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

Jag vill tacka: alla medlemmar i Lepore, Maragakis och Rothstein labb för bra diskussion, den förlamade Veterans of America och Craig H. Neilsen fond för finansiering.

Metoder 1. Cellberedningen Som exempel kommer vi att beskriva förfarandet för att förbereda gliaceller stamceller 12 för transplantation på grund av vår erfarenhet av denna celltyp. Dock kommer de närmare detaljerna i protokollet, inklusive medelstora och användning av trypsin till exempel beror på de särskilda celltyp som används för transplantation. <ol><li> Pre-varmt alla lösningar till 37,0 ° C i vattenbad. </li><li> Skölj kolven 2X m...

<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. 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>

För studier med SOD1 G93A möss och råttor, ålder och kön-match djuren inom en grupp, och distribuera djur inom samma kull till olika grupper. Det är bättre att använda alla djur från samma kön för både ALS och SCI modeller eftersom sjukdomsprocesser kan skilja mellan män och kvinnor, men kan det också vara bra att ha tillräckligt med djur från båda könen för att upptäcka eventuella könsspecifika effekter, som detta fenomen har rapporterats med SOD1 G93A råttor 13 oc...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namn på reagens </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td></tr><tr><td> HBSS </td><td> Gibco </td><td> 14.170 </td></tr><tr><td> 0,05% Trypsin </td><td> Gibco </td><td> 25.300 </td></tr><tr><td> Sojabönor trypsininhibitorerna (tillval) </td><td> Sigma </td><td> T-6522 </td></tr><tr><td> Acepromazin 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> # 11 Feather kirurgisk kniv </td><td> Elektronmikroskopi Sciences </td><td> 72.044-11 </td></tr><tr><td> Bomullspinne applikatorer (6 tum) </td><td> Fisher </td><td> 23-400-101 </td></tr><tr><td> Rat-tandad tång </td><td> Fine Science Tools </td><td> Råtta: från 11.023 till 15; Mus: 11.042-08 </td></tr><tr><td> Medelstora våren sax </td><td> Fine Science Tools </td><td> 15.012-12 </td></tr><tr><td> Mini våren sax </td><td> Fine Science Tools </td><td> 15.000-10 </td></tr><tr><td> Rongeur </td><td> Fine Science Tools </td><td> Råtta: från 16.121 till 14; Mus: 16.221-14 </td></tr><tr><td> Microknife </td><td> Fine Science Tools </td><td> 10.056-12 </td></tr><tr><td> Nål innehavare </td><td> Fine Science Tools </td><td> 12.502-14 </td></tr><tr><td> Sutur: 4-0 </td><td> Vicryl </td><td> S-183 </td></tr><tr><td> Staples: 9 mm </td><td> Autoclip </td><td> 427.631 </td></tr><tr><td> Häftapparat: 9 mm (Reflex # 203-1000) </td><td> Världen precisionsinstrument </td><td> 5000344 </td></tr><tr><td> Varmt vatten pump (T / pump) </td><td> Gaymar </td><td> P / N 07999-000 </td></tr><tr><td> Ciklosporin A: 250,0 mg/5.0 ml Ampuller </td><td> Novartis / Sandimmune </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> Världen precisionsinstrument </td><td> UMP2 </td></tr><tr><td> Micro 4 Mikrosprutor pumpstyrning </td><td> Världen precisionsinstrument </td><td> UMC4 </td></tr><tr><td> Mikromanipulator </td><td> Världen precisionsinstrument </td><td> Kite-R </td></tr><tr><td> 10,0 mikroliter Hamilton spruta </td><td> Hamilton </td><td> 80.030 </td></tr><tr><td> Hamilton nålar: 33-gauge, 45 ° fasning, 1 tum </td><td> Hamilton </td><td> 7803-05 </td></tr><tr><td> Glas 20,0 mikroliter microcapillary pipetter (tillval) </td><td> Kimble </td><td> 71.900-20 </td></tr></tbody></table>

