פרוטוקול זה מדגים הזרקה של וקטור ויראלי יביל retrogradely לתוך רקמות חוט השדרה חולדה. וקטור שצולמו הסינפסה, מועברים לגוף התא של נוירונים היעד. מודל זה מתאים רטרוגרדית העקיבה של מסלולים בעמוד השדרה חשוב או תאים מיקוד ליישומים טיפול גנטי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מדגים הזרקה של וקטור ויראלי יביל retrogradely לתוך רקמות חוט השדרה חולדה. וקטור שצולמו הסינפסה, מועברים לגוף התא של נוירונים היעד. מודל זה מתאים רטרוגרדית העקיבה של מסלולים בעמוד השדרה חשוב או תאים מיקוד ליישומים טיפול גנטי.
היכרות עם חלבונים עניין לתוך תאים במערכת העצבים הוא מאתגר עקב המונעים ביולוגית מולדת להגביל את הגישה רוב המולקולות. הזרקה ישירות לתוך חוט השדרה רקמות עוקף מחסומים אלה, והיא מספקת גישה אל גוף התא או synapses איפה ניתן לשלב מולקולות. שילוב טכנולוגיה וקטור ויראלי בשיטה זו מאפשר החדרת גנים היעד לתוך רקמות עצבים לצורך ריפוי גנטי או מערכת עקיבה. כאן וירוס מהונדס להעברה רטרוגרדית יעילים ביותר (HiRet) הוא הציג את הסינפסות של propriospinal interneurons (מערכת העצבים ההיקפית) כדי לעודד תחבורה ספציפית את הנוירונים בחוט השדרה, גזע המוח גרעינים. פילוח מערכת העצבים ההיקפית מנצל הקשרים רבים שהמוענק להם מסלולים מוטוריים נרחבים של rubrospinal ו- reticulospinal, כמו הקישוריות שלהם אחד עם השני לאורך חוט השדרה מקטעים. נציג מעקב באמצעות וקטור HiRet בפרטים צורונים פעילים חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) מראה דיוק גבוה של תא גופות, אקסונים ו דנדריטים ובשבילים מערכת העצבים ההיקפית בית החזה, reticulospinal נוירונים ב רשתית pontine. HiRet משלבת גם לתוך משעולים גזע המוח, מערכת העצבים ההיקפית, אבל מראה והשתלבות נוירונים בדרכי corticospinal תלוי גיל. לסיכום, הזרקת חוט השדרה באמצעות וקטורים ויראלי הוא שיטה מתאימה על ההקדמה של חלבונים עניין לתוך הנוירונים של יישוב שטחים.
וקטורים ויראלי הם כלים ביולוגי חשוב יכול להציג חומר גנטי לתוך התאים על מנת לפצות על גנים פגומים, upregulate צמיחה חשוב חלבונים או מייצרים חלבונים סמן המדגישות את המבנה ואת קשרים סינפטיים של המטרות שלהם. מאמר זה מתמקד הזרקה ישירה של וקטור lentiviral retrogradely הניתנים להעברה יעילה במיוחד לתוך חוט השדרה חולדה כדי לסמן מסלולים מוטוריים הגדולות עם עקיבה פלורסנט. שיטה זו גם מאוד מתאים ללימודי רגנרציה ומחזור לצמיחה מחודשת עצב להציג חלבונים עניין לתוך אוכלוסיות מגוונות של נוירונים, נעשה שימוש כדי להשתיק את הנוירונים עבור מיפוי פונקציונלי מחקרים1,2.
חלק מהפרטים האנטומי של מסלולים מוטוריים בעמוד השדרה היו מבואר דרך הזרקה ישירה מחקרים עם המשדרים קלאסית כגון BDA ופטור-זהב3,4,5,6,7 , 8. המשדרים הללו נחשבים תקן הזהב, אבל אולי יש חסרונות מסוימים כגון ספיגת מאת אקסונים פגומים או אקסונים בקטע של החומר הלבן שמסביב זריקה באתר9,10,11 . זה יכול להוביל פירושים שגויים של מסלול קישוריות, יכול להיות חיסרון במחקרים התחדשות איפה לצבוע הקליטה על-ידי אקסונים פגומים או קטוע אפשר לטעות, ולשם רגנרציה סיבי במהלך ניתוח מאוחר יותר12.
