المرضى الخضوع لورم في المخ بشكل روتيني بالأشعة في الجمجمة ، وبينما مفيدة ، غالبا ما يؤدي هذا الخلل في العلاج المعرفي الموهنة هذه المشكلة الخطيرة التي لم تحل في الوقت الحاضر قد لا تلجأ السريرية ، ودفع جهودنا الرامية إلى وضع علاجات الخلايا الجذعية استنادا لاسترداد التناقصات المعرفية الناجمة عن الإشعاع.
مقالة منهجية
زرع الخلايا الجذعية استراتيجيات من أجل استعادة الضعف المعرفي التي تحدثها العلاج الإشعاعي القحف
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
العلاج الإشعاعي غالبا ما يقدم الملاذ الوحيد السريرية للمصابين أورام الدماغ الأولية أو النقيلي. بينما مفيدة ، يمكن أن تحفز على التشعيع القحفي الانخفاض التدريجي في الإدراك والموهنة التي يمكن ، في جزء منه ، سواء بسبب استنزاف الخلايا الجذعية العصبية. نظرا لزيادة بقاء المرضى الذين شخصت مع سرطان الدماغ ، ونوعية الحياة من حيث الصحة المعرفي أصبح مصدر قلق متزايد ، لا سيما في غياب اي علاج على المدى الطويل مرضية.
لمعالجة هذا القلق الصحية الخطيرة التي استخدمناها الخلية الجذعية استبدال كاستراتيجية لمكافحة الإشعاع التي يسببها التدهور المعرفي. نموذجنا تستخدم الفئران عارية athymic التعرض للأشعة في الجمجمة. يتم تسليم الإشعاع المؤين إما كليا أو الدماغ كما شعاع شديدة التركيز على الحصين عبر الأذن لين (LINAC) ccelerator الشعاعية التجسيمي القائمة. بعد يومين من الإشعاع ، هو جين تاووقد تم زرع خلايا الرجل stereotaxically الجذعية العصبية (hNSCs) في قرن آمون. ثم جرى تقييم لإجراء تغييرات في الفئران ، والإدراك بقاء الخلايا المطعمة وللتعبير عن تمايز علامات محددة 1 و 4 أشهر بعد التشعيع. وقد أثبتت التجارب نماذجنا الإدراكية أن الحيوانات engrafted مع hNSCs المعرض تحسينات كبيرة في الوظائف المعرفية. التجسيم غير منحازة يكشف بقاء كبيرة (10-40 ٪) من الخلايا engrafted في 1 و 4 أشهر بعد الزرع ، وتعتمد على كمية ونوع من الخلايا المطعمة. Engrafted ترحيل الخلايا على نطاق واسع ، تمييز على طول الأنساب الدبقية والعصبية ، والتعبير عن مجموعة من العلامات المظهرية غير ناضجة وناضجة.
البيانات المتوفرة لدينا تثبت الفوائد المعرفية المباشرة المستمدة من الخلايا الجذعية البشرية engrafted ، مما يوحي بأن هذا الإجراء قد يوم واحد تحمل استراتيجية واعدة لإعادة طويلة الأجل وظيفية الإدراك لدى الأفراد يتعرضون لradiot الجمجمةherapy. للترويج لنشر الإجراءات الحاسمة اللازمة لتكرار وتوسيع نطاق دراستنا ، قدمنا وثائق مكتوبة ومرئية من عدة خطوات أساسية في خطتنا التجريبية ، مع التركيز على radiosurgey التجسيمي والزرع.
البروتوكول
هو تخطيطي تخطيطي خطتنا تجريبية في الشكل 1.
1. النمو وإعداد الإنسان الخلايا الجذعية العصبية (NSCs) للزرع
- تم استخدام EnStem - A خط الخلية (EMD ميليبور) في هذه الدراسة. يتم التحقق من صحة NSCs بشكل روتيني من قبل الشركة المصنعة لمستويات عالية من التعبير عن nestin علامات multipotent وSox2 ، وانخفاض مستوى التعبير عن علامة المحفزة أكتوبر - 4 ، جنبا إلى جنب مع القدرة على التمايز إلى الظواهر العصبية متعددة والحفاظ على النمط النووي العادي بعد مقاطع متعددة. في ظل ظروف النمو لدينا ، عرض هذه NSCs التعبير وفيرة من Sox2 nestin واحتفظت بقدرتها على التمييز ، كما هو موضح سابقا 1. وقد نمت على NSCs بولي - L - الأورنيثين (20 ميكروغرام / مل) ، وlaminin (5 ميكروغرام / مل) مغلفة زراعة الأنسجة قوارير المعالجة. ونمت الخلايا العصبية في متوسطة التوسع (ميليبور) تستكمل مع الجلوتامين L - (2 ملم) والخلايا الليفية الأساسيةعامل النمو (bFGF و 20 نانوغرام / مل). وكانت ملتصقة passaged monolayers من NSCs كل يوم (1:2) مع accutase كوكيل تفارق 1. للدراسات الزرع ، واستخدمت في NSCs المقاطع أقل من 10.
