기능과 Neuropathological 평가 대 한 C57BL/6 쥐에 실험 자가 면역 신경 염을 유발 하는 간단한 방법

요약

이 보고서는 성공적으로 유도 실험 자가 면역 신경 염 (EAN) myelin 단백질을 사용 하 여 0 (P0)_180-199 펩타이드 Freund의 완전 한 보조 및 백 일 해 독 소와 함께 하는 간단한 방법을 설명 합니다. 우리는 정확 하 게 기능적인 적자와이 상품에서 발생 하는 neuropathology의 정도 평가 정교한 패러다임 제시.

초록

실험적인 자기 면역 신경 염 (EAN) 자기 면역 주변 demyelinating 질병의 잘 평가 실험 모델 이다. EAN 질환 말 초 신 경계 (PNS)의 구성 요소에 대 한 선 동적인 공격을 직접 neurogenic 펩 티 드와 마우스를 면역에 의해 유발 됩니다. 최근 발전은 myelin 단백질 제로 (P0)_106-125 또는 P0_180-199 펩 티 드 백 일 해 독 소의 주사 함께 보조 제공을 사용 하 여 상대적으로 내성 C57BL/6 마우스 라인에서 EAN의 유도 활성화 했습니다. C57BL/6 스트레인에 EAN을 유도 하는 능력이 마우스 배경에 존재 하는 수많은 유전 도구 사용에 대 한 허용 하 고 따라서 질병 병의 정교한 연구 및 심문에 새로운 치료제의 기계 작업의 수 유전자 변형 접근 조합입니다. 이 연구에서는 EAN C57BL/6 쥐에 P0_180-199 펩 티 드를 사용 하 여 성공적으로 유도 하는 간단한 방법을 보여 줍니다. 우리는 또한 neuropathological 기능의 배열과 함께,이 모델에서 발생 하는 기능적인 적자의 평가 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 따라서,이 모델은 인간의 주변 demyelinating neuropathies의 병 인을 공부 하 고 myelin 복구를 촉진 하 고 면역에 신경 손상 으로부터 보호 하는 것을 목표로 하는 잠재적인 치료의 효능을 결정 하는 강력한 실험 모델 신경 염입니다.

서문

주변 neuropathies 일 수 있다 근원에서 유전 인수, 인수 neuropathies 있는 어느 대사, ischaemic, 염증, 또는 독성 침. 이 질병도 유용 하 게 axonal 또는 근원에서 demyelinative로 분류 됩니다. 가장 일반적인 주변 neuropathies는 급성 염증 성 Demyelinating 증 (AIDP, Guillain-바레 증후군, GBS 라고도) demyelinating 인수 및 만성 염증 Demyelinating 증 (CIDP)^{1, 2 , 3 , 4}. 둘 다 pathogenetically의 주변 신경 demyelination 일으키는 myelin 칼 집에 대 한 지시 자가 면역 반응에 의해 특징 이다. 이 질병에서 활성화 된 T 세포 혈액 신경 방 벽을 교차 하 고 PNS 내 면역 반응을 생성. 다음은 신경 내에서 대 식 세포의 활성화 demyelination phagocytic 공격을 통해 직접 또는 간접적으로 통해 분 비 염증 성 중재자, 마비 및 감각 부전⁵등 임상 장애의 결과로 발생 합니다. Demyelinated 축 삭 demyelination 다음 remyelinated 수 있는 능력을 유지 하는 동안 remyelination 자주 지연 또는 불완전, 돌이킬 수 없는 손상을, 벌 거 벗은 axons의 민감성에 따른 임상 영구의 주요 원인 장애입니다. 현재 가장 효과적인 치료는 immunomodulatory, 하지만 그들의 효 험에도 불구 하 고 많은 경우에는 복구는 종종 느린 고 25% 환자 크게 줄일 그들의 삶의 질^{6, 잔여 기능적인 적자를 경험할 것 이다 7}.

