מטריצות הפיברין המכילות גורמי גדילה שימשו כדי לשמר את תאי גזע עצביים מורכבים לתוך אתרים של חיתוך רוחב חוט השדרה. תאים מורכבים מלאים לחלוטין חלל הנגע ומובחן לסוגים שונים עצבי תאים, כוללים תאי עצב שהשתרעו אקסונים לחוט השדרה מארח על פני מרחקים ארוכים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מטריצות הפיברין המכילות גורמי גדילה שימשו כדי לשמר את תאי גזע עצביים מורכבים לתוך אתרים של חיתוך רוחב חוט השדרה. תאים מורכבים מלאים לחלוטין חלל הנגע ומובחן לסוגים שונים עצבי תאים, כוללים תאי עצב שהשתרעו אקסונים לחוט השדרה מארח על פני מרחקים ארוכים.
תאי גזע עצביים (NSCs) יכולים עצמי לחדש ולהתמיין לתאי עצב וגליה. NSCs המושתל יכול להחליף את תאי עצב וגליה אבודים לאחר פגיעה בחוט השדרה (SCI), ויכול להיווצר ממסרים פונקציונליים להתחבר מחדש מקטעי חוט השדרה מעל ומתחת לנגע. מחקרים קודמים השתלת תאי גזע עצביים היו מוגבלים על ידי הישרדות שתל שלמה בתוך חלל נגע חוט השדרה. יתר על כן, מעקב של הישרדות תא שתל, בידול, והארכת תהליך לא היה אופטימלי. לבסוף, במחקרים קודמים, NSCs חולדה בתרבית דווחו בדרך כלל להתמיין לגליה כאשר השתיל לחוט השדרה נפגע, ולא נוירונים, אלא אם הגורל היה מונע לסוג תא מסוים. כדי לטפל בבעיות אלה, פיתחנו שיטות חדשות לשיפור ההישרדות, האינטגרציה והבחנה של NSCs לאתרים של SCI אפילו חמור. NSCs בודדו טרי מכבל עוברי יום 14 השדרה (E14) מקו יציב מהונדס פישר 344 חולדה להביע fl הירוקחלבון uorescent (GFP) והיו משובצים למטריצת הפיברין המכילה גורמי גדילה; ניסוח זה נועד כדי לשמור על תאים מורכבים בחלל הנגע ולתמוך בהישרדות תא. NSCs בקוקטייל הפיברין / גורם הגדילה הושתלו שבועיים לאחר transections השדרה החזי מלא ברמת 3 (T3) כבל, וכך להימנע מתקופות שיא של דלקת. שתלים וכתוצאה מכך מלאים לחלוטין חלל הנגע ומובחן לשני נוירונים, שהשתרעו אקסונים אל חוט השדרה המארח על פני מרחקים ארוכים להפליא, וגליה. שתלי של NSCs אדם המתורבת להביע GFP הביאו לממצאים דומים. לכן, שיטות מוגדרות לשיפור השתלת תאי גזע עצבי, הישרדות וניתוח של ממצאי in vivo.
פגיעה בחוט השדרה (SCI) לעתים קרובות נזקים לא רק שטחי חומר לבנים שנושאים אותות ומהמוח, אלא גם את החומר אפור המרכזי, גורמים לאובדן מגזרי של interneurons והנוירונים מוטוריים. התוצאה של SCI היא אובדן של שניהם מוטוריים ותפקוד חושי מתחת לנגע. למרבה הצער, המערכת למבוגרים העצבים המרכזית (CNS) לא באופן ספונטני להתחדש, וכתוצאה מליקויים תפקודיים קבועים 1. לכן, בנייה מחדש של כבל למבוגרים הפגועים בעמוד השדרה ושיפור במנוע, חושי ותפקוד אוטונומי היא מטרה חשובה של מחקר SCI. תאי גזע עצביים (NSCs), בין אם מבודדים ישירות ממערכת העצבים עובריים או מבוגר, הם תאי מועמד משכנעים להחליף תאי עצב וגליה לאיבוד. יתר על כן, התאים הללו הפוטנציאל להוות ממסרים פונקציונליים חדשים כדי לשחזר הולכה באקסון פני 2,3 אתר נגע.
