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Articles by Lauren Santi in JoVE

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負傷ラット脊髄を修復するために末梢神経移植とマトリックスモジュレーションを組み合わせ


JoVE 1324 11/20/2009

Department of Neurobiology and Anatomy, Drexel University College of Medicine

脊髄への外傷は、脳との通信が中断されます。失われた接続を復元するために我々は、長距離の成長を促進するための阻害分子を除去する神経栄養因子とマトリックス調節酵素と組み合わせて再生繊維のために基体を提供するために、末梢神経移植片を利用しています。

Other articles by Lauren Santi on PubMed

脊髄損傷部位にコンドロイチナーゼABC吻軟または尾の投与は、解剖学が機能しない可塑性を促進する

増殖抑制コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)がためにグリア瘢痕組織、成功した軸索再生への大きな障壁の抑制、自然への貢献の脊髄損傷後の治療戦略の主要な標的である。柔毛のコンドロイチナーゼABC(ChABC)消化は、その後の機能改善と病変部位を越えて軸索再生を促進します。 ChABCも免れる繊維の発芽を促進することが示されているが、そのような可塑性から機能回復の結果であれば明確ではありません。ここでは、優れたChABC媒介機能の改善に果たすことが発芽吻側または尾の役割を理解しようとした。これを達成するために、ChABCまたは車両は吻側または一方的なC5損傷尾を注入した。片側切断の吻側注入すると、ChABCは、背側と腹側の角に5HT +繊維の発芽重要なを促進した。 ChABCが片側切断に組織尾に注入されたときに、発芽、追加は認められなかった。 hemicontusion損傷に尾注入すると、ChABCは5HT +脊髄前角に繊維ではなく脊髄後角の発芽促進した。この発芽のどれシナプスコンポーネントシナプシンの変化をもたらしません。また、運動機能を評価する行動テストではパフォーマンスに影響を与えなかった。これらのデータは、必ずしも機能回復に変換されませんChABC媒介免れる繊維の萌芽を示唆している。

末梢神経移植とコンドロイチナーゼを組み合わせることにより、慢性脊髄損傷における機能軸索再生を促進する

現在、脊髄損傷に対する治療法が存在しないため、ほとんどの患者は長期にわたる怪我で生きている。したがって、慢性脊髄損傷の機能回復を促進することを目的とした戦略は、高い治療価値を持っています。成功した再生のために、長期負傷した軸索は、その貧しい本質的な成長の可能性など病変部位の周りに設立されグリア性瘢痕の抑制環境を克服する必要があります。急性負傷した軸索はその先端部をグラフトホストインターフェイスが瘢痕マトリックスで切断し抑制コンドロイチン硫酸プロテオグリカンをコンドロイチナーゼABC(ChABC)で処理されている場合は機​​能回復を仲介することが成長の寛大な末梢神経移植(PNG画像)を再入力宿主組織に再生成します。同様の戦略は、慢性傷害のために有効であるかどうかを決定するために、我々は、グリア性瘢痕およびグリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)の刺激のChABCの治療と関連性の高い、慢性、頸部挫傷部位への末梢神経のグラフトを組み合わせ長期負傷した軸索。慢性的な損傷部位または第二に、より遠位の損傷部位(2)PNGそのブリッジ慢性挫傷のサイトにまたがるように移植した(1)末梢神経:我々は2つ​​の移植のパラダイムでは、この組み合わせをテストされています。 GDNF-PBS治療とは異なり、GDNF-ChABC処理が宿主組織にPNGを終了するには、軸索を容易にし、いくつかの機能回復を促進した。再生繊維によるシナプス接触の示すホストニューロンの末梢神経ブリッジ誘導c-Fos発現における軸索の電気刺激。したがって、我々のデータは遠移植インターフェイスにChABCを投与する慢性的に負傷したニューロンによる機能的な軸索再生を可能にすること、初めて示しています。

ペグ化インターフェロン ベータは急性炎症反応と頚部脊髄挫傷損傷後強制運動と組み合わせてとき回復を変調します。

二次変性脊髄損傷 (SCI) の中に持続的な初期の組織の損傷の拡大に します。この進歩的な組織の損傷に寄与する細胞の炎症反応を抑制神経保護の 1 つの可能な戦略です後急性理我々 は当初ラット インターフェロン ベータ (IFN ベータ版) のペグインターフェロン フォームによる治療炎症や神経保護片側子宮頸レベル 5 挫傷傷害のサイトのいくつかのマーカーの発現調節するだろうかどうか調べた。大人の女性の Sd 系ラットによる無限の地平線インパクター 200 kdyn (重傷に相当) の力 1600年-1800 mum の平均変位で負傷しました。ペグ IFN ベータまたは車両の単回投与 (5x10(6) 台) 30 分次の理を投与されました。ここではプロと反炎症サイトカイン レベルおよび SCI とペグ IFN ベータ治療後尾側の熱ショック蛋白質および iNOS (神経保護で関与) 病変の震源地と 1 つのセグメントでの発現の時間的変化を示します。潜在的な治療戦略急性理後二次被害の変調を示唆したがって、急性期治療ペグ IFN ベータと前肢関数を単独で改善するかどうか、または強制運動 (Ex) と組み合わせるとを検討しました。動物 5 日 SCI を投稿し、週 5 日の 8 週間以上続いた Ex パラダイムを始めた。歩行 (前肢運動スケール [FLS]、後肢 BBB、および TreadScan) と感覚運動機能 (歩いてグリッド) は毎週テストしました。追加の結果の措置では病巣の大きさとグリア細胞の反応性を含まれています。1 週のポスト SCI ペグ IFN ベータ投与群しますが、他の時点ではなくまたはその他の処置のアプローチを FLS の大幅な改善が発生しました。この急性神経保護治療戦略も強制運動と組み合わせてとき長期的行動回復に翻訳しないことが示唆されました。

