Neurale voorloper transplantatie is een veelbelovende strategie voor de bescherming en / of vervangen van verloren / disfunctionele cervicale diafragma motorische neuronen in het ruggenmerg letsel (SCI) en de motor neuron ziekte, amyotrofe laterale sclerose (ALS). Wij bieden een protocol voor de cel levering aan cervicale ruggenmerg ventrale hoorn in knaagdiermodellen van ALS en SCI.
Respiratoire compromis te wijten aan diafragma motor neuron verlies is een slopende gevolg van een groot deel van de menselijke traumatisch ruggenmergletsel (SCI) gevallen 1 en is de uiteindelijke oorzaak van de dood bij patiënten met de motor neuron ziekte, amyotrofe laterale sclerose (ALS) 2.
ALS is een verwoestende neurologische aandoening die wordt gekenmerkt door relatief snelle degeneratie van de bovenste en onderste motorische neuronen. Patiënten die uiteindelijk bezwijken aan de ziekte van gemiddeld 2-5 jaar na de diagnose als gevolg van verlamming van de ademhalingsspieren te wijten aan het verlies van diafragma motorneuron innnervation van het membraan 3. De overgrote meerderheid van de gevallen zijn sporadisch, terwijl 10% zijn van de familiale vorm. Ongeveer twintig procent van de familiale gevallen gekoppeld aan verschillende puntmutaties in het Cu / Zn superoxide dismutase 1 (SOD1) gen op chromosoom 21 4. Transgene muizen en ratten 4,5 6 uitvoeren mutant SOD1 menselijke genen (G93A, G37R, G86R, G85R) zijn gegenereerd, en, ondanks het bestaan van andere diermodellen van de motor neuron verlies, zijn op dit moment de meest gebruikte modellen van de ziekte .
Ruggenmergletsel (SCI) is een heterogene set van voorwaarden die voortvloeien uit fysiek trauma aan het ruggenmerg, met functionele resultaat varieert naar gelang van het type, de locatie en de ernst van het letsel 7. Toch is ongeveer de helft van de menselijke SCI gevallen invloed hebben op cervicale regio's, resulterend in slopende respiratoire dysfunctie als gevolg van diafragma motor neuron verlies en schade aan dalende bulbospinal luchtwegen axonen 1. Een aantal diermodellen van SCI zijn ontwikkeld, met de meest gebruikte en klinisch relevante zijnde de kneuzing 8.
Transplantatie van verschillende klassen van neurale voorloper cellen (NPC) is een veelbelovende therapeutische strategie voor de behandeling van traumatische CNS verwondingen en neurodegeneratie, waaronder ALS en SCI, vanwege de mogelijkheid om verloren of disfunctionele CNS celtypen, om te voorzien neuroprotectie vervangen, en leveren gen factoren van belang 9.
Diermodellen van zowel ALS en SCI kan het model een groot aantal klinisch relevante aspecten van deze ziekten, met inbegrip van diafragma motorneuronen verlies en daaruit voortvloeiende respiratoire compromis 10,11. Om de effectiviteit van NPC-gebaseerde strategieën op respiratoire functie in deze dierlijke modellen van ALS en SCI te evalueren, moet cellulaire interventies specifiek gericht zijn op gebieden met therapeutisch relevante doelstellingen, zoals diafragma motorneuronen. Wij bieden een gedetailleerd protocol voor multi-segmentale, intraspinale transplantatie van NPC's in het cervicale ruggenmerg ventrale grijze stof van neurodegeneratieve modellen zoals SOD1 G93A muizen en ratten, maar ook ruggemerglaesie ratten en muizen 11.
Voor studies met SOD1 G93A muizen en ratten, leeftijd en geslacht overeen met de dieren binnen een groep, en dieren binnen hetzelfde nest aan verschillende groepen te verdelen. Het is beter om alle dieren te gebruiken van hetzelfde geslacht voor zowel ALS en SCI-modellen, omdat de ziekte-processen kunnen verschillen tussen mannen en vrouwen, maar het kan ook nuttig zijn om genoeg dieren van beide geslachten om mogelijke sekse-specifieke effecten te detecteren hebben, zoals dit fenomeen is gemeld bij SOD1 <sup…
The authors have nothing to disclose.
Ik wil graag bedanken: alle leden van de Lepore, Maragakis en Rothstein labs voor nuttige discussie; De Paralyzed Veterans of America en de Craig H. Neilsen Foundation voor financiering.
Name of reagent | Company | Catalog number |
HBSS | Gibco | 14170 |
0.05% Trypsin | Gibco | 25300 |
Soybean Trypsin Inhibitor (optional) | Sigma | T-6522 |
Acepromazine maleate (0.7 mg/kg) | Fermenta Animal Health | |
Ketamine (95 mg/kg) | Fort Dodge Animal Health | |
Xylazine (10 mg/kg) | Bayer | |
#11 Feather surgical blade | Electron Microscopy Sciences | 72044-11 |
Cotton-tipped applicators (6 inch) | Fisher | 23-400-101 |
Rat-toothed forceps | Fine Science Tools | Rat: 11023-15; Mouse: 11042-08 |
Medium-sized spring scissors | Fine Science Tools | 15012-12 |
Mini spring scissors | Fine Science Tools | 15000-10 |
Rongeur | Fine Science Tools | Rat: 16121-14; Mouse: 16221-14 |
Microknife | Fine Science Tools | 10056-12 |
Needle holders | Fine Science Tools | 12502-14 |
Suture: 4-0 | Vicryl | S-183 |
Staples: 9 mm | Autoclip | 427631 |
Stapler: 9 mm (Reflex #203-1000) | World Precision Instruments | 5000344 |
Warm water pump (T/Pump) | Gaymar | P/N 07999-000 |
Cyclosporin A: 250.0 mg/5.0 mL ampules | Novartis/Sandimmune | NDC 0078-0109-01 |
FK-506 | LC Laboratories | F-4900 |
Rapamycin | LC Laboratories | R-5000 |
Injector | World Precision Instruments | UMP2 |
Micro 4 Microsyringe Pump Controller | World Precision Instruments | UMC4 |
Micromanipulator | World Precision Instruments | Kite-R |
10.0 μL Hamilton syringe | Hamilton | 80030 |
Hamilton needles: 33-gauge, 45° bevel, 1 inch | Hamilton | 7803-05 |
Glass 20.0 μL microcapillary pipettes (optional) | Kimble | 71900-20 |