נכון להיום, לא חלה הבהרה מפורטת של אנטומיים, electrophysiological והשפעות ההתנהגותיות של היווצרות ממסר עצבית על ידי NSCs המושתל לאחר SCI החמור. ישנן מספר סיבות לכך: ראשית, NSCs מושתל או רקמת מערכת העצבים המרכזית של העובר לשרוד בצורה גרועה כאשר השתילו לתוך חללי נגע גדולים. מחקרים קודמים הראו אובדן תא המוקדם משמעותי, ומשאיר חללים ריקים נגע גדול פיברוזיס 4,5. בחלק ממחקרי התאים המורכבים היו לאחר מכן להתחלק ולמלא את חלל נגע 4,5, אבל זה עשוי להתרחש באיחור של ימים עד שבועות, ומילוי אתר נגע שלאחר מכן לא יכול להיות שלם או עקבי. שנית, מערכת מעקב יעילה המספקת נתוני קול על הישרדות תאים, התמיינות / התבגרות, ותולדה של NSCs המושתל הייתה חסרה. רוב המחקרים המוקדמים מנוצלים antegrade ותיוג מדרדר לאתר את תחזיות axonal מהשתלות 2,3. עם זאת, טכניקות אלה באופן חלקי בלבד ולעתים קרובות תחזיות שכותרת לא ברור אקסון הנובעות מהתאים מורכבים, ושיטות נותב הן subjecלא לחפצים שנגרמו על ידי דליפה לצבוע מעבר לתאים המושתלים. קבוצות אחרות המשמשות סמנים עצביים ספציפיים אנושיים לתייג תחזיות אקסון לאחר ההשתלה של NSCs העוברי האנושי לחוט השדרה של מכרסמים נפצעו 5,6. עם זאת, במחקרים אלה, xenografts לא שרדה באופן עקבי היטב. לאחרונה, משלוח ויראלית של גן כתב ה-GFP שימש תווית NSCs התרבותי 7,8. עם זאת, הביטוי של GFP היה לעתים קרובות לא עקבי והוא יכול להיות למטה מוסדר 7. לאחרונה, השימוש בעכברים מהונדסים תורם או חולדות ביציבות להביע גן הכתב, ה-GFP, או phosphatase אלקליין השליה האנושי, שיפר באופן משמעותי את המעקב של תאי גזע / אבות עצביים מושתלים in vivo 9,11. שלישית, כמה מחקרים מצביעים על כך NSCs חולדה בתרבית במבחנה הנגזר ממערכת העצבים המרכזית או עובריים או מבוגר לבדל באופן בלעדי לשושלות גליה כאשר מושתלים לתוך המילייה של cor השדרה המבוגר ללא פגע או הפצועד 7,12,13, למרות העובדה שתאי גזע העצביים אלה הם מסוגלים להבדיל לשני תאי עצב וגליה במבחנה, מצביעים על כך שהסביבה מקומית עשויה להכתיב את גורלם של תאי גזע. לחלופין, NSCs התרבותי, במיוחד אלה הנגזרים ממערכת העצבים המרכזית למבוגרים, עשוי להיות נכס מהותי defaulty להתמיין לשושלות גליה in vivo 13.
