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Dans cet article

  • Résumé
  • Résumé
  • Introduction
  • Protocole
  • Résultats
  • Discussion
  • Déclarations de divulgation
  • Remerciements
  • matériels
  • Références
  • Réimpressions et Autorisations

Résumé

Ce protocole montre l’injection d’un vecteur viral marqués transportable dans les tissus de la moelle épinière de rat. Le vecteur est absorbé au niveau de la synapse et transporté vers le corps cellulaire des neurones de la cible. Ce modèle convient pour un traçage rétrograde des voies importantes de la colonne vertébrale ou ciblage des cellules pour des applications de la thérapie génique.

Résumé

Introduction des protéines d’intérêt dans les cellules du système nerveux est difficile en raison des barrières biologiques innées qui limitent l’accès à la plupart des molécules. Injection directement dans le tissu médullaire permet de contourner ces obstacles, donnant accès à des corps cellulaires ou synapses où les molécules peuvent être incorporés. Combinant la technologie vecteur viral avec cette méthode permet l’introduction de gènes cibles dans le tissu nerveux dans le but de la thérapie génique ou traçage des voies. Ici, un virus conçu pour le transport rétrograde très efficace (HiRet) est introduit au niveau des synapses des interneurones propriospinales (PNs) pour encourager le transport spécifique de neurones de la moelle épinière et les noyaux du tronc cérébral. Ciblage PNs tire parti des nombreuses connexions qu’ils reçoivent de voies motrices telles que les tracts rubrospinaux et réticulospinales, ainsi que leur interconnexion avec les autres dans l’ensemble des segments de la moelle épinière. Représentant suivi à l’aide du vecteur HiRet constitutivement actif protéine fluorescente verte (GFP) montre haute fidélité détails de corps cellulaires, les axones et les arbres dendritiques dans PNs thoraciques et dans les neurones réticulospinales dans la formation réticulée pontique. HiRet intègre bien dans les voies du tronc cérébral et PNs, mais montre l’intégration dépendant âge dans les neurones du faisceau pyramidal. En résumé, l’injection de la moelle épinière à l’aide de vecteurs viraux est une méthode appropriée pour l’introduction de protéines d’intérêt dans les neurones des secteurs ciblés.

Introduction

Vecteurs viraux sont des outils biologiques importants qui peuvent introduire le matériel génétique dans les cellules afin de compenser les gènes défectueux, protéines de croissance important de réguler positivement ou fabriquer des protéines de marqueur qui mettent en valeur la structure et les connexions synaptiques de leurs cibles. Cet article se concentre sur l’injection directe d’un vecteur lentiviral marqués transportable très efficace dans la moelle épinière de rat afin de faire ressortir les grandes voies motrices avec traçage fluorescente.  Cette méthode est aussi très appropriée pour des études de régénération et repousse axonales d’introduire des protéines d’intérêt dans les diverses populations de neurones et a été utilisée pour faire taire les neurones pour cartographie fonctionnelle études1,2.

Nombreux détails anatomiques des voies motrices la colonne vertébrale ont été élucidées par des études de l’injection directe à traceurs classiques tels que BDA et fluoro-or3,4,5,6,7 , 8. ces traceurs sont considérées comme l’étalon-or mais peuvent avoir certains inconvénients tels que l’absorption par les axones endommagés, ou axones dans passage de la substance blanche entourant une injection site9,10,11 . Cela pourrait conduire à des interprétations erronées de la connectivité de la voie et peut être un inconvénient dans les études de régénération où absorption du colorant par des axones endommagés ou dissociées pourrait être confondu avec pour régénérer les fibres au cours de l’analyse ultérieure12.

Vecteurs lentiviraux sont populaires dans les études de thérapie génique, puisqu’elles fournissent une expression stable et à long terme dans les populations neuronales13,14,15,16,17,18 ,,19. Cependant, traditionnellement emballés vecteurs lentiviraux peut avoir limité transport rétrograde et peuvent déclencher la réponse du système immunitaire lorsqu’il est utilisé en vivo4,20,,21. Un vecteur de transport rétrograde très efficace appelé HiRet a été produit par Kato et al. en modifiant l’enveloppe virale avec une glycoprotéine de virus de la rage pour créer un vecteur hybride qui améliore le transport rétrograde22,23.

