Name: induction of leptomeningeal cells modification via intracisternal injection
Uploaded: 2020-05-07T14:30:00
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Questo studio è stato sostenuto da sovvenzioni del Consiglio svedese della ricerca, della Società svedese contro il cancro, della Fondazione svedese per la ricerca strategica, di Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse e del programma di ricerca strategica nelle cellule staminali e nella medicina rigenerativa presso l'Istituto Karolinska (StratRegen).

Le procedure chirurgiche qui presentate sono state approvate da Norra Djurf'ksetiska N'mnd di Stoccolma e realizzate in accordo con le specifiche fornite dall'istituto di ricerca (Karolinska Institute, Svezia).
 NOT:</</c0> L'iniezione intracisternale può essere adattata in modo flessibile per molteplici scopi di ricerca. Di seguito è riportata una procedura sviluppata per etichettare in modo efficiente le cellule leptomeningeali per la mappatura del destino basata sull'iniezione di ...

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	<li>Vanlandewijck, 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=A+molecular+atlas+of+cell+types+and+zonation+in+the+brain+vasculature.">A molecular atlas of cell types and zonation in the brain vasculature.</a> Nature. 554 (7693), 475-480 (2018).</li><li>Whish, 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=The+inner+CSF-brain+barrier:+developmentally+controlled+access+to+the+brain+via+intercellular+junctions.">The inner CSF-brain barrier: developmentally controlled access to the brain via intercellular junctions.</a> Frontiers in Neuroscience. 9, 16 (2015).</li><li>Weller, R. O., Sharp, M. M., Christodoulides, M., Carare, R. O., Mollgard, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+meninges+as+barriers+and+facilitators+for+the+movement+of+fluid,+cells+and+pathogens+related+to+the+rodent+and+human+CNS.">The meninges as barriers and facilitators for the movement of fluid, cells and pathogens related to the rodent and human CNS.</a> Acta Neuropathologica. 135 (3), 363-385 (2018).</li><li>Choe, Y., Siegenthaler, J. A., Pleasure, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+cascade+of+morphogenic+signaling+initiated+by+the+meninges+controls+corpus+callosum+formation.">A cascade of morphogenic signaling initiated by the meninges controls corpus callosum formation.</a> Neuron. 73 (4), 698-712 (2012).</li><li>Siegenthaler, J. 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=Retinoic+acid+from+the+meninges+regulates+cortical+neuron+generation.">Retinoic acid from the meninges regulates cortical neuron generation.</a> Cell. 139 (3), 597-609 (2009).</li><li>Bifari, 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=Neurogenic+Radial+Glia-like+Cells+in+Meninges+Migrate+and+Differentiate+into+Functionally+Integrated+Neurons+in+the+Neonatal+Cortex.">Neurogenic Radial Glia-like Cells in Meninges Migrate and Differentiate into Functionally Integrated Neurons in the Neonatal Cortex.</a> Cell Stem Cell. 20 (3), 360-373 (2017).</li><li>De Bock, 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=A+new+angle+on+blood-CNS+interfaces:+a+role+for+connexins?.">A new angle on blood-CNS interfaces: a role for connexins?.</a> FEBS Letters. 588 (8), 1259-1270 (2014).</li><li>Ramos, 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=Cisterna+Magna+Injection+in+Rats+to+Study+Glymphatic+Function.">Cisterna Magna Injection in Rats to Study Glymphatic Function.</a> Methods in Molecular Biology. 1938, 97-104 (2019).</li><li>Xavier, A. L. R., 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=Cannula+Implantation+into+the+Cisterna+Magna+of+Rodents.">Cannula Implantation into the Cisterna Magna of Rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (135), (2018).</li><li>Iliff, J. J., 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=A+paravascular+pathway+facilitates+CSF+flow+through+the+brain+parenchyma+and+the+clearance+of+interstitial+solutes,+including+amyloid+beta.">A paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid beta.</a> Science Translational Medicine. 4 (147), (2012).</li><li>Coureuil, M., Lecuyer, H., Bourdoulous, S., Nassif, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+journey+into+the+brain:+insight+into+how+bacterial+pathogens+cross+blood-brain+barriers.">A journey into the brain: insight into how bacterial pathogens cross blood-brain barriers.</a> Nature Reviews Microbiology. 15 (3), 149-159 (2017).</li><li>Madisen, L., 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=Transgenic+mice+for+intersectional+targeting+of+neural+sensors+and+effectors+with+high+specificity+and+performance.">Transgenic mice for intersectional targeting of neural sensors and effectors with high specificity and performance.</a> Neuron. 85 (5), 942-958 (2015).</li><li>Slezak, 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=Transgenic+mice+for+conditional+gene+manipulation+in+astroglial+cells.">Transgenic mice for conditional gene manipulation in astroglial cells.</a> Glia. 55 (15), 1565-1576 (2007).</li><li>Hardy, S. J., Christodoulides, M., Weller, R. O., Heckels, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+of+Neisseria+meningitidis+with+cells+of+the+human+meninges.">Interactions of Neisseria meningitidis with cells of the human meninges.</a> Molecular Microbiology. 36 (4), 817-829 (2000).</li><li>Colicchio, R., 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=The+meningococcal+ABC-Type+L-glutamate+transporter+GltT+is+necessary+for+the+development+of+experimental+meningitis+in+mice.">The meningococcal ABC-Type L-glutamate transporter GltT is necessary for the development of experimental meningitis in mice.</a> Infection and Immunity. 77 (9), 3578-3587 (2009).</li><li>Ricci, 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=Inhibition+of+matrix+metalloproteinases+attenuates+brain+damage+in+experimental+meningococcal+meningitis.">Inhibition of matrix metalloproteinases attenuates brain damage in experimental meningococcal meningitis.</a> BMC Infectious Diseases. 14, 726 (2014).</li></ol>

Il protocollo qui descritto presenta una procedura semplice e riproducibile per etichettare le cellule leptomeningeali per la mappatura del destino. Usiamo l'iniezione intracisternale di endoxife, un metabolita attivo di Tamoxifen, per indurre l'espressione del reporter fluorescente tdTomato in Cx30-CreER; Topo R26R-tdTomato12,13.
Rispetto ad altri protocolli utilizzati per ottenere l'accesso al liquido cerebrospinale attraverso la cis...

Le cellule leptomeningeali sono una popolazione fibroblasta di cellule organizzate in uno strato sottile sovrapponendo il cervello ed esprimendo geni implicati nel crosslinking collagene (ad esempio, Dcn e Lum), e nella creazione di una barriera rompi-meningea (ad esempio, Cldn11)1,2. Le cellule leptomeningee sono implicate in una vasta gamma di funzioni fisiologiche, dal rigoroso controllo sul drenaggio del liquido cerebrospinale3 alla guida di progenitori neurali nel cervello in via di sviluppo4,5. Uno studio recente ha anche proposto che i leptomeningi nel neonato possano ospitare cellule radiali simili a glia che migrano nel parenchyma cerebrale e si sviluppano in neuroni corticali funzionali6.
Le cellule leptomeningealsi si trovano in prossimità di astrociti di superficie e condividere con loro, così come altri astroglia parenchymal, espressione di connexin-30 (Cx30)7. La procedura chirurgica descritta di seguito consente l'etichettatura diffusa e specifica di queste cellule meningee attraverso una consegna una tantum di endoxife nella cisterna magna di topi transgenici che esprimono condizionalmente tdTomato in Cx30- cellule (cioè, utilizzando un sistema CreER-loxP per la mappatura del destino). Endoxifen è un metabolita attivo del Tamoxifeen e induce la ricombinazione delle cellule che esprimono CreER allo stesso modo di Tamoxifen. È, tuttavia, la soluzione consigliata per l'applicazione topica perché si dissolve in 5-10% DMSO, invece di alte concentrazioni di etanolo. Inoltre, endoxifen non attraversa la barriera cervello-meningea, consentendo in tal modo una ricombinazione specifica delle cellule leptomeningeali, senza etichettatura della popolazione+ astrogliale sottostante (vedi Risultati rappresentativi).
La tecnica qui presentata mira a iniettare manualmente e in modo sicuro il composto nel liquido cerebrospinale, attraverso l'accesso diretto alla cisterna magna. A differenza di altre procedure più invasive che richiedono craniotomia, questo approccio consente di infondere composti senza causare danni al cranio o al parenchyma cerebrale. Pertanto, non è associato all'induzione di reazioni infiammatorie innescate dall'attivazione di cellule glia parenchychimiche. Simile ad altre strategie di iniezione descritte primadi 8,9,10, l'approccio attuale si basa sull'esposizione chirurgica della membrana durale atlanto-occipital che copre la cisterna magna, dopo una dissezione smussata dei muscoli del collo sovrapposti. Tuttavia, a differenza di altre procedure, si consiglia l'uso di un ago piegato sulla punta, che può essere stabilizzato contro l'osso occipitale durante la somministrazione. Ciò eviterà il rischio che l'ago penda troppo in profondità e danneggi il cervelletto sottostante e la medulla.
Questa procedura chirurgica è compatibile con le indagini di tracciamento del lignaggio che mirano a mappare i cambiamenti nelle identità cellulari e le rotte migratorie attraverso strati parenchyschi. Può anche essere adattato agli studi di ablazione genetica che intendono sondare il ruolo delle cellule leptomeningeali nella salute e nella malattia, come il loro contributo allo sviluppo corticale5 o la diffusione della meningite batterica3,11. Infine, può essere utilizzato per monitorare il movimento del fluido cerebrospinale quando combinato con la consegna di traccianti fluorescenti in animali selvatici.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anesthesia unit</td>
			<td>Univentor 410</td>
			<td>8323102</td>
			<td>Complete of vaporizer, chamber, and tubing that connects to chamber and mouse head holder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia (Isoflurane)</td>
			<td>Baxter Medical AB</td>
			<td>000890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>PVP1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Orion Pharma AB</td>
			<td>014920</td>
			<td>Commercial name Rymadil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate glue</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>0258.1</td>
			<td>Use silk 5-0 sutures, in alternative</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medbond Tissue Glue</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>50479</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D2650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endoxifen</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E8284</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 70%</td>
			<td>Histolab</td>
			<td>01370</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton syringe (30G beveled needle)</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lidocaine</td>
			<td>Aspen Nordic</td>
			<td>520455</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse head holder</td>
			<td>Narishige International</td>
			<td>SGM-4</td>
			<td>With mouth piece for inhalational anhestetics. Alternatively, use a stereotactic frame</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15009-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaver</td>
			<td>Aesculap</td>
			<td>GT420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile absorption spears</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18105-01</td>
			<td>Sterile cotton swabs are also a good option</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical separator</td>
			<td>World Precision Instrument</td>
			<td>501897</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>Dumont</td>
			<td>11251-35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Viscotears</td>
			<td>Bausch&#38;Lomb Nordic AB</td>
			<td>541760</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction of leptomeningeal cells modification via intracisternal injection

Il protocollo qui descritto descrive come iniettare soluzioni in modo sicuro e manuale attraverso la cisterna magna, eliminando il rischio di danni al parenchyma sottostante. I protocolli pubblicati in precedenza raccomandano l'utilizzo di aghi dritti che devono essere abbassati a un massimo di 1-2 mm dalla superficie durale. L'improvviso calo di resistenza una volta che la membrana durale è stata forata rende difficile mantenere l'ago in una posizione costante. Il nostro metodo, invece, impiega un ago piegato alla punta che può essere stabilizzato contro l'osso occipitale del cranio, impedendo così alla siringa di penetrare nel tessuto dopo la perforazione della membrana durale. La procedura è semplice, riproducibile e non causa disagio duraturo negli animali operati. Descriviamo la strategia di iniezione intracisternale nel contesto della mappatura genetica del destino delle cellule leptomeningeali vascolari. La stessa tecnica può, inoltre, essere utilizzata per affrontare una vasta gamma di questioni di ricerca, come sondare il ruolo dei leptomeningi nel neurosviluppo e la diffusione della meningite batterica, attraverso l'ablazione genetica dei geni putativamente implicati in questi fenomeni. Inoltre, la procedura può essere combinata con un sistema di infusione automatizzato per una consegna costante e utilizzato per monitorare il movimento del fluido cerebrospinale tramite iniezione di molecole fluorescenti etichettate.

L'iniezione intracisternale di endoxifeen in topi transgenici che esprimono CreER sotto il promotore Cx30 sotto il promotore Cx3013 e un reporter fluorescente inducibile consente una ricombinazione specifica delle cellule leptomeningeali senza etichettare la superficie che esprime Cx30 e gli astrociti traditi vicini nella corteccia (Figura 1). Al fine di ottenere l'accesso alla cisterna magna, l'animale anestetizzato è posizionato con...

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Induction of Leptomeningeal Cells Modification Via Intracisternal Injection

Descriviamo un'iniezione intracisternache che impiega un ago piegato sulla punta che può essere stabilizzato al cranio, eliminando così il rischio di danni al parenchyma sottostante. L'approccio può essere utilizzato per la mappatura genetica del destino e manipolazioni delle cellule leptomeningeee e per il monitoraggio del movimento del fluido cerebrospinale.

Induzione di cellule leptomeningeali Modifica tramite iniezione intracisternale

The protocol outlined here describes how to safely and manually inject solutions through the cisterna magna while eliminating the risk of damage to the ...

La nostra procedura chirurgica consente l'editing genico specifico delle cellule leptomeningeali per studiarne la funzione in molte condizioni fisiologiche e patologiche come il neurosviluppo e la diffusione della meningite batterica. Per ridurre al minimo i danni durante l'erogazione intracisternale dell'endoxifene, utilizziamo un ago piegato che può essere fissato contro il bordo caudale del cranio per evitare che penetri più in profondità nel tessuto. La procedura può essere utilizzata per sondare il ruolo dei geni che esprimono cellule leptomeningeali attraverso la perdita e il guadagno di esperimenti di funzione.Può anche essere adottato per tracciare il flusso del fluido cerebrospinale. La dimostrazione visiva di questo metodo garantirà una corretta identificazione del sito di iniezione per l'iniezione intracisternale e la comprensione su come fissare l'ago contro l'osso occipitale. Inizia preparando una siringa Hamilton con un ago smussato calibro 30 per iniezione.Utilizzare le pinie per piegare l'ago a 30 gradi a tre millimetri dalla punta. Successivamente, diluire l'endoxifene nel 10%DMSO con una concentrazione di un milligrammo per millilitro e riempire la siringa. Anestetizza l'animale nella camera isoflurane.Quindi regolare il supporto della testa del mouse in modo che il bocchino sia approssimativamente ad un angolo di 30 gradi dalla superficie del tavolo chirurgico e fissare la testa dell'animale sul supporto. Per migliorare l'accessibilità alla cisterna magna, posizionare il corpo dell'animale a circa 30 gradi dalla superficie del tavolo con la testa inclinata verso il basso che stabilirà un angolo di 120 gradi con il resto del corpo ed estenderà la parte posteriore del collo per facilitare l'accesso alla cisterna magna. Una volta che l'animale è posizionato correttamente, applicare un unguento oftalmico, radersi la parte posteriore del collo e sanificare l'area con salviette alcoliche e Betadine.Utilizzare forbici chirurgiche per fare un'incisione della linea mediana a partire dal livello dell'osso occipitale ed estendendosi posteriormente. Separare delicatamente il tessuto connettivo superficiale e i muscoli del collo tirando lateralmente dalla linea mediana con pinzette a punta fine che esporranno la membrana durale sovrastante la cisterna magna. Posizionare un piccolo separatore chirurgico per consentire la visualizzazione della cisterna magna durante tutta la procedura.Identificare l'estremità caudale dell'osso occipitale e inserire immediatamente sotto l'ago piegato in precedenza. Una volta perforata la dura, lasciare che la punta piegata dell'ago penetri sotto la superficie tirando delicatamente la siringa verso l'alto e parallelamente al corpo dell'animale, il che garantirà una migliore stabilità. Iniettare lentamente il composto per evitare interferenze con il flusso naturale del liquido cerebrospinale.Dopo l'iniezione, lasciare riposare l'ago all'interno per un minuto, quindi rimuoverlo con cura con l'aiuto di pini a punta fine. Chiudere la pelle con alcune gocce di adesivo cianoacrilato e applicare l'anestetico locale nel sito di iniezione. Rimuovere l'animale dal supporto e posizionare in una gabbia pulita su una pastiglia riscaldante.Quindi assicurati di monitorare l'animale fino a quando non riprende conoscenza. Iniezione intracisternale di endoxifene in topi transgenici che esprimono CreER sotto il promotore Cx30, un reporter fluorescente inducibile consente una ricombinazione specifica delle cellule leptomeningeali senza etichettare il vicino Cx30 esprimendo astrociti superficiali e astrociti parenchimali nella corteccia. Questo protocollo di iniezione sfrutta il movimento fisiologico del liquido cerebrospinale in modo che la soluzione di endoxifene sia distribuita in tutto lo spazio subaracnoideo per ricombinare in modo efficiente le cellule leptomeningeali che sovrapano i bulbi olfattivi, la corteccia e il cervelletto.La soluzione non attraversa la barriera meningea cerebrale o entra in contatto con cellule astrogliali del parenchima rispetto alla somministrazione sistemica attraverso il gavage orale. La ricombinazione delle cellule leptomeningeali dopo iniezione intracisternale è stata identificata attraverso la reattività Pdgfr-alfa mentre gli astrociti superficiali e parenchimali che esprimono Gfap sono rimasti senza etichetta. Quando si tenta questo esperimento, è importante individuare il sito di iniezione per l'erogazione intracisternale.Questa dimostrazione visiva fornisce il know-how tecnico per eseguire la procedura riducendo al minimo il rischio di danneggiare il tessuto neurale sottostante. Gli studi di ablazione genica possono essere eseguiti con questa tecnica per studiare il ruolo delle cellule leptomeningeali nella corticogenesi e nella regolazione della formazione di liquidi cerebrospinali e per identificare siti aggiuntivi per la diffusione di batteri nello spazio subaracnoideo.

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