This work was supported by the Ronald Peter Griggs Memorial Fellowship in ALS Research (to KP) and a Neuromuscular Research Partnership Program grant from the CIHR, the ALS Society of Canada, and Muscular Dystrophy Canada (JNM-69682) to CK and FMR. Additional support was also provided by the ALS Society of America (57969). We would like to thank Dr. R. Keith Humphries from the Terry Fox Laboratory/Department of Pathology, BC Cancer Agency, Vancouver, Canada and the staff at the Simon Fraser University Animal Care Unit.

NOT: Etik Beyanı: Bu protokol gözden ve Simon Fraser Üniversitesi Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylandı (UACC; izin numaraları 1037K-1060K-12 ve 03) ve Hayvan Bakımı, NIH Kılavuzu için Kanada Konseyi ile uyumlu olduğunu Bakım ve Laboratuvar Hayvanları Kullanım ve AET Konsey Direktifi. 1. Özel Hususlar NOT: Busulfan sitotoksik olduğunu. Kulp ve malzeme güvenlik bilgi formunda ve kurumsal kurallarına göre imha ediniz. <ol><li> Bir laminar akış başlığı içinde aseptik tüm teknikleri yapın. </li><li> Bu tür bir çekme paketi, ve bunun otoklavlama gibi uygun bir ambalaj malzemesi içinde sararak kullanımdan önce aletleri sterilize edin. </li><li> Enfeksiyon için risk ışınlama göre busülfan klima ile düşük olsa da, sadece nakli sonrası ilk 2 hafta boyunca bir laminer akış kaputu hayvanları anlaştım. </li></ol> 2. KlimaAlıcı Fareler <ol><li> Steril fosfat tamponlu tuzlu su (PBS) ile bir çözelti, 3 mg / busulfan seyreltin. NOT: Bu enjeksiyon her gün kullanımdan hemen önce busulfan taze seyreltme yapmak önemlidir. </li><li> Günlük olarak IP enjeksiyon yoluyla alıcı farelere seyreltildi busulfan, 20 mg / kg uygulayın. </li><li> 60-100 mg toplam doz kadar 20 mg / kg busulfan günlük olarak IP enjeksiyonları tekrar / kg (örneğin, bir 80 mg / kg toplam doz, birbirini takip eden 4 gün boyunca busulfan, 20 mg / kg, tatbik) teslim edilmiştir. </li></ol> Donör Kemik İliği Hücrelerinin İzolasyonu 3. NOT: Bu protokol, başarılı bir şekilde 5 donör farelerden yukarıdan BM hücrelerinin izole edilmesi ve hazırlanması için kullanılmıştır. Tipik fare başına hücre verimi 12-16 alıcı fareler nakli için yeterli yaklaşık 30-40.000.000 BMDCs vardır. Da daha fazla verici farenin gerekli ise protokol buna göre ayarlanması gerekebilir. <ol><li> Busülfan klima euth son gününde ardındanCO 2 kullanılarak (1-6 aylık) bir GFP donör fare anize (ya da kurumda kabul edilen diğer ötenazi prosedürü ile). Greft komplikasyonlar alıcı olarak aynı cinsiyetten olan singenik bağışçılara kullanmak önlemek için. </li><li> % 70 etanol ile fare püskürtün. Karın ve kullanma cerrahi makas lift cilt yukarı karın boşluğuna ayak bileği doğru bacak deri yoluyla bir kesi yapmak. Ayak Holding, sıkıca bacak dokusu açığa kalça doğru ayak bileği cildi çekin. </li><li> Kalça eklemi maruz femur kas ve yağ dokusu uzak Trim. </li><li> Yavaşça bacak uzatmak için yürüyerek çekerken, kalça eklemi karşı makas basın. Sadece femur kendisi kesmek için değil femur alma bakım başının üstünde kesin. </li><li> , Sterilite korumak yürüyerek bacak tutun ve otoklava dokuları ile kemik yüzeyi ovularak kemikleri kalan doku temizlemek yardımcı olmak için. </li><li> Diz eklemi ile keserek femur ve tibia ayırın vesteril PBS içeren bir kültür çanak femur yerleştirin. Buz üzerinde inkübe edin. </li><li> Çıkarın ve fibula, tibia bağlanır noktalarda keserek fibula atın. Femur ile kültür çanak tibia yerleştirin ve buz üzerinde kuluçkaya yatmaktadır. </li><li> Dier bacak için 3,2-3,7 adımları, ve gerekirse, ek donör fareler. Kemiklerin çıkarılmasının ardından, sıcak bir boncuk sterilizatör ile cerrahi aletleri sterilize veya sonraki adımlar için steril araçlar yeni bir dizi kullanın. </li><li> Femur için, forseps ile femur tutun ve dikkatli bir şekilde &#39;tıraş&#39; cerrahi makas kullanarak uzak kemik kapalı biter. BM boşluğu ortaya çıkarmak için gerekli kemik az çıkarın. </li><li> Steril PBS 3 ml olan bir şırınga doldurun ve bir 23 G iğne takılır. Dikkatle BM boşluğuna iğne deliği ve steril bir kültür kabına BM yıkayın. İstenen tüm hücrelerin çıkarılmasını sağlamak için iğne noktası ile medüller kavite kazımak için emin olun. Ekstraksiyon sonrasında,Kırmızı BM artık görünür ve kemik artık beyaz görünür emin olun. </li><li> Tekrar aynı kültür çanak BM tüm havuzu, sonraki femur için 3,9-3,10 adımları. </li><li> Tibia&#39;daki için, dikkatle forseps ile kaval ve &#39;tıraş&#39; tibia BM boşluğu açığa diz bağlı olduğu