Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
This manuscript describes how viral vector-mediated local gene delivery provides an attractive way to express transgenes in the central nervous system. The protocol outlines all crucial steps to perform a viral vector injection in the substantia nigra of the rat to develop a viral vector-based animal model for Parkinson's disease.
Parkinson hastalığı (PH) moleküler yollar incelemek ve yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesi amacıyla, bilimsel araştırmacılar hayvan modellerinde güveniyor. PD-ilişkili genlerin belirlenmesi, genetik PD modelini geliştirilmesine yol açmıştır. En transgenik α-SYN fare modelleri kademeli α-SYN patolojiyi geliştirmek ama net dopaminerjik hücre kaybı ve dopamin-bağımlı davranış açıkları görüntülemek için başarısız. Bu engel PD-ilişkili genleri fazla sentezleyen viral vektörlerin ile substantia nigra doğrudan hedefleme ile üstesinden oldu. viral vektörler kullanılarak yerli gen dağıtım merkezi sinir sisteminde transgenleri ifade için çekici bir yol sağlar. Spesifik beyin bölgelerinde (örneğin, substantia nigra) hedeflenebilir, sentezleme yetişkin ortamda indüklenebilir ve yüksek ekspresyon seviyeleri elde edilebilir. Bundan başka, çeşitli virüsler ile ilgili olarak farklı vektör sistemleri kullanılabilir. protokol bir viral vektör gerçekleştirmek için bütün önemli adımlar özetlenirSıçan substantia nigra enjeksiyon Parkinson hastalığı için bir viral vektör bazlı alfa-sinüklein hayvan modeli geliştirmek için.
PD patofizyolojisini incelemek ve yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesi amacıyla, yakından insan PH nöropatoloji, fizyoloji ve motor semptomları benzer hayvan modellerinde için acil bir ihtiyaç vardır. yüksek öngörü değeri, daha iyi biz hastalara hayvan modellerinde yeni tedaviler çevirebilir.
1997 yılında ilk PARK geninde gibi alfa-sinüklein keşfi (α-sin) ilk genetik PD modelini gelişmesine yol açmıştır. İnsan doğal tip (WT) veya mutant (A30P, A53T) aşırı ifade eden transjenik farelerin, bir çok α-EŞZ son on yıl içinde oluşturulmuştur. α-EŞZ aşırı ifadesinin düzeyleri patoloji gelişiminde çok önemli olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca fare suşu, endojen α-sin ve tam uzunlukta veya kesik bir şekilde ifade edilip varlığı veya yokluğu, (Magen ve Chesselet 1 ile ayrıntılı bir inceleme) rol oynar. WT ve insan çeşitli klinik mutantlar hem aşırı ekspresyonu &# 945; transgenik farelerin -SYN α-SYN patolojik birikimi ve nöronal disfonksiyon 2-6 uyarır. Ancak, şimdi en transgenik α-SYN fare modelleri berrak dopaminerjik hücre kaybı ve dopamin-bağımlı davranış açıkları görüntülemek için başarısız kadar.
Bu engel α-SYN fazla sentezleyen viral vektörlerle substantia nigra (SN) doğrudan hedefleme ile üstesinden oldu. Viral vektörler kolayca hücreleri enfekte ev sahibi genoma genetik malzemeyi vermek ve yeni virüs parçacıklarının üretilmesi amacıyla viral genomu çoğaltmak için konakçı hücrenin zorlayabilir virüslerden türetilir. Virüsler hücrelerine girip genlerin katılmasıdır yeteneklerini muhafaza replike olmayan viral vektörler için tasarlanmış olabilir. Viral genomun parçalarını silme ve ilgi genleri tarafından değiştirmek suretiyle, vektör uygulanması genellikle "transdüksiyon" olarak adlandırılan bir konakçı hücre, replikasyon olmaksızın tek bir tur enfeksiyona neden olur. Viral vektörler CıBir aşırı ekspresyonu, gen susturma hem de kullanılabilir. Ifade transgen bir raportör protein (örneğin, yeşil fluoresan protein ya da ateşböceği lusiferaz) 7, bu yazıda üzerinde durulacak bir terapötik gen terapi uygulamaları 8-10 protein ya da olabilir, bir hastalıkla ilişkili proteinin hastalıkta modelleme 11 için kullanılan -14.