Traçage rétrograde introduit un vecteur dans l’espace synaptique d’un neurone cible, lui permettant d’être absorbés par l’axone de la cellule et transportés vers le corps cellulaire. Transport avec succès des HiRet a été démontrée de synapses neuronales dans le cerveau des souris et des primates23,24 et du muscle dans les motoneurones22. Ce protocole montre l’injection dans la moelle lombaire, en ciblant spécifiquement les terminaux synaptiques de propriospinales interneurones et des neurones du tronc cérébral. PNs recevoir des connexions de plusieurs différentes voies spinales et peuvent donc être utilisés pour cibler une population diverse de neurones de la moelle épinière et du tronc cérébral. Neurones marqués dans cette étude représentent des circuits qui innervent les motoneurones piscines relatives à la fonction motrice du membre postérieur. Étiquetage robuste est vu dans la moelle épinière et le tronc cérébral, y compris des détails de haute fidélité de tonnelles dendritiques et terminaisons axonales. Nous avons aussi utilisé cette méthode dans les études précédentes au sein de la moelle épinière cervicale d’étiqueter propriospinales et tronc cérébral de voies réticulospinales25.

Ce protocole montre l’injection d’un vecteur viral dans la moelle épinière lombaire d’un rat. Comme on le voit dans le film 1, l’incision est ciblée en identifiant la vertèbre L1 située à la dernière côte. Cela est utilisé comme un point de repère caudale pour une incision de 3-4 cm qui expose la musculature sur la moelle épinière L1-L4. Laminectomies des aspects dorsales des vertèbres T11-T13 sont effectués et une aiguille de verre biseauté est réalisée 0,8 mm latéral de la ligne médiane et abaissé de 1,5 mm profondément dans la matière grise pour injecter le virus.

Protocole

Toutes les procédures de soins chirurgicaux et animaux suivants ont été approuvés par la protection des animaux et utilisation Committee de la Temple University.

1. pré-chirurgicale préparations

  1. Préparer le verre tiré aiguilles pour injection virale quelques jours avant une intervention chirurgicale à l’aide de 3,5 nanolitres verre pipettes capillaires conçus pour injecteurs nanolitre. Tirez chaque pipette sur un extracteur d’aiguille en deux étapes selon les instructions du fabricant pour créer deux modèles d’aiguille.
  2. Affiner la pointe des modèles aiguille en coupant environ 1 à 2 mm de verre excès avec microciseaux. Taille de l’ouverture approximative mesure sous un microscope avec une lame de microscope d’étalonnage pour isoler les aiguilles avec des ouvertures de 30 à 40 µm.
  3. Avec l’aiguille positionnée à 30°, utilisez une chanfreineuse micropipette pour créer une pointe avec une ouverture de 30 à 40 µm et un angle de biseau 45°. Vérifiez la largeur de l’ouverture avec le vernier sur la diapositive de calibration. Passer l’eau et l’éthanol par l’aiguille de verre avec une seringue avec un attachement aiguille flexible pour évacuer les débris et marquer l’aiguille à intervalles réguliers avec un marqueur noir.
  4. Placer les aiguilles dans une boîte de pétri couvert préalablement nettoyés avec l’éthanol à 70 % et stériliser pendant 30 min dans une hotte de sécurité biologique sous la lumière UV.
  5. Préparer les lentivirus HiRet en enlevant un volume convenable du congélateur immédiatement avant l’intervention.
    Remarque : Un volume convenable comprend le montant nécessaire pour l’injection (1 µL par injection x nombre d’injections) plus une petite quantité de volume supplémentaire pour tenir compte de pipetage et de pertes de charge. Transporter et stocker le virus sur la glace quand pas en service.
  6. Préparer l’injecteur en branchant dans la micropompe et en le plaçant dans un micromanipulateur avec une échelle de Vernier.
  7. Pour préparer l’aiguille de verre, soigneusement charger un colorant de couleur tels que l’huile rouge avec une seringue munie d’une aiguille souple. Veiller à ce qu’aucune bulle ne reste dans l’aiguille. Utiliser une technique aseptique lors de la manipulation de l’aiguille et s’abstenir de toucher la pointe.
  8. Introduire l’aiguille de verre dans l’injecteur, s’assurer que l’aiguille est enfoncée correctement dans les rondelles, le bouchon de l’injecteur est vissé sur l’aiguille de l’injecteur en acier est étendu usées aux ¾ environ la longueur de l’aiguille de verre. Virus peut être chargé dans l’aiguille à une étape ultérieure.