大人猫の頸髄損傷後の末梢神経移植。

末梢神経移植 (PNG) ラット脊髄に病変サイトと行動の回復のいくつかのレベルの間でシナプス リコネクションと急性または慢性の傷害後の軸索再生サポートしています。ここでは、我々 末梢神経に損傷脊髄猫の最終的な並進用の再生を促進するには、前臨床治療アプローチとして接木。大人のメス猫子宮頸レベル (C7) および即時同格の自家脛骨神経セグメント病変のサイトへの部分的な hemisection 病変を受け取った。5 週間後、背側の象限斑尾側行った (T1) 病変サイト扱わ後消化生育マトリックス分子を阻害するコンドロイチナーゼ ABC の 2 日間、傷害のサイトに、PNG の遠位端を並置します。4-20 週後グラフト 10/12 動物数千髄軸索各移植で存在で生き残った。9/10 グラフトの遠位端は脊髄と多数の軸索病変サイトを超えて拡張するよく並置されました。脊髄刺激グラフトの複合活動電位は再生軸索の通常の軸索伝導を示す、適切な待ち時間を誘発しました。近くに遠位脊髄での Fos 免疫陽性ニューロンの存在病変サイト レスポンスを引き出すために、PNG の刺激を失敗が遠位同格サイト再生軸索ホスト ニューロンと機能性のシナプスを形成することを示します。本研究では、非齧歯類、大動物モデルにおける脊髄損傷後の再生を促進するアプローチを移植神経の成功のアプリケーションを示しています。

末梢神経移植と免疫抑制 Axotomized 中枢神経系ニューロンにおける遺伝子発現を変更します。

成人中枢神経系 (CNS) ニューロン軸索切断独力で再生されませんが、軸索タンブレロ predegenerated 末梢神経移植 (Png) に再生成することがあります。我々 はレーザーを解剖外側前庭 (LV) ニューロン横 hemisection C3 (HX) によってその軸索が切断されたと hemisected C3 とその受信の免疫抑制とシクロスポリン A (CsA) と (- PNG と呼ばれる) predegenerated PNG 病変サイトにいた外側前庭神経核 (LVN) ニューロンのマイクロ アレイの技術を使用して遺伝子発現を検討しました。結果 LVN ニューロン nonregenerative で潜在的再生状態と 42 日の期間にわたって発生した時空間変化の発現解析を提供します。膠だけで起因した規制の詳細されて、プローブ セットの長期変化の発現亢進 downregulated より。同格の免疫抑制と PNG の遺伝子発現の全体的なミュート。その軸索はこれらの遺伝子の多くより大きい遺伝子発現の減少した表情を見せた PNG に並置された axotomized ニューロン エネルギー生産に関連するのに対し Axotomized ニューロン (HX) 遺伝子は一般的軸索の成長と関連付けられています。Axotomized LVN ニューロン再生する PNG をあてる LVN ニューロンより大きい程度に関連付けられていると考えられて多くの遺伝子を表現することが示唆されました。こうして LVN ニューロン膠再生状態に残りますが、私は PNG によって提供される条件を維持または強化再生のため必要なエネルギーを提供する可能性がありますミトコンドリア活性の神経のように見えます。我々 はまたのグラフト通常再生に関連する遺伝子の発現における軸索の成長著しい増加せずを可能にする細胞骨格のコンポーネントのための十分な軸索合成できることを推測します。

運動後の脊髄損傷ラットにおける PTEN/mTOR 経路に影響を与えるマイクロ Rna を変調します。

脊髄損傷 (SCI) と (Ex)、脊髄の可塑性の促進に関与する療法の後肢の運動後 PTEN/mTOR シグナル伝達と関連付けられたマイクロ Rna (miRs) を検討しました。有様後ラットは週 5 日 Ex サイクリングを受け取った。MiRs の標的遺伝子、そして下流エフェクタ式における 10 と 31 日ポスト損傷脊髄組織内プローブしました。Ex 高架 miR21 式と式のそれぞれのターゲット遺伝子の発現に大きな変化に相関関連づけることミール 199a 3 p の減少: PTEN mRNA を減少し、mTOR mRNA の増加します。西部にしみが付く蛋白質のレベルに匹敵する変更を確認しました。リン酸化-S6 (mTOR の下流のエフェクター) 中間の灰色のニューロンのラット Ex 内の増加ラパマイシン処理によってブロックされました。したがって損傷脊髄における活動依存的可塑性は PTEN や mTOR シグナル伝達を調節し、科学によって影響を受ける神経細胞の再生の可能性の増加を示している可能性があります miRs を介して一部で変調される可能表示されます。

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