- وصفت NSCs مع 5 برومو 2' - deoxyuridine (BrdU) من خلال استكمال وسائل الإعلام مع نمو BrdU ميكرومتر (4) لمدة ثلاثة أيام قبل الزرع. للتحقق من وضع العلامات BrdU مؤشر (أي النسبة المئوية للخلايا BrdU إيجابي) ، وكانت مطلية الخلايا على شرائح الغرفة وتجهيزها للكشف BrdU باستخدام نهج immunocytochemical القياسية. زرع الخلايا المستخدمة لوضع العلامات مؤشرات تظهر بشكل روتيني ما يزيد عن 90 ٪ 2. بدلا من ذلك ، تم الكشف عن زرع الخلايا الجذعية البشرية باستخدام الإنسان علامة محددة مستضد النووي (HuNu) 2.
- يوم الزرع ، وكانت وسائل الاعلام وتوسيع accutase العصبية قبل تدفئته في حمام ماء C ° 37. تم وضع الخلايا في وسط الحضانة (وسائط التوسع العصبية التي تحتوي على 10 ميكرومترمن Y - 27632) لمدة ساعة واحدة. Y - 27632 تم استخدام (روك المانع ، EMD - Calbiochem) لتحسين بقاء NSCs بعد الزرع.
- بعد ساعة واحدة ، كانت وسائل الاعلام إزالة الحضانة وعولج الخلايا مع accutase لمدة 5 دقائق. بعد هذا العلاج وجيزة إضافة حجم مساو من التوسع وسائل الاعلام لتحييد العصبية والتوتر accutase الخلايا من خلال مصفاة ميكرومتر الخلية 70.
- عدد الخلايا مع haemocytometer وإعداد 1.0 × 10 5 NSCs يعيشون في المتوسط لكل ميكروليتر الحقن (وسائط التوسع العصبية التي تحتوي على 10 ميكرومتر من Y - 27632 ، و 40 نانوغرام / مل bFGF ، BDNF نانوغرام / مل 20).
- تم تخزين الخلايا العصبية التوسع في وسائل الإعلام (كما هو موضح في 1.5) ، وأبقت على الجليد حتى وقت الزرع ، وينبغي أن تستخدم للتقليل من داخل 6H موت الخلايا لفترة طويلة قبل التخزين البارد.
2. العلاج الإشعاعي -- التخطيط والعلاج بالأشعة
- وضعت مخدرا الفئران عارية athymic (ق) في الماسحة الضوئية مختبر التصوير بالرنين المغناطيسي في positio عرضة ن مع الجمجمة في نهاية العلوي (أول رئيس). تم تصميم هذه الماسحة الضوئية تسلا 3 لتفحص الحيوانات الصغيرة. يمكن أن توفر مجموعة رائعة والأنسجة الرخوة على النقيض مع صور عالية القرار المكانية (محوري) مستعرضة. وقد تم توليد الفحص يركز على منطقة الجمجمة ومجموعة من الصور E60 22 T2 المرجحة مع سماكة 0.8 مم الصورة. هذه الصور توفير المعلومات اللازمة لتحديد الحصين اليسار واليمين داخل دماغ الفئران.
- بعد التصوير بالرنين المغناطيسي (24H) ، كان مخدرا الحيوانات [كوكتيل التخدير (الكيتامين ، 30 ملغ / كلغ ، زيلازين ، 2.5 ملغ / كلغ وآسيبرومازين ، 1 ملغ / كلغ)] ، ووضعها في ماسح الأشعة المقطعية حيث الأورام أخرى مستعرضة (محوري) ولدت حجم الصورة. وضعت الفئران في نفس أو قريبة من نفس الموقف المستخدمة في التصوير بالرنين المغناطيسي وكان تعيين وحدة التصوير المقطعي لمسح المنطقة الجمجمة. ولدت دراسة الصور CT 106 مع 0.8 مم سماكة الصورة التي أصبحت تخطيط العلاج البيانات المقطعية.
