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

Ich möchte danken: allen Mitgliedern der Lepore, Maragakis und Rothstein Labors für hilfreiche Diskussionen, die gelähmten Veteranen von Amerika und der Craig H. Neilsen Foundation für finanzielle Unterstützung.

Methoden 1. Cell Preparation Als Beispiel werden wir das Verfahren zur Herstellung Gliazellen Vorläuferzellen 12 für die Transplantation aufgrund unserer Erfahrungen mit diesem Zelltyp zu beschreiben. Allerdings werden die Besonderheiten des Protokolls, einschließlich Mittel-und Verwendung von Trypsin zum Beispiel auf den jeweiligen Zelltyp werden für die Transplantation verwendet abhängen. <ol><li> Pre-warm alle Lösungen auf 37,0 ° C im Wasserba...

<ol>
	<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. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyotrophic+leteral+sclerosis:+Part+2.+Etiopathogenesis.">Amyotrophic leteral sclerosis: Part 2. Etiopathogenesis.</a> Annals of neurology. 18, 419-419 (1985).</li><li>Bruijn, L. I., Miller, T. M., Cleveland, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unraveling+the+mechanisms+involved+in+motor+neuron+degeneration+in+ALS.">Unraveling the mechanisms involved in motor neuron degeneration in ALS.</a> Annu Rev Neurosci. 27, 723-723 (2004).</li><li>Rosen, D. 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. 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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>

Für Studien mit SOD1 G93A Mäusen und Ratten, Alter und Geschlecht entsprechen den Tieren innerhalb einer Gruppe und verteilen Tiere innerhalb der gleichen Wurf zu verschiedenen Gruppen. Es ist besser, alle Tiere aus dem gleichen Geschlecht für ALS und SCI-Modellen verwenden, da Krankheitsprozesse zwischen Männchen und Weibchen unterscheiden können, aber es kann auch nützlich sein, um genügend Tiere aus beiden Geschlechtern, um mögliche geschlechtsspezifische Wirkungen zu erkennen sind, wie Dieses Phä...

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenz </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td></tr><tr><td> HBSS </td><td> Gibco </td><td> 14170 </td></tr><tr><td> 0,05% Trypsin </td><td> Gibco </td><td> 25300 </td></tr><tr><td> Sojabohnen-Trypsin-Inhibitor (optional) </td><td> Sigma </td><td> T-6522 </td></tr><tr><td> Acepromazine Maleat (0,7 mg / kg) </td><td> Fermenta Animal Health </td><td></td></tr><tr><td> Ketamin (95 mg / kg) </td><td> Fort Dodge Animal Health </td><td></td></tr><tr><td> Xylazin (10 mg / kg) </td><td> Bayer </td><td></td></tr><tr><td> Nr. 11 Feather Skalpell </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> 72044-11 </td></tr><tr><td> Wattestäbchen (6 inch) </td><td> Fischer </td><td> 23-400-101 </td></tr><tr><td> Rat-Hakenpinzette </td><td> Feine Science Tools </td><td> Rat: 11023-15; Maus: 11042-08 </td></tr><tr><td> Mittelständische Frühjahr Schere </td><td> Feine Science Tools </td><td> 15012-12 </td></tr><tr><td> Mini-Frühlingsrollen Schere </td><td> Feine Science Tools </td><td> 15000-10 </td></tr><tr><td> Rongeur </td><td> Feine Science Tools </td><td> Rat: 16121-14; Maus: 16221-14 </td></tr><tr><td> Microknife </td><td> Feine Science Tools </td><td> 10056-12 </td></tr><tr><td> Nadelhalter </td><td> Feine Science Tools </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> Hefter: 9 mm (Reflex # 203-1000) </td><td> World Precision Instruments </td><td> 5000344 </td></tr><tr><td> Warm-Wasserpumpe (T / Pump) </td><td> Gaymar </td><td> P / N 07999-000 </td></tr><tr><td> Cyclosporin A: 250,0 mg/5.0 mL Ampullen </td><td> Novartis / Sandimmun </td><td> NDC 0078-0109-01 </td></tr><tr><td> FK-506 </td><td> LC Laboratories </td><td> F-4900 </td></tr><tr><td> Rapamycin </td><td> LC Laboratories </td><td> R-5000 </td></tr><tr><td> Injector </td><td> World Precision Instruments </td><td> UMP2 </td></tr><tr><td> Micro 4 Mikroliterspritze Pump Controller </td><td> World Precision Instruments </td><td> UMC4 </td></tr><tr><td> Mikromanipulator </td><td> World Precision Instruments </td><td> Kite-R </td></tr><tr><td> 10,0 ul Hamilton-Spritze </td><td> Hamilton </td><td> 80030 </td></tr><tr><td> Hamilton Nadeln: 33-gauge, 45 ° abgeschrägt, 1 Zoll </td><td> Hamilton </td><td> 7803-05 </td></tr><tr><td> Glass 20,0 ul Mikrokapillare Pipetten (optional) </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

