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 JoVE General

Die Kombination Peripheral Nerve Grafting und Matrix Modulation der Verletzte Rat Spinal Cord Repair


JoVE 1324 11/20/2009

Department of Neurobiology and Anatomy, Drexel University College of Medicine

Traumatische Verletzungen des Rückenmarks stört die Kommunikation mit dem Gehirn. Zur Wiederherstellung verloren Konnektivität nutzen wir ein peripherer Nerv Transplantat zu einem Substrat zur Regeneration von Fasern in Kombination bieten mit neurotrophen Faktoren und Matrix-modulierenden Enzyme hemmenden Moleküle zu entfernen, um Langstrecken-Wachstum zu fördern.

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Task-abhängige Präsynaptischen Hemmung

Spinal Katzen Auf Dem Laufband: Laständerungen Wege

Tritt-Training-abhängige Plastizität Im Rückenmark Kutane Wege

Peripherer Nerven-Prothesen Nach Verletzung Der Zervikalen Rückenmarks Bei Erwachsenen Katzen

Peripherer Nerven-Prothesen (PNG) in das Rückenmark Ratte unterstützen Axon Regeneration nach akuten oder chronischen Verletzungen, mit synaptischen Wiederverbindung über die Läsion-Website und gewisse Verhaltens-Erholung. Hier wir einen peripheren Nerven in eingepfropft verletzten Rückenmark von Katzen als präklinische Behandlungsansatz zur Regenerierung für eventuelle translational Nutzung zu fördern. Erwachsene weibliche Katzen erhielt eine partielle Hemisektion Läsion auf Gebärmutterhalskrebs (C7) und unmittelbare Anbringung eines autologen tibialis-Segments auf die Läsion-Website. Fünf Wochen später eine Läsion dorsal Quadrant erfolgte caudally (T1), die Läsion-Website behandelt mit Chondroitinase ABC 2 Tage später, Wachstum, die Hemmung der extrazellulären Matrix Moleküle zu verdauen, und distale Ende der PNG apposed auf den Verletzungen-Website. Nach 4-20 Wochen überlebte die Grafts 10/12 Tiere mit mehreren tausend Markhaltige Axone in jedes Transplantat vorhanden. Distale Ende 9/10-Transplantate war auch das Rückenmark und zahlreiche Axone über hinaus die Läsion-Website apposed. Intraspinale Stimulierung hervorgerufen zusammengesetzte Aktionspotentiale in Transplantats mit eine entsprechende Wartezeit zur Veranschaulichung normale axonale Leitvermögen der regenerierten Axone. Obwohl Stimulation der die PNG-Datei konnte nicht Antworten im distalen Rückenmark auf der Website der Läsion, die Präsenz von c-Fos immunreaktivem Neuronen zu entlocken, nah an zufolge die distalen Apposition-Website regenerierten Axone funktionale Synapsen mit Host Neuronen gebildet. Diese Studie zeigt die erfolgreiche Anwendung der Nerven Pfropfen Ansatz zur Förderung der Regeneration nach Verletzung des Rückenmarks in ein nicht-Nagetier, große Tiermodell.

Leistungsabhängige Erhöhung Neurotrophic Faktoren Ist Eine Verbesserte Modulation Der Spinalen Reflexe Nach Verletzung Des Rückenmarks Zugeordnet

Activity based Therapien wie passive Radfahren und Schritt-Training auf einem Laufband zu motorischen Wiederherstellung nach Verletzung des Rückenmarks (SCI), was zu einer größeren Anzahl von Schritten, die ausgeführt werden, beitragen verbessert Gangbild Kinematik, Wiederherstellung der abhängigen Phase Modulation der spinalen Reflexe und Verhinderung der Rückgang der Muskel Masse. Beide Aufgaben bestehen aus abwechselnden Bewegungen, die rhythmisch ausdehnen und Hinterbeine Muskeln zu verkürzen. Jedoch werden die gelähmten Hintergliedmaßen passiv durch eine motorische Apparat während Rennradtraining, verschoben während lokomotorische Bewegungen im Schritt-Training von spinalen Netzwerke ausgelöst durch afferente Rückmeldung generiert werden. Unser Ziel war es, die Aufgabe-abhängige Wirkung von Fahrrad - und Schritt-Ausbildung nach SCI auf physiologische Maßnahmen des Rückenmarks Plastizität in Bezug auf Veränderungen in Niveaus Neurotrophic Faktoren vergleichen. Dreißig Erwachsene weibliche Sprague-Dawley Ratten unterzog sich komplette spinale Transection thorakalen niedrig (T12). Die Ratten wurden beauftragt, eine der drei Gruppen: Fahrrad-Training, Schritt-Training oder keine Training. Das Übungsprogramm bestand aus 15 min/d, 5 Tage/Woche, 4 Wochen, 5 Tage nach Sci. Während ein terminal Experiment wurden H-Reflexe von Interosseus Fußmuskulatur nach Stimulierung des Nervus tibialis bei 0.3, 5 oder 10 Hz aufgezeichnet. Die Tiere wurden geopfert und die Spinal-Schnüre für Western-Blot-Analyse des Ausdrucks Neurotrophic Faktoren in der lumbalen Rückenmarkes geerntet wurden. Wir belegen, dass Radtraining und Schritt deutlich erhöhen das Niveau von Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF), Neurotrophin-3 (NT-3), und NT-4 in der Lendenwirbelsäule Erweiterung der SCI Ratten, wohingegen nur Schritt-Training Gliazellen Cell-derived Neurotrophic Faktor (GDNF) erhöht. Eine Zunahme der Neurotrophic Faktor Protein-Ebene, die positiv mit der Verwertung der H-Reflex frequenzabhängig Depression korreliert schlägt eine Rolle für Neurotrophic Faktoren reflex Normalisierung.