- العلاج التخطيطهكتار ">
- تم نقل بيانات الصور التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي لبرنامج علاج التخطيط ECLIPSE (فاريان للأنظمة الطبية ، بالو ألتو ، كاليفورنيا) عن طريق DICOM (التصوير الرقمية والاتصالات في الطب). ECLIPSE هو برنامج متطورة ومتاحة تجاريا المستخدمة في علاج الأورام بالإشعاع لنموذج وتصميم أفضل علاج الإشعاع خطة للمريض. أنه يتضمن معلومات الجهاز الكثافة التي يتم استخراج من البيانات والصور المقطعية المستخدمة لحساب توزيع الجرعات الإشعاعية داخل الجسم.
- تغطية الحيوانية باستخدام ثنى الجراحية الصغيرة مع رئيس الوحيدة المكشوفة. موقف رئيس الحيوانية بقوة داخل الإطار التجسيمي (رقمي القياسي ، لايكا - myNeurolab) بإضافة أشرطة الأذن في الصماخ السمعي الخارجي. اتخاذ الحذر الشديد عند انزلاق غيض من شريط الأذن في قناة الأذن. وضع شريط القاطعة من خلال اصطياد الفئران في القواطع العلوية وضبط ارتفاع شريط إلى نقطة مرجعية موحدة ، ثم تشديد المشبك الأنف.
- مركز الموقفمن الرأس بين القضبان الأذن مع الحركة الجانبية ضئيلة (± 4 مم) لتحقيق صفر التجسيمي.
- الخطوة التالية في العملية هي تحديد تقنية التشعيع لاستخدامه. كثافة التضمين العلاج الإشعاعي (IMRT) وvolumetrically التضمين العلاج القوس (VMAT) في شكل RapidArc هي 2 تشعيع تقنيات عالية الدقة التي تستخدم شعاع الفوتون 6 MV لتقديم جرعة الاشعاع 3-6. الفرق بين هذه التقنيات هو أن يسلم IMRT جرعة باستخدام عدة مسارات ثابتة لكل المقابلة لاتجاه مختلفة ولكنها تلتقي في وحدة التخزين الهدف أكثر ملاءمة لكميات ضئيلة للغاية المستهدفة. RapidArc من ناحية أخرى ، يسلم جرعة حيوي من خلال واحدة أو أكثر من الأقواس التي تركز على المنطقة المستهدفة (الشكل 4).
- بغض النظر عن أسلوب التسليم ، ومعلومات عن الجرعة المستهدفة ، وبما يتفق والقيود الهدف جرعة للأجهزة الحرجة يجب أن تكون دخلت في إطار الجرعة الأمثل في الكسوف. Tويستخدم معلوماته إلى جانب كميات جهاز لتكييف التوزيع الجرعة ، الذي يتحقق من خلال تغيير باستمرار توهين شعاع خلال التشعيع.
- مرة واحدة ولدت خطة ، ECLIPSE يوفر جرعة محسوبة فرضه على الصور ، المحوري الاكليلية والسهمي (الشكل 5) وكذلك في حجم الجرعة والشكل (DVH) الرسم البياني (الشكل 6). وهو في هذه النقطة عندما يجب أن يتم تقييم الخطة لتحديد ما إذا كانت مناسبة للتسليم أو يحتاج إلى تحسين.
- مرة واحدة وتمت الموافقة على خطة للتسليم ، تم إنشاؤها رقميا بناؤها صورة شعاعية (DRR) صور من بيانات التخطيط CT العلاج في الكسوف. هذه هي الصور متعامد مرجح على كثافة العظام لتسليط الضوء على معالم العظمية في الجمجمة وغيرها. بعد ذلك ، يتم إرسالها خطة العلاج وDRRs إلى الكمبيوتر عبر نظام معالجة التسليم DICOM.
- نظام التسليم يسيطر على مسرع الخطي ثلاثية فاريان نيستخدم العلاج الإشعاعي للormally البشر. وقد تم تجهيز المسرع مع 120 جهاز للرقابة collimators multileaf رقيقة (حركة تحرير الكونغو) ، ونظام الجودة التشخيص والتصوير بالأشعة السينية إدراجها ضمن النظام على متن (بى) التصوير. هذا النظام تسليم تحميل المعلومات ECLIPSE محددة ويعيد تكوين المعلمات ميزاء في التسريع لتقديم الجرعة المقررة.