2. anesthésie et préparation du site opératoire

  1. Peser l’animal sur une échelle numérique. Noter le poids préopératoire pour déterminer le volume d’anesthésie nécessaire et permettant le suivi de post-chirurgie de poids. Rats Sprague-Dawley femelles environ 200 et 250 g ont été utilisés dans le présent protocole.
  2. Anesthésier le rat en utilisant une solution injectée de kétamine/xylazine ou inhalation isoflurane (k / x). Ici, la kétamine est injectée par voie intrapéritonéale à 67 mg/kg et de xylazine à une posologie de 6,7 mg/kg.
  3. Confirmer un plan anesthésique approprié en pinçant le pied fermement. En cas de retrait réflexive, attendre quelques minutes supplémentaires avant de procéder.
    Remarque : Respectez aussi les moustaches, les yeux et les rythme de la respiration des signes de conscience. Si les moustaches sont secousses, l’oeil clignote quand on la touche doucement ou la respiration est rapide et peu profonde, attendez que le plan anesthésique est plus loin pour aller de l’avant avec le protocole. Aussi surveiller ces signes tout au long de la chirurgie laminectomie et injection. Si l’animal affiche un plan anesthésique peu profond, administrer une piqûre de rappel de kétamine seule égale à la moitié l’original k / x dosage.
  4. Raser le rat le long de la ligne dorsale médiane de la hanche jusqu'à l’angle inférieur de l’omoplates. Tendre la peau de l’animal pour un rasage plus facile et plus précis.
  5. Pommade ophtalmique à deux yeux.
  6. Appliquer l’antiseptique sur la zone rasée à stériliser le site. Pour le premier gommage, faire tremper de gaze stérile avec une solution de 5 % d’iode et essuyer de suite tous les cheveux et les débris. Suivez ce avec un balayage unidirectionnel avec une gaze stérile imbibée d’éthanol à 70 %, afin qu’aucune zone n’est contacté deux fois. Utiliser cette même technique avec une alternance de deux fois plus l’iode et gaze imbibé d’éthanol.

3. préparation de terrain et instrument chirurgicale

  1. Préparer une série des outils chirurgicaux stérilisés à l’autoclave qui incluent un scalpel, pinces-gouges, pinces de dent de rat, printemps ciseaux, une pince hémostatique, pointe moyenne curved forceps et rétracteurs ou hameçons lestés par déballer l’emballage stérile pour créer un champ stérile.
  2. Ouvrir un paquet de gants chirurgicaux stériles et placer l’écharpe gant stérile sur la table. L’utiliser comme un champ stérile supplémentaire pour les outils utilisés pour prévenir la contamination de l’emballage stérile.
  3. Déposez une lame de bistouri #10 dans le champ stérile. Fixez la lame à un manche avec une pince hémostatique. Sérum physiologique stérile position 4,0 suture catgut chromique et matériaux pour contrôler le saignement comme un cauterizer, gaze stérile, stériles cotons-tiges (pour les saignements de muscle), ou gélatine ou bonewax (pour les saignements de l’OS) dans un endroit accessible.
  4. Récupérer l’animal, puis définissez-la sur un chiffon stérile. Placez la gaze sous la vessie pour recueillir l’urine. Soulever la zone ciblée avec une serviette roulée sous l’abdomen. Si possible, placez un coussin de chauffage chirurgicale sous le tissu stérile, surtout pour des procédures plus longues.
    Remarque : La stérilité est importante pendant l’opération de survie. Garder un flacon pulvérisateur de l’éthanol à 70 % sur la main pour maintenir la stérilité des mains gantées et un stérilisateur de perle d’utilisation si la stérilité de l’instrument est compromise, ou entre différentes chirurgies.

