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Le système nerveux central contient une sous-population de cellules souches autorenouvellement, multipotentes qui ont la capacité de donner lieu à toutes les cellules neurales adultes différents types1,2,3,4. Ces cellules souches neurales (CNS) résident dans des créneaux spécialisés dans le cerveau et la moelle épinière et peut être activées après une blessure pour proliférer, migrer et se différencier en cellules neuronales matures. CNS et leur progéniture ont démontré à migrer vers le site de la lésion dans les lésions corticales modèles5,6. Dans le cerveau, les CNS ont démontré pour migrer des ventricules latéraux à l’endroit de la blessure où ils se différencient en astrocytes qui contribuent à la formation de la cicatrice gliale7. Dans la moelle épinière, cependant, peu d’études a été menée pour demander si ces mêmes CNS endogènes peuvent être exploitées pour favoriser la récupération après une lésion de la moelle épinière. En effet, il y a actuellement un débat quant à savoir si l’activation de la piscine de cellules souches dans la moelle épinière requiert un dommage physique direct de la niche de leucomalacie bordant le canal central8 ou si les dommages à la moelle fil parenchyme (en laissant la tige niche de cellules intacte) est suffisante pour activer endogène CNS9.
Un certain nombre de modèles de lésion (SCI) de la moelle épinière ont été utilisé pour étudier la physiopathologie des lésions aiguës et chroniques. Ces modèles ont aussi été utilisés pour tester des traitements potentiels pour traiter les SCI par le biais de neuroprotection, immunomodulation et développement cell transplantation/remplacement stratégies10,11,13. Les modèles actuels incluent compression ou contusion, blessé, provoquant des déficits fonctionnels à grande échelle ainsi que de lésions étendues et de cavitation dans le cordon14,15. Les cicatrices gliales qui en résultent peuvent s’étendre sur plusieurs segments de la colonne vertébrale ainsi que la majorité de la largeur/circonférence de la moelle épinière16. Ainsi, alors que ces modèles sont cliniquement pertinents, ils permettre des défis importants pour étudier la réponse des CNS endogènes après une blessure. Il existe des modèles chimiques de blessure qui peut être adapté pour provoquer des formes bénignes de blessure qui peut épargner le canal central17. Toutefois, ces types de blessures se concentrent sur la démyélinisation associée SCI et ne sont pas des modèles cliniquement pertinents pour les dommages physiques et/ou mécaniques associés SCI traumatique.
Pour pallier les lacunes des modèles actuels de blessures, nous avons adapté un aiguille piste SCI modèle minimal, développé à l’origine dans la rat9, pour l’application dans un modèle de souris adulte. Notre modèle adapté de blessure peut créer une lésion cohérente de la région dorso-latérale de la moelle épinière de souris et le canal central au ou les niveaux de la blessure de rechange. L’avantage de ce modèle est qu’il permet l’étude de la cinétique de NSC suite à des blessures et leur éventuelle migration radiale à l’endroit de la blessure. L’utilisation d’un modèle de souris permet aussi l’utilisation de souris transgéniques qui permettent le suivi de la lignée des CNS endogènes et leur progéniture après une blessure. Les propriétés des CNS plus loin peuvent être évaluées qu’en utilisant une forme modifiée de l’essai in vitro Neurosphère qui est introduit dans le présent protocole.
L’essai de Neurosphère est un essai in vitro formatrices avec qui permet l’isolement des CNS en présence de mitogènes. Aux densités de placage clonale, CNS individuels se multiplient pour donner naissance à des colonies sphériques flottants de cellules qui sont constitués d’une petite sous-population des CNS et une grande majorité des progéniteurs18,19. Dans notre protocole, nous démontrons l’isolement des deux CNS distinctes liées à l’horloge, de la région périventriculaire de la moelle épinière — en conditions basales et en suivant notre modèle SCI minimal. Définitif neural tige nestin express (dNSCs) des cellules et la protéine fibrillaire acide gliale (GFAP) et sont cultivées en présence de facteur de croissance épidermique (EGF), facteur de croissance fibroblastique (FGF) et l’héparine (ensemble dénommée EFH)20. Ces dNSCs sont rares dans la moelle épinière naïf, donnant lieu à très peu neurospheres in vitro. Cependant, nous montrons que les dNSCs sont activés après SCI minime, élargissant le nombre des neurospheres isolées de la région de leucomalacie21. Primitive des cellules souches neurales (pNSCs) sont en amont de dNSCs dans la lignée de cellules souches neurales. pNSCs sont extrêmement rares, expresses de faibles niveaux de la pluripotence marqueur Oct4 et leucémie facteur inhibiteur (LiF) réactif22. pNSCs ne font pas neurospheres quand isolées de la moelle épinière de souris adultes en raison de la présence de la protéine basique de la myéline (PBM) dans des cultures primaires ; Cependant, neurospheres pNSC peuvent être isolés des souris déficientes en MBP et leur nombre est élargie après une blessure — similaire à dNSCs21. Enfin, nous montrons que neurospheres dNSC dérivés peuvent être isolés de l’endroit de la blessure à tôt fois suite SCI minimes. Ces résultats démontrent que notre modèle de blessures et les dosages peuvent évaluer les caractéristiques de l’activation de leucomalacie CNS comme leur capacité à proliférer et migrent en réponse à une lésion.