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Articles by Kassi Miller in JoVE
JoVE General
Combinant des nerfs périphériques et de greffe matrice de modulation de réparer le cordon Rat épinière lésée
Department of Neurobiology and Anatomy, Drexel University College of Medicine
Lésions traumatiques de la moelle épinière interrompt la communication avec le cerveau. Pour restaurer la connectivité perdue, nous utilisons une greffe du nerf périphérique pour fournir un substrat pour les fibres de régénération en combinaison avec les facteurs neurotrophiques et la matrice de modulation des enzymes pour éliminer les molécules inhibitrices de promouvoir la croissance à longue distance.
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La Combinaison De Greffes Nerveuses Périphériques Et Chondroïtinase Favorise La Régénération Axonale Fonctionnelle Dans Le Cordon Chronique épinière Lésée
Parce qu'il n'existe actuellement aucun traitement pour les lésions de la moelle épinière, la plupart des patients vivent avec des blessures de longue date. Par conséquent, les stratégies visant à promouvoir la restauration de la fonction de la moelle épinière chronique blessés ont une grande valeur thérapeutique. Pour la régénération réussie, à long blessés axones doivent surmonter leur faible potentiel de croissance intrinsèque, ainsi que l'environnement inhibiteur de la cicatrice gliale établi autour du site de lésion. Axones aiguë blessés qui se régénérer en croissance permissives greffes nerveuses périphériques (PNG) tissus de l'hôte rentrer à la médiation de récupération fonctionnelle si la partie distale du greffon d'interface hôte est traité avec chondroïtinase ABC (ChABC) pour cliver inhibiteurs protéoglycanes chondroïtine sulfate dans la matrice cicatrice. Pour déterminer si une stratégie similaire est en vigueur pour une blessure chronique, nous avons combiné la greffe d'un nerf périphérique dans un très pertinente, chronique, le site contusion cervicale avec un traitement ChABC de la cicatrice gliale et gliales facteur neurotrophique de la lignée cellulaire (GDNF) la stimulation de la long des axones lésés. Nous avons testé cette combinaison de deux paradigmes de greffage: (1) d'un nerf périphérique qui a été greffé d'enjamber un site de la lésion chronique ou (2) une image PNG qui a comblé un site contusion chronique avec une seconde, site de la lésion plus distale. Contrairement GDNF PBS traitement, GDNF ChABC traitement facilité des axones pour quitter le PNG dans le tissu hôte et promu une certaine récupération fonctionnelle. La stimulation électrique des axones dans le pont du nerf périphérique induite par l'expression de c-Fos dans les neurones d'accueil, ce qui indique de contact synaptique par des fibres régénératrices. Ainsi, nos données démontrent, pour la première fois, que l'administration ChABC à une interface de greffe distale permet la régénération axonale fonctionnelle par les neurones chronique blessés.
Bêta-interféron Pégylé Module La Réponse Inflammatoire Aiguë Et La Récupération Lorsqu'il Est Combiné Avec L'exercice Forcé Après Une Blessure De Contusion De La Colonne Vertébrale Cervicale
Dégénérescence secondaire conduit à une expansion des tissus initial dommages subis au cours d'une lésion de la moelle épinière (SCI). La réaction inflammatoire cellulaire qui contribue à ce dommage tissulaire progressive de mouillage est une stratégie possible pour la neuroprotection après aiguë Sci. Au départ, nous avons examiné si le traitement d'une forme de pégylé de rat bêta-interféron (IFN-bêta) serait modulent l'expression de plusieurs marqueurs de l'inflammation et la neuroprotection sur le site d'une blessure au niveau cervical unilatérale 5 contusion. Rats Sprague-Dawley femelles adultes ont été blessés à l'aide de l'élément de frappe de Horizon infini à une force de 200 kdyn (équivalent à une blessure grave) et une moyenne cylindrée de 1600-1800 maman. Une dose unique (5x10(6) unités) d'IFN pégylé bêta ou de véhicule a été administrée 30 min après la SCI. Nous démontrons les changements temporels dans la pro - et anti-inflammatoires niveaux de cytokine et l'expression des protéines de choc thermique et iNOS (impliqué dans la neuroprotection) à l'épicentre de la lésion et un segment direction caudale après traitement de SCI et PEG-IFN-bêta. Les résultats suggèrent une stratégie thérapeutique potentielle pour la modulation de dommages secondaires après aiguë Sci. Par conséquent, nous avons examiné si un traitement aigu avec PEG-IFN-bêta améliorerait la seule fonction de membre antérieur ou lorsqu'il est combiné avec l'exercice forcé (Ex). Animaux a commencé le paradigme Ex 5 jours post SCI et a continué pendant 5 jours/semaine pendant 8 semaines. Locomotion (échelle locomotrice membres antérieurs [FLS], membre postérieur BBB et TreadScan) et la fonction sensorimotrice (grille marche) a été testé par semaine. Des résultats supplémentaires incluaient la taille de la lésion et de la réactivité des cellules gliales. Des améliorations significatives de FLS a eu lieu au poste de 1semaine SCI dans le groupe imprégnées par l'IFN pégylé-bêta, mais pas à n'importe quel autre point de temps ou avec d'autres approches de traitement. Ces résultats suggèrent que cette stratégie de traitement neuroprotecteur aiguë ne se traduit pas en long terme comportementale récupération même lorsqu'il est combiné avec l'exercice forcé.