uç tutun. Görünür kırmızı BM biter kemik boyunca ikinci bir kesim olun. </li><li> Steril PBS 3 ml olan bir şırınga doldurun ve bir 25 G iğne takılır. Yavaşça (diz bağlı olan ucundan) BM boşluğuna iğne takın ve femur gelen BM içeren kültür çanak içine BM yıkayın. Tüm hücreleri çıkarmak için iğne ile BM boşluğun duvarları kazıyın. Çıkarma ardından, kırmızı BM artık görünür ve kemik artık beyaz görünür emin olun. </li><li> Tekrar aynı kültür çanak BM tüm havuzu, sonraki tibia&#39;daki için 3,12-3,13 adımları. </li><li> Yavaşça c ayırmak için 1 ml pipet ile BM çiğnemekarşın. </li><li> Steril bir 50 ml lik santrifüj tüpüne 40 uM sepete filtre içinden hücre süspansiyonu geçirin. Kalan hücreleri almak ve santrifüj tüpüne filtresi aracılığıyla bu aktarmak için PBS ile çanak durulayın. </li><li> 4 ° C&#39;de 450 x g&#39;de 5 dakika boyunca santrifüje. Süpernatantı çıkarın ve atın. </li><li> Eritrosit yokedici tamponda 3 ml pelet yeniden askıya. 8.5 dakika boyunca buz üzerinde inkübe edilir. </li><li> Yokedici tampon sönmesi için steril PBS ile 30 ml ilave edilir. </li><li> 4 ° C&#39;de 450 x g&#39;de 5 dakika boyunca santrifüje. Süpernatantı çıkarın ve atın. </li><li> Steril PBS içinde 1 ml pelet yeniden askıya. Buz üzerinde tutun. </li><li> Hücre homojenatının küçük bir kısım almak ve PBS ile seyreltilmiş (1: 100 1 fare, 1: 200 2 fareler için, vs.), bir hemositometre kullanılarak, hücre sayısını belirlemek için. </li><li> 8 x 10 6 hücre / ml hücre süspansiyonu seyreltin ve enjeksiyona kadar buz üzerinde inkübe edilir. </li></ol> 4. Kemik İliği Transplantasyonu <ol><li> FiLl her bir fare için seyreltilmiş hücre süspansiyonu 300 ul (28 G, insülin iğne ile) bir 0.5 mi şırınga enjekte edilecek. Şırınga mevcut herhangi bir hava kabarcıklarını çıkarmak için emin olun. </li><li> Bir ısıtma yastığı şartına alıcı fareler içeren fare kafes yerleştirin ve kuyruk damarları genişletmek için izin verir. </li><li> Frenleyici cihazda bir alıcı fare ve yerinizi alın. % 70 etanol ile ıslatılmış cerrahi gazlı bez ile silin kuyruk. </li><li> Sıkıca kuyruk tutun ve konik yukarı, nazikçe yanal kuyruk damarlarından birinin içine iğne takın ve hücre süspansiyonu enjekte. </li><li> Kanama, yeni bir temiz bir kafesin içine fare tanıtan önce durana kadar enjeksiyon yerinde cerrahi gazlı bez tutun. </li></ol> 5. BM Kimerizm Kapsamının tahmin NOT: Kimerizm seviyeleri 1 hafta sonrası BMT de periferik kanda tipik değişken, ve bu kimerizmi düzeyleri normal en az 2 hafta sonrası BMT tahmin gibidir. Chim Düzeylerierism sonrası BMT 3-4 hafta içinde periferik kan&gt;% 80 GFP + hücreler ulaşması gerekir. <ol><li> FACS tampon (PBS içinde 2 mM EDTA +% 2 fetal sığır serumu) hazırlayın. Not: FACS tamponda birkaç hafta boyunca 4 ° C&#39;de saklanabilir. </li><li> Bir yasaklama tüp fareyi yerleştirin ve yanal safen ven maruz arka bacak kürk tıraş. </li><li> Ince kat vazelin ve delme 25 G iğne ile safen ven ile bacak. </li><li> Bir heparin kaplı kılcal tüp ile kanın yaklaşık 50 ul toplayın. FACS tampon 1 ml ihtiva eden bir mikro santrifüj tüpüne kan ekleyin. Çevirerek tüp karıştırın ve buz üzerinde saklayın. </li><li> Geri kafesine fareyi dönmeden önce kanama durana kadar enjeksiyon yerinde cerrahi gazlı bez tutun. </li><li> X g&#39;de 900 ° C&#39;de 5 dakika için kan santrifüjleyin. Süpernatantı çıkarın ve atın. </li><li> Eritrosit yokedici tampon 500 ul pelet yeniden askıya. 8.5 dakika boyunca buz üzerinde inkübe edilir. </li><li> Yokedici tampon sönmesi için FACS tampon 1 ml ilave edilir. </li><li> X g 900 ° C&#39;da 5 dakika boyunca numune santrifüjleyin. Süpernatantı çıkarın ve atın. </li><li> Eritrosit yokedici tamponda 500 ul ikinci parçalama adımı gerçekleştirir. 8.5 dakika boyunca buz üzerinde inkübe edilir. </li><li> Yokedici tampon sönmesi için FACS tampon 1 ml ilave edilir. </li><li> X g 900 ° C&#39;da 5 dakika boyunca numune santrifüjleyin. Süpernatantı çıkarın ve atın. Pelet artık beyaz olup olmadığını kontrol edin. NOT: Pelet hala kırmızı görünüyorsa, ek bir parçalama aşaması bir sonraki adıma geçmeden önce gerekli olabilir. </li><li> FACS tampon 1 ml pelet yeniden askıya. X g 900 ° C&#39;da 5 dakika boyunca numune santrifüjleyin. Süpernatantı çıkarın ve atın. </li><li> FACS tampon 300 ul pelet yeniden askıya ve akış sitometri kullanılarak GFP + hücreleri ölçmek (NOT: Bu noktada hücrelerin istenilen immun standart teknikler kullanılarak, yapılabilir, önceki sitometri analizi akış). </li></ol>

