדי למזער את תא backflow. החל שעווה סטרילית עצם כדי למנוע outgrowth הגידול הגולגולתי.
- סגור את הפצע באמצעות נירוסטה פצע קליפים (7 מ"מ). לספק זריקה תת עורית (sc) של 1 מ"ל של תמיסה רינגר סטרילי הנקי (מראש מחומם ל 37 מעלות צלזיוס), ומניחים את החיה בתא התאוששות אשר באמצע הדרך על כרית חימום.
- החזירו את החיות למעמד המאוורר ברגע שהן חוזרות לניידות, ועוקבות אחרי טיפול שגרתי שלאחר הטיפול כדי להבטיח את פעולתן H התאוששות.
4. ויוו הדמיה פליטת אור (BLI) של גידול הגידול ( איור 1 ב ) 15
הערה: החולה נגזר התאים הדליומה משתנים להביע בלוציפראז גחלילית. זה מאפשר לנו לעקוב אחר התקדמות הגידול לאחר השתלת תוך גולגולתי.
- תן לבעלי חיים הזרקת ה- IP של D- לוציפרין, מלח אשלגן (150 מ"ג / ק"ג) 10 דקות לפני הפגישה הדמיה.
- מיד מקום חיות בחדר חמצן isoflurane מחוממת אושרה על ידי IACUC.
- מקום חיות בתוך החדר מחומם (37 מעלות צלזיוס) הדמיה ללכוד את האות BLI באמצעות הגדרות תוכנה (לפרטים, ראה הוראות היצרן).
5. מוח כולו הקרנה ( איור 1 ג ) 2 , 4 , 13
> הערה: כדי להגביר את ההעברה של hNSCs נמסר intranasally לגידולים במוח, הקרנה מוח שלם של עכברים הנושאים xenografts הגידול תוך גולגולתי ניתן להשתמש 4 .
- השתמש הזרקת ה- IP של תערובת קטמין ו xylazine (50-100 מ"ג / ק"ג ו 5-10 מ"ג / ק"ג בהתאמה, להתייעץ IACUC מוסדיים טווח מינון מאושר) עם מטוס הרדמה תת כירורגית כדי לגרום באופן בינוני הרדמה לעכברים.
- השתמש במגש מדגם למקם את העכברים בתוך החדר בין עופרת חוסם בלוקים, המאפשר חשיפה רק ראש הנתיב קרינה ( איור 2 ).
- תן עכברים עם אישור חיובי BLI של הגידול הגידול (בדרך כלל ביום 7-8 לאחר השתלת תאים הדליומה) מנה יומית של 2 GY של הקרנה במשך 5 ימים רצופים. בצע הערכה של BLI של הגידול לאחר מינון ההקרנה האחרון.
6. שינוי גנטי של תאי גזע עצביים אנושיים (NSCs, Figur3 א) 4
- לשמור על NSCs אנושיים (לשכפל HB1.F3.CD) 6 , 7 ב מדיום DMEM עם 10% FBS ו 1% פניצילין סטרפטומיצין ב 37 ° C חממה humidified תחת 95% בחדר החדר 5% CO 2 ( N NSCs).
- בצע overexpression גנטי של קולטנים chemotaxic, כגון CXC מוטיב chemokine קולטן 4 (CXCR4), ב hNSC ידי התמרה עם קידוד lentivirus עבור CXCR4 האדם.
- כאשר NSCs הם ליד confluency 75-80%, להוסיף את lentivirus CXCR4 למדיום התרבות יחד עם polybrene (8 מיקרוגרם / מ"ל), ו דגירה של 8 שעות או לילה.
- החלף וירוס המכיל בינוני בינוני טרי המכיל blasticidin ב 4 מיקרוגרם / מ"ל לבחירה חיובית של תאים transduced.
- לאמת את רמת הביטוי CXCR4 ב hNSCs שונה ( CXCR4 NSCs) באמצעות cytometry זרימה באמצעות נוגדנים נוגדי CXCR4 ו נוגדנים תואמים isotype ו viכמותי RT-PCR באמצעות זוג primers הגברה CXCR4 ו glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) cDNAs 4 .
- יצירת בקרת NCCs וקטורית ( VC NSCs) באמצעות אותה אסטרטגיה, עם RFP מחליף את הגן CXCR4, ולאמת באמצעות מיקרוסקופיה או cytometry זרימה בשל נוכחות של הקרינה RFP.
7. תנאים מוקדמים היפוקסיים של NSCs אנושיים ( איור 3 א ) 4
- צלחת NSCs תרבותי T75 תרבות צלוחיות כפי שתואר לעיל עד confluency 90% הוא הגיע.
- מקום תא התרבות צלוחיות בתוך תא CO 2 humidified / חממה עם מתוחזקת 1% O 2 רמות במשך 24 שעות, באמצעות אספקת גז N 2 נשלט על ידי מד זרימה אוטומטי מובנית. תאים אלה נקראים H NSCs. בקרת NSCs N מתוארים בשלב 7.1.
8. טוען של הוNSCs אדם עם וירוס Oncolytic ( איור 3B -3H ) 5
- 8.1.Infect N NSCs, NSCs, VC NSCs, CXCR4 NSCs עם 50 adnovirus שכפול מותנה (CRAD) -S-pk7 חלקיקים נגיפיים / תא 4 , 16 .
- 8.2.After 2 שעה של הדגירה בטמפרטורת החדר עם תקופתיים הקשה, לשטוף תאים שלוש פעמים עם התקשורת כדי להסיר חלקיקים נגיפיים מאוגדים להשעות תאים מלוחים סטריליים להזרקה.