בגלל המגבלות שנדונו לעיל, הקבוצה שלנו לאחרונה פיתחה פרוטוקול חדש כדי לשפר את המעקב עוברי המל"ל, הישרדות, ובידול / התבגרות בחוט השדרה המבוגר נפצע באורח קשה. בקצרה, התחלנו עם קו פישר 344 משפחת מזדווגים עכברים הטרנסגניים יציב להביע גן כתב ה-GFP שמקיים ביטוי של GFP לאחר השתלת in vivo 14. בשלב הבא, אנחנו משמשים NSCs המבודד טרי מיום עוברי 14 344 חוט השדרה פישר, שלב התפתחות ששומר על הפוטנציאל ליצירת שני תאי עצב וגליה. לבסוף, אנו מוטבעיםNSCs טרי ניתק לתוך מטריצת הפיברין המכילה צמיחת גורמי 15-17 כדי לשמר את התאים ובאופן שווה להפיץ אותם בתוך חלל נגע גדול, במטרה לתמוך בהישרדות תא שתל, גזירה ואינטגרציה. שתלי הונחו לתוך אתרים של חיתוך רוחב מלא T3, שבועיים לאחר פגיעה בחוט השדרה. תאים מורכבים אלה מולא באופן עקבי באתרי חיתוך רוחב מלאים ומובחנים לנוירונים בשפע שהשתרעו מספר גדול של אקסונים לחוט השדרה מארח על פני מרחקים ארוכים 18. תוצאות דומות התקבלו באמצעות שתלים של תאי גזע עצביים אנושיים בתרבית לחולדות חיסונית לקוי 18.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הפרוטוקולים של בעלי החיים מאושרים על ידי VA-סן דייגו המוסדית טיפול בבעלי חיים ועדת שימוש (IACUC). הנחיות NIH לטיפול בבעלי חיים במעבדה ובטיחות הן אחריו בקפדנות. לבעלי חיים יש גישה חופשית למזון ומים לאורך כל תקופת המחקר ומטופלים כראוי למזעור כאב ואי נוחות.
1. הכנת פיברין הרכיבים המכילה קוקטיילי גורם גדילה
2. חיתוך רוחב חוט השדרה T3
3. הכנת טרי היום עוברי ניתק 14 חוט השדרה עצבית תאי גזע
4. השתלות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תיוג immunohistological GFP מוכיח כי NSCs חולדה מורכב resuspended בופר פוספט (PBS) (חסר מטריצת הפיברין וגורמי גדילה) שרד בצורה גרועה באתר חיתוך רוחב T3, רק הצמדת לשוליים נגע / המארח ועוזבים את רוב אתר הנגע ריק ללא תאים מורכבים (איור 2 א). ההישרדות של NSCs משופר בעת שיתוף מורכב עם מטריצות הפיברין לבד, אבל השתל לא להתמלא לגמרי חלל גדול נגע (מידע לא מוצג). לכן, אנו מוטבעים NSCs למטריצות הפיברין מכילות קוקטיילים גורם גדילה כדי לשפר את ההישרדות שלהם, מילוי של חללי נגע ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אחד המכשולים העיקריים להשתלה המל"ל בחוט השדרה נפגע הוא הישרדות עניות במרכז הנגע. כל פערים או חללים באתר הנגע העלול להפחית או להחליש את היווצרות של ממסרים עצביים פונקציונליים בין האקסונים supraspinal ומגזרים בחוט השדרה נפרדים מתחת לפציעה. בנוסף, הישרדות ירודה של NSCs מורכב עשויה להשפיע על האינטגרציה שלהם עם רקמה מארחת, ולכן להפחית את הקישוריות של תאי עצב מורכבים עם נוירונים מארחים. מנגנונים אפשריים להסביר אובדן תא כוללים את הסביבה ציטוטוקסיות נוצרה על ידי SCI החריף, ניוון משני...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש לנו מה למסור.