<ol>
	<li>Ginhoux, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+Mapping+Analysis+Reveals+That+Adult+Microglia+Derive+from+Primitive+Macrophages.">Fate Mapping Analysis Reveals That Adult Microglia Derive from Primitive Macrophages.</a> Science. 330 (6005), 841-845 (2010).</li><li>Hickey, W. F., Kimura, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perivascular+microglial+cells+of+the+CNS+are+bone+marrow-derived+and+present+antigen+in+vivo.">Perivascular microglial cells of the CNS are bone marrow-derived and present antigen in vivo.</a> Science (New York, N. Y.). 239 (4837), 290-292 (1988).</li><li>Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+bone+marrow+transplantation+(BMT):+providing+optimal+veterinary+and+husbandry+care+to+irradiated+mice+in+BMT+studies.">Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 48 (1), 11-22 (2009).</li><li>Jimenez, M., Ercilla, G., Martinez, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immune+reconstitution+after+allogeneic+stem+cell+transplantation+with+reduced-intensity+conditioning+regimens.">Immune reconstitution after allogeneic stem cell transplantation with reduced-intensity conditioning regimens.</a> Leukemia. 21 (8), 1628-1637 (2007).</li><li>Ellen Nath, C., John Shaw, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Busulphan+in+blood+and+marrow+transplantation:+dose,+route,+frequency+and+role+of+therapeutic+drug+monitoring.">Busulphan in blood and marrow transplantation: dose, route, frequency and role of therapeutic drug monitoring.</a> Current clinical pharmacology. 2 (1), 75-91 (2007).</li><li>Galaup, A., Paci, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacology+of+dimethanesulfonate+alkylating+agents:+busulfan+and+treosulfan.">Pharmacology of dimethanesulfonate alkylating agents: busulfan and treosulfan.</a> Expert Opinion on Drug Metabolism &amp; Toxicology. 9 (3), 333-347 (2013).</li><li>Lewis, C. -. A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myelosuppressive+Conditioning+Using+Busulfan+Enables+Bone+Marrow+Cell+Accumulation+in+the+Spinal+Cord+of+a+Mouse+Model+of+Amyotrophic+Lateral+Sclerosis.">Myelosuppressive Conditioning Using Busulfan Enables Bone Marrow Cell Accumulation in the Spinal Cord of a Mouse Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis.</a> PLoS ONE. 8 (4), e60661 (2013).</li><li>Capotondo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+conditioning+is+instrumental+for+successful+microglia+reconstitution+following+hematopoietic+stem+cell+transplantation.">Brain conditioning is instrumental for successful microglia reconstitution following hematopoietic stem cell transplantation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (37), 15018-15023 (2012).</li><li>Wilkinson, F. L., Sergijenko, A., Langford-Smith, K. J., Malinowska, M., Wynn, R. F., Bigger, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Busulfan+Conditioning+Enhances+Engraftment+of+Hematopoietic+Donor-derived+Cells+in+the+Brain+Compared+With+Irradiation.">Busulfan Conditioning Enhances Engraftment of Hematopoietic Donor-derived Cells in the Brain Compared With Irradiation.</a> Molecular Therapy. 21 (4), 868-876 (2013).</li><li>Lampron, A., Pimentel-Coelho, P. M., Rivest, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Migration+of+bone+marrow-derived+cells+into+the+CNS+in+models+of+neurodegeneration:+Naturally+Occurring+Migration+of+BMDC+into+the+CNS.">Migration of bone marrow-derived cells into the CNS in models of neurodegeneration: Naturally Occurring Migration of BMDC into the CNS.</a> Journal of Comparative Neurology. , 3863-3876 (2013).</li><li>Kierdorf, K., Katzmarski, N., Haas, C. A., Prinz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+Marrow+Cell+Recruitment+to+the+Brain+in+the+Absence+of+Irradiation+or+Parabiosis+Bias.">Bone Marrow Cell Recruitment to the Brain in the Absence of Irradiation or Parabiosis Bias.</a> PLoS ONE. 8 (3), e58544 (2013).</li><li>Ajami, B., Bennett, J. L., Krieger, C., McNagny, K. M., Rossi, F. M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infiltrating+monocytes+trigger+EAE+progression,+but+do+not+contribute+to+the+resident+microglia+pool.">Infiltrating monocytes trigger EAE progression, but do not contribute to the resident microglia pool.