Respiratory Kompromiss aufgrund phrenicus Motoneuronen Verlust ist eine schwächende Folge ein großer Teil der Menschen traumatische Rückenmarksverletzungen (SCI) Fälle 1 und ist der ultimative Todesursache bei Patienten mit motorischen Neurons Erkrankung, amyotrophe seitlichen Sklerose (ALS) 2. ALS ist eine verheerende neurologische Erkrankung, die durch relativ schnelle Degeneration der oberen und unteren Motoneuronen gekennzeichnet ist. Patienten letztlich erliegen der Krankheit im Durchschnitt 2-5 Jahre nach der Diagnose aufgrund der Atemlähmung durch den Verlust von phrenicus Motoneuronen innnervation der Membran 3. Die überwiegende Mehrheit der Fälle sind sporadisch, während 10% der familiären Form sind. Etwa zwanzig Prozent der familiären Fälle sind auf verschiedene Punktmutationen in der Cu / Zn-Superoxiddismutase 1 (SOD1)-Gen auf Chromosom 21 4 verbunden. Transgene Mäuse und Ratten 4,5 6 Mitführen mutierten SOD1 menschlichen Gene (G93A, G37R, G86R, G85R) generiert wurden, und trotz der Existenz der anderen Tiermodellen der Motoneuronen Verlust, sind derzeit die am meisten verwendeten Modelle der Krankheit . Rückenmarksverletzung (SCI) ist eine heterogene Gruppe von Bedingungen, die aus physischen Trauma des Rückenmarks, mit dem funktionellen Ergebnis je nach der Art, Lage und Schwere der Verletzung 7. Dennoch beeinflussen etwa die Hälfte der menschlichen SCI Fällen Gebärmutterhalskrebs Regionen, die sich in lähmenden respiratorischen Dysfunktion aufgrund phrenicus Motoneuronen Verlust und Verletzung absteigend bulbospinal Atemwege Axone 1. Eine Reihe von Tiermodellen für SCI entwickelt worden, mit dem am häufigsten verwendeten und klinisch relevanter als die Prellung 8. Die Transplantation von verschiedenen Klassen von neuronalen Vorläuferzellen (NPCs) ist eine vielversprechende therapeutische Strategie für die Behandlung von traumatischen ZNS-Verletzungen und Neurodegeneration, einschließlich ALS und Rückenmarksverletzungen, wegen der Fähigkeit, verloren gegangene oder dysfunktionalen CNS Zelltypen, bieten Neuroprotektion zu ersetzen, und liefern Gen Faktoren von Interesse 9. Tiermodelle von ALS und SCI modellieren können viele klinisch-relevanten Aspekte dieser Krankheiten, einschließlich phrenicus Motoneuronen Verlust und damit der Atemwege Kompromiss 10,11. Um die Wirksamkeit von NPC-Strategien auf die Atemfunktion in diesen Tiermodellen der ALS und Rückenmarksverletzungen zu bewerten, müssen zelluläre Eingriffe speziell in Regionen mit therapeutisch relevanten Ziele wie phrenicus Motoneuronen gerichtet werden. Wir bieten Ihnen ein detailliertes Protokoll für Multi-Segment, intraspinale Transplantation von NPCs in den zervikalen Rückenmarks ventralen grauen Substanz von neurodegenerativen Modellen wie SOD1 G93A Mäusen und Ratten, sowie Rückenmark verletzt Ratten und Mäusen 11.

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

Neuronale Vorläuferzellen der Transplantation ist eine vielversprechende Strategie für den Schutz und / oder Wiederbeschaffung verlorener / dysfunktional Gebärmutterhals phrenicus Motoneuronen im Rückenmark Verletzungen (SCI) und der Motor Neuron Erkrankung, amyotrophe seitlichen Sklerose (ALS). Wir bieten ein Protokoll für die Zelle Lieferung an zervikalen Rückenmarks Vorderhorn in Nagermodellen von ALS und Rückenmarksverletzungen.

Intraspinale Cell Transplantation für Targeting Cervical Vorderhorn in Amyotrophe Lateralsklerose und traumatische Rückenmarksverletzungen

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

Ein Protokoll für eine umfassende Beurteilung der bulbären Dysfunction in Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)

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

Forschung

Medizin

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

Akute und chronische taktile Sensorische Testung nach Verletzungen des Rückenmarks bei der Ratte

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

Ein Modell von gequetscht Einseitige Cervical Spinal Cord Injury Mit dem Infinite Horizon Impactor

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

Klinische Tests und Rückenmark Removal in einem Mausmodell für Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)

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

Controlled Cervical Laceration Verletzungen in Mäuse

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

Einem Mausmodell der zervikalen Rückenmarksverletzung zu Post-läsionaler Atemneuroplastizität Studieren

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

Controlled Cortical Impact-Modell für traumatische Hirnverletzung

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

Ein Radio-Telemetrie-System zur Herz-Kreislauf-Funktion bei Ratten mit Rückenmarksdurchtrennung und embryonalen Neural Stem Cell Grafts überwachen

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

Synergetische Nutzung von neuralen Vorläuferzellen und Self-Montage Peptide in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

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 Stem Cell Transplantation in Experimental Gequetscht Modell von Rückenmarksverletzungen

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