וקטורים lentiviral פופולריים במחקרים טיפול גנטי, כפי שהם מספקים יציב, לטווח ארוך ביטוי אוכלוסיות עצביים13,14,15,16,17,18 ,19. עם זאת, באופן מסורתי הארוזה וקטורים lentiviral יכול מוגבלת רטרוגרדית תחבורה, עשוי לעורר את התגובה של המערכת החיסונית כאשר נעשה שימוש ב- vivo4,20,21. וקטור תחבורה יעיל רטרוגרדית כינה HiRet הופק על ידי קאטו et al. על-ידי שינוי של מעטפת נגיפית עם גליקופרוטאין וירוס הכלבת ליצירת וקטור היברידית המשפרת תחבורה רטרוגרדית22,23.
עקיבה רטרוגרדית מציג וקטור לתוך מרחב סינפטית של נוירון המטרה, ולאפשר לו להיות נלקח על ידי האקסון של תא זה, מועבר לגוף התא. הובלה מוצלחת של HiRet הוכח הסינפסות עצביים לתוך מוחותיהם של קופים ועכברים23,24 ומן לשריר לתוך מוטורי לגלוקוז22. פרוטוקול זה מדגים הזרקה לתוך חוט השדרה המותני, המכוון את מסופי סינפטית של propriospinal interneurons, גזע המוח נוירונים. מערכת העצבים ההיקפית לקבל חיבורים רבים מסלולים שונים בעמוד השדרה, ובכך יכול להיות מנוצל כדי להתמקד אוכלוסיה מגוונת של הנוירונים בחוט השדרה, גזע המוח. נוירונים שכותרתו במחקר זה מייצגים המעגלים innervating מוטור נוירון בריכות הקשורים בתפקוד המוטורי hindlimb. תיוג חזקים נתפסת חוט השדרה, גזע המוח, כולל פרטים דיוק גבוה של דנדריטים ובשבילים, מסופי האקסון. גם השתמשנו בשיטה זו במחקרים קודמים בתוך חוט השדרה הצווארי לתייג propriospinal, גזע המוח reticulospinal מסלולים25.
פרוטוקול זה מדגים הזרקה של וקטור ויראלי לתוך חוט השדרה המותני של חולדה. כפי שניתן לראות סרט 1, החתך מכוון על ידי זיהוי החוליה L1 הממוקמת הצלע האחרונה. זה משמש כנקודת ציון סימטרית עבור חתך 3-4 ס מ זה חושף את מערכת השרירים מעל חוט השדרה L1-L4. Laminectomies ההיבטים הגבי של החוליות T11-T13 מבוצעים ואת מחט זכוכית משופע מכוונת 0.8 מ מ לרוחב קו האמצע, הוריד 1.5 מ מ עמוק לתוך החומר האפור להחדיר וירוס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים הבאים כירורגית וטיפול בבעלי חיים אושרו על ידי טיפול בעלי חיים ועל שימוש הוועדה של אוניברסיטת טמפל.
1. בפגישת ההכנות
2. הכנת האתר כירורגי והרדמה
3. הכנה השדה ואת כלי כירורגי
4. חשיפת בעמודה השדרה וזיהוי באתר laminectomy
5. ביצוע laminectomy
6. טעינת וירוס והמיקום של מזרק
7. הזרקת את וירוס לתוך חוט השדרה
8. פצע הסגר, שלאחר טיפול
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הזרקת מוצלחת ותעבורה של וקטור ויראלי צריכה לגרום התמרה חושית של אוכלוסיה חזקה של נוירונים חד-צדדית בחוט השדרה, גרעינים מסויימים גזע המוח. איור 1 מדגים תיוג סטריאוטיפית של נוירונים, אקסונים בחוט השדרה החזי ואת ב רשתית pontine של גזע המוח-הזרקת שלאחר ארבעה שבועות. ביטוי משמעותי GFP נתפסת בנוירונים בתוך החומר האפור של חוט השדרה החזי בצד חולשת על הזריקה (איור 1A, באזור ממוסגר). כמה נוירונים גם הן נצפו בצד contralateral, במיוחד ליד האמצע. בתוך החומר הלבן, ביטו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הנדסה גנטית של נוירונים במוח ובחוט השדרה שימש גולת חושית, מוטוריים, מסלולים אוטונומי באמצעות מעקב פלורסנט, וכן לבחון את פוטנציאל לצמיחה מחודשת של ספינלי עצביים לאחר פציעה27,28, 29 , 30 , 31 , 32 , 33. ישיר הזרקה של וקטור ויראלי יביל retrogradely לתוך חוט השדרה ניתן לייעד אוכלוסיות עצביים באמ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
עבודה זו מומן על ידי מענק מן המכון הלאומי של הפרעות נוירולוגיות ו קו R01 R01NS103481 ומענקים החולים שריינרים למחקר בילדים SHC 84051 ואת SHC 86000 משרד ההגנה (SC140089).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| #10 להבי אזמל | Roboz | RS-9801-10 | לשימוש עם אזמל. |
| מזרקים של 1 מ"ל | בקטון, דיקינסון ושות | 309659 | להזרקת IP להרדמה, זריקות דחף פוטנציאליות להרדמה וזריקות אנטיביוטיקה. |
| מזרקים של 10 מ"ל | בקטון, דיקינסון ושות | 309604 | להזרקת מי מלח לבעל החיים, לאחר הניתוח. |
| 4.0 תפר כרומי Catgut | DemeTECH | NN374-16 | לקשירת שריר מחדש במהלך הסגירה. |
| 48000 Micropipette Beveler | World Precision Instruments | 32416 | משמש לשיפוע קצות צינורות נימי הזכוכית הנמשכים ליצירת מחטי זכוכית פונקציונליות. |
| 5% תמיסת יוד | Purdue Products L.P. | L01020-08 | לשימוש בעיקור של אתר הניתוח. |
| 70% אתנול | N/A | N/A | לעיקור מחטי זכוכית שהוכנו לאחרונה, מודלים של בעלי חיים במהלך ההכנה הכירורגית וידי המנתח במהלך הניתוח, כמו גם כל שאר השמירה הקלה על סטריליות. |
| חומר הרדמה (תמיסת קטמין/קסילזין) | Zoetis | 240048 | לשמירה על בעל החיים במישור ההכרה הנכון במהלך הניתוח. |
| אנטיביוטיקה (Cefazolin) | West-Ward Pharmaceuticals | NPC 0143-9924-90 | להזרקה תת עורית למניעת זיהום לאחר הניתוח. |
| מעקר חרוזים | CellPoint | 5-1450 | לעיקור חום של מכשירים כירורגיים. |
| שעוות עצם | Fine Science Tools | 19009-00 | לאיטום עצם במקרה של דימום בעצם. |
| Cauterizer | Fine Science Tools | 18010-00 | לאיטום עורקים או ורידים שנחתכו במהלך הניתוח כדי למנוע אובדן דם מוגזם. |
| משקל דיגיטלי | Okaus | REV.005 | לשקילת החיה במהלך ההכנה הכירורגית. |
| חיבור מחט גמיש | World Precision Instruments | MF34G-5 | לניקוי מחטי זכוכית והעמסת שמן אדום למחטי זכוכית. |
| קצף ג'ל | פייזר | H68079 | לאיטום עצם במקרה של דימום בעצמות. |
| צינורות נימי זכוכית | World Precision Instruments | 4878 | למחטי זכוכית משוכות - יש לתכנן עבור מזרקי ננו-ליטר. |
| קוצץ שיער | אוסטר | 111038-060-000 | לניקוי אזור הניתוח משיער. |
| המוסטטים | Roboz | RS-7231 | לשימוש כללי בניתוחים. |
| Kimwipes | Kimtech | 34155 | לשימוש כללי בניתוחים. |
| מלקחיים מעוקלים בנקודה בינונית | Roboz | RS-5136 | לשימוש כללי בניתוחים. |
| מיקרומניפולטור עם סולם Vernier | Kanetec | N/A | למיקוד מדויק במהלך הניתוח. |
| מספריים מיקרו Roboz | RS-5621 | לחיתוך לחישות זכוכית מצינורות נימי זכוכית טריים שנמשכו. | |
| מיקרוסקופ עם אור וסולם ורניר Ocular | Leitz Wetzlar | N/A | משמש להדמיה ומדידה של שיפוע של צינורות נימי זכוכית משוכים לתוך מחטי זכוכית פונקציונליות. |
| בקר משאבת MicroSyringe | World Precision Instruments | 62403 | לשליטה בקצב ההזרקה. |
| Nanoliter 2000 מזרק ראש משאבה | World Precision Instruments | 500150 | לטעינה והזרקת וירוס בצורה מבוקרת. |
| חולץ מחטים | Narishige | PC-100 | לחימום ופירוק צינורות נימי זכוכית ליצירת מחטי זכוכית. |
| משחת עיניים | Dechra מוצרים וטרינריים | RAC 0119 | להגנה על עיני החיה במהלך הניתוח. |
| Parafilm | Bemis | PM-996 | כדי לסייע בהעמסת הנגיף לתוך הננו-מזרק. |
| מחטי PrecisionGlide (25G x 5/8) | Becton, Dickinson and Company | 305122 | לשימוש עם מזרקי 1 מ"ל ו-10 מ"ל כדי לאפשר הזרקה של דגם החיה. |
| מלקחיים לשן חולדה | Roboz | RS-5152 | לאחיזה בתהליכים קוצניים. |
| שמן אדום | N/A | N/A | לספק חזית להדמיה של הנגיף הנכנס לרקמה במהלך ההזרקה. |
| מחזירים | Roboz | RS-6510 | כדי להחזיק את פצע הניתוח פתוח. |
| טבליות רימדיל | Bio Serv | MP275-050 | לטיפול בכאב לאחר הניתוח. |
| Rongeurs | Roboz | RS-8300 | להסרת שריר מעמוד השדרה במהלך הניתוח. |
| ידית להב אזמל | Roboz | RS-9843 | לפרוס עור פתוח וכרית שומן של דגם בעלי חיים במהלך הניתוח. |
| מספריים | Roboz | RS-5980 | לשימוש כללי בניתוחים. |
| קליפס פצע גניבת אל חלד | CellPoint | 201-1000 | כדי לקשור את עור הפצע הניתוחי במהלך הסגירה. |
| מלקחיים להסרת סיכות | קנט סיינטיפיק | INS750347 | כדי להסיר את הסיכות, אם יש ליישם אותם בצורה לא נכונה. |
| בד סטרילי | Phoenix Research Products | BP-989 | כדי לספק משטח סטרילי לניתוח. |
| אפליקטורים סטריליים עם קצה כותנה | Puritan | 806-WC | לספיגת דם בפצע הניתוחי תוך שמירה על סטריליות. |
| גזה סטרילית | Covidien | 2146 | לניקוי אזור הניתוח וכלי הניתוח תוך שמירה על סטריליות. |
| תאגיד הבריאות בקסטר | סטרילי | 281324 | לשימוש בניקוי דם ולהחלפת נוזלים לאחר ניתוח. |
| כפפות כירורגיות | N/A | N/A | לשימוש על ידי המנתח לשמירה על שדה סטרילי במהלך הניתוח. |
| כרית חימום כירורגית | N/A | N/A | לשמירה על טמפרטורת הגוף של דגם החיה במהלך הניתוח. |
| מיקרוסקופ כירורגי | N/A | N/A | להדמיה משופרת של הפצע הניתוחי. |
| מהדק כירורגי | קנט סיינטיפיק | INS750546 | למרוח את הסיכות. |
| משאבת מים לטיפול בחום T / Pump | Gaymar | TP500C | כדי לשאוב מים חמים לתוך כרית חימום הסעת המים. |
| כרית חימום הסעת מים | Baxter Healthcare Corporation | L1K018 | לשימוש באזור ההתאוששות לאחר הניתוח לשמירה על טמפרטורת הגוף של החיה חסרת ההכרה. |
| ווים משוקללים | N/A | N/A כדי | להחזיק את פצע הניתוח פתוח. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.