היעילות של ספיגה תוך שרירית והובלה לאחור של מולקולות לנוירונים מוטוריים מתאימים תלויה במיקום אתרי ההזרקה ביחס ללוחות הקצה המוטוריים (MEPs). כאן, אנו מתארים כיצד לאתר MEPs על שרירי השלד כדי לייעל את ההובלה לאחור של עוקבים לנוירונים מוטוריים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
היעילות של ספיגה תוך שרירית והובלה לאחור של מולקולות לנוירונים מוטוריים מתאימים תלויה במיקום אתרי ההזרקה ביחס ללוחות הקצה המוטוריים (MEPs). כאן, אנו מתארים כיצד לאתר MEPs על שרירי השלד כדי לייעל את ההובלה לאחור של עוקבים לנוירונים מוטוריים.
מחלות התוקפות את השלמות של תאי עצב מוטוריים בחוט השדרה הן בין תנאי נוירולוגיות המתישות ביותר. בעשורים האחרונים, בפיתוח של מספר מודלים של בעלי חיים של הפרעות העצבית-שרירית אלה סיפק את הקהילה המדעית עם תרחישים טיפוליים שונים שמטרתם לעכב או היפוך ההתקדמות של תנאים אלה. על ידי ניצול של המכונות המדרדר של נוירונים, אחד מהגישות אלה היה למקד את שרירי שלד כדי גנים טיפוליים הסעות למתאימות הנוירונים מוטוריים בחוט השדרה. למרות שפעם אחת מבטיח, ההצלחה של גישת מסירת גן כזה כבר הקשתה על ידי המספר תת-אופטימלי של תאי עצב מוטורי transduced זה עד כה הוכיח להניב. צלחות הסוף מוטורי (חברי הפרלמנט האירופי) הן אזורים מאוד מיוחדים על שרירי השלד שנמצאים בקשר הסינפטי ישיר לחוט השדרה α הנוירונים מוטוריים. בהקשר זה, חשוב לשים לב כי, עד כה, המאמצים לretrogradelyגני העברה לתוך הנוירונים מוטוריים נעשו ללא התייחסות למיקומו של אזור MEP בשרירים הממוקדים. כאן, אנו מתארים פרוטוקול פשוט 1) כדי לחשוף את המיקום המדויק של חברי הפרלמנט האירופי על פני השטח של שרירי שלד ו- 2) להשתמש במידע זה כדי להנחות את המשלוח תוך שרירית והתחבורה מדרדר אופטימלית הבאה של קליעים נותבים מדרדר לתוך הנוירונים מוטוריים. אנו מקווים לנצל את התוצאות מניסויי התחקות אלה במחקרים נוספים לחקירת תחבורה מדרדר של גנים טיפוליים לנוירונים מוטוריים בחוט השדרה באמצעות המיקוד של חברי הפרלמנט האירופי.
אובדן השליטה של תנועה רצונית, הנובעת מבעיות נוירולוגיות כגון מחלת הנוירון מוטורי ושדרה, כמו גם ניוון שרירים דושן הוא מצב של חולשה שיש השפעה מתמשכת גבוהה וארוכה בחייו של כל יום של אנשים מושפעים. בעשור האחרון, מאמצי מחקר במטרה לעצור או לפחות לעכב את ההשפעות המזיקות של מחלות העצבית-שרירית אלה היו בראש סדר עדיפויות לרופאים רבים ומדען ברחבי העולם. בהקשר זה, הדור האחרון של מודלים של בעלי חיים המחקים מחלות עצבית-שרירית אלה כבר סייעו בהשגת תובנות בסיסיות למנגנונים הפיסיולוגיים העומדים בבסיס ההתפתחות וההתקדמות של תנאים אלה 1-13. טיפול במחלה העצבית-שרירית אלה דורש גישה ישירה לחוט השדרה ויכולה להיות מושגת על ידי זריקות חוט השדרה 14,15. גם התקדמות בטיפול גנטי ממוקדת השרירים המשורטטים של העליון וגפיים התחתונים לגנים טיפוליים הסעות לתאי העצב המוטוריים α המתאים, הממוקמים בתוך קרן הגחון של חוט השדרה 1,9-13. עם זאת, אסטרטגיה פעם מבטיחה זה לא הצליחה לשפר את התוצאה של תנאי נוירולוגיות אלה. אמנם זה הוגן להסיק שתוצאות גרועות אלה יכולים להיות, לפחות בחלקו, להיות מיוחס ליעילות הנמוכה של גני מגן אלה, אחד לא יכול לשלול את היעילות הנמוכה של שיטות משלוח גן אלה.
צלחות הסוף מוטורי (חברי הפרלמנט האירופי) הן אזורים מיוחדים של myofibres שלד שמסוכסך על ידי מסופי האקסון של סיבים מוטוריים היקפיים גדולים שמקורם α הנוירונים מוטוריים. יחד, קצות עצבי סיבים ההיקפיים וחברי הפרלמנט האירופיים מהווים את הצומת העצבית-שרירית, כלומר, האתר שבו דחפים הסינפטי מופעלים על ידי שחרור אנטרוגרדית של מוליך עצבי, אצטילכולין. חשוב לציין, את מערכת היחסים בין סיבי עצב היקפיים וחברי הפרלמנט האירופיים היא דו-directional, למרות שמנועים שונים אחראים להובלה של מולקולות ואברונים כיוון, כמו גם מתא העצב somata 16-18. לאור שיקולים אנטומיים אלה, חברי הפרלמנט האירופי להיראות המטרות של בחירה עבור המשלוח והתחבורה מדרדר הבאה של חומר גנטי לתאי העצב המוטוריים המקבילים. בהקשר זה, אין זה מפתיע שההצלחה של התמרה הנוירון מוטורית מאוד תלויה במרחק בין הזריקה תוך שרירית של וקטורים ויראליים וחברי הפרלמנט אירופי של השריר 19-20. באופן מפתיע, עם זאת, את המיקום המדויק של אזורי חבר הפרלמנט האירופי על myofibres של עכברוש המעבדה ועכבר, שני המינים של בחירת מודל מחלות עצבית-שרירית, לא היו זמינים עד לאחרונה.
יש לנו יצרנו מפות מקיפות של אזור חבר הפרלמנט האירופי לכמה שרירי forelimb בחולדה והעכבר 21-22. לאחרונה, שהראינו את הפרטים של הארגון של r חבר הפרלמנט האירופילאגיון לכמה שרירים של hindlimb העכבר 23 ואנחנו כרגע ניתוח התכונות של חברי הפרלמנט האירופי בhindlimb החולדה. בידיים שלנו, זריקות לשריר של קליעים נותבים מדרדר מופנים לכל האזורים חבר הפרלמנט האירופי, בשרירים אלה הולידו הנוירונים מוטוריים יותר שכותרת המשתרעים על פני מגזרי חוט השדרה יותר מאשר דווח בעבר. כאן אנו מציגים את הפרוטוקול שפותחו בשנים האחרונות כדי לחשוף את המיקום של חברי הפרלמנט האירופי על פני השטח החיצוניים כמו גם ברחבי עומק hindlimb וforelimb שרירים בשני העכבר והחולדה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הליכי הניסוי המתוארים כאן עמדו בועדה לטיפול בבעלי חיים והאתיקה של UNSW אוסטרליה ובוצעו בהתאם לבריאות הלאומית ותקנות המועצה למחקר רפואי של אוסטרליה לניסויים בבעלי חיים. כל הנהלים בפרוטוקול זה צריכים להתבצע בהתאם לדרישה של ועדת טיפול בבעלי חיים ואתיקה הרלוונטית.
1. acetylcholinesterase histochemical מכתים
2. תוך שרירית זריקות בצלחות מוטורית הסוף
3. זילופים
4. חוט השדרה הצווארי Dissection והכנה להיסטולוגיה
5. מותני השדרה CoRD Dissection והכנה להיסטולוגיה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
צביעת histochemical acetylcholinesterase חושפת את המיקום של צלחות סוף המנוע לרוחב של השרירים. איור 1 מדגים את התוצאות של מכתים כזה מבוצע על forelimb עכברוש כולה. הוא הציע כדי לייעל את הריכוז של הפתרון גפרתי אמוניום (למשל., 5-7% במקום 10%), כמו גם את זמן הדגימה היא שקועה בפתרון אם מכתים הרקע שאינו ספציפי בסיבי השרירים הוא גם מוגזם. באיור 2 טור של הנוירונים מוטוריים שכותרתו בחוט השדרה הצווארי לאחר הזרקה של נותב עצבי המדרדר לאורכו של אזור צל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מיקוד תוך שרירית והעברת מדרדר הבאה של transgenes הטיפולי לתאי העצב המוטוריים α המתאימים לטיפול הניסיוני של מצב עצבית-שרירית אינה אסטרטגיה חדשה. לדוגמא, שיטת משלוח זו נעשתה שימוש כדי לעכב ניוון עצבית-שרירית בשלבים שונים של התקדמות ALS בSOD1 לעכברים וחולדות 1,9-12 כמו גם בעכברים עם 13 SMA. בעוד מבטיח, את היעילות של הטיפול גנטי תרחישים אלה הייתה מוגבלת. בהקשר זה, אנו מציעים כי הספיגה של transgenes ידי נוירונים מוטוריים בחוט השדרה יכולה להיות משופרת על ידי המיקוד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי לאומי לבריאות ורפואה מרכז מחקר (NHMRC) מענק פרויקט לRM
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פלואורו-זהב | פלואורוכרום, LLC | אפס | מדולל ל-5% |
| Drummond PCR Micropipets 1-10 ומיקרו; l | Drummond Scientific | 5-000-1001-X10 | מלווה בבוכנות |
| אצטילתיוכולין יודיד | סיגמא מדעי החיים | A5751-25G | |
| נחושת (II) סולפט נטול מים | סיגמא-אולדריץ' | 61230-500G-F | |
| Tissue-Tek O.C.T COMPOUND | Sakura Finetek | 25608-930 | |
| Glycine | Ajax Finechem | 1083-500G | |
| Dextran, Tetramethylrhodamine ו-biotin | Life Technologies | D-3312 | דיליוט במים מזוקקים |
| Isothesia | Provet | ISOF00 | 1000 מ"ג/גרם אדי אינהלציה איזופלורן |
| Autoclip 9 מ"מ קליפס פצע | טקסס סיינטיפיק | 205016 | |
| Lethabarb Enthanasia הזרקת | Virbac (אוסטרליה) Pty Ltd. | ||
| תמיסת פורמלדהיד | Ajax Finechem | A809-2.5L PL | |
| SuperFrost Plus שקופיות זכוכית | Menzel-Glaser | J1800AMNZ | |
| אמוניום סולפיד | סיגמא-אולדריץ' | A1952 | מדולל ל-10% |
| מרקאין עמוד השדרה 0.5% (בופיבקאין הידרוכלוריד) | אסטרזנקה | מדולל ל-0.25% |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.