EAN demyelinating pathogenesis 및 비 발한 치료 대리인⁴를 평가 하는 수단으로 귀중 한 통찰력을 제공 하고있다 주변 신경 병의 널리 사용 되는 동물 모델 이다. 이 모델은 토끼, 다른 종에서 유도 될 수 있다 쥐, 쥐 및 기니 피그와 neurogenic 항 원 가진 면역에 의해 유발 됩니다. 그러나, 궁극적으로 성공적인 EAN 유도 발생 하는 질병에 대 한 적절 한 면역 반응에 따라 다릅니다. 면역 기능에 종 (및 남북 species/스트레인) 변화를 감안할 때, 항 원 및 adjuvants의 여러 조합은 성공적으로 EAN을 유도 하기 위해 개발 되었습니다. Murine 유전 도구 점에서 C57BL/6은 가장 널리 사용 되 고; 그러나, 전통적인 P2 단백질 펩타이드 57-81 (P2_57-81) 취약 SJL 마우스 스트레인⁸ 질병에서 발생 하는 불법 pathogenesis C57BL/6 스트레인에 기능적인 적자를 선도를 수 없습니다. 보조 결합에 민감 화 패러다임 P0_106-125 또는 P0_180-199 펩 티 드를 사용 하 여 전달 하는 다행히도, 백 일 해 주사와 함께 독 소 정교한 유전자 도구에 활용 될 수 있도록이 장애물을 극복할 수 있는 murine EAN 모델입니다.

여기, C57BL/6 쥐에 EAN의 감 응 작용을 위한 간단한 방법을 제시 합니다. 또한, 질병과 관련 된 기능 및 neuropathological 적자를 평가 하는 포괄적인 상세한 접근 제공 됩니다. P0_180-199 펩 티 드⁹ P0_57-81 대체¹⁰우선 선정 되었다. P0_180-199 모델 생산 P0_57-81 대체¹⁰에 비해 덜 심각한 임상 증상을 설명 및의 소개를 잠재적으로 견딜 것 이므로 해로운 유전자 섭, (와 같은 삼 투 펌프 이식) 수술에서 회복 이며 의무가 디딜 방 아 걸음 걸이 기능 테스트⁴. 그러나, 디딜 방 아 걸음 걸이 기능 테스트 및 여기서 설명 하는 조직학 프로토콜 수 쉽게 적용할 P0_57-81 유발 변종에 질병을 공부 하는 때.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

프로토콜

여기에서 설명한 모든 절차 Florey 연구소 신경 과학 및 정신 건강 (멜버른 두뇌 센터) 동물 윤리 위원회 승인 했다 고 과학에 대 한 동물의 사용에 대 한 호주 코드 연습을 따라 목적.

1. EAN 유도

참고: EAN 남성 C57BL/6 쥐 세 6-8 주 사이에서 성공적으로 유도 될 수 있다. 유도 프로토콜 총에서 9 일이 걸린다. 0 첫 번째 면역의 날을 말합니다. 이 프로토콜에 대 한 주사 마 취 실시 했다 (단계 1.1.2 아래 참조).

1. 일에-1:
   1. 백 일 해 독 소를 준비 (재료의 표 참조) 솔루션의 1.6 µ g/mL의 멸 균 0.1 m M 마우스 isotonic 인산 염을 사용 하 여 식 염 수 (MT-PBS) 버퍼링.
   2. Isoflurane와 anesthetization:
      1. anesthetization 챔버에 마우스 (C57BL/6, 남성, 6-8 주)를 놓고 1 L/분에 산소 흐름을 조정
      2. Isoflurane 기화 기 설정, anesthetization, 및 호흡 하는 모니터에 대 한 2.5%로 조정 하 고 대기 2 분, 또는 때까지 기본 반사 (각 막 및 뒷 다리)는 더 이상 반응
   3. Anesthetization 상공에서 마우스를 제거 하 고 0.5 mL 주사기를 사용 하 여 30 ^1/2 G 바늘으로 복 (i.p.) 주사를 통해 위의 백 일 해 독 소 솔루션의 250 µ L 관리.
   4. 면역 주사 inoculum 준비:
      1. P0 _180-199 펩 티 드의 2 mg/mL 해결책을 사용 하 여 준비 솔루션 (와 함께 > 98% 순도, 시퀀스 S-S-K-R-G-R-Q-T-P-V-L-Y-A-M-L-D-H-S-R-S) 0.9% 염 분에서.
      2. 준비 솔루션 B 결핵균의 20 mg/mL 해결책을 사용 하 여 참조 테이블의 재료 Freund에 ' s 완전 한 보조 (FCA, 구성: 15% mannide monoolate + 파라핀 오일 0.5 mg/mL의 85% desiccated 살해와 말린 M 진 균 butyricum)의.
      3. 주입, 최종 inoculum을 비드 때리는에 해결책 A와 B의 동일 볼륨 부분을 결합 하 고 실내 온도에서 1 분 동안 최대 속도로 혼합.
         참고: 솔루션 A와 B 재고 유지 및 수 최대 한 달에 4 ° C에서 저장 된 있지만 결합 된 최종 inoculum 갓 마우스 주입의 일에 대비해 야 합니다.
2. Inoculum (준비 단계 1.1.4에서에서 설명)의 50 µ L를 관리 하는 일에 0, 23 G 바늘을 사용 하 여 피하 주사를 통해 마우스에.
   참고: 주사 수 수 위에 양 어깨 사이 또는 뒷 다리와 꼬리 사이 꼬리 등.
3. 하루 1에 1.2 µ g/mL의 백 일 해 독 소 솔루션 (MT-PBS)에서 만들고 i.p. 주입 30 ^1/2 G 바늘으로 0.5 mL 주사기를 사용 하 여 통해 마우스에 250 µ L 관리.
4. 에 3 일, 반복 단계 위의 1.3.
   참고: 재고 솔루션 A와 B 구성 고 1 달 최대 4 ˚C에 저장 될 수 있습니다. 그러나, A와 B, 재고 솔루션을 결합 하 여 생산 최종 주사 inoculum 주사의 일에 이루어져야 합니다.
5. 8 일에 관리 inoculum (준비 단계 1.1.4에서에서 설명)의 50 µ L 피하 주사를 통해 마우스에 (단계 위의 1.2 참조), (각 동물)에 대 한 1.2 단계 에서처럼 동일한 사출 사이트