</a> Nature Neuroscience. 14 (9), 1142-1149 (2011).</li><li>Down, J. D., Tarbell, N. J., Thames, H. D., Mauch, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Syngeneic+and+allogeneic+bone+marrow+engraftment+after+total+body+irradiation:+dependence+on+dose,+dose+rate,+and+fractionation.">Syngeneic and allogeneic bone marrow engraftment after total body irradiation: dependence on dose, dose rate, and fractionation.</a> Blood. 77 (3), 661-669 (1991).</li><li>Van Pel, M., van Breugel, D. W. J. G., Vos, W., Ploemacher, R. E., Boog, C. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+a+myeloablative+regimen+with+clinical+potential:+I.+Treosulfan+conditioning+and+bone+marrow+transplantation+allow+induction+of+donor-specific+tolerance+for+skin+grafts+across+full+MHC+barriers.">Towards a myeloablative regimen with clinical potential: I. Treosulfan conditioning and bone marrow transplantation allow induction of donor-specific tolerance for skin grafts across full MHC barriers.</a> Bone Marrow Transplantation. 32 (1), 15-22 (2003).</li><li>Ajami, B., Bennett, J. L., Krieger, C., Tetzlaff, W., Rossi, F. M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+self-renewal+can+sustain+CNS+microglia+maintenance+and+function+throughout+adult+life.">Local self-renewal can sustain CNS microglia maintenance and function throughout adult life.</a> Nature Neuroscience. 10 (12), 1538-1543 (2007).</li><li>Andersson, B. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditioning+therapy+with+intravenous+busulfan+and+cyclophosphamide+(IV+BuCy2)+for+hematologic+malignancies+prior+to+allogeneic+stem+cell+transplantation:+a+phase+II+study.">Conditioning therapy with intravenous busulfan and cyclophosphamide (IV BuCy2) for hematologic malignancies prior to allogeneic stem cell transplantation: a phase II study.</a> Biology of Blood and Marrow Transplantation. 8 (3), 145-154 (2002).</li><li>Hassan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebrospinal+fluid+and+plasma+concentrations+of+busulfan+during+high-dose+therapy.">Cerebrospinal fluid and plasma concentrations of busulfan during high-dose therapy.</a> Bone Marrow Transplantation. 4 (1), 113-114 (1989).</li><li>Hassan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+distribution+of+[11C]-busulfan+in+cynomolgus+monkey+and+in+the+brain+of+a+human+patient.">In vivo distribution of [11C]-busulfan in cynomolgus monkey and in the brain of a human patient.</a> Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 30 (2), 81-85 (1992).</li><li>Jung, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+Fractalkine+Receptor+CX3CR1+Function+by+Targeted+Deletion+and+Green+Fluorescent+Protein+Reporter+Gene+Insertion.">Analysis of Fractalkine Receptor CX3CR1 Function by Targeted Deletion and Green Fluorescent Protein Reporter Gene Insertion.</a> Molecular and Cellular Biology. 20 (11), 4106-4114 (2000).</li><li>Harrison, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Competitive+repopulation:+a+new+assay+for+long-term+stem+cell+functional+capacity.">Competitive repopulation: a new assay for long-term stem cell functional capacity.</a> Blood. 55 (1), 77-81 (1980).</li><li>Evans, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+intravital+imaging+reveals+that+blood-derived+macrophages+but+not+resident+microglia+facilitate+secondary+axonal+dieback+in+traumatic+spinal+cord+injury.">High-resolution intravital imaging reveals that blood-derived macrophages but not resident microglia facilitate secondary axonal dieback in traumatic spinal cord injury.</a> Experimental Neurology. 254, 109-120 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Busülfan condition kolaylıkla saptanabilen hematopoietik hücrelerin farelerde yüksek düzeyde BM kimerizmin üretimi sağlar. Bu koşullandırma ışınlama tesisleri için gerek kalmadan gerçekleştirilebilir. Üstelik, bu protokolde belirtilen busulfan dozlarda myelosupresyon iyi ışınlama miyeloablatif dozlarda neden toksik yan etkileri en aza indirerek, tolere edilir, ve böylece daha vardır, genç yaşlı, ya da hastalıklı farelerde BM şimerizmi üretmek için daha uygun bir teknik olabilir ışınlama m...