Viral vektör aracılığıyla gen teslimi birçok avantaj CNS'de transgenleri ifade için alternatif bir yöntem sağlar. lokal transgen uygulama kullanıldığında spesifik beyin bölgelerinde hedeflenebilir. Dahası, transgen ifade gelişimi sırasında telafi mekanizmalarının riskinin azaltılması yetişkinlik döneminde teşvik edilebilir. Ayrıca, modeller farklı türler ve suşları oluşturulabilir. Ve son olarak, farklı transgenler kolaylıkla birleştirilebilir. viral vektörler kullanılarak yüksek transgen sentezleme seviyeleri hastalığın başlama ve şiddeti genellikle overexp düzeyine bağlı olduğundan çok önemli olabilir, elde edilebilirdışarı yansıması.
farklı virüsler dayalı çeşitli vektör sistemleri geliştirilmiştir. bir vektör sisteminin seçimi, ilgi konusu genin, gen ekspresyonu, hedef hücre ve biyo-güvenlik sorunları gerekli süre büyüklüğüne bağlıdır. bu kemirgen beyin etkili ve uzun vadeli gen ifadesini yol açacağından beyin, lentiviral (IV) 'de sabit gen transferinin ve rekombinant adeno-ilişkili viral, (rAAV), vektörler artık tercih edilen vektör sistemleri kabul edilmektedir. SN dopaminerjik nöronların (DN) özel hedeflemesi için rAAV vektörleri yavaş yavaş nedeniyle yüksek titreleri ve DN transdüksiyon verimliliği LV vektörleri outcompeted var.
Şu anda mevcut en iyi α-EŞZ göre kemirgen modelleri yeni AAV serotiplerinin kullanan bir birleşik yaklaşım adlı geliştirilmiştir (rAAV 1, 5, 6, 7, 8) ve vektör yapıları, titerleri, ve saflık 15,16 optimize edilmiştir. vektör titresi yanı sıra vektör saflık doğrudan etkiliyorModelin fenotipik sonucu. Aşırı vektör titreleri ya da yeterli saflaştırılmış vektör toplu spesifik olmayan toksisite ile sonuçlanabilir. Bu nedenle, uygun kontrol vektörleri vazgeçilmezdir. Viral vektör üretimi, yükseltme ve saflaştırma işlemlerinde önemli zaman yatırımı da tekrarlanabilir ve yüksek kaliteli vektör toplu elde etmek için gerekli kanıtlanmıştır.
Tüm hayvan deneyleri Leuven Üniversitesi Biyoetik Komitesi (Belçika) tarafından 24 Kasım 1986 (86/609 / EEC) Avrupa Toplulukları Konseyi Direktifi uyarınca yürütülen ve onaylanır.
1. Rekombinant AAV Üretimi ve Saflaştırılması
Not: Daha önce tarif edildiği gibi 17 rAAV vektör üretimi ve saflaştırılması Leuven Viral vektör çekirdek (LVVC) ile gerçekleştirilmiştir.
rAAV a-SYN 2. Stereotaktik enjeksiyon Sıçan SN Vektör (Şekil 2)
Non-invaziv PET Görüntüleme, Davranışsal Testler ve immünohistokimyasal Analizi 3. rAAV2 Değerlendirilmesi / 7 α-SYN Enjekte Sıçanlar
Deney genel şeması, Şekil 1 'de gösterilmektedir
A53T α-sin bölgesinin rAAV 2/7 aracılı aşırı dopamin bağımlı motor bozukluklar neden olmaktadır.