4. exposer la colonne vertébrale et l’identifiant une laminectomie

  1. Repérer la zone où une incision de la peau se fera en appuyant les doigts doucement à la dernière côte pour localiser la vertèbre L1. En utilisant ce monument, faire une incision cutanée de 3 à 4 cm avec un bistouri #10 se terminant juste inférieure à la L1 pour exposer le muscle. Tendez la peau tendue par la diffusion douce et appuyez fermement avec la lame de bistouri pour assurer une incision propre.
  2. Couper et répandre les graisses de surface avec pinces et ciseaux si nécessaire. (Selon sur la vertèbre de cible, il peut ou ne pas être un gros coussinets adipeux superficielle du muscle).
  3. Ressentez les apophyses épineuses avec le plat de la lame de bistouri ou un doigt. La zone médiane sera souvent décrit par un « V » de carénage blanc de chaque côté. Faire une petite coupure rostrale de laisser la place à accrocher solidement à un processus supérieur avec une pince de dent de rat, puis faire 2 longues coupes profondes au plus près les processus que possible. Au plus profond de la coupe, la face dorsale de la vertèbre peut se faire sentir avec la lame de bistouri.
  4. Tenir les muscles latéraux côté avec rétracteurs ou hameçons lestés pour améliorer la visibilité. Muscle clair autour des processus avec un scalpel, des ciseaux de printemps ou des pinces-Gouges pour déterminer la forme de leur tête.
    Remarque : N’oubliez pas que la moelle épinière ne couvre pas toute la longueur de la colonne vertébrale, la moelle épinière tissu s’arrête plus tôt dans le développement de l’os de plus en plus. Cela signifie que le niveau cible de la colonne vertébrale peut être sous une vertèbre nommée différemment.
  5. Localiser le T11 et les processus de T12 et de T13 attenants.
    Remarque : Aide pour cibler les bons niveaux vertébraux se trouvent dans un atlas de la moelle épinière de rat et de précédentes études décrivant des points de repère dans la souris, ce qui a un très similaire structure vertébrale6,,33. Laisser une apophyse rostral tels que T9 pour donner un point de repère de la ligne médiane.

5. effectuer une laminectomie

  1. Une fois que la zone cible a été correctement identifiée, effectuer les laminectomies des aspects dorsales de T11-T13. Délicatement étalées les vertèbres pour révéler les ligaments intervertébraux, qui sont de bons sites pour insérer les pinces-Gouges pour la morsure initiale de l’os. Tenez les pinces-gouges en position mi-clos pour augmenter un contrôle précis.
  2. Supprimer les apophyses épineuses et l’aspect dorsal des vertèbres en prenant de petites bouchées avec les pinces-gouges. Veillez à ne pas endommager la moelle épinière ou de déranger le dura. Soulevez légèrement avec la pince de dent de rat pour aider à tirer de la moelle épinière de la vertèbre et diminuer la tendance à frapper les tissus de la moelle épinière.
  3. Nettoient les os de la ligne médiane pour que le vaisseau sanguin de la ligne médiane peut être observé. Laissez une fenêtre qui clairement les tissus de la moelle épinière et sont exempts de débris.
  4. Toucher doucement la moelle épinière avec une pince. Certains animaux peuvent sauter par réflexe même si leur avion anesthésique est profonde. Appliquer quelques gouttes d’un agent anesthésiant comme la lidocaïne directement à la moelle épinière pour empêcher sauter pendant la procédure d’injection.
  5. Fixez l’animal dans un support de la colonne vertébrale en serrant la pince stabilisateur d’apophyses épineuses rostrales et caudales vers la fenêtre de laminectomie. Soulever l’abdomen de l’animal à l’aide de la titulaire de la colonne vertébrale pour annuler l’effet des mouvements de respiration. Cela sera augmenter la stabilité de l’aiguille et la profondeur appropriée d’injection.

6. chargement de virus et de positionnement de l’injecteur

  1. Charger le virus dans l’injecteur par pipetage environ 5 µL sur un morceau de parafilm et le positionnement de l’aiguille pour que la pointe soit à l’intérieur de la goutte.
  2. La micropompe permet de retirer jusqu'à 4 µL du virus à un taux de 20 à 100 nL/s.
  3. Placez le contrôleur à injecter et à libérer une petite quantité de virus de l’aiguille afin d’assurer que la pointe de l’aiguille n’est pas bloquée. Essuyez l’excès virus avec une lingette de laboratoire.
    Remarque : Une seringue de Hamilton avec une aiguille d’acier peut servir comme alternative aux pipettes en verre tiré.
  4. Positionner le micromanipulateur afin que le vernier est visible et placez l’aiguille à la ligne médiane de la moelle épinière.
    Remarque : La ligne médiane peut parfois se trouver par un gros vaisseau sanguin en cours d’exécution sur la surface antérieure de la moelle épinière. Toutefois, cela peut varier chez les rats individuels et ciblage de la ligne médiane doit être confirmée par comparaison avec une apophyse intact.
  5. Diriger l’aiguille latéralement de 0,8 mm à l’aide de l’échelle de Vernier sur le micromanipulateur.
  6. Piquez l’aiguille à la moelle épinière jusqu'à ce qu’elle est mise en retrait, mais ne pas de perforation, la dure-mère. À l’aide d’un rapide mouvement de torsion, perforer la dura avec l’aiguille jusqu'à ce qu’il a coulé à une profondeur de 1,5 mm.