Recently, there has been considerable interest in the roles of microglia and bone marrow (BM)-derived cells (BMDCs) in the central nervous system (CNS), both during disease as well as with normal aging. Microglia, the resident immune cells of the CNS, are now known to develop in the CNS following the entry of primitive myeloid progenitors during embryogenesis1. Microglia retain aspects of their myelomonocytic lineage well into adult life. While evidence suggests that the contribution of BMDCs to the microglial pool is minimal in healthy adult animals1, the role BMDCs play in the progression of various neurodegenerative diseases remains unclear. This uncertainty is compounded by the fact that it is difficult to distinguish BMDCs that accumulate within the CNS from endogenous resident microglia, as no universally accepted discriminating immunohistochemical marker has been identified. In order to monitor BMDCs in vivo, we employ a BM transplantation (BMT) protocol whereby endogenous BM cells of a recipient mouse are replaced with those of a donor mouse ubiquitously expressing green fluorescent protein (GFP) under control of the &#946;-actin promoter. This protocol permits the determination of both the localization and morphology of GFP+ BMDCs within the recipient mouse using immunohistochemistry, and facilitates further characterization of these cells using fluorescence-activated cell sorting (FACS) followed by subsequent biochemical assays. 
For a successful BMT, recipient BM cells need to be ablated (termed myeloablation) in order to generate niche space within the recipient BM to allow for donor cell engraftment. Often, myeloablation is achieved using total body gamma irradiation which induces double strand breaks in DNA that leads to cell death, particularly in actively dividing cells such as hematopoietic progenitor cells2,3. The irradiation protocols are done to induce sufficient BM cell death such that animal lethality results if the recipient animal does not achieve adequate donor cell engraftment from BMT (so called &#8216;lethal irradiation&#8217;). However, irradiation requires a specialized facility and equipment, along with veterinary and animal husbandry resources not available to researchers at all institutions. Furthermore, myeloablative irradiation can cause potentially lethal damage to other tissues, and due to immunosuppresion, irradiated animals are more susceptible to secondary infections3. As such, reduced intensity conditioning (so called &#8216;RIC&#8217; protocols) regimens have been developed that are intended to minimize potentially toxic side effects of the conditioning protocol in patients, particularly for use in at risk populations such as children and the elderly4. 
Some RIC protocols rely upon chemotherapeutics such as busulfan in order to condition the BM compartment. Busulfan is a bifunctional DNA alkylating agent often used clinically as an alternative to irradiation5,6. Notably, busulfan can be safely administered to mice by intraperitoneal (IP) injection and does not require the specialized facilities and equipment necessary to irradiate mice. Busulfan conditioning has been used extensively in our lab7, as well as in several other recent publications8&#8211;11. When doses of 60-100 mg/kg are employed, high degrees of stable chimerism (>80% GFP+ cells) can be established in the peripheral blood and BM7. Importantly, at these doses myeloablation is not complete and as such mice are able to survive without receiving support BM cells (K. Peake, J. Manning, C. Lewis, and C. Krieger, unpublished observations). Moreover, with myelosuppressive busulfan conditioning there is rapid reconstitution of peripheral blood myelomonocytic cells by donor cells. However, the replacement of peripheral blood lymphocytes by donor cells is slower, highlighting the lack of immunosuppression that occurs with 60-100 mg/kg doses of busulfan compared to total body irradiation7. 
We have successfully used busulfan-induced chimerism to investigate BMDCs in wild-type mice, as well as in mouse models of the neurodegenerative disorders amyotrophic lateral sclerosis (ALS)7 and Alzheimer disease. It has been observed that under certain conditions significant numbers of GFP+ BMDCs accumulate within the CNS7,12. Importantly, like myeloablative conditioning with irradiation, busulfan conditioning followed by BMT is sufficient to allow for GFP+ BMDC accumulation within the CNS in both wild-type mice, and mice with neurological disorders7&#8211;11. As a major obstacle in treating neurodegenerative disorders is the ability to get therapeutic molecules from the circulation into the CNS where they can exert beneficial effects, this raises the possibility that BMDCs could be engineered to express therapeutic molecules, and subsequently used as a vehicle to deliver therapeutics to the CNS of busulfan conditioned recipients, a mechanism we are actively investigating. Although we have found that myeloablative conditioning with irradiation leads to greater accumulation of GFP+ BMDCs in the CNS compared to busulfan conditioning7, irradiation may have considerable toxicity in patients with neurodegenerative disorders and in murine models of CNS disease.
While we, and many others, have used BMT models to study BMDCs in neurodegenerative disorders, the ability to largely replace the BM compartment of a recipient mouse with a distinctly identifiable population of BM cells is an invaluable tool for studying various aspects of the hematopoietic system. This includes a wide array of research topics such as hematopoietic lineage development, leukemia, organ transplantation, graft-versus-host disease, and immunobiology.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="726">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:224px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Busulfex</td>
			<td style="width:224px;">Otsuka Canada Pharmaceutical Inc.</td>
			<td style="width:119px;">DIN 02240602</td>
			<td>Dilute busulfan to 3 mg/mL with sterile PBS just prior to use. Busulfan is cytotoxic. Handle and dispose according to the MSDS and institutional guidelines.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ACK Lysing Buffer</td>
			<td style="width:224px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">A10492-01</td>
			<td>Other lysis buffer could be substituted but incubation times may need to be adjusted accordingly</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:224px;">Life Technologies</td>
			<td>12483-020</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