- عند هذه النقطة كان على استعداد للفأر لأشعة ، مخدرا ومغطاة ببطانية ورقة لإبقائه دافئا. بعد بضع دقائق ، وضعت الفئران ، مع بطانية ولكن مع الجمجمة المكشوفة ، وعلى طاولة العلاج في موقف نفسها التي استخدمت لتوليد الاشعة المقطعية. هذا هو خطوة حاسمة لأنه يرتبط ارتباطا مباشرا الى دقة الموقف الدقة في إيصال الجرعة.
- بمجرد وضعه على الفئران بشكل صحيح على طاولة العلاج ، ويتم اتخاذ مجموعة من صور الأشعة السينية المتعامدة باستخدام النظام ثلاثية لبى. هذه الصور ذات الدقة العالية التي كان تنصهر بعد ذلك إلى توليد ECLIPSEد DRRs باستخدام الانصهار صورة OBI البرمجيات.
- وجرى الربط رقميا صور الأشعة السينية وDRRs باستخدام البرمجيات التي توفر معلومات عن تحولات موقف الجدول الذي يجب أن تبذل لتحقيق المشاركة في تسجيل الصور (الشكل 7). بعد استعراض هذه المعلومات والتحقق من أن التحولات الناتجة عن غير قصد لا تؤدي إلى أي اصطدام بين التسريع والجدول العلاج ، وينطبق الكمبيوتر التحولات وجدول العلاج يتحرك تلقائيا إلى الموضع المطلوب.
- عند هذه النقطة ، تبدأ التشعيع. لتقديم جرعة 10 غراي مع خطة IMRT 6 الميدانية ، والحزم في الوقت المحدد هو حوالي 10 دقيقة في حين أن اثنين قوس RapidArc يأخذ ~ 3 دقائق. بعد تقديم العلاج الكامل ، وإزالة الفئران من غرفة العلاج ، وسمح لاسترداد عقد في قفص أبقى على وسادة التدفئة.
3. التجسيمي جراحة لزرع الحصين داخل الخلايا الجذعية البشرية
- Animals تربية وإعداد الجراحية
- لهذه الدراسة ، وظفت نحن اثنان الفئران الشهر ATN القديمة المكتسبة من المعهد الوطني للسرطان (سلالة 0N01 الكروم : NIH - rnu). بقيت الحيوانات في الأقفاص معقمة والاحتفاظ بها في درجة الحرارة والضوء للرقابة حاجز - A مع البيئة ضوء 12-h/12-h / دورة الظلام. وقدمت الفئران تعقيمها الغذاء والماء بالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية والحرص على منع العدوى عن طريق تنظيف العين عيون كل أسبوع مع مرهم العين Vetropolycin (غرب التموين الطبي ، أركاديا ، كاليفورنيا).
- لجراحة التجسيمي ، تم تخدير الفئران مع حقنة تخدير IP من الكوكتيل (الكيتامين ، 30 ملغ / كلغ ، زيلازين ، 2.5 ملغ / كلغ وآسيبرومازين ، 1 ملغ / كلغ). وكان المستحث التخدير الكامل بعد رصد 10-15 دقيقة وباستخدام التخدير منعكس اضح (قرصة أخمص القدمين). إذا كان ذلك مطلوبا أثناء الجراحة ، يمكن إعطاء 15-20 ٪ من الجرعة الأصلية للحفاظ على ما يكفي من التخدير.
- إزالة الفراء من الرأس باستخدام مقصات كهربائية. تقريباوينبغي أن يحلق 200 ٪ من مساحة لعملية جراحية لمنع العدوى عن طريق الشعر. النظيفة جزء حلق به providone / اليود (3 مرات) ، يليه الكحول 70 ٪ (3 مرات) قبل شق.
- التجسيمي جراحة
- يجب أن تبقى التجسيمي الصكوك (الرقمية ورصد الإطار) ، حفر micromotor وجافة معقمة السرير وتحكم في تدفق رقائقي غطاء للوقاية من العدوى المحتملة أثناء إجراء عملية جراحية في الفئران ATN. ويمكن استخدام مرحلة التجسيمي مع سادة التدفئة المضمنة للحفاظ على الحيوانات دافئة أثناء الجراحة. استخدمنا "كيمبرلي كلارك بيربل قفازات نيتريل امتحان Safeskin العقيمة" thoughout الجراحة. معبأة فرديا هذه القفازات في كيس معقم (الفئة رقم 55093). بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الجراح 70 ٪ رذاذ الكحول لتعقيم اليدين أثناء الجراحة.