אנו מודים למשאב לעכברוש ומרכז מחקר, אוניברסיטת מיזורי, קולומביה, מיזורי, למתן חולדות GFP; Neuralstem בע"מ לאספקת תאי גזע עצביים של אדם. עבודה זו נתמכה על ידי המינהל הוותיקים, NIH (NS09881), מנהל מחקר בעמוד השדרה בקנדה, קרן קרייג ח נילסן, וברנרד וקרן הצדקה אן שפיצר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פיברינוגן (חולדה) | Sigma | F6755-25MG | שעתיים ב-37 מעלות; C עד dissovle ריכוז מלאי: 50 מ"ג/מ"ל ריכוז סופי: 25 מ"ג/מ"ל |
| תרומבין (חולדה) | Sigma | T5772-100UN | Dissovle ב-10 מ"מ CaCl2 ריכוז מלאי: 50 U/ml ריכוז סופי: 25 מ"ג/מ"ל |
| bFGF (אנושי) | Sigma | F0291 (25 μ ז) | ריכוז מלאי: 200 ng/μ l ריכוז סופי: 10 ng/μ l |
| EGF (מורין) | Sigma | E1257 (0.1 מ"ג) | ריכוז מלאי: 200 ng/μ l ריכוז סופי: 10 ng/μ l |
| BDNF (אנושי) | פפרוטק | 452-02 (1 מ"ג) | ריכוז מלאי: 1,000 ng/μ l ריכוז סופי: 50 ng/μ l |
| NT-3 (אנושי) | פפרוטק | 452-03 (1 מ"ג) | ריכוז מלאי: 1,000 ng/μ l ריכוז סופי: 50 ng/μ l |
| GDNF (חולדה) | Sigma | G1401 (10 μ ז) | ריכוז מלאי: 200 ng/μ l ריכוז סופי: 10 ng/μ l |
| IGF-1 (עכבר) | Sigma | I8779 (50 μ ז) | ריכוז מלאי: 200 ng/μ l ריכוז סופי: 10 ng/μ l |
| aFGF (אנושי) | Sigma | F5542 (25 μ ז) | ריכוז מלאי: 200 ng/μ l ריכוז סופי: 10 ng/μ l |
| PDGF-AA (אנושי) | Sigma | P3076 (10 ו-#956; ז) | ריכוז מלאי: 200 ng/μ l ריכוז סופי: 10 ng/μ l |
| HGF (אנושי) | Sigma | H9661 (5 μ ז) | ריכוז מלאי: 200 ng/μ l ריכוז סופי: 10 ng/μ l |
| MDL28170 | Sigma | M6690 (25 מ"ג)מלאי | ב-DMSO ריכוז מלאי: 1 mM ריכוז סופי: 50 μ M |
| PBS | Millipore | BSS-1005-B | ריכוז מלאי: 1x ריכוז סופי: 1x |
| DMSO | Sigma | D2650 | |
| קטמין | פוטני | 26637-411-01 | 40-80 מ"ג/ק"ג ריכוז מלאי: 100 מ"ג/מ"ל ריכוז סופי: 25 מ"ג/מ"ל |
| קסילזין | לויד | 0410, | 2.5-8 מ"ג/מ"ל ריכוז מלאי: 100 מ"ג/מ"ל ריכוז סופי: 5.8 מ"ג/מ"ל |
| אצפרומזין | באטלר | 003845 | 0.5-4 מ"ג/מ"ל ריכוז מלאי: 10 מ"ג/מ"ל ריכוז סופי: 0.25 מ"ג/מ"ל |
| Betadine | Healthpets | BET16OZ | |
| Ringers | Abbott | 04860-04-10 | 2-3 מ"ל/inj |
| Banamine | Schering-Plough | 0061-0851-03 | 2.5-5 מ"ג/ק"ג<בר/> ריכוז מלאי: 50 מ"ג/מ"ל<ח/> ריכוז סופי: 0.5 מ"ג/מ"ל |
| אמפיצילין | סנדוז | 0781-3404-85 | 80-100 מ"ג/ק"ג<בר/>ריכוז סופי: 50 מ"ג/מ"ל |
| LH-RH | Sigma | L4513 | 200 μ גרם/ק"ג ריכוז סופי: 200 μ גר'/מ"ל |
| HBSS | Gibco | 14175-096 | |
| טריפסין | גיבקו | 25200056 | ריכוז מלאי: 0.25 % ריכוז סופי: 0.125 |
| DMEM | Gibco | 11995073 | |
| FBS | Gibco | 16000044 | ריכוז מלאי: 100% ריכוז סופי: 10% |
| נוירו-בזאלי בינוני | Gibco | 21103049 | |
| B27 | Gibco | 17504044 | ריכוז מלאי: 100x ריכוז סופי: 1x |
| שימו לב, השתמשו בריאגנטים אנושיים להשתלות של תאי גזע עצביים אנושיים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.