busulfan as a myelosuppressive agent for generating stable high-level bone marrow chimerism in mice

Bone marrow transplantation (BMT) is often used to replace the bone marrow (BM) compartment of recipient mice with BM cells expressing a distinct biomarker isolated from donor mice. This technique allows for identification of donor-derived hematopoietic cells within the recipient mice, and can be used to isolate and characterize donor cells using various biochemical techniques. BMT typically relies on myeloablative conditioning with total body irradiation to generate niche space within the BM compartment of recipient mice for donor cell engraftment. The protocol we describe here uses myelosuppressive conditioning with the chemotherapeutic agent busulfan. Unlike irradiation, which requires the use of specialized facilities, busulfan conditioning is performed using intraperitoneal injections of 20 mg/kg busulfan until a total dose of 60-100 mg/kg has been administered. Moreover, myeloablative irradiation can have toxic side effects and requires successful engraftment of donor cells for survival of recipient mice. In contrast, busulfan conditioning using these doses is generally well tolerated and mice survive without donor cell support. Donor BM cells are isolated from the femurs and tibiae of mice ubiquitously expressing green fluorescent protein (GFP), and injected into the lateral tail vein of conditioned recipient mice. BM chimerism is estimated by quantifying the number of GFP+ cells within the peripheral blood following BMT. Levels of chimerism&nbsp;>80% are typically observed in the peripheral blood 3-4 weeks post-transplant and remain established for at least 1 year. As with irradiation, conditioning with busulfan and BMT allows for the accumulation of donor BM-derived cells within the central nervous system (CNS), particularly in mouse models of neurodegeneration. This busulfan-mediated CNS accumulation may be more physiological than total body irradiation, as the busulfan treatment is less toxic and CNS inflammation appears to be less extensive. We hypothesize that these cells can be genetically engineered to deliver therapeutics to the CNS.

