Name: intraspinal cell transplantation for targeting cervical ventral horn in amyotrophic lateral sclerosis and traumatic spinal cord injury
Uploaded: 2011-09-18T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intraspinal Cell Transplantation for Targeting Cervical Ventral Horn in Amyotrophic Lateral Sclerosis and Traumatic Spinal Cord Injury at JoVE.com

Je tiens à remercier: tous les membres du Lepore, Maragakis et les laboratoires Rothstein à la discussion utile; La Paralyzed Veterans of America et la Fondation Craig H. Nielsen pour le financement.

Méthodes 1. Préparation des cellules Comme exemple, nous allons décrire la procédure de préparation de cellules progénitrices gliales 12 pour la transplantation en raison de notre expérience avec ce type de cellule. Cependant, les spécificités du protocole, y compris le milieu et l&#39;utilisation de la trypsine par exemple, va dépendre du type cellulaire particulier qui est utilisé pour la transplantation. <ol><li> Préchauffer toutes les so...

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	<li>Lane, M. A., Fuller, D. D., White, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+recovery+following+high+cervical+hemisection.">Respiratory recovery following high cervical hemisection.</a> Trends in neurosciences. 31, 538-538 (2008).</li><li>Kaplan, L. M., Hollander, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+dysfunction+in+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Respiratory dysfunction in amyotrophic lateral sclerosis.</a> Clin. Chest. Med. 15, 675-675 (1994).</li><li>Miller, R. G., Rosenberg, J. A., Gelinas, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practice+parameter:+the+care+of+the+patient+with+amyotrophic+lateral+sclerosis+(an+evidence-based+review):+report+of+the+Quality+Standards+Subcommittee+of+the+American+Academy+of+Neurology:+ALS+Practice+Parameters+Task+Force.">Practice parameter: the care of the patient with amyotrophic lateral sclerosis (an evidence-based review): report of the Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology: ALS Practice Parameters Task Force.</a> Neurology. 52, 1311-1323 (1999).</li><li>Mitsumoto, H., Chad, D. A., Pioro, E. P., Davis, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Amyotrophic lateral sclerosis. , (1998).</li><li>Tandan, R., Bradley, W. 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R., Siddique, T., Patterson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+Cu/Zn+superoxide+dismutase+gene+are+associated+with+familial+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Mutations in Cu/Zn superoxide dismutase gene are associated with familial amyotrophic lateral sclerosis.</a> Nature. 362, 59-59 (1993).</li><li>Bruijn, L. I., Becher, M. W., Lee, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ALS-linked+SOD1+mutant+G85R+mediates+damage+to+astrocytes+and+promotes+rapidly+progressive+disease+with+SOD1-containing+inclusions.">ALS-linked SOD1 mutant G85R mediates damage to astrocytes and promotes rapidly progressive disease with SOD1-containing inclusions.</a> Neuron. 18, 327-327 (1997).</li><li>Gurney, M. E., Pu, H., Chiu, A. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+neuron+degeneration+in+mice+that+express+a+human+Cu,Zn+superoxide+dismutase+mutation.">Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation.</a> Science. 264, 1772-1775 (1994).</li><li>Howland, D. S., Liu, J., She, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+loss+of+the+glutamate+transporter+EAAT2+in+a+transgenic+rat+model+of+SOD1+mutant-mediated+amyotrophic+lateral+sclerosis+(ALS).">Focal loss of the glutamate transporter EAAT2 in a transgenic rat model of SOD1 mutant-mediated amyotrophic lateral sclerosis (ALS).</a> Proc Natl Acad Sci. 99, 1604-1604 (2002).</li><li>Nagai, M., Aoki, M., Miyoshi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rats+expressing+human+cytosolic+copper-zinc+superoxide+dismutase+transgenes+with+amyotrophic+lateral+sclerosis:+associated+mutations+develop+motor+neuron+disease.">Rats expressing human cytosolic copper-zinc superoxide dismutase transgenes with amyotrophic lateral sclerosis: associated mutations develop motor neuron disease.</a> J. Neurosci. 21, 9246-9246 (2001).</li><li>McDonald, W., Becker, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+injury:+promising+interventions+and+realistic+goals.">Spinal cord injury: promising interventions and realistic goals.</a> Am. J. Phys. Med. Rehabi. I82, S38-S38 (2003).</li><li>Sandrow-Feinberg, H. R., Zhukareva, V., Santi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PEGylated+interferon-beta+modulates+the+acute+inflammatory+response+and+recovery+when+combined+with+forced+exercise+following+cervical+spinal+contusion+injury.">PEGylated interferon-beta modulates the acute inflammatory response and recovery when combined with forced exercise following cervical spinal contusion injury.</a> Experimental neurology. 223, 439-451 (2010).</li><li>Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mammalian+neural+stem+cells.">Mammalian neural stem cells.</a> Science. 287, 1433-1433 (2000).</li><li>Lane, M. A., Lee, K. Z., Fuller, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+circuitry+and+respiratory+recovery+following+spinal+cord+injury.">Spinal circuitry and respiratory recovery following spinal cord injury.</a> Respiratory physiology &#38; neurobiology. 169, 123-123 (2009).</li><li>Lepore, A. C., Rauck, B., Dejea, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+transplantation-based+astrocyte+replacement+is+neuroprotective+in+a+model+of+motor+neuron+disease.">Focal transplantation-based astrocyte replacement is neuroprotective in a model of motor neuron disease.</a> Nature. 11, 1294-1294 (2008).</li><li>Rao, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multipotent+and+Restricted+Precursors+in+the+Central+Nervous+System.">Multipotent and Restricted Precursors in the Central Nervous System.</a> Anat Rec. 257, 137-137 (1999).</li><li>Rao, M. S., Mayer-Proschel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glial-+restricted+precursors+are+derived+from+multipotent+neuroepithelial+stem+cells.">Glial- restricted precursors are derived from multipotent neuroepithelial stem cells.</a> Dev Biol. 188, 48-48 (1997).</li><li>Suzuki, M., Tork, C., Shelley, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sexual+dimorphism+in+disease+onset+and+progression+of+a+rat+model+of+ALS.+Sexual+dimorphism+in+disease+onset+and+progression+of+a+rat+model+of+ALS.">Sexual dimorphism in disease onset and progression of a rat model of ALS. Sexual dimorphism in disease onset and progression of a rat model of ALS.</a> Amyotroph Lateral Scler. 8, 20-20 (2007).</li><li>Lepore, A. C., Haenggeli, C., Gasmi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraparenchymal+spinal+cord+delivery+of+adeno-associated+virus+IGF-1+is+protective+in+the+SOD1G93A+model+of+ALS.">Intraparenchymal spinal cord delivery of adeno-associated virus IGF-1 is protective in the SOD1G93A model of ALS.</a> Brain research. 1185, 256-256 (2007).</li><li>Veldink, J. H., Bar, P. R., Joosten, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sexual+differences+in+onset+of+disease+and+response+to+exercise+in+a+transgenic+model+of+ALS.">Sexual differences in onset of disease and response to exercise in a transgenic model of ALS.</a> Neuromuscul Disord. 13, 737-737 (2003).</li><li>Shumsky, J. S., Lepore, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplantation+of+Neuronal+and+Glial+Restricted+Precursors+into+Contused+Spinal+Cord+Improves+Bladder+and+Motor+Functions,+Decreases+Thermal+Hypersensitivity,+and+Modifies+Intraspinal+Circuitry.">Transplantation of Neuronal and Glial Restricted Precursors into Contused Spinal Cord Improves Bladder and Motor Functions, Decreases Thermal Hypersensitivity, and Modifies Intraspinal Circuitry.</a> J. Neurosci. 25, 9624-9624 (2005).</li></ol>