Greffons De Nerf Périphérique Après Une Lésion De La Moelle épinière Cervicale Chez Les Chats Adultes
Greffons de nerf périphérique (PNG) dans la moelle épinière de rat soutiennent la régénération axonale après une blessure aiguë ou chronique, avec reconnexion synaptique à travers le site de la lésion et de certains taux de récupération comportementale. Ici, nous avons greffé un nerf périphérique dans la moelle épinière lésée des chats comme une approche de traitement précliniques pour favoriser la régénération pour une éventuelle utilisation translationnelle. Chats femelles adultes ont reçu une lésion hémisection partielle au niveau cervical (C7) et apposition immédiate d'un segment de nerf tibial autologues pour le site de la lésion. Cinq semaines plus tard, une lésion dorsale quadrant a été réalisée direction caudale (T1), le site de la lésion traitée avec chondroïtinase ABC 2 jours plus tard à digérer croissance inhibant les molécules de la matrice extracellulaire et l'extrémité distale de la PNG apposées à la site de la lésion. Après 4 à 20 semaines, les greffons ont survécu dans 10/12 animaux avec plusieurs milliers de présents dans chaque greffon d'axones myélinisés. L'extrémité distale des greffons de 9/10 a été bien accolée à la moelle épinière et de nombreux axones étendus au-delà du site de lésion. Intraspinale stimulation induit des potentiels d'action composés dans la prothèse avec une latence cas illustrant la conduction axonale normale des axones régénérés. Malgré l'échec de la stimulation de la PNG provoquer des réponses dans la moelle épinière distale sur le site de la lésion, la présence de neurones immunoréactives c-Fos près du site distal apposition indique que les axones régénérés forment des synapses fonctionnelles avec les neurones de l'hôte. Cette étude démontre l'application réussie d'un nerf à l'approche de la greffe pour favoriser la régénération après une lésion de la moelle épinière dans un modèle animal autre qu'un rongeur, grand.
La Stimulation électrique Du Nerf Sural Afférences Cutanée Contrôle L'amplitude Et L'apparition De La Phase Pendulaire De Locomotion Chez Le Chat De La Colonne Vertébrale
Rétroaction sensorielle joue un rôle crucial dans le contrôle de la locomotion et dans le rétablissement de la fonction après une lésion de la moelle épinière. Enquêtes dans les préparations réduites ont montré que le cycle locomoteur peut être modifié par le biais de l'activation de la rétroaction afférente à diverses phases du cycle de la marche. Nous avons étudié l'effet de la stimulation électrique de phase dépendant d'un nerf cutané afférente sur le plan locomoteur des chats blessés de la moelle épinière. Tout d'abord, animaux ont été implantés avec poignets neuropathique chronique sur les nerfs sural et sciatiques et électromyographiques électrodes dans les muscles postérieurs de différents. Les chats étaient puis recoupées à T12 et formés par jour pour locomote sur un tapis roulant. Nous avons trouvé que la stimulation électrique du nerf sural peut améliorer la phase en cours de flexion, produisant plus haut (+129 %) et plus long (+ 17,4 %) balancer des phases de la démarche même à très faible seuil de stimulation. Stimulation du nerf sural peut également mettre fin à une extension en cours et entamer une phase de flexion. Une prévalence plus élevée de commutation au début de la phase de flexion a été observée à des niveaux plus élevés de la stimulation, et si la stimulation a été appliquée dans la phase tardive de la position. Tous les muscles fléchisseurs sont activés par la stimulation. Ces résultats suggèrent que la stimulation électrique du nerf sural peut servir à augmenter l'amplitude de la phase pendulaire et de contrôler le moment de son apparition après une lésion de la moelle épinière et entraînement locomoteur.
Exercice Module MicroARN Qui Influent Sur La Voie PTEN/mTOR Chez Le Rat Après Une Lésion De La Moelle épinière
Nous avons étudié les microARN (miRs) associé de PTEN/mTOR signalisation après lésion de la moelle épinière (SCI) et membre postérieur exercer (Ex), une thérapie impliquée dans la promotion de la plasticité de la moelle épinière. Après spinalisation, les rats ont reçu cyclisme Ex 5 jours/semaine. L'expression des miRs, leurs gènes cibles et effecteurs en aval ont été détectés dans les tissus de la moelle épinière à 10 et 31 jours post lésion. Ex élevé d'expression de la miR21 et a diminué l'expression de miR 199C - 3P mise en corrélation avec des changements importants dans l'expression de leurs gènes cibles respectifs: ARNm du gène PTEN diminue et augmente de mRNA de mTOR. Éponger occidental a confirmé des changements comparables à des niveaux de protéine. Phosphorylée-S6 (un effecteur de mTOR) dans les neurones gris intermédiaires Ex rat une augmentation a été bloquée par le traitement de la rapamycine. Il semble donc possible que plasticité dépendante de l'activité dans la moelle épinière lésée est modulée en partie par le biais de miRs qui réglementent le PTEN et signalisation mTOR et qui peuvent indiquer une augmentation du potentiel de régénération des neurones touchés par une SCI.