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

Respiratoriska problem på grund av phrenic motorneuron förlust är ett försvagande följd av en stor del av mänsklig traumatisk ryggmärgsskada (SCI) fall 1 och är den ultimata dödsorsaken hos patienter med motor neuron sjukdom, amyotrofisk laterals skleros (ALS) 2. ALS är en förödande neurologisk sjukdom som kännetecknas av relativt snabb degeneration av övre och nedre nervceller motor. Patienter i slutändan ge efter för sjukdomen i genomsnitt 2-5 år efter diagnos på grund av andningsförlamning grund av förlust av phrenic motorneuron innnervation av membranet 3. De allra flesta fall är sporadiska, medan 10% är av familjär form. Cirka tjugo procent av familjär fallen är kopplade till olika punktmutationer i Cu / Zn superoxiddismutas 1 (SOD1) genen på kromosom 21 4. Transgena möss 4,5 och råttor 6 bär muterade humant SOD1 gener (G93A, G37R, G86R, G85R) har genererats, och trots förekomsten av andra djurmodeller av motoriska neuron förlust, är för närvarande de mest använda modellerna av sjukdomen . Ryggmärgsskada (SCI) är en heterogen uppsättning villkor efter fysiskt trauma till ryggmärgen, med funktionella resultatet varierar beroende på typ, läge och svårighetsgrad av skadan 7. Trots ungefär hälften av mänskliga SCI fall påverka livmoderhalscancer regionerna, vilket resulterar i försvagande respiratorisk dysfunktion på grund av phrenic motorneuron förlust och skada för fallande bulbospinal andningsorganen axoner 1. Ett antal djurmodeller av SCI har utvecklats, med de mest använda och kliniskt relevant att vara kontusion 8. Transplantation av olika klasser av neurala föregångare celler (NPC) är en lovande terapeutisk strategi för behandling av traumatiska CNS-skador och neurodegeneration, inklusive ALS och SCI, på grund av möjligheten att ersätta förlorade eller dysfunktionella CNS celltyper, ge neuroprotektion och leverera genen faktorer av intresse 9. Djurmodeller för både ALS och SCI kan modellera många kliniskt relevanta aspekter av dessa sjukdomar, inklusive phrenic motorneuron förlust och därmed respiratoriska problem 10,11. För att utvärdera effekten av NPC-baserade strategier för lungfunktion hos dessa djurmodeller av ALS och SCI, måste cellulära interventioner vara specifikt riktad till regioner som innehåller terapeutiskt relevanta mål som phrenic motoriska nervceller. Vi erbjuder ett detaljerat protokoll för flera segmentell, intraspinal transplantation av NPCs i livmoderhalsen ryggmärgen ventrala grå fråga om neurodegenerativa modeller såsom SOD1 G93A möss och råttor, samt ryggmärgsskadade råttor och möss 11.

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

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

Neural föregångare transplantation är en lovande strategi för att skydda och / eller ersätta förlorade / dysfunktionella livmoderhalscancer phrenic motoriska nervceller i ryggmärgsskada (SCI) och motorn neuron sjukdom, amyotrofisk laterals skleros (ALS). Vi erbjuder ett protokoll för cell leverans till livmoderhalsen ryggmärgen ventrala horn i gnagarmodeller av ALS och SCI.

Intraspinal Cell Transplantation för inriktning Cervical på magen Horn i ALS och traumatisk ryggmärgsskada

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

Ett protokoll för omfattande bedömning av Bulbar Dysfunktion i amyotrofisk lateralskleros (ALS)

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

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

Akut och kronisk Taktil Sensorisk Provning efter ryggmärgsskada hos råttor

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

En kontusiva Modell av ensidiga cervikal ryggmärgsskada Använda oändliga 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

Klinisk testning och ryggmärg Avlägsnande av en musmodell för amyotrofisk lateralskleros (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

Kontrollerad Cervikal Laceration Skada hos möss

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

En mus modell av cervikal ryggmärgsskada att studera efter lesional Respiratory Neuroplasticity

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

Kontrollerad Kortikal Impact modell för traumatisk hjärnskada

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

En radio-telemetri system för att övervaka hjärtfunktionen hos råttor med ryggmärgstransection och embryonala Neural Stem Cell Transplantat

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

Synergi Användning av neurala prekursorceller och självorganiserande peptider i experimentell Cervical Ryggmärgsskada

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 stamcellstransplantation i experimentell Contusive Modell av ryggmärgsskada

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