- تغطية الحيوانية باستخدام ثنى الجراحية الصغيرة مع رئيس الوحيدة المكشوفة. موقف رئيس الحيوانية بقوة داخل الإطار التجسيمي (رقمي القياسي ، لايكا - myNeurolab) عن طريق إدراج با الأذنالتمرير في الصماخ السمعي الخارجي. اتخاذ الحذر الشديد عند انزلاق غيض من شريط الأذن في قناة الأذن. وضع شريط القاطعة من خلال اصطياد الفئران في القواطع العلوية وضبط ارتفاع شريط إلى نقطة مرجعية موحدة ، ثم تشديد المشبك الأنف.
- مركز منصب رئيس الأذن بين القضبان مع الحركة الجانبية ضئيلة (± 4 مم) لتحقيق صفر التجسيمي.
- باتباع الخطوات التالية لتحديد المواقع ، وتطبيق مرهم التشحيم لمنع جفاف العين وحمايتها من اليود ممكنا أو انسكابات الكحول. استخدام هذا المرهم على الأقل 2 مرات خلال الجراحة.
- يميل جعل خط الوسط شق الجلد (2 سم) على طول فروة الرأس باستخدام مشرط معقم ونظيف باستخدام القطن المعقم قضيب. تجنب الضرر في الذيلية والرقبة المناطق العضلات.
- باستخدام مبعاد تشريح ، عقد سمحاق مفتوحة والأنسجة الرخوة واضحة باستخدام قضيب يميل القطن مغموسة في 1 ٪ بيروكسيد الهيدروجين (المحرز في برنامج تلفزيوني). لوقف النزيف ، والحفاظ على ضغط ثابت لا يقل عن 1 ميلن استخدام القطن أو الشاش يميل قضيب. تطبيق اقتراح إلغاء شركة لتنظيف الجمجمة اللمس والحركة للبشرة حتى الغرز الجمجمة ، وامدا bregma كانت واضحة.
- وتم تحديد الإحداثيات الدقيقة التجسيمي ، المشار إليه إلى bregma ، وذلك باستخدام الفئران أطلس الدماغ 7. وقد تم زرع الخلايا الجذعية في أربعة مواقع منفصلة لكل نصف الكرة الأرضية باستخدام الإحداثيات التالية التجسيمي :
- Anterio الخلفي (ا ف ب) 3.0 ملم من bregma ، ميديو - الوحشي (ML) 1.8mm من خط الوسط ، وظهري بطني - (DV) 3.2mm من سطح الدماغ.
- ا ف ب ، 3.6 مم ؛ ML ، 2.5 مم ؛ DV ، 3.2 ملم
- ا ف ب ، 4.2 مم ؛ ML ، 3.2 مم ؛ DV ، 3.2mm
- ا ف ب ، 4.2 مم ؛ ML ، 3.2 مم ؛ DV ، 3.2mm
- مرة واحدة وقد تم التعرف على bregma ، ينبغي ركزت جميع الإحداثيات الثلاثة (أ ب ، و ML و DV) على وحدة تحكم العرض الرقمي / (على تأطير التجسيمي الرقمية). ثم المضي قدما لوضع علامة على المواقع زرع دقيقة (باستخدام الإحداثيات السابقة) مع غرامة نقطة القلم علامة تعلق على حامل مسبار صغير على الإطار.
- حفر حفرة 0.35mm (رقم لدغ الأسنان 1 / 4 ، كربيد الحفر الفاناديوم بت) من خلال الجمجمة باستخدام دواسة القدم حفر micromotor رقابة (لايكا - myNeurolab). الحرص على منع حدوث تلف في غشاء الجافية. إذا كان النزيف يحدث أثناء الحفر ، والضغط الثابت باستخدام قضيب يميل القطن. لا تنطبق الكحول أو اليود في موقع الحفر ، حيث أن هذا سوف يسبب تهيج للحيوان.
