لا يزال تجديد الدماغ المصاب للسماح بالشفاء الوظيفي يمثل تحديا لم تتم مواجهته. وقد تطورت العديد من الأساليب المبتكرة قبل السريرية التي تستهدف ، على سبيل المثال ، التعديل المناعي19،20 ، وتكوين الأوعية الدموية1،21،22،23 ، وسلامة حاجز الدم الدماغي2،3،24،25 ، واستبدال الخلايا 5،26 . خاصة في السنوات الأخيرة ، ظهرت العلاجات القائمة على الخلايا كاستراتيجية علاج واعدة للدماغ بسبب التقدم الكبير في تكنولوجيا الخلايا الجذعية وبروتوكولات التمايز الفعالة15,28. توفر هذه الورقة بروتوكولا قيما لزرع وتتبع الخلايا العصبية في دماغ الفأر. هذه الطريقة قابلة للتطبيق على جميع خطوط الخلايا القابلة للتحويل للتطبيقات في الجسم الحي في دماغ الماوس.
يستخدم الإعداد المقدم عمليات زرع من أصل بشري في فأر. عمليات الزرع هذه غير قابلة للحياة على المدى الطويل في الفئران البرية ذات الكفاءة المناعية بسبب المناعة. وبالتالي ، تم استخدام الفئران NSG التي تعاني من نقص المناعة للتغلب على هذا القيد. بدلا من ذلك ، قد يفضل استخدام عمليات زرع الفئران للتغلب على الجوانب المناعية. إذا كانت هناك حاجة إلى زرع الخلايا البشرية ، فإن نماذج الفئران البشرية تمثل بديلا ناشئا لتقليل احتمال رفض الكسب غير المشروع29.
تم استخدام ناقل فيروسي تجاري مزدوج المراسل يتكون من لوسيفيراز اليراع و eGFP تحت محرك EF1α لتصور عمليات الزرع. تم اختيار هذا المحرك الأولي لتحقيق كثافة إشارة عالية15. ومع ذلك ، وبصرف النظر عن NPCs ، فقد ثبت أن أنواع الخلايا الأخرى تعزز وظائف الدماغ بعد الإصابة ، بما في ذلك pericytes30 و astrocytes31 ؛ وبالتالي ، اعتمادا على خط الخلية المستخدم ، قد تكون promotors الأخرى أكثر ملاءمة لتحقيق مستويات تعبير عالية. بالإضافة إلى ذلك ، قد يؤدي استخدام مروجي الجينات المحورة ، مثل CMV ، إلى انخفاض التنظيم ، خاصة في التجارب طويلة الأجل32. تعتمد كفاءة نقل ناقل الفيروسات الوعائية بشدة على خط الخلية المستخدم وقد تختلف بين التجارب الفردية. لذلك ، يجب تقييم كفاءة النقل قبل البدء في التجارب في الجسم الحي وتصحيح الاختلافات في فعالية النقل بين التجارب. تؤثر منطقة الزرع في الدماغ أيضا على قوة الإشارة. على الرغم من تحقيق حد اكتشاف يبلغ <6000 خلية لعمليات زرع القشرة، إلا أنه قد يتطلب المزيد من الخلايا للكشف عن إشارة في مناطق أعمق من الدماغ، على سبيل المثال، المخطط أو الحصين.
تقتصر أحجام الزرع في دماغ الفأر على 1-2 ميكرولتر. لذلك ، من المهم تحديد رقم خلية مناسب للتجارب. وقد لوحظ سابقا أن زيادة أعداد الخلايا يؤدي إلى انخفاض معدل البقاء على قيد الحياة ، على الأرجح بسبب محدودية توافر العناصر الغذائية والأكسجين في منطقة الزرع33. يوفر التصوير بتقنية التلألؤ الحيوي في الجسم الحي دقة مكانية منخفضة نسبيا مقارنة بطرق التصوير الأخرى في الجسم الحي مثل التصوير بالرنين المغناطيسي أو التصوير المقطعي المحوسب. لذلك ، لا يمكن تقييم مسارات الهجرة القصيرة للخلايا المطعمة بشكل موثوق به إلا في التحليل اللاحق بعد التخصيص .
تتناسب قوة الإشارة المطلقة للتلألؤ الحيوي بشكل عام مع عدد الخلايا المزروعة. ومع ذلك ، قد يتم تقليل قوة الإشارة إذا تم زرع الطعوم في هياكل أعمق للدماغ أو إذا كانت قوة الإشارة خارج طيف الكشف الخطي لنظام التصوير في الجسم الحي . حاليا ، يتم تطوير ركائز جديدة لضمان اختراق أكثر كفاءة عبر حاجز الدم في الدماغ من D-luciferin ، بما في ذلك cycluc1. قد تزيد هذه الركائز من تحسين حد الكشف عن الخلايا المطعمة في المستقبل18. بشكل عام ، يسمح هذا البروتوكول بإجراء مباشر وطفيف التوغل لزرع ومراقبة الطعوم في دماغ الفأر.