2. 임상 점수

1. 하루 0에 시작 하는 매일 밖으로 임상 점수 수행.
2. 각 마우스의 0, 1, 2, 3, 또는 4 ⁴ 게시 된 기준 따라 점수를 제공합니다. EAN 임상 점수 표 1을 참조 하십시오.
   참고: 일관성을 위해 노력 하 여야 한다 동시에 쥐를 매일 같은 연구원에 의해.

3. 기능 평가 모터

참고: 동물의 동일한 코 호트에 대 한 임상 점수와 병렬로 모터 성능 평가. 모터 기능 평가 기구는 걸음 걸이 기능 이미징 시스템 (재료의 표 참조) 설치 되어 있는지 컴퓨터에 연결 되어야 합니다. 또한 평가 될 모든 쥐를 EAN 유도 전에 실행 중인 작업 익숙해져 한다는 것이 좋습니다. 이렇게 하려면 연습 실행 (마우스 당 2 테스트 실행) 3 일전 질병 유도 (하루-3) 수행 됩니다.

1. 모터 기능 평가 장치 및 조명 버튼 스위치 설정.
2. 아저씨 마우스 단단히 고 꼬리를 잡고 빨간 잉크 가득 컨테이너에 그것을 낮추는 방법으로 발 잉크.
   참고:이 단계는 C57BL/6 스트레인에 대 한 필요 하지만 마우스 스트레인 흰색 코트 색상으로 사용 하는 경우 건너뛸 수 있습니다.
3. 걷는 구획에 마우스 고 15 cm에서 디딜 방 아의 속도 설정/미
4. 디딜 방 아와 클릭은 " 기록 " 이미징 시스템 걸음 걸이 기능을 사용 하 여 마우스의 실행 모션 캡처 버튼 (재료의 표 참조).
5. 타이머를 사용 하 고 36 각 실행 측정 s. 36 s, 정지 녹음 및 중지 디딜 방 아 후.
   참고: 성공적으로이 36 s 간격에 실행 중인 작업을 완료할 수 없는 쥐 실패 한 것으로 간주 됩니다.
6. 지정 된 폴더에 비디오 파일을 저장.
7. 평가를 각 마우스에 대 한 위의 단계를 반복 합니다. 3 일 마다 같은 실행 작업 마우스 테스트.
8. 걸음 걸이 함수 매개 변수 (자료의 표 참조)에 대 한 소프트웨어를 사용 하 여 편집 된 비디오 파일을 분석.
   참고: 다른 모터 매개 변수를 분석 하는 방법의 세부 사항을 다 소프트웨어 사이 그렇게 제조 업체를 참조 하십시오 ' 분석 전에 s 지시. Axonal의 조직학 증거를 얻기 위해 immunohistochemistry 또는 전자 현미경 검사 법, 동물 조직 어떤 단계 게시물 모터 기능 평가 특정 목표에 따라 연구에 반입할 수 있습니다 통해 수 초 손상.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

결과

P0_180-199 펩 티 드에서 monophasic 질병 임상 점수 C57BL/6 마우스 리드 EAN 유도 첫 예방접종 (dpi), 그리고 최대한 점수 심각도 25에서 관찰은 6 일 게시물에서 발병 뒤 일부 임상 점수 40에서 개선 기간 (그림 1)^4,9. 걸음 걸이 기능 측면에서 마우스 빠르면 6 dpi, 간단한 실행 중인 작업에 실패 35 dpi 마우스에 의...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