- تلقت الفئران الثنائية داخل الحصين حقن تعليق NSCs حقنه في حجم الحد الأقصى من 1 ميكروليتر باستخدام 5 ميكرولتر microsyringe هاميلتون (30 مقياس). والعدد الدقيق للخلايا داخل هذا الحجم تبعا لخصوصيات التجريبية. لإنجاز هذا ، كان يعلق microsyringe إلى حائز مسبار صغير على الإطار التجسيمي. بعناية إدراج رأس الإبرة في الجمجمة حتى تصل إلى سطح الدماغ (السحايا أي). في هذه النقطة ، DV التنسيقيوينبغي أن ركزت الشركة المصرية للاتصالات على وحدة تحكم العرض الرقمي / ، ثم أدخل الإبرة برفق إلى عمق المطلوب (DV ، 3.2 ملم). انتظر 1 دقيقة قبل الشروع في أي حقن الخلايا.
- ضخ 0.25 حجم ميكرولتر / دقيقة (الإفراج البطيء) باستخدام جهاز توقيت. مرة واحدة يتم حقن ما مجموعه 1 ميكرولتر ، انتظر 8 دقيقة قبل التراجع إبرة من موقع الزرع. بعد هذا الوقت ، يتراجع ببطء الإبرة من موقع الزرع (0.5 مم / دقيقة) لمنع ارتداد الشعرية محتويات الحقن مرة أخرى خلال المسار الإبرة.
- اتبع الخطوات من 3.2 (كيه) للمواقع زرع المتبقية (4 في نصف الكرة الأرضية).
- مبعاد إزالة الجلد من الجمجمة واستخدام ملاقط لفظة برفق الجلد تراجع الى الوراء وتطبيق 4-5 مقاطع غير القابل للصدأ معقمة باستخدام Autoclips خياطة جراحية مطبق (لايكا - myNeurolab).
- بعد إزالة الحيوان من الإطار ، مع حقن مسكنة (Buprenorphin ، 0.1 ملغ / كلغ ، SC ، كل 12H) وLactated حل رينغر (5 ز mL/250 الكبار الفئران ، SC).
- مكان ظهر الحيوان في قفصه التي يجب أن تبقى على وسادة التدفئة. مراقبة الحيوانات حتى يصبح واعيا قبل أن تعود إلى غرفة حصتها. مكان مبلل بعض الكريات (طعام الحيوانات) وtransgel في طبق بتري منفصلة في كل قفص الحيوانات. بدلا من ذلك ، يمكن استخدام DietGel الاسترداد (ClearH 2 O ، وبورتلاند ، ME) كمصدر للمياه والمواد المغذية.
- رصد الحيوانات خلال فترة شفائهم وتطبيق تسكين (البوبرينورفين 0.02 مغ / كغ (كل 12H ل 2 يوما). التحقق من وجود علامات الألم والضيق ، احمرار أو التهاب في موقع الجراحة. providone تطبيق / اليود أو مرهم neosporin مرة واحدة يوميا (حتى 2 أيام -3) للوقاية من العدوى المحتملة. إذا كان أي علامات الألم ، وتستمر العدوى أو استغاثة بعد العلاج بالمضادات الحيوية أو مسكن في غضون 12 ساعة من الجراحة ، واستشارة الطبيب البيطري أو الحيوان موظفي الرعاية لمزيد من المساعدة.
4. ممثل النتائج :
iles/ftp_upload/3107/3107fig1.jpg "/>
الشكل 1. تمثيل تخطيطي من خطتنا التجريبية.
الشكل 2. فيوجن من CT (تشريح عظمي) والتصوير بالرنين المغناطيسي (الأنسجة الرخوة) صور من داخل برنامج ECLIPSE. مطابقة للأقسام المحوري ، الاكليلية والسهمي تسمح للتسجيل المشترك من السمات التشريحية الحرجة للدماغ الفئران المستمدة من كل طريقة التصوير.
الشكل 3. أحيط مناطق قرن آمون في الدماغ. بعد اندماج الصورة ، ويتم تحديد الحصين والدماغ الحصين واحيط باستثناء تحديد المناطق محوريا الحجمي محددة لهذه الأجهزة. هذه المناطق التشريحية وتوفير المعلومات اللازمة لتعديل حجم توزيع الجرعة إلى الهدف المنشود (ق).
لدى عودتهم 4 "SRC =" / files/ftp_upload/3107/3107fig4.jpg "/>
الشكل 4. عالية الدقة باستخدام أشعة خيارات كثافة التضمين العلاج الإشعاعي (IMRT) أو volumetrically التضمين العلاج القوس (VMAT) في شكل RapidArc. هذه التقنيات تسليم 6 MV فوتون أشعة إما ثابت مسارات متعددة يمكن أن تتلاقى على وحدات التخزين الهدف صغيرة جدا (IMRT) ، أو بشكل حيوي واحد أو أكثر من الأقواس التي تركز على المنطقة المستهدفة (RapidArc).