Pour les études impliquant souris SOD1 G93A et les rats, l&#39;âge et le sexe correspondre les animaux dans un groupe, et de distribuer les animaux au sein de la même portée à des groupes différents. Il est préférable d&#39;utiliser tous les animaux du même sexe à la fois pour la SLA et les modèles de SCI, car les processus pathologiques peuvent différer entre les mâles et les femelles, mais il peut également être utile d&#39;avoir suffisamment d&#39;animaux des deux sexes pour détecter d&#39;...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom de réactif </td><td> Société </td><td> Le numéro de catalogue </td></tr><tr><td> HBSS </td><td> Gibco </td><td> 14170 </td></tr><tr><td> Trypsine 0,05% </td><td> Gibco </td><td> 25300 </td></tr><tr><td> Inhibiteur de trypsine de soja (facultatif) </td><td> Sigma </td><td> T-6522 </td></tr><tr><td> Maléate d&#39;acépromazine (0,7 mg / kg) </td><td> Fermenta Santé Animale </td><td></td></tr><tr><td> La kétamine (95 mg / kg) </td><td> Fort Dodge Animal Health </td><td></td></tr><tr><td> Xylazine (10 mg / kg) </td><td> Bayer </td><td></td></tr><tr><td> # 11 lames Feather chirurgicale </td><td> Sciences Electron Microscopy </td><td> 72044-11 </td></tr><tr><td> Coton-tige (6 pouces) </td><td> Fisher </td><td> 23-400-101 </td></tr><tr><td> Dents de rat pince </td><td> Outils Fine Science </td><td> Rat: 11023-15; Souris: 11042-08 </td></tr><tr><td> Des ciseaux à ressort de taille moyenne </td><td> Outils Fine Science </td><td> 15012-12 </td></tr><tr><td> Mini ciseaux à ressort </td><td> Outils Fine Science </td><td> 15000-10 </td></tr><tr><td> Rongeur </td><td> Outils Fine Science </td><td> Rat: 16121-14; Souris: 16221-14 </td></tr><tr><td> Microknife </td><td> Outils Fine Science </td><td> 10056-12 </td></tr><tr><td> Porte-aiguilles </td><td> Outils Fine Science </td><td> 12502-14 </td></tr><tr><td> Suture: 4-0 </td><td> Vicryl </td><td> S-183 </td></tr><tr><td> Staples: 9 mm </td><td> Autoclip </td><td> 427631 </td></tr><tr><td> Agrafeuse: 9 mm (Reflex # 203-1000) </td><td> Instruments de précision du monde </td><td> 5000344 </td></tr><tr><td> Pompe à eau chaude (T / pompe) </td><td> Gaymar </td><td> P / N 07999-000 </td></tr><tr><td> Cyclosporine A: 250,0 ml ampoules mg/5.0 </td><td> Novartis / Sandimmune </td><td> NDC 0078-0109-01 </td></tr><tr><td> FK-506 </td><td> Laboratoires LC </td><td> F-4900 </td></tr><tr><td> La rapamycine </td><td> Laboratoires LC </td><td> R-5000 </td></tr><tr><td> Injecteur </td><td> Instruments de précision du monde </td><td> UMP2 </td></tr><tr><td> Micro 4 Contrôleur de pompe Microseringue </td><td> Instruments de précision du monde </td><td> UMC4 </td></tr><tr><td> Micromanipulateur </td><td> Instruments de précision du monde </td><td> Kite-R </td></tr><tr><td> 10,0 seringue Hamilton uL </td><td> Hamilton </td><td> 80030 </td></tr><tr><td> Aiguilles Hamilton: 33-jauge, biseau à 45 °, 1 pouce </td><td> Hamilton </td><td> 7803-05 </td></tr><tr><td> Verre 20,0 uL pipettes microcapillaires (facultatif) </td><td> Kimble </td><td> 71900-20 </td></tr></tbody></table>