60-100 mg verilmesi / busulfan kg genellikle iyi tolere edilir fareler tarafından. Ancak, hayvanlar tipik olarak yeme teşvik etmek ışınlanmış ayçiçeği tohumu gibi davranır ile takviye gerekebilir Klima fazı (~% 5-10) ve dolayısıyla diyet sırasında kilo. Periferik kanda&gt;% 80 GFP + hücrelerinin kimerizmin ve BM Düzeyleri 60-100 mg / kg busulfan 7 kullanarak sürekli ulaşılabilir olmalıdır. Laboratuvarımız başarıyla periferik kan ve kemik iliğinde&gt;% 80 GFP + hücreler ile 100&#39...

Watch this Scientific Journal Video about Busulfan as a Myelosuppressive Agent for Generating Stable High-level Bone Marrow Chimerism in Mice at JoVE.com

Busulfan as a Myelosuppressive Agent for Generating Stable High-level Bone Marrow Chimerism in Mice

We describe a protocol whereby busulfan conditioning permits the bone marrow of a recipient mouse to be replaced with bone marrow cells from donor mice ubiquitously expressing green fluorescent protein, in the absence of irradiation. This technique is useful to study bone marrow cell accumulation in the central nervous system.

Farelerde Kararlı Yüksek seviyeli Kemik İliği Kimerizm Yaratma için miyelosupresif Ajan olarak Busulfan

Bone marrow transplantation (BMT) is often used to replace the bone marrow (BM) compartment of recipient mice with BM cells expressing a distinct ...

busulfan-as-myelosuppressive-agent-for-generating-stable-high-level

Research

JoVE Journal

Medicine

13.1K Görüntüleme.  Simon Fraser University. We describe a protocol whereby busulfan conditioning permits the bone marrow of a recipient mouse to be replaced with bone marrow cells from donor mice ubiquitously expressing green fluorescent protein, in the absence of irradiation. This technique is useful to study bone marrow cell accumulation in the central nervous system.