الشكل 5. جرعات محسوبة ECLIPSE فرضه على الصور المحوري. الجرعات المبينة هي للمفرد أو مزدوج الحصين خطط المعالجة بالإشعاع.
الشكل 6. ECLIPSE تحسب الجرعة حجم الرسم البياني. بيانات يتناقض نسبة المشع في مقابل حجم غير المشع الحصين تحت hippoc واحدampus خطة العلاج هو مبين في الشكل. 5.
الرقم 7. وضع صورة الفأر موجهة من أجل العلاج الإشعاعي. وتنصهر متعامد رقميا بناؤها صورة شعاعية (DRR) الصور الناتجة عن تخطيط البيانات المقطعية العلاج في ECLIPSE إلى صور الأشعة السينية المتعامدة من الفئران على طاولة العلاج التي اتخذت مع ثلاثية على متن نظام (بى) التصوير. يتم ترجيح DRRs على كثافة العظام التي تسلط الضوء على معالم العظمية في الجمجمة وغيرها مما يسهل التعاون مع لوحات تسجيل بى. التوفيق بين هاتين المجموعتين توفير العلاج تحولات الموقف الجدول الذي يجب أن تبذل لتحقيق المشاركة في تسجيل الصور المقطعية والأشعة السينية.
الرقم 8. مكان NSCs عقب خضوعه لجراحة زرع التجسيمي. وكانت العقول في شهر 1 بعد الزرع ، وperfused الحيوانات ، sectioneود. ملطخة BrdU (للكشف عن NSCs زرع) والملون مواجهة مع الهيماتوكسيلين المسار الإبرة (NT ، خط أحمر) ، يشير إلى مسار الحقن التي أودعت في موقع NSCs زرع اطلاق سراح (TR) ، أسفل الجسم الثفني (CC) ، وفوق CA1. وأظهر زرع NSCs الهجرة واسعة من جميع أنحاء آر الحصين المضيف (التلفيف المسنن ، DG ؛ نقير المسنن ، DH ؛ CA1 CA3 والفروع ؛ X4 التكبير). شريط النطاق ، 200 ميكرون.
المناقشة
قدرا كبيرا من البحث هو استكشاف جارية عدد لا يحصى من الطرق التي يمكن استخدامها سريريا الخلايا الجذعية لاستعادة وظائف العادي إلى الأنسجة التالفة ، والذين تتراوح أعمارهم بين 8 المريضة. سيكون في نهاية المطاف في تحقيق هذه الجهود تحتاج إلى فهم مفصل لسلوك الخلايا engrafted داخل microenvironments الفريدة التي تتميز عن الأنسجة الطبيعية غير التالفة. وقد أثبت أن عملنا داخل السرير الأنسجة المشع ، NSCs engrafted cranially يمكن استعادة الإدراك وظيفيا ، حيث البقاء على قيد الحياة ، والهجرة على طول تفرق الأنساب والعصبية الدبقية 2. بالضبط كيف يمكن لهذه الخلايا بوساطة استعادة الإدراك غير مؤكد في الوقت الحاضر ، ولكن لا تعتمد على إجراء سلسلة من الإجراءات التجريبية تسيطر عليها بعناية بطريقة استنساخه. وقد فصلنا هذه الإجراءات الحاسمة هنا في الجهود الرامية إلى الإسراع في متعدية المحتملة للعلاجات الخلايا الجذعية لتخفيف الآثار السلبية المعرفية المرتبطةسريرية إدارة الدماغ وغيرها من أشكال السرطان. ويسلط الضوء على الاعتبارات الإضافية التي من المحتمل أن يكون لها تأثير كبير على نوعية البيانات أدناه.
العلاج يعتمد على أساس زرع الخلايا الجذعية مثل كاشف حرجة ، وفقا لذلك ، يجب الحرص على توصيف صحيح الثقافات ، والحفاظ على العقم واستخدام أرقام مرور مطابقة لموثوقية النتائج. وصفت زرع الخلايا الجذعية البشرية BrdU قبل الجراحة ، لتوفير وسيلة واحدة لتتبع لهم في الجسم الحي. في ظل الظروف التجريبية لدينا ، لم لا تخضع NSCs زرع واسعة الانتشار ، بحيث التخفيف من التسمية BrdU لم يكن مشكلة. بدلا من ذلك ، يمكن التمييز بين زرع الخلايا الجذعية البشرية من خلايا المضيف immunostaining لعلامات محددة الإنسان مثل البروتين المصفوفة النووي (H - مجلس التوحيد الوطنى أو hNUMA) 9 أو بشرية محددة مستضد النووي (HuNu) 2. ويمكن أيضا الخلايا الجذعية البشرية يمكن وصفها معمجموعة متنوعة من علامات الفلورسنت لتسهيل التعرف عليهم داخل الدماغ المضيفة.