intraspinal cell transplantation for targeting cervical ventral horn in amyotrophic lateral sclerosis and traumatic spinal cord injury

Compromis respiratoire due à la perte des neurones moteurs phrénique est une conséquence débilitante d&#39;une grande proportion de lésions de la moelle humaine traumatisante épinière (SCI) des cas 1 et est la cause ultime de la mort chez les patients atteints du trouble du neurone moteur, la sclérose amyotrophique latérales (ALS) 2. La SLA est une maladie neurologique dévastatrice qui se caractérise par une dégénérescence relativement rapide du supérieur et les neurones moteurs inférieurs. Les patients en fin de compte succomber à la maladie, en moyenne 2-5 ans après le diagnostic en raison de la paralysie respiratoire due à une perte de neurones moteurs innnervation phrénique du diaphragme 3. La grande majorité des cas sont sporadiques, tandis que 10% sont de la forme familiale. Environ vingt pour cent de cas familiaux sont liés à des mutations ponctuelles dans le gène de diverses Cu / Zn superoxyde dismutase 1 (SOD1) sur le chromosome 21 4. Les souris transgéniques 4,5 et 6 portant des rats mutants SOD1 humaine gènes (G93A, G37R, G86R, G85R) ont été générés, et, malgré l&#39;existence de modèles animaux autres la perte des neurones moteurs, sont actuellement les modèles les plus utilisés de la maladie . Lésion de la moelle épinière (SCI) est un ensemble hétérogène de conditions résultant d&#39;un traumatisme physique à la moelle épinière, avec des résultats fonctionnels variant selon le type, la localisation et la sévérité de la blessure 7. Néanmoins, environ la moitié des cas de SCI humaines affectent les régions cervicale, entraînant un dysfonctionnement respiratoire débilitante due à la perte de neurones moteurs phrénique et de blessures aux axones descendant respiratoires bulbospinal 1. Un certain nombre de modèles animaux de la SCI ont été développés, avec le plus couramment utilisé et cliniquement pertinente étant la contusion 8. Transplantation des différentes classes de cellules précurseurs neurales (PNJ) est une stratégie thérapeutique prometteuse pour le traitement des lésions du SNC traumatique et la neurodégénérescence, notamment la SLA et la SCI, en raison de la capacité de remplacer la neuroprotection perdu ou dysfonctionnel types de cellules du SNC, de fournir et livrer des facteurs génétiques d&#39;intérêts 9. Les modèles animaux de la SLA et la SCI peut modéliser de nombreux aspects cliniquement pertinentes de ces maladies, y compris la perte de neurones moteurs phrénique et conséquente de troubles respiratoires, 10,11. Afin d&#39;évaluer l&#39;efficacité des PNJ des stratégies basées sur la fonction respiratoire dans ces modèles animaux de la SLA et la SCI, les interventions cellulaires doivent être spécifiquement destinées à des régions contenant des cibles thérapeutiques pertinentes telles que les neurones moteurs phrénique. Nous fournissons un protocole détaillé pour le multi-segmentaire, la transplantation intraspinale de PNJ dans la moelle épinière ventrale du col de la matière grise des modèles de maladies neurodégénératives telles que les souris SOD1 G93A et les rats, ainsi que des rats blessés médullaires et des souris 11.