7. injection de virus dans la moelle épinière

  1. Une fois que l’aiguille est en place, programme l’injecteur à injecter à un taux de 400 nL/min. confirmer que le virus pénètre dans la moelle épinière en observant l’état d’avancement de la façade de colorant. Il devrait y avoir aucune fuite évidente ou gonflement du tissu médullaire. Si la fuite est observée, cela parfois peut être atténué en réduisant la vitesse d’injection élevée à 200 nL/min.
  2. Une fois l’injection terminée, laissez l’aiguille se reposer dans la moelle épinière pour 2 à 5 min (selon le volume injecté) afin de faciliter la diffusion du virus.
  3. Lentement, retirer l’aiguille et déplacer vers le prochain point d’injection. Injecter 1 µL de virus dans chacun des 6 sites également espacés le long de la longueur du tissu spinal L1-L4 environ 1 mm. La même aiguille sont utilisables pour chaque injection, tant qu’il continue à fonctionner correctement.

8. wound care fermeture et post-operative

  1. Retirer le support de la colonne vertébrale de l’animal et souscrire à enrouleurs ou crochets utilisés pour propager le muscle latéral. Veiller à ce que la plaie est exempte de tous les débris avant de se fermer.
  2. Suture du muscle à l’aide d’une suture catgut chromique 4.0. Couper les fils de suture près du noeud à réduire le risque d’irritation de la peau interne.
  3. Agrafez la peau fermée à l’aide de clips 9 mm enroulé. Pour permettre une cicatrisation optimale, alignez les bords de la peau avant d’agrafer.
  4. Placez l’animal sur une convection de l’eau réchauffement pad et moniteur jusqu'à ce qu’éveillée.
  5. Injecter 5 à 10 mL de sérum physiologique par voie sous-cutanée pour reconstituer des fluides et un antibiotique comme la céfazoline pour prévenir l’infection. Lorsque l’animal est ambulatoire, placez-le dans sa cage maison et fournir des analgésiques initiales.  Surveiller les rats pour tout signe de douleur et de détresse et traiter selon votre procédure IACUC approuvé pour soulager les douleurs.

Résultats

Transport du vecteur viral et injection réussie devraient aboutir à la transduction d’une population robuste de neurones unilatérales dans la moelle épinière et dans certains noyaux du tronc cérébral. Figure 1 montre un étiquetage stéréotypée des neurones et des axones dans la moelle épinière thoracique et dans la formation réticulée pontine du tronc cérébral après l’injection quatre semaines. Expression importante de la GFP est vu dans les neurones ...

Discussion

La manipulation génétique des neurones dans le cerveau et la moelle épinière a servi à point culminant sensoriel, motrices et voies autonomes par l’intermédiaire de traçage fluorescente et d’explorer le potentiel de repousse des voies neuronales après blessure27,28, 29 , 30 , 31 , 32 ,

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Ce travail a été financé par une subvention de la National Institute of Neurological Disorders and Stroke R01 R01NS103481 et l’hôpital Shriners pour Pediatric Research accorde SHC 84051 et SHC 86000 et le ministère de la défense (SC140089).