الانتباه إلى تعريف دقيق المعلمات تشعيع تقنيات التوصيل الجرعة ، وتلك الموصوفة هنا نموذج الممارسات السريرية الحالية في علم الأورام من الإشعاع. استنساخه زرع الخلايا الجذعية في الدماغ أمر بالغ الأهمية أيضا ، ويتم إنجاز باستخدام أداة رقمية التجسيمي. القدرة على وجه التحديد micromanipulate حقنة صغيرة لزرع الخلايا الجذعية في الدماغ هياكل صغيرة مثل الحصين يقلل بدرجة كبيرة من الأخطاء البشرية. مع هذا الجهاز ، وقد تم زرع NSCs في أربعة مواقع مختلفة تمتد إلى مناطق الأمامي الخلفي من قرن آمون الفئران. وتم تحديد ظهراني بطني (DV) الإحداثيات على أساس الخبرة مع athymic الفئران (ATN) عارية مثل هذه الإجراءات الجراحية التي لن تسبب ضررا على تشكيل الحصين 2. قسم الاكليلية من خلال الدماغ الفئران تكشف الهياكل الرئيسية لتشكيل متضمنة الحصينuding التلفيف المسنن (ج) ، ونقير المسنن (DH) وCA1 CA3 والحقول الفرعية (الشكل 8). NSCs المزروعة ، قدم ظهريا من الجهاز إبرة مرئية (NT ، الخط الأحمر) ، وتصور وتلطيخ بحزن (البني) الخلايا المودعة في موقع زرع اطلاق سراح (TR) أسفل الجسم الثفني (CC) ، التي تهاجر لاحقا في جميع أنحاء الحاجز والزمانية محور الحصين.
الإفصاحات
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
شكر وتقدير
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة NINDS منح R01 NS074388 581 (CL Limoli) ، معهد كاليفورنيا للطب التجديدي (CIRM) منح RS1 - 00413 (CLL) ، CIRM التدريب المنح TG2 - 0115 (MMA) ، ومنحة لCIRM إن الرب في دعم من وثائق الفيديو.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات | |
|---|---|---|---|---|
| اسم المادة | نوع | شركة | كتالوج رقم | تعليق |
| آلات رقمية التجسيمي w/45 درجة و 18 درجة Earbars | الجمجمة زرع الإعداد الجراحية | لايكا مايكروسيستمز (سابقا : MyNeuroLab) | 39463501 | اكسسوارات مفيدة : المرحلة مع سخان ومصدر في الوقت الراهن المتغير (للحفاظ على درجة حرارة الجسم أثناء الجراحة) |
المراجع
- Acharya, M. M. Consequences of ionizing radiation-induced damage in human neural stem cells. Free. Radic. Biol. Med. , (2010).
- Acharya, M. M. Rescue of radiation-induced cognitive impairment through cranial transplantation of human embryonic stem cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 19150-19155 (2009).
- Khan, F. M. Ch. 11. Treatment planning in Radiation Oncology. , Lippincott Williams & Wilkins. (2007).
- Lawson, J. D. Intracranial application of IMRT based radiosurgery to treat multiple or large irregular lesions and verification of infra-red frameless localization system. J. Neurooncol. 97, 59-66 (2010).
- Ling, C. C. Commissioning and quality assurance of RapidArc radiotherapy delivery system. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 72, 575-581 (2008).
- Otto, K. Volumetric modulated arc therapy: IMRT in a single gantry arc. Med. Phys. 35, 310-317 (2008).
- Paxinos, G. The Rat Brain in stereotaxic coordinates. , 6th edn, Elsevier. (2007).
- Hess, D. C., Borlongan, C. V. Cell-based therapy in ischemic stroke. Expert. Rev. Neurother. 8, 1193-1201 (2008).
- Hefferan, M. P., Johe, K., Feldman, E. L., Lunn, J. S. Optimization of immunosuppressive therapy for spinal grafting of human spinal stem cells in a rat model of ALS. Cell. Transplant. , (2011).
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