Kapitel 2--die Wirbelsäule Generation Von Phasen Und Zyklusdauer

Beim gehen, wird eine Zunahme der Geschwindigkeit ein Rückgang in der Haltung der Phasendauer begleitet, während der Schwungphase relativ unveränderlich bleibt. Definitionsgemäß steuert der Rhythmus-Generator in der lumbalen Rückenmarkes Zyklus Periode, Phase Dauer und Phasenübergänge. Unser erste Ziel war um festzustellen, ob diese Asymmetrie in der Kontrolle der lokomotorischen Zyklen eine inhärente Eigenschaft der zentralen Pattern-Generator (CPG) ist. Episoden von fiktiven Fortbewegung, d. h. lokomotorischen Muster in Abwesenheit des Reafference, verzeichneten wir in decerebrate Katzen mit oder ohne eine komplette spinale Transection (akut oder chronisch). In fiktiven Fortbewegung entsprechen Haltung und Swing-Phasen in der Regel Extension und Flexion. In der überwiegenden Mehrheit der lokomotorischen Episoden abwechslungsreiche Zyklus Zeit mehr mit Streckmuskel Phasendauer. Dies konnte ohne phasische sensorische Feedback oder supraspinale Strukturen oder Pharmakologie beobachtet werden. In ein paar Experimente wir stimuliert der Aquaeductus Bewegungsapparat bzw. ausgewählten peripheren Nerven während der fiktiven Fortbewegung und beide könnten die Phase/Zyklus-Zeit-Beziehung verändern. Wir schließen, dass es eine integrierte Asymmetrie innerhalb der Wirbelsäule Rhythmus-Generator für die Fortbewegung, die durch äußere Faktoren geändert werden können. Locomotor und kratzen Rhythmen zeichnen sich durch Wechsel von Beugung und Streckung Phasen innerhalb einer Hinterbeine, die durch Rhythmus generierenden vermittelt werden Schaltungen innerhalb des Rückenmarks. Unsere zweite Ziel war es, festzustellen, ob Rhythmus Generatoren für Fortbewegung und Kratzer ähnlichen Kontrollmechanismen in Erwachsene decerebrate Katzen haben. Die Regulierung des Zyklus Periode während der fiktiven kratzen wurde bewertet, wie die Auswirkungen von bestimmten sensorischen Inputs auf Phase Dauer und Übergänge während der Ohrmuschel hervorgerufen fiktiven kratzen waren. Ergebnisse zeigen dieser Zyklus-Zeit während der fiktiven kratzen abwechslungsreiche überwiegend mit Flexion Phasendauer, entgegen der spontanen fiktiven Fortbewegung. Knöchel Dorsalflexion stark erhöhte Phase Dauer und Zyklus Nachfrist während der fiktiven Fortbewegung aber Zyklus Periode während kratzen nicht ändern. Diese Daten geben dieser Zyklus Zeit Phase Laufzeiten, und Phasenübergänge sind nicht ähnlich geregelt, während fiktiven Fortbewegung und kratzen, mit oder ohne sensorische Eingänge, den Nachweis für die Existenz der unterschiedliche interneuronales Komponenten der Rhythmus-Generation innerhalb des Säugetier-Rückenmarks.

Peripherer Nerven Transplantate Unterstützt Die Regeneration Nach Verletzung Des Rückenmarks

Traumatische Beleidigungen des Rückenmarks induzieren sofortige mechanische Beschädigung und anschließende Gewebe-Entartung, die führt zu einer erheblichen physiologische, biochemische und funktionelle Reorganisation des Rückenmarks. Verschiedene Modelle der Rückenmark-Verletzung (SCI) haben gezeigt, dass das adaptive Potential das Rückenmark und seine Beschränkungen im Falle der vollständigen oder teilweisen Verhinderung der supraspinale Einfluss. Nennenswerte Erholung der Funktion nach SCI wird sehr wahrscheinlich aus einer Kombination von therapeutischen Strategien, einschließlich Nervengewebe Transplantationen, exogene Neurotrophic Faktoren, Wegfall der hemmenden Moleküle, funktionelles sensomotorischen Training und/oder Elektrostimulation der gelähmten Muskeln oder spinale Schaltungen führen. Peripherer Nerven Transplantate bieten ein Wachstum-permissive Natursand und lokalen Neurotrophic Faktoren zur Verbesserung der regenerativen aufs Axotomized Neuronen, wenn in der Website von Verletzungen veredelt. Regenerierende Axone über die peripheren Nerven-Transplantat gegen ein entsprechendes Ziel geleitet werden kann, aber sie nicht hinter der distalen Transplantat-Host-Schnittstelle erweitern, wegen der Absetzung von Wachstum-Inhibitoren auf dem Gelände des Sci. Eine Methode um die Entstehung der Axone von einer Transplantat in das Rückenmark zu erleichtern ist das CHONDROITINSULFAT-PROTEOGLYKANE zu verdauen, die Gliazellen Narbe zugeordnet sind. Wichtig ist, können sich regenerierende Axone, die das Transplantat verlassen funktionale synaptischen Kontakte zu bilden. Diese Ergebnisse sind akute Verletzungen Modelle bei Ratten und Katzen und nach einer chronischen Verletzung bei Ratten erprobt und haben wichtige Implikationen für unsere fortgesetzten Bemühungen zur Förderung der strukturellen und funktionellen Reparatur nach Sci.

Nerven Pfropfen Für Verletzung Des Rückenmarks Bei Katzen: Sind Wir in Der Nähe Von Translational-Research?

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