Α-EŞZ aşırı ekspresyonu seviyesi sıçanlarda motor bozukluk uyarılması için yeterli olup olmadığını incelemek için, kendiliğinden ön ayakları kullanımı (Şekil 3A) değerlendirmek için si...
protokolü içinde birkaç kritik adımlar vardır. vektör titresi yanı sıra vektör saflık doğrudan modelin fenotipik sonuçlarını etkiler. Aşırı vektör titreleri ya da yeterli saflaştırılmış vektör toplu spesifik olmayan toksisite ile sonuçlanabilir. Bu nedenle, yüksek kaliteli vektör gruplar ve uygun kontrol vektörlerin kullanılması kaçınılmazdır. Bundan başka, stereotaksik çerçeveye sıçan kafasının tam olarak konumlandırılması ve koordinatları doğru belirlenmesi substantia nigr...
Yazarlar herhangi bir çıkar fiili ya da potansiyel bir çatışma olduğunu beyan ederim.
Yazarlar mükemmel teknik yardım için Joris Van Asselberghs ve Ann Van Santvoort teşekkür ederim. Araştırma AT-FP6 programı 'Dimi' (LSHB-CT-2005-512146), 7.ÇP RTD proje MEFOPA (SAĞLIK tarafından, IWT-Vlaanderen (/ 80020 IWT SBO), FWO Vlaanderen (G.0768.10) tarafından finanse edildi -2.009-241791), 7.ÇP programı 'Inmind' (SAĞLIK-F2-2011-278850), KU Leuven (IOF-KP / 07/001, OT / 08 / 052A, İmir PF / 10/017), ve MJFox Vakfı (Hedef doğrulama 2010). A. Van der Perren ve C Casteels Bilimsel Araştırma Flaman Fonu doktora sonrası adamlar vardır. K. Van Laere Bilimsel Araştırma Flaman Fonu üst düzey bir klinik üyesidir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Female 8 weeks old Wistar rats | Janvier | / | 200-250 g |
Ketamine (Nimatek) | Eurovet animal health | 804132 | |
Medetomidine (Dormitor) | Orion-Pharma/ Janssen Animal Health | 1070-499 | |
Local anesthetic for scalp and ears: Xylocaïne 2% gel | Astrazeneca | 0137-547 | |
Terramycine | Pfizer | 0132-472 | |
Buprénorphine (Vetergesic) | Ecuphar | 2623-627 | |
Jodium 1% isopropanol | VWR | 0484-0100 | |
stereotactic head frame | Stoeling | / | |
Hamilton Syringe (30 gauge -20 mm -pst 2) | Hamilton/ Filter Service | 7803-07 | |
atipamezole (Antisedan) | Orion-Pharma/Elanco | 1300-185 | |
rAAV A53T α-SYN vector | LVVC, KU Leuven | / | https://gbiomed.kuleuven.be/english/research/50000715/laboratory-of-molecular-virology-and-gene-therapy/lvvc/ |
sodium pentobarbital (Nembutal) | Ceva Santé | 0059-444 | |
microtome | Microm | HM650 | |
rabbit polyclonal synuclein Ab | Chemicon | 5038 | 1:5,000 |
rabbit polyclonal TH Ab | Chemicon | 152 | 1:1,000 |
Lutetium oxyorthosilicate detector-based FOCUS 220 tomograph | Siemens/ Concorde Microsystems | / | |
radioligand: 18F-FECT | In house | / | |
L-dopa: Prolopa 125 | Roche | 6 mg/kg i.p. | |
DMEM, Glutamax | Life Technologies | N° 31331-093 | |
Foetal bovine serum | Life Technologies | N° 10270-106 | |
25 kD linear polyethylenimine (PEI) | Polysciences | / | |
OptiPrep Density Gradient Medium: Iodixanol | Sigma | D1556-250ML | |
Optimen | Life Technologies | N° 51985-026 | |
Paxinos 1 watston steretactic atlas, fourth Edition | Elsevier | / |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır