Name: intra-arterial delivery of neural stem cells to the rat and mouse brain: application to cerebral ischemia
Uploaded: 2020-06-26T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intra-Arterial Delivery of Neural Stem Cells to the Rat and Mouse Brain: Application to Cerebral Ischemia at JoVE.com

מחקר זה היה נתמך על ידי הבאים: פרס AHA 14SDG20480186 עבור LC, בנושא חדשנות צוות של אוניברסיטת שאנש של הרפואה הסינית 2019-QN07 עבור BZ, ו קנטאקי חוט השדרה והראש פגיעה מחקר אמון גרנט 14-12A עבור KES ו-LC.

כל ההליכים על נושאי בעלי חיים אושרו על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים מוסדיים (IACUC) של אוניברסיטת קנטקי, הטיפול המתאים נלקח כדי למזער את הלחץ או הכאב הקשורים לניתוח.
1. הכנת קטטר הזרקה ווים כירורגיים
<ol><li>בנו את צנתר ההזרקה (איור 1). לאסוף חומרים הכרחי כולל: MRE010, MRE...

<ol>
	<li>Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stroke+research+in+2017:+surgical+progress+and+stem-cell+advances.">Stroke research in 2017: surgical progress and stem-cell advances.</a> The Lancet. Neurology. 17, 2-3 (2018).</li><li>Bliss, T., Guzman, R., Daadi, M., Steinberg, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+transplantation+therapy+for+stroke.">Cell transplantation therapy for stroke.</a> Stroke. 38, 817-826 (2007).</li><li>Boese, A. C., Le, Q. E., Pham, D., Hamblin, M. H., Lee, 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=Neural+stem+cell+therapy+for+subacute+and+chronic+ischemic+stroke.">Neural stem cell therapy for subacute and chronic ischemic stroke.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 9, 154 (2018).</li><li>Kokaia, Z., Llorente, I. L., Carmichael, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Customized+Brain+Cells+for+Stroke+Patients+Using+Pluripotent+Stem+Cells.">Customized Brain Cells for Stroke Patients Using Pluripotent Stem Cells.</a> Stroke. 49, 1091-1098 (2018).</li><li>Savitz, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+Stem+Cells+the+Next+Generation+of+Stroke+Therapeutics.">Are Stem Cells the Next Generation of Stroke Therapeutics.</a> Stroke. 49, 1056-1057 (2018).</li><li>Wechsler, L. R., Bates, D., Stroemer, P., Andrews-Zwilling, Y. S., Aizman, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+Therapy+for+Chronic+Stroke.">Cell Therapy for Chronic Stroke.</a> Stroke. 49, 1066-1074 (2018).</li><li>Muir, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+trial+design+for+stem+cell+therapies+in+stroke:+What+have+we+learned.">Clinical trial design for stem cell therapies in stroke: What have we learned.</a> Neurochemistry International. 106, 108-113 (2017).</li><li>Guzman, R., Janowski, M., Walczak, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intra-Arterial+Delivery+of+Cell+Therapies+for+Stroke.">Intra-Arterial Delivery of Cell Therapies for Stroke.</a> Stroke. 49, 1075-1082 (2018).</li><li>Misra, V., Lal, A., El Khoury, R., Chen, P. R., Savitz, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intra-arterial+delivery+of+cell+therapies+for+stroke.">Intra-arterial delivery of cell therapies for stroke.</a> Stem Cells and Development. 21, 1007-1015 (2012).</li><li>Argibay, 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=Intraarterial+route+increases+the+risk+of+cerebral+lesions+after+mesenchymal+cell+administration+in+animal+model+of+ischemia.">Intraarterial route increases the risk of cerebral lesions after mesenchymal cell administration in animal model of ischemia.</a> Scientific Reports. 7, 40758 (2017).</li><li>Kelly, 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=Transplanted+human+fetal+neural+stem+cells+survive,+migrate,+and+differentiate+in+ischemic+rat+cerebral+cortex.">Transplanted human fetal neural stem cells survive, migrate, and differentiate in ischemic rat cerebral cortex.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101, 11839-11844 (2004).</li><li>Chen, L., Swartz, K. R., Toborek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vessel+microport+technique+for+applications+in+cerebrovascular+research.">Vessel microport technique for applications in cerebrovascular research.</a> Journal of Neuroscience Research. 87, 1718-1727 (2009).</li><li>Fischer, U. 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=Pulmonary+passage+is+a+major+obstacle+for+intravenous+stem+cell+delivery:+the+pulmonary+first-pass+effect.">Pulmonary passage is a major obstacle for intravenous stem cell delivery: the pulmonary first-pass effect.</a> Stem Cells and Development. 18, 683-692 (2009).</li><li>Misra, V., Ritchie, M. M., Stone, L. L., Low, W. C., Janardhan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+therapy+in+ischemic+stroke:+role+of+IV+and+intra-arterial+therapy.">Stem cell therapy in ischemic stroke: role of IV and intra-arterial therapy.</a> Neurology. 79, 207-212 (2012).</li><li>Muir, K. W., Sinden, J., Miljan, E., Dunn, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracranial+delivery+of+stem+cells.">Intracranial delivery of stem cells.</a> Translational Stroke Research. 2, 266-271 (2011).</li><li>Boltze, 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=The+Dark+Side+of+the+Force+-+Constraints+and+Complications+of+Cell+Therapies+for+Stroke.">The Dark Side of the Force - Constraints and Complications of Cell Therapies for Stroke.</a> Frontiers in Neurology. 6, 155 (2015).</li><li>Huang, C., 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=Noninvasive+noncontact+speckle+contrast+diffuse+correlation+tomography+of+cerebral+blood+flow+in+rats.">Noninvasive noncontact speckle contrast diffuse correlation tomography of cerebral blood flow in rats.</a> Neuroimage. 198, 160-169 (2019).</li><li>Wong, J. K., 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=Attenuation+of+Cerebral+Ischemic+Injury+in+Smad1+Deficient+Mice.">Attenuation of Cerebral Ischemic Injury in Smad1 Deficient Mice.</a> PLoS One. 10, 0136967 (2015).</li><li>Zhang, 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=Deficiency+of+telomerase+activity+aggravates+the+blood-brain+barrier+disruption+and+neuroinflammatory+responses+in+a+model+of+experimental+stroke.">Deficiency of telomerase activity aggravates the blood-brain barrier disruption and neuroinflammatory responses in a model of experimental stroke.</a> Journal of Neuroscience Research. 88, 2859-2868 (2010).</li><li>Walker, T. L., Yasuda, T., Adams, D. J., Bartlett, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+doublecortin-expressing+population+in+the+developing+and+adult+brain+contains+multipotential+precursors+in+addition+to+neuronal-lineage+cells.">The doublecortin-expressing population in the developing and adult brain contains multipotential precursors in addition to neuronal-lineage cells.</a> The Journal of Neuroscience. 27, 3734-3742 (2007).</li><li>Progatzky, F., Dallman, M. J., Lo Celso, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+seeing+to+believing:+labelling+strategies+for+in+vivo+cell-tracking+experiments.">From seeing to believing: labelling strategies for in vivo cell-tracking experiments.</a> Interface Focus. 3, 20130001 (2013).</li><li>Bertrand, L., Dygert, L., Toborek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+Ischemic+Stroke+and+Ischemia-reperfusion+in+Mice+Using+the+Middle+Artery+Occlusion+Technique+and+Visualization+of+Infarct+Area.">Induction of Ischemic Stroke and Ischemia-reperfusion in Mice Using the Middle Artery Occlusion Technique and Visualization of Infarct Area.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2017).</li><li>Leda, A. R., Dygert, L., Bertrand, L., Toborek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+Microsurgery+Infusion+Technique+for+Targeted+Substance+Delivery+into+the+CNS+via+the+Internal+Carotid+Artery.">Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2017).</li><li>Chua, J. Y., 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=Intra-arterial+injection+of+neural+stem+cells+using+a+microneedle+technique+does+not+cause+microembolic+strokes.">Intra-arterial injection of neural stem cells using a microneedle technique does not cause microembolic strokes.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 31, 1263-1271 (2011).</li><li>Potts, M. B., Silvestrini, M. T., Lim, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Devices+for+cell+transplantation+into+the+central+nervous+system:+Design+considerations+and+emerging+technologies.">Devices for cell transplantation into the central nervous system: Design considerations and emerging technologies.</a> Surgical Neurology International. 4, 22-30 (2013).</li><li>Duma, C., 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=Human+intracerebroventricular+(ICV)+injection+of+autologous,+non-engineered,+adipose-derived+stromal+vascular+fraction+(ADSVF)+for+neurodegenerative+disorders:+results+of+a+3-year+phase+1+study+of+113+injections+in+31+patients.">Human intracerebroventricular (ICV) injection of autologous, non-engineered, adipose-derived stromal vascular fraction (ADSVF) for neurodegenerative disorders: results of a 3-year phase 1 study of 113 injections in 31 patients.</a> Molecular Biology Reports. 46, 5257-5272 (2019).</li></ol>

טיפול בתאי גזע למחלות נוירולוגיות עדיין נמצא בשלב מוקדם של הבדיקה. בעיה אחת גדולה היא שאין שיטה מבוססת למסירה מספקת של ה scs או NSCs לתוך המוח.
למרות אקסודוגני ה scs/NSCs ניתן לזהות במוח בעקבות ורידי (IV), בתוך הצפק (IP) או הזרקת הפנימי/גרם, כל גישת מסירה יש חסרונות. האוכלוסיה הניתן לזיה?...

תא גזע (SC) תרפיה מחזיקה פוטנציאל עצום כטיפול במחלות נוירולוגיות, כולל שבץ, פגיעת ראש ודמנציה1,2,3,4,5,6. עם זאת, שיטה יעילה לספק ה scs אקסוגני למוח החולה נשאר בעייתי2,6,7,8,9,10,11,12,13. ה scs מועברת באמצעות נתיבי אספקה היקפיים, כולל הזרקת העירוי (IV) או הצפק הפנימי (IP), כפופים לסינון מעבר ראשון במחזור המיקרו, במיוחד בריאות, בכבד, בטחול ובשריר8,9,13,14, הגדלת הסיכויים להצטברות תאים באזורים שאינם מטרה. שיטת הזרקת גרם פולשנית תוצאות הנזק רקמת המוח מקומי והפצה מוגבלת מאוד של ה scs ליד האתר הזרקת2,6,8,14,15,16. לאחרונה הקמנו קטטר מבוססי שיטת הזרקה פנים-עורקים לספק נוירוסוגני ה scs (NSCs), אשר מתוארת כאן להחיל מודל מכרסם של שבץ איסכמי מוקד. אנו לגרום ארעי (1 h) איסכמיה-reperfusion פציעה באונה אחת באמצעות חוט גומי מצופה סיליקון לסגר את עורק המוח האמצעי השמאלי (MCA) בעכבר או עכברוש17,18,19. במודל זה יש לנו שנצפו באופן מיוחד כ 75-85% דיכאון של זרימת דם מוחין (cbf) בחצי הכדור הרוחבי עם דופלר לייזר או הדמיה מיוחד לייזר17,19, מניב נוירוזעיות נוירולוגיות בעקביות17,18,19.
למטרות חיסכון בזמן, הווידאו מוגדר לשחק פעמיים את המהירות הרגילה ואת ההליכים כירורגי שגרתי כגון הכנת העור וסגירת הפצע עם תפר השימוש וההתקנה של משאבת מזרק ממונע אינם מוצגים. השיטה של משלוח פנים-עורקי של NSCs מוצג בהקשר של מודל העורק האמצעי של אוטם המוח (MCAO) של שבץ ניסיוני מכרסמים. לכן, אנו כוללים את הליך השבץ הארעי של התהליך כדי להדגים מאוחר יותר כיצד הניתוח השני, הזרקת פנים-עורקים, מבוצע באמצעות האתר הכירורגי הקודם על אותה חיה. הכדאיות של משלוח המועצה לבטחון לאומי פנים-עורקי מודלים שבץ מכרסמים מומחש על ידי הערכת ההפצה והישרדות של NSCs אקסוגני. היעילות של הטיפול במועצה לבטחון לאומי להחליש מחלות מוח ותפקוד נוירולוגי, ידווחו בנפרד.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>20 G needle</td>
			<td>Becton &#38; Dickinson</td>
			<td>BD PrecisionGlide 305175</td>
			<td>preparation of injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>26 G needle</td>
			<td>Becton &#38; Dickinson</td>
			<td>BD PrecisionGlide 305111</td>
			<td>preparation of injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27 G needle</td>
			<td>Becton &#38; Dickinson</td>
			<td>BD PrecisionGlide 305136</td>
			<td>preparation of injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 NFS-2 suture with needle</td>
			<td>Henry Schein Animal Health</td>
			<td>56905</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-0 nylon suture</td>
			<td>Teleflex/Braintree Scientific</td>
			<td>104-s</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>7922</td>
			<td>cell detachment solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>blade</td>
			<td>Bard-Parker</td>
			<td>10</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine-SR Lab</td>
			<td>ZooPharm</td>
			<td>Buprenorphine-SR Lab&#174;</td>
			<td>analgesia (0.6-1 mg/kg over 3 d)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium/magnisum free PBS</td>
			<td>VWR</td>
			<td>02-0119-0500</td>
			<td>NSC dissociation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DCX antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>AB2253</td>
			<td>immunostaining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFAP antibody</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>180063</td>
			<td>immunostaining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Henry Schein Animal Health</td>
			<td>50562-1</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MCAO filament for mouse</td>
			<td>Doccol</td>
			<td>702223PK5Re</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MCAO filament for rat</td>
			<td>Doccol</td>
			<td>503334PK5Re</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRE010 catheter</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>MRE010</td>
			<td>preparation of injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRE025 catheter</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>MRE025</td>
			<td>preparation of injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRE050 catheter</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>MRE050</td>
			<td>preparation of injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nu-Tears Ointment</td>
			<td>NuLife Pharmaceuticals</td>
			<td>Nu-Tears Ointment</td>
			<td>eye care during surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S&#38;T Forceps - SuperGrip Tips JF-5TC Angled</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>00649-11</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S&#38;T Forceps - SuperGrip Tips JF-5TC Straight</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>00632-11</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superglue</td>
			<td>Pacer Technology</td>
			<td>15187</td>
			<td>preparation of injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringe pump</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>GenieTouch</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tuj1 antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAb1637</td>
			<td>immunostaining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>two-component 5 minute epoxy</td>
			<td>Devcon</td>
			<td>20445</td>
			<td>preparation of injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas spring scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15000-08</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vascular clamps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>00400-03</td>
			<td>surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zeiss microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Axio Imager 2</td>
			<td>microscopy</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intra-arterial delivery of neural stem cells to the rat and mouse brain: application to cerebral ischemia

הטיפול בתאי גזע עצביים (למועצה לבטחון לאומי) הוא טיפול חדשני המתעוררים שבץ, פגיעה מוחית טראומטית והפרעות ניווניות. לעומת משלוח תוך גולגולתי, מינהל פנים-עורקי של NSCs הוא פחות פולשני ומייצרת התפלגות מפוזר יותר של NSCs בתוך המוח מבכיצ'ימה. יתר על כן, משלוח פנים-עורקי מאפשר את האפקט הראשון של המעבר במחזור המוח, הפחתת הפוטנציאל להשמנה של תאים באיברים היקפיים, כגון כבד וטחול, סיבוך המשויך זריקות היקפית. כאן, אנו לפרט את המתודולוגיה, בשני עכברים וחולדות, עבור המסירה של NSCs דרך העורק הראשי המשותף (עכבר) או עורק הראש החיצוני (עכברוש) לחצי הכדור השני הצלעות לאחר שבץ איסכמי. באמצעות GFP-התווית NSCs, אנו להמחיש את ההתפלגות הנרחבת השיגה לאורך האונה המסילתית מכרסם ב 1 d, 1 שבוע ו 4 שבועות לאחר משלוח פוסטימזימות, עם צפיפות גבוהה יותר או ליד באתר הפציעה האיסכמי. בנוסף להישרדות ארוכת טווח, אנו מראים עדויות על הבידול של תאים המסומנים ב-GFP ב -4 שבועות. הגישה הפנים-עורקי המתואר כאן עבור NSCs יכול לשמש גם עבור ניהול של תרכובות טיפוליות, ולכן יש ישימות רחבה לפציעה מגוונת של ה-CN ומודלים מחלות על פני מינים רבים.

GFP שכותרתו NSCs זוהו בקלות במוח האיסכמי, בעיקר בחצי הכדור השדרה, במיוחד בתוך penרומבה ולאורך שפת הפציעה (איור 6). הבוחן היה עיוור. במהלך הדמיה וניתוח
לדוגמה, ב-1 ד לאחר ההזרקה, NSCs זוהו בתוך ההיפוקמפוס של העכבר. קבוצת משנה של NSCs הראה ביטוי משותף של הסמן תא העצב הילדות?...

Watch this Scientific Journal Video about Intra-Arterial Delivery of Neural Stem Cells to the Rat and Mouse Brain: Application to Cerebral Ischemia at JoVE.com

Intra-Arterial Delivery of Neural Stem Cells to the Rat and Mouse Brain: Application to Cerebral Ischemia

שיטה לאספקת תאי גזע עצביים, הניתנים להזרקת פתרונות או השעיות, דרך עורק הראש המשותף (עכבר) או העורק הראשי החיצוני (עכברוש) לאחר דיווח על שבץ. תאים מוזרק מופצים בהרחבה ברחבי המוח באתר וניתן לאתרם עד 30 d לאחר המסירה.

משלוח פנים-עורקי של תאי גזע עצביים למוח עכברוש ועכבר: יישום איסכמיה מוחין

Neural stem cell (NSC) therapy is an emerging innovative treatment for stroke, traumatic brain injury and neurodegenerative disorders. As compared to ...

שבץ מוחי הוא הגורם המוביל לתמותה ונכות ברחבי העולם. למרות תרומבוליזה והסרה כירורגית של העורק כלי הדם המוחי יכול להתבצע בחולים נבחרים, יש עדיין צורך דחוף טיפולים יעילים נגד שבץ. כאן, אנו מדגימים משלוח תוך עורקי מבוסס קטטר של תאי גזע אל חצי הכדור האיסכמי כמשטר פוטנציאלי לטיפול בשבץ.ראשית, אנו מציגים כיצד להכין את קטטר ההזרקה וווים כירורגיים. עיצבנו שני סוגים של קטטרים להזרקה תוך-עורקית. עיצוב אחד משמש להזרקה של פתרון או השעיה שאינה דורשת שטיפה של הצינור.עיצוב שני מאפשר הזרקה של תאי גזע עצביים, ואחריו סומק של נפח מת כדי לספק את הנפח המלא. כדי לבנות קבוצה של קטטרים הזרקה, תצטרך 26 מד ו 20 מחטי מד, אורך 10 עד 15 ס"מ של צנתר MRE 25 ואורך שלושה סנטימטרים של MRE 50 ו MRE 10 קטטרים. חותכים את שני טיפים מחט ללטש את קצה המתכת על נייר זכוכית כדי לפתוח מחדש את הצינור להחליק את הקצוות ולאחר מכן לשטוף עם מים מזוקקים כדי לנקות את משעמם ולשטוף את הפסולת.הדמות מראה קצה סגור של מחט 20 מד לאחר גזירת קצה המחט, אשר נפתח מחדש עם משעמם חלק לאחר ליטוש. תחת מיקרוסקופ, להכניס את המחט 20 מד לתוך סוף צינורות MRE 50. לכופף את המחט 26 מד ולאחר מכן לחדור את הצינורות מתחת לסוף קצה מחט 20 מד.לאבטח את מחט מד 26 עם דבק סופר. ואז להטביע את שני רכזות מחט צינורות אפוקסי לבנות בלוק מוצק כדי לשפר את הכוח. תצטרך גם שלושה ווים כירורגיים כדי להחזיק את הרקמה בעמדה לחשיפה טובה יותר של האתרים הכירורגיים.חותכים פיר מחט באורך של 1.5 עד 2 ס"מ ממחט 27 מד ומבריקים את שני הקצוות על נייר זכוכית עד שהם משעממים. השתמש מהדק המוסטטי קטן לכופף את הפיר לתוך וו בקצה אחד טבעת בצורת בקצה השני. הכנס קטטר MRE 25 באורך 10 עד 15 ס"מ דרך הטבעת ומאובטח באמצעות סרט כירורגי ברור.צור שני ווים נוספים באמצעות אותה שיטה. הקרסים ומערכת הצנתרים צריכים להיות ספוגים בן לילה באתנול של 70 אחוז לסטריליזציה. כל ההליכים הנוגעים לנושאי בעלי חיים אושרו על ידי ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים המוסדיים באוניברסיטת קנטאקי.אנו משתמשים במוח עכבר עוברי ENT לתרבות GFP, תאי גזע עצביים חיוביים. עוברים חיוביים GFP ניתן לדמיין בקלות בערוץ FITC על מיקרוסקופ פלואורסצנטי. בעוד עוברים מסוג פראי מראים שום פלואורסצנטיות באמצעות אותה חשיפה.שפעת אוטומטית של עוברים מסוג בר גלויה רק כאשר זמן החשיפה גדל פי 100. קליפת המוח העוברית נאספת ומשמשת להקמת תרבות תאי גזע עצביים בהתאם לפרוטוקול היצרן. תאי גזע עצביים אלה יכולים ליצור נוירוספרות והוא יכול להיות מעבר מעל 10 דורות והם יכולים להבדיל לגליה הם נוירונים.פאנל של סמני תאי גזע עובריים כגון ננו, SSEA1, Oct4 ו Sox3 ניתן להשתמש כדי לזהות את תכונות תאי הגזע בזמן נוירוספרות. נוירוספרות היו מתורבתות בתקשורת, בעקבות פרוטוקול היצרן ושימוש בין קטעים 3 ו -5 לאספקת תאי גזע עצביים. שבץ איסכמי היה המושרה בחצי הכדור השמאלי עבור עכברים וחולדות, באמצעות תספור מבוסס, העורק המוחי האמצעי, MCAO עם כמה שינויים בהתאם למין.בעכברים, הכלוב מוכנס דרך העורק הראשי המשותף, CCA ומתקדם לתוך העורק הראשי הפנימי, ICA. בעוד בחולדות, הכלוב הוא הציג דרך העורק הראשי החיצוני, ECA לתוך ICA בגלל שטח העבודה הגדול יותר. כאן אנו מדגימים את ניתוח העכבר.לאחר ביצוע חתך קו האמצע לאורך הצוואר, להפריד את הרקמות הבסיסיות באמצעות ניתוח קהה. השתמש בשלושת הקרסים המיקרוכירורגיים עשויים פירי מחט 27 מד כדי להשיג שדה ראייה טוב יותר. הריבוע השחור מציין את האזור הכירורגי לשלב הבא.שכבת השריר מעל CCA השמאלי פתוח בזהירות לחשוף את CCA השמאלי עצב vagus. בצע את CCA עד שתגיע ולזהות את bifurcation. זהירות יש להפעיל לא למתוח, לעקור או לסחוט את זה CCA או עצב vagus.בזהירות לפתוח את רקמת החיבור ברור, מכסה את CCA ו עצב vagus. שחררו את החלל שמתחת ל-CCA הזה עם קצה המדפים ובודדו את גזע ה-CCA ככל האפשר. חוט כפול תקוע שישה O קלוע ניילון תפר כירורגי מתחת CCA.חותכים את הנקודה האמצעית כדי להשאיר לתפרים שבבסיס ה- CCA. מניחים תפר ניילון נוסף מתחת ל- CCA. לקשור slipknot על התפר העליון, שמירה על זה רופף.הפרד את שני התפרים התחתונים. לקשור קשר להחליק עם התפר האמצעי, שמירה על זה רופף לעת עתה. לקשור קשר של מנתח עם תפר נמוך יותר ולהזיז אותו לקצה הפרוקסימלי ככל האפשר.