matériels

NameCompanyCatalog NumberComments
#10 Scalpel BladesRobozRS-9801-10For use with the scalpel.
1 mL SyringesBecton, Dickinson and Company309659For anesthetic IP injection, potential anesthetic booster shots, and antibiotic injections.
10mL SyringesBecton, Dickinson and Company309604For injecting saline into the animal, post-surgery.
4.0 Chromic Catgut SutureDemeTECHNN374-16To re-bind muscle during closing.
48000 Micropipette BevelerWorld Precision Instruments32416Used to bevel the tips of the pulled glass capillary tubes to form functional glass needles.
5% Iodine SolutionPurdue Products L.P.L01020-08For use in sterilzation of the surgical site.
70% EthanolN/AN/AFor sterilization of newly prepared glass needles, animal models during surgical preparation, and surgeon's hands during surgery, as well as all other minor maintainances of sterility.
Anesthetic (Ketamine/Xylazine Solution)Zoetis240048For keeping the animal in the correct plane of consciousness during surgery.
Antibiotic (Cefazolin)West-Ward PharmaceuticalsNPC 0143-9924-90To be injected subcutaneously to prevent infection post-surgery.
Bead SterilizerCellPoint5-1450To heat sterilize surgical instruments.
BonewaxFine Science Tools19009-00To seal up bone in the case of bone bleeding.
CauterizerFine Science Tools18010-00To seal any arteries or veins severed during surgery to prevent excessive blood loss.
Digital ScaleOkausREV.005For weighing the animal during surgical preparation.
Flexible Needle AttachmentWorld Precision InstrumentsMF34G-5For cleaning glass needles and loading red oil into glass needles.
GelfoamPfizerH68079To seal up bone in the case of bone bleeding.
Glass Capillary TubesWorld Precision Instruments4878For pulled glass needles - should be designed for nanoliter injectors.
Hair ClippersOster111038-060-000For clearing the surgical site of hair.
HemostatsRobozRS-7231For general use in surgery.
KimwipesKimtech34155For general use in surgery.
Medium Point Curved ForcepsRobozRS-5136For general use in surgery.
Micromanipulator with a Vernier ScaleKanetecN/AFor precise targeting during surgery.
MicroscissorsRobozRS-5621For cutting glass whisps off of freshly pulled glass capillary tubes.
Microscope with Light and Vernier Scale OcularLeitz WetzlarN/AUsed to visualize and measure beveling of pulled glass capillary tubes into functional glass needles.
MicroSyringe Pump ControllerWorld Precision Instruments62403To control the rate of injection.
Nanoliter 2000 Pump Head InjectorWorld Precision Instruments500150To load and inject virus in a controlled fashion.
Needle PullerNarishigePC-100To heat and pull apart glass capillary tubes to form glass needles.
Ophthalamic OintmentDechra Veterinary ProductsRAC 0119To protect the animal's eyes during surgery.
ParafilmBemisPM-996To assist with loading virus into the nanoinjector.
PrecisionGlide Needles (25G x 5/8)Becton, Dickinson and Company305122For use with the 1mL and 10 mL syringes to allow injection of the animal model.
Rat Tooth ForcepsRobozRS-5152For griping spinous processes.
Red OilN/AN/ATo provide a front for visualization of virus entering tissue during injection.
RetractorsRobozRS-6510To hold open the surgical wound.
Rimadyl TabletsBio ServMP275-050For pain management post-surgery.
RongeursRobozRS-8300To remove muscle from the spinal column during surgery.
Scalpel Blade HandleRobozRS-9843To slice open skin and fat pad of animal model during surgery.
ScissorsRobozRS-5980For general use in surgery.
Stainless Steal Wound ClipsCellPoint201-1000To bind the skin of the surgical wound during closing.
Staple Removing ForcepsKent ScientificINS750347To remove the staples, should they be applied incorrectly.
Sterile ClothPhenix Research ProductsBP-989To provide a sterile surface for the operation.
Sterile Cotton-Tipped ApplicatorsPuritan806-WCTo soak up blood in the surgical wound while maintaining sterility.
Sterile GauzeCovidien2146To clean the surgical area and surgical tools while maintaining sterility.
Sterile SalineBaxter Healthcare Corporation281324For use in blood clearing, and for replacing fluids post-surgery.
Surgical GlovesN/AN/AFor use by the surgeon to maintain sterile field during surgery.
Surgical Heating PadN/AN/AFor maintaining the body temperature of the animal model during surgery.
Surgical MicroscopeN/AN/AFor enhanced visualization of the surgical wound.
Surgical StaplerKent ScientificINS750546To apply the staples.
T/Pump Heat Therapy Water PumpGaymarTP500CTo pump warm water into the water convection warming pad.
Water Convection Warming PadBaxter Healthcare CorporationL1K018For use in the post-operational recovery area to maintain the body temperature of the unconscious animal.
Weighted HooksN/AN/ATo hold open the surgical wound.