זהירות: לבצע את כל הווירוס הקשורים בתהליכים חוץ גופית תרבות במתקנים עם הייעוד ברמה biosafety המתאים, כגון BSL2. ציוד מגן אישי מתאים צריך להיות משוחק על ידי חוקרים המטפלים בווירוס oncolytic לכל הנחיות המוסד לבעלי חיים מוסדיים 4 , 16 .
9. טעינת תאי גזע עם מיקרוN-size תחמוצות ברזל Paramagnetic (MPIO) עבור מעקב ויוו באמצעות הדמיה תהודה מגנטית (MRI, איור 3B -3H ) 2
- כדי לתאי גזע תאים, להוסיף MPIOs לתרבויות תא גזע ב confluency ~ 80%, בנוכחות מגיב transfection עבור הדגירה לילה. היעילות של תיוג תא גזע (NSCs 4 או MSCs 2 ) עם MPIOs (פלאש אדום מצומדות) נקבע על ידי cytometry הזרימה.
- כדי להמחיש הגירה תא גזע והפצה במוחם של בעלי חיים גליומה, לרכוש גם מרובה פרוסה ברזולוציה גבוהה T2 משוקלל רכישה מהירה עם שיפור הרפיה ספין הד תמונות מרובה פרוסה T1 משוקלל מהיר זווית נמוכה זריקה (FLASH) sequences הד הדרגתי כדי להעריך את המבנה באמצעות שני מטוסים העטרה ו צירית של המוח העכבר 2 .
10. Intranasal משלוח של NSCs טיפולית ( דמויות 1D ותרשים 3D ) 2 , 4
- תרבות לאסוף NSCs ( N NSCs, NSCs, NCs VC , ו CXCR4 NSCs) על פי פרוטוקול המתואר בסעיף 3.
זהירות: כל ההליכים בבעלי חיים הקשורים NSCs נטען OV חייב להתבצע במתקנים עם הייעוד ברמה biosafety המתאים, כגון מתקני BL2 או BSL2. - להרדים עכברים באמצעות הזרקת ה- IP של תערובת קטמין ו xylazine על פי שלב 3.6.
- מקום עכברים על וילון נקי פונה כלפי מעלה עם כרית חימום מתחת לשמור על טמפרטורת הגוף. התאם כרית מרופד עשוי מגבות נייר מגולגל עם קלטות כדי להבטיח את זווית זקוף של הנחיריים כאשר הניח מתחת לראש העכבר.
הערה: Hyaluronidase מראש הטיפול (סך של 100 U כמו ארבע חיסונים חוזרים על 5 דקות אינטרוולים, 3 μL בכל נחיריים) של האף eביתית תוארה בעבר 2 , 17 . - באמצעות micropipette, לוותר 2 μL ההשעיה NSC לנחיריים של העכבר. ראייה לאשר את השאיפה של טיפה לפני המעבר העכבר הבא. המספר הכולל של תאים נמסר ניתן לקבוע על ידי המשתמש; להשתמש 62,500-125,000 תאים / μL, כך 0.5-1 מיליון תאים ניתן להעביר 4 x 2 מינונים μL.
- השתמש טיימר כדי להבטיח 5 דקות intervals בין כל ההשעיה תא הממשל, עד 4 פעמים.
- אפשר לבעלי חיים להשיב את התנועה בתא התאוששות, עם עמדת שכיבה לאורך כל הזמן.
11. ניתוח הישרדות ( איור 3E )
- הזן את נתוני משך ההישרדות של בעלי חיים בתוכנות סטטיסטיות, ובצע השוואות סטטיסטיות תוך שימוש במבחן log-rank עם ערכי החשיבות הבאים: * p < 0.05, ** p <0.01, *** p <0.001.
12. אוסף רקמות והיסטולוגיה / אימונוציטוכימיה אימות של תאי גזע בתאי גזע פנימיים 2 , 4
- בנקודת הסיום של המחקר, להרדים עכברים באמצעות פרוטוקולים אישרה IACUC. נוהג סטנדרטי הוא באמצעות חדר זרימה בשליטה CO 2 להקריב את החיות כמו האסטרטגיה המתת חסד העיקרי ואחריו exsanguination ידי קיבוע זלוף.
- מיד לאחר הקורבן, לבצע זלוף intracardiac עם PBS על החיה כדי להבטיח חיסול שאריות דם כלי הדם ואת שימור רקמות לניתוח היסטולוגית שלאחר מכן.
- מניחים את החיה CO 2- מורמן על גבי משטח סופג במצב שכיבה, להמשיך עם laparotomy לחשוף את שריר הסרעפת, אשר גזור יחד עם כלוב הצלעות, כדי לחשוף את הלב.
- אחרי אמאהמלך ניק על אטריום ימין באמצעות זוג מספריים לנתיחה, להאיץ את exsanguination עם 3-5 מ"ל של הזרקת PBS דרך החדר השמאלי על השיא. הזרק קר paraformaldehyde 4% (PFA) למחזור באמצעות מזרק; עוויתות שרירים היקפיים לספק אישור חזותי כי אין חסימה העיקרי במחזור זה ימנע קיבעון רקמות תקין.
- כירורגי להסיר את הראש של הפגר ולשמור בצינור 50 מ"ל צנטריפוגה 4% PFA ב 4 ° C במשך הלילה. לשנות את הפתרון סוכרוז 30% למחרת היום לנתיחה רקמת המוח עוד 24 שעות מאוחר יותר.
- הטמיעו את רקמות המוח במתחם אוקטובר והקפאה של פלאש על איזופנטן על קרח יבש. ביצוע cryosectioning של בלוק רקמה כתוצאה לייצר 10-20 סעיפים רקמות מיקרומטר עבור יישומים היסטולוגיה ו immunocytochemistry.