חותכים את קצות התפר. עוד לחשוף את CCA מעבר bifurcation. לדחוף את slipknot רופף העליון כדי bifurcation ולהדק אותו כדי למנוע זרימה אחורית של דם.מניחים את גומי הסיליקון מצופה 70 ניילון MCAO תפר ליד CCA. באמצעות מספריים מיקרו, לחתוך חתך קטן על CCA, ליד הקשר התחתון. הכנס את קצה התפר MCAO לתוך CCA דרך חתך זה ולקדם אותו לקשר העליון.להתאים את המיקום של הקשר האמצעי ולהדק אותו עד שהוא יכול להחזיק את התפר MCAO בעמדה. אין להדק יתר על המידה את הקשר. שחרר את הקשר העליון, אבל לעשות עוד קשר להחליק רופף באותו מקום.לקדם את התפר MCAO לתוך ICA. אשר שתפר מקאו מעביר את הביפורציה לתוך ה-ICA. הנתיב של התפר צריך להיות ישר יחסית, נכנס עמוק יותר לתוך הרקמה כפי שהוא מתקדם.בדוק את סמן הכסף בקצה התפר. ודא שהוא מגיע לביפורציה. בדוק שוב את כיוון התפר של מקאו.כוונן קשרים עליונים ואמצעיים כדי להבטיח שלא תהיה דליפת דם. לקדם עוד יותר את התפר MCAO, להדק את שני הקשרים העליונים כדי לאבטח את התפר MCAO במקום. התחל להקליט זמן לשעה אחת של קשה.לאחר שעה של קשה, אנחנו מרסים את החיה ולפתח מחדש את פצע העור. חשוף את האזור הכירורגי. אתר slipknots העליון והאמצעי.שחרר בעדינות את הקשר העליון. מוציאים בעדינות את תפר MCAO עד שחלק גומי הסיליקון הלבן מגיע לקשר האמצעי. הדק את הקשר העליון כדי להחזיק את התפר MCAO במקום כדי למנוע דימום.שחרר בעדינות את ה-slipknot האמצעי. משוך את התפר MCAO עד סופו עובר את הקשר העליון. הדק את הקשר העליון.מניחים את ה- slipknot האמצעי ממש מעל החתך ב- CCA. הדק את החלקה האמצעית. הסר את הקשר העליון.לקצץ קצוות תפר של הקשר האמצעי. סגור את פצע העור ולאפשר לחיה להתאושש. בהתבסס על הניסיון שלנו, תאי גזע עצביים מוזרקים בבטחה דרך מסלול עורקי זה בין יום אחד לשלושה ימים לאחר שבץ.שוב, יש וריאציות קלות בין ניתוחי עכבר וחולדה להזרקת תאי גזע עצביים. וכאן אנו מדגימים את ניתוח העכבר. ביום השלישי שלאחר השבץ, הרדמה את החיה, לפתוח מחדש את הפצע ולחשוף מחדש את CCA.להניח תפר כירורגי כפול תקוע מתחת לCCA לחתוך אותו באמצע כדי לקבל שני תפרים. מניחים את שני התפרים כראוי. הפוך slipknot עם התפר העליון.מניחים אותו ממש מתחת לביפורציה. הדק את החלקה העליונה. תעשה עוד תותל עם התפר האמצעי.חותכים חתך קטן ממש מעל הקשר הגזום שנותר מניתוח השבץ. חותכים את קצה קטטר MRE 10 בזווית של כ-45 מעלות. השתמש בקצה חד זה כדי להזין את החתך ב- CCA.היזהר להתאים כראוי את זווית הכניסה ואת הכוח המשמש להכנסת הקטטר. אחרת, הקטטר לא יכול להיכנס CCA או עשוי לנקב אותו. מכניסים את הקטטר ומתקדמות עד שהטיפ מגיע לקשר העליון.הדקו את החלקה האמצעית כדי להחזיק את הקטטר במקומו ולהבטיח שאין קשר דם. שחרר את הקשר העליון. לעשות קשר להחליק עם התפר העליון.להתאים את הזווית של קטטר בתוך CCA ואת המיקומים של שני הקשרים עד זרימה אחורית מהירה של דם גלוי, המציין תקשורת מוצלחת בין קטטר זרימת CCA. התחל את משאבת המזרק. הדם בקטטר יהיה סמוק בחזרה לתוך CCA.סיים את הזריקה לאחר חמש דקות. ליגטה הקשר העליון. שחרר את הקשר האמצעי ומשוך את הקטטר.ליגטה הקשר האמצעי. לקצץ את כל הקשרים. סגור את הפצע ואפשר לחיה להתאושש.לאחר הזרקה תוך-עורקית, תאי גזע עצביים המסומן GFP נמצאים בעיקר בחצי הכדור ipsilateral. כאן, אנו מראים את ההפצה ב gyrus שקע ההיפוקמפוס ביום אחד לאחר ההזרקה. בחצי הכדור ipsilateral, חלק מתאי גזע עצביים חיוביים GFP מקומי בקליפת המוח וסטריאטום, לבטא קליפה כפולה, סמן של נוירונים לא בוגרים.אלה תמונות מייצגות של חיות מזויפות ושבץ עם או בלי הזרקת תאי גזע עצביים בשבעה ימים לאחר ההזרקה. ב 30 ימים לאחר הלידה, רק פלואורסצנטיות אוטומטית קלה ניתן לזהות דרך ערוץ FITC בבעלי החיים שמקבלים הזרקת רכב. בעוד בתאי גזע מוזרקים בעלי חיים, GFP שכותרתו תאי גזע עצביים ניתן למצוא במוח הפצוע עם ביטוי של סמני תאים שונים כמו סמן gleo GFP או סמן עצבי tujuan.החצים הלבנים בכל תמונה מציינים תאי גזע עצביים המבטאים סמנים GFP או tujuan בהתאמה. לסיכום, הזרקה תוך-עורקית היא שיטה אפשרית לאספקה של תאי גזע עצביים לטיפול בשבץ. תאי גזע עצביים יכולים לשרוד ולהבדיל לסוגי תאים שונים בתוך המוח הפצוע.ולבסוף, שיטת הזרקת תוך-עורקים שהוצגה כאן יכולה לשמש גם לאספקת פתרונות ומתלים.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat

דגם מרחק איסכמיה מוחית על ידי ספיגה תפר Endovascular של עורק המוח התיכון עכברוש

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable ...

Gene Delivery to Postnatal Rat Brain by Non-ventricular Plasmid Injection and Electroporation

ג&#39;ין משלוח מוח החולדה אחרי לידה על ידי הזרקת Non-חדרית electroporation פלסמיד ו

Creation of transgenic animals is a standard approach in studying functions of a gene of interest in vivo. However, many knockout or transgenic animals ...

Isolation and Expansion of the Adult Mouse Neural Stem Cells Using the Neurosphere Assay

בידוד הרחבה של תאים בוגרים עכבר גזע עצביים שימוש Assay Neurosphere

Isolation and expansion of the putative neural stem cells (NSCs) from the adult murine brain was first described by Reynolds and Weiss in 1992 employing a ...

Detection of Microregional Hypoxia in Mouse Cerebral Cortex by Two-photon Imaging of Endogenous NADH Fluorescence

זיהוי של היפוקסיה Microregional בקליפת עכבר מוחין על ידי הדמיה של שני הפוטונים אנדוגני NADH Fluorescence

The brain's ability to function at high levels of metabolic demand depends on continuous oxygen supply through blood flow and tissue oxygen diffusion. ...

Growing Neural Stem Cells from Conventional and Nonconventional Regions of the Adult Rodent Brain

גידול בתאי גזע עצבי מאזורים קונבנציונליים ולא קונבנציונליים של המוח מכרסם מבוגרים

Recent work demonstrates that central nervous system (CNS) regeneration and tumorigenesis involves populations of stem cells (SCs) resident within the ...

Assessing Cell Cycle Progression of Neural Stem and Progenitor Cells in the Mouse Developing Brain after Genotoxic Stress

התקדמות מחזור תא הערכה של גזע עצבי ובתאים במוח המתפתח העכבר, למרות מתח genotoxic

Neurons of the cerebral cortex are generated during brain development from different types of neural stem and progenitor cells (NSPC), which form a ...

Isolation and Culture of Adult Neural Stem Cells from the Mouse Subcallosal Zone

בידוד והתרבות של תאי גזע בוגרים עצביים מאזור העכבר Subcallosal

Adult neural stem cells (aNSCs) can be used for the regeneration of damaged brain tissue. NSCs have the potential for differentiation and proliferation ...

Development of a Refined Protocol for Trans-scleral Subretinal Transplantation of Human Retinal Pigment Epithelial Cells into Rat Eyes

פיתוחו של פרוטוקול מעודן עבור השתלת Subretinal טרנס-scleral של תאי אפיתל הפיגמנט ברשתית האנושי בעיניים עכברוש

Degenerative retinal diseases such as age-related macular degeneration (AMD) are the leading cause of irreversible vision loss worldwide. AMD is ...

Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging

Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging

הערכה סימולטנית של המודינמיקה מוחית ופיזור תכונות אור של<em&gt; In vivo</em&gt; מוח עכברוש באמצעות הדמית החזרה המפוזרת Multispectral

The simultaneous evaluation of cerebral hemodynamics and the light scattering properties of in vivo rat brain tissue is demonstrated using a conventional ...