Références

  1. Wang, X., et al. Deconstruction of corticospinal circuits for goal-directed motor skills. Cell. 171 (2), 440-455 (2017).
  2. Kinoshita, M., et al. Genetic dissection of the circuit for hand dexterity in primates. Nature. 487 (7406), 235-238 (2012).
  3. Brichta, A. M., Grant, G. Cytoarchitectural organization of the spinal cord. The rat nervous system. Vol. 2, hindbrain and spinal cord. , (1985).
  4. Liang, H., Paxinos, G., Watson, C. Projections from the brain to the spinal cord in the mouse. Brain Structure & Function. 215 (3-4), 159-186 (2011).
  5. Rexed, B. The cytoarchitectonic organization of the spinal cord in the cat. The Journal of Comparative Neurology. 96 (3), 414-495 (1952).
  6. Schmued, L. C., Fallon, J. H. Fluoro-gold: A new fluorescent retrograde axonal tracer with numerous unique properties. Brain Research. 377 (1), 147-154 (1986).
  7. Veenman, C. L., Reiner, A., Honig, M. G. Biotinylated dextran amine as an anterograde tracer for single- and double-labeling studies. Journal of Neuroscience Methods. 41 (3), 239-254 (1992).
  8. Watson, C., Paxinos, G., Kayalioglu, G., Heise, C. Atlas of the rat spinal cord. The spinal cord. , 238-306 (2009).
  9. Brandt, H. M., Apkarian, A. V. Biotin-dextran: A sensitive anterograde tracer for neuroanatomic studies in rat and monkey. Journal of Neuroscience Methods. 45 (1-2), 35-40 (1992).
  10. Geed, S., van Kan, P. L. E. Grasp-based functional coupling between reach- and grasp-related components of forelimb muscle activity. Journal of Motor Behavior. 49 (3), 312-328 (2017).
  11. Reiner, A., Veenman, C. L., Medina, L., Jiao, Y., Del Mar, N., Honig, M. G. Pathway tracing using biotinylated dextran amines. Journal of Neuroscience Methods. 103 (1), 23-37 (2000).
  12. Steward, O., Zheng, B., Banos, K., Yee, K. M., et al. Response to: Kim et al., "axon regeneration in young adult mice lacking nogo-A/B." neuron 38, 187-199. Neuron. 54 (2), 191-195 (2007).
  13. Brown, B. D., et al. A microRNA-regulated lentiviral vector mediates stable correction of hemophilia B mice. Blood. 110 (13), 4144-4152 (2007).
  14. Lo Bianco, C., et al. Lentiviral vector delivery of parkin prevents dopaminergic degeneration in an alpha-synuclein rat model of parkinson's disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (50), 17510-17515 (2004).
  15. Malik, P., Arumugam, P. I., Yee, J. K., Puthenveetil, G. Successful correction of the human cooley's anemia beta-thalassemia major phenotype using a lentiviral vector flanked by the chicken hypersensitive site 4 chromatin insulator. Annals of the New York Academy of Sciences. 1054, 238-249 (2005).
  16. Pawliuk, R., et al. Correction of sickle cell disease in transgenic mouse models by gene therapy. Science. 294 (5550), 2368-2371 (2001).
  17. Wang, G., et al. Feline immunodeficiency virus vectors persistently transduce nondividing airway epithelia and correct the cystic fibrosis defect. The Journal of Clinical Investigation. 104 (11), R55-R62 (1999).
  18. Liang, H., Paxinos, G., Watson, C. The red nucleus and the rubrospinal projection in the mouse. Brain Structure & Function. 217 (2), 221-232 (2012).
  19. Abdellatif, A. A., et al. delivery to the spinal cord: comparison between lentiviral, adenoviral, and retroviral vector delivery systems. Journal of Neuroscience Research. 84 (3), 553-567 (2010).
  20. DePolo, N. J., et al. VSV-G pseudotyped lentiviral vector particles produced in human cells are inactivated by human serum. Molecular Therapy. 2 (3), 218-222 (2000).
  21. Higashikawa, F., Chang, L. Kinetic analyses of stability of simple and complex retroviral vectors. Virology. 280 (1), 124-131 (2001).
  22. Hirano, M., Kato, S., Kobayashi, K., Okada, T., Yaginuma, H., Kobayashi, K. Highly efficient retrograde gene transfer into motor neurons by a lentiviral vector pseudotyped with fusion glycoprotein. PLoS One. 8 (9), e75896 (2013).
  23. Kato, S., et al. A lentiviral strategy for highly efficient retrograde gene transfer by pseudotyping with fusion envelope glycoprotein. Human Gene Therapy. 22 (2), 197-206 (2011).
  24. Kato, S., et al. Selective neural pathway targeting reveals key roles of thalamostriatal projection in the control of visual discrimination. The Journal of Neuroscience. 31 (47), 17169-17179 (2011).
  25. Sheikh, I. S., Keefe, K. M., et al. Retrogradely transportable lentivirus tracers for mapping spinal cord locomotor circuits. Frontiers in Neural Circuits. 12, 60 (2018).
  26. Harrison, M., et al. Vertebral landmarks for the identification of spinal cord segments in the mouse. NeuroImage. 68, 22-29 (2013).
  27. Tang, X. Q., Heron, P., Mashburn, C., Smith, G. M. Targeting sensory axon regeneration in adult spinal cord. The Journal of Neuroscience. 27 (22), 6068-6078 (2007).
  28. Cameron, A. A., Smith, G. M., Randall, D. C., Brown, D. R., Rabchevsky, A. G. Genetic manipulation of intraspinal plasticity after spinal cord injury alters the severity of autonomic dysreflexia. The Journal of Neuroscience. 26 (11), 2923-2932 (2006).
  29. Liu, Y., Keefe, K., Tang, X., Lin, S., Smith, G. M. Use of self-complementary adeno-associated virus serotype 2 as a tracer for labeling axons: Implications for axon regeneration. PLoS One. 9 (2), e87447 (2014).
  30. Chamberlin, N. L., Du, B., de Lacalle, S., Saper, C. B. Recombinant adeno-associated virus vector: Use for transgene expression and anterograde tract tracing in the CNS. Brain Research. 793 (1-2), 169-175 (1998).
  31. Filli, L., et al. Bridging the gap: A reticulo-propriospinal detour bypassing an incomplete spinal cord injury. The Journal of Neuroscience. 34 (40), 13399-13410 (2014).
  32. Williams, R. R., Pearse, D. D., Tresco, P. A., Bunge, M. B. The assessment of adeno-associated vectors as potential intrinsic treatments for brainstem axon regeneration. The Journal of Gene Medicine. 14 (1), 20-34 (2012).
  33. Smith, G. M., Onifer, S. M. Construction of pathways to promote axon growth within the adult central nervous system. Brain Research Bulletin. 84 (4-5), 300-305 (2011).
  34. Morcuende, S., Delgado-Garcia, J. M., Ugolini, G. Neuronal premotor networks involved in eyelid responses: Retrograde transneuronal tracing with rabies virus from the orbicularis oculi muscle in the rat. The Journal of Neuroscience. 22 (20), 8808-8818 (2002).
  35. Ugolini, G. Specificity of rabies virus as a transneuronal tracer of motor networks: Transfer from hypoglossal motoneurons to connected second-order and higher order central nervous system cell groups. The Journal of Comparative Neurology. 356 (3), 457-480 (1995).
  36. Gelderd, J. B., Chopin, S. F. The vertebral level of origin of spinal nerves in the rat. The Anatomical Record. 188 (1), 45-47 (1977).
  37. Inquimbert, P., Moll, M., Kohno, T., Scholz, J. Stereotaxic injection of a viral vector for conditional gene manipulation in the mouse spinal cord. Journal of Visualized Experiments. 73, e50313 (2013).
  38. Carbajal, K. S., Weinger, J. G., Whitman, L. M., Schaumburg, C. S., Lane, T. E. Surgical transplantation of mouse neural stem cells into the spinal cords of mice infected with neurotropic mouse hepatitis virus. Journal of Visualized Experiments. 53, e2834 (2011).
  39. Snyder, B. R., et al. Comparison of adeno-associated viral vector serotypes for spinal cord and motor neuron gene delivery. Human Gene Therapy. 22 (9), 1129-1135 (2011).
  40. Cronin, J., Zhang, X. Y., Reiser, J. Altering the tropism of lentiviral vectors through pseudotyping. Current Gene Therapy. 5 (4), 387-398 (2005).
  41. Reed, W. R., Shum-Siu, A., Onifer, S. M., Magnuson, D. S. Inter-enlargement pathways in the ventrolateral funiculus of the adult rat spinal cord. Neuroscience. 142 (4), 1195-1207 (2006).
  42. Mao, X., Schwend, T., Conrad, G. W. Expression and localization of neural cell adhesion molecule and polysialic acid during chick corneal development. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53 (3), 1234-1243 (2012).
  43. Charles, P., et al. Negative regulation of central nervous system myelination by polysialylated-neural cell adhesion molecule. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (13), 7585-7590 (2000).
  44. Tervo, D. G., et al. A designer AAV variant permits efficient retrograde access to projection neurons. Neuron. 92 (2), 372-382 (2016).
  45. Tohyama, T., et al. Contribution of propriospinal neurons to recovery of hand dexterity after corticospinal tract lesions in monkeys. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (3), 604-609 (2017).
  46. Liu, Y., et al. A sensitized IGF1 treatment restores corticospinal axon-dependent functions. Neuron. 95 (4), 817-833 (2017).
  47. Kinoshita, M., et al. Genetic dissection of the circuit for hand dexterity in primates. Nature. 487 (7406), 235-238 (2012).

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