토론

이 보고서는 EAN C57BL/6 마우스에 P0_180-199 펩 티 드를 사용 하 여, EAN으로 유도 된 쥐에 있는 주요 neuropathological 및 기능적인 적자의 정량화를 활성화를 유도 하는 간단한 방법을 설명 합니다. 여기에 설명 된 EAN 유도 프로토콜에 고유한 면역 주사를 수행 하는 동안 마 취를 사용 하 여가입니다. Isoflurane 마 취의 사용은 크게 inoculum의 총 볼륨 최소한의 오류 및 스트레스 동물을 원하는 위치에 피...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
C57BL/6, male, 6-8 weeks old	Australian Bioresources Cenre, WA, Australia
Pertussis toxin	List Biological Laboratories, Inc., CA, USA	#181
0.1 M mouse-isotonic phosphated buffered salined (MT-PBS)			Laboratories will have their own protocol.
Isoflurane	Pharmachem, QLD, Australia		Laboratories will have their own protocol for administration.
P0180–199 peptide	Wuxi Nordisk Biotech Co. Lt. SHG, CHN		P0180–199, sequence S–S–K–R–G–R– Q–T–P–V–L–Y–A–M–L–D–H–S–R–S
Heat killed Mycobacterium tuberculosis (strain H37RA)	Difco, MI, USA	#231141
Freund's complete adjuvant (FCA)	Difco, MI, USA	#263910
16% Paraformaldehyde (PFA)	Electron Microscopy Services	#15710	Dilute to 4% PFA day of tissue collection.
25% glutaraldheyde	ProSciTech Pty Ltd, QLD, Australia	#11-30-8	Dilute to 2.5% glutaraldehyde day of fixation.
Sodium azide	Chem-Supply Pty Ltd, SA, Australia	SL189	Create 10% (w/v) stock in 0.1M MT-PBS. Use at 0.03% (v/v).
Sucrose	Chem-Supply Pty Ltd, SA, Australia	SA030	Use at 30% (w/v).
Optimum cutting temperature (OCT) medium	Sakura Finetek, CA, USA	#4583
Normal donkey serum	Merck Millipore, MA, USA	#S30-100	Use as antibody diluent at 10% (v/v) or other concentration determined by own laboratory.
Triton-X 100	Sigma Aldrich, MI, USA	#90o2-31-1	Use in antibody diluent at 0.3% (v/v) or other concentration determined by own laboratory.
rabbit anti-amyloid precursor protein (APP)	Invitrogen (Life Technologies), CA, USA	S12700	Used at 1:400 or titrate in own lab.
rabbit anti-contactin-associated protein-1 (Caspr)	Gift from Prof Elior Peles, Wiezmann Institute of Science, Israel		Used at 1:500 or titrate in own lab.
Appropriate Alexa Fluor conjugated secondary antibodies	Molecular Probes (Life Technologies), OR, USA	Various	Use at 1:200 or titrate in own lab. Choice of species the antibody was raised in and Alexa Fluor chosen is at the discretion of each laboratory.
Aqueous mounting solution	Dako (Agilent), CA, USA	#S3023	Each laboratory will have their own preference.
Name	Company	Catalog Number	Comments
Equipment
0.5 mL syringe with 301/2 g needles	BD	#326105
23 g needles	BD	#305143
Red ink pad			Any red ink pad or red food dye could be used to mark the animals' feet.
DigiGate apparatus (includes treadmill)	eMouse Specifics Inc. Framingham, MA
DigiGate Imaging System	eMouse Specifics Inc. Framingham, MA
Stopwatch			Any timer may be used.
DigiGait 8 Software	eMouse Specifics Inc. Framingham, MA
Dissecting microscope	Zeiss		Any appropriate dissecting microscope may be used.
Charged slides	Superfrost Plus, Lomb Scientific Pty Ltd	SF41296SP
Cyrostat	Leica		Any suitable cyrostat may be used.
Perfusion equipment and dissecting instruments			Labs will have their own perfusion protoctols.
Opaque humified chamber			Labs may produce their own using an opaque plastic container.
PAP pene	GeneTex (USA)		Wax pencil, or surface tension may also be used to create a well around the tissue section.
Confocal microscope	Zeis LSM780		Any confocal microscope with appropriate laser lines may be used.
FIJI/Image J	National Institues of Health		Available from www.fiji.sc