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Intraspinal Cell Transplantation for Targeting Cervical Ventral Horn in Amyotrophic Lateral Sclerosis and Traumatic Spinal Cord Injury

La transplantation précurseurs neuraux est une stratégie prometteuse pour protéger et / ou le remplacement perdu / dysfonctionnel cervicale neurones moteurs phrénique des blessures de la moelle épinière (SCI) et les neurones moteurs désordre, la sclérose amyotrophique latérales (SLA). Nous fournissons un protocole pour la livraison de cellule à la corne moelle épinière cervicale ventrale dans des modèles rongeurs de la SLA et la SCI.

Cell Transplantation intraspinale pour le ciblage du col corne ventrale de la sclérose latérale amyotrophique et les lésions de la moelle épinière

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

Un protocole pour l&#39;évaluation globale de la dysfonction bulbaire de la sclérose latérale amyotrophique (SLA)

Improved methods for assessing bulbar impairment are necessary for expediting diagnosis of bulbar dysfunction in ALS, for predicting disease progression ...

Recherche

Médecine

Acute and Chronic Tactile Sensory Testing after Spinal Cord Injury in Rats

Aiguë et chronique Test tactile sensorielle après un traumatisme médullaire chez le rat

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory ...

A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor

Un modèle de contusion unilatérale des blessures moelle épinière cervicale aide de l&#39;impacteur Infinite Horizon

While the majority of human spinal cord injuries occur in the cervical spinal cord, the vast majority of laboratory research employs animal models of ...

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

Tests cliniques et retrait de la moelle épinière dans un modèle de souris pour la sclérose latérale amyotrophique (SLA)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 ...

Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Contrôlé blessures de lacération du col chez la souris

Use of genetically modified mice enhances our  understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders  such as a spinal cord ...

A Murine Model of Cervical Spinal Cord Injury to Study Post-lesional Respiratory Neuroplasticity

Un modèle murin de la moelle épinière cervicale blessures à étude post-lésionnelle respiratoire neuroplasticité

A cervical spinal cord injury induces permanent paralysis, and often leads to respiratory distress. To date, no efficient therapeutics have been developed ...

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

Contrôlée corticale modèle d&#39;impact pour Traumatic Brain Injury

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

A Radio-telemetric System to Monitor Cardiovascular Function in Rats with Spinal Cord Transection and Embryonic Neural Stem Cell Grafts

Un système de radio-télémétrique de surveiller la fonction cardiovasculaire chez le rat avec la moelle épinière Transection et embryonnaires souches neurales greffes cellulaires

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter ...

Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

Utilisation synergique des cellules neurales précurseurs et peptides d&#39;auto-assemblage dans la partie expérimentale moelle épinière cervicale blessures

Spinal cord injuries (SCI) cause serious neurological impairment and psychological, economic, and social consequences for patients and their families. ...

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Contusive Model of Spinal Cord Injury

Neural Transplantation de cellules souches dans la partie expérimentale Modèle contusion de la moelle épinière des blessures

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can ...