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Il sistema nervoso centrale contiene una sottopopolazione di cellule staminali multipotenti, autorinnovabile che hanno la capacità di dare origine a tutte le diverse cellule neurali maturo tipi1,2,3,4. Queste cellule staminali neurali (NSC) risiedono in nicchie specializzate nel cervello e nel midollo spinale e può essere attivate a seguito di infortunio per proliferare, migrare e differenziarsi in cellule neurali mature. NSC e la loro progenie sono stati indicati a migrare verso il sito di lesione lesione corticale modelli5,6. Nel cervello, NSC sono state indicate per eseguire la migrazione da ventricoli laterali al sito della ferita dove si differenziano in astrociti che contribuiscono alla formazione di cicatrice gliale7. Nel midollo spinale, tuttavia, pochi studi sono stati fatti per chiedere se queste stesse NSC endogena può essere sfruttata per promuovere il recupero dopo la lesione del midollo spinale. Infatti, c'è attualmente un dibattito su se l'attivazione del pool di cellule staminali nel midollo spinale richiede un danno fisico diretto della nicchia periventricular fodera il canale centrale8 o se il danno al midollo spinale cavo di parenchima (lasciando il gambo nicchia delle cellule intatta) è sufficiente attivare endogeno NSCs9.
Un numero di modelli di lesione (sic) del midollo spinale è stato usato per studiare la fisiopatologia delle lesioni acute e croniche. Questi modelli sono stati utilizzati anche per testare potenziali terapie per il trattamento di SCI attraverso il neuroprotection, immunomodulazione e sviluppo delle cellule trapianto/sostituzione strategie10,11,13. Modelli correnti includono lesioni compressione e/o contusione, che causano i deficit funzionali su larga scala, nonché vaste lesioni e cavitazioni nel cavo14,15. Le cicatrici gliali risultante possono estendersi su diversi segmenti spinali insieme alla maggioranza della circonferenza/larghezza del midollo spinale16. Così, mentre questi modelli sono clinicamente rilevanti, permettersi sfide significative per studiare la risposta di NSC endogena dopo la lesione. Ci sono modelli chimici di lesioni che possono essere adattate per causare lievi forme di pregiudizio che può risparmiare il canale centrale17. Tuttavia, questi tipi di lesioni concentrano sul demyelination connesso con SCI e non sono modelli clinicamente rilevanti per il danno fisico e/o meccanico connesso con sci traumatico.
Per risolvere le limitazioni degli attuali modelli di lesione, abbiamo adattato un ago pista SCI modello minimo, originariamente sviluppato nel ratto9, per l'applicazione in un modello di topo adulto. Il nostro modello adattato ferita può creare una lesione coerenza della regione dorsolateral del midollo spinale del mouse e il canale centrale presso i livelli della ferita di ricambio. Il vantaggio di questo modello è che consente lo studio della cinetica di NSC dopo lesioni e della loro potenziale espansione radiale al sito della ferita. L'uso di un modello del mouse consente anche l'utilizzo di topi transgenici che consentono il rilevamento di lignaggio di NSC endogena e la loro progenie dopo la lesione. Le proprietà di NSC possono essere valutate ulteriormente utilizzando una forma modificata del test in vitro neurosphere che è stato introdotto in questo protocollo.
Il dosaggio di neurosphere è un in vitro formanti colonie test che consente l'isolamento delle CSN in presenza di mitogeni. Alle densità clonale placcatura, NSC individuali proliferano per dare origine a colonie sferiche digalleggiante di cellule che sono costituite da una piccola sottopopolazione delle CSN e una stragrande maggioranza di progenitori18,19. Nel nostro protocollo, dimostriamo l'isolamento di due distinti, lineally senile NSCs dalla regione periventricular del midollo spinale — in condizioni basali e dopo il nostro modello SCI minimo. Definitivo neurale staminali nestina espressa in cellule (dNSCs) e la proteina silicea fibrillare glial (GFAP) e sono coltivate in presenza di fattore di crescita epidermico (EGF), fattore di crescita del fibroblasto (FGF) e l'eparina (insieme definito come EFH)20. Questi dNSCs sono rari nel midollo spinale ingenuo, dando vita a pochissimi neurosfere in vitro. Tuttavia, mostriamo che dNSCs sono attivati dopo SCI minimal, espandendo i numeri di neurosfere isolato dal regione periventricular21. Cellule staminali neurali primitive (pNSCs) sono a Monte del dNSCs del lignaggio delle cellule staminali neurali. pNSCs sono rapidi, eccessivamente rari bassi livelli del marcatore pluripotenza Oct4 e sono la leucemia fattore inibitorio (LiF) reattivo22. pNSCs non fanno neurosfere quando isolato dal midollo spinale di topo adulto a causa della presenza della proteina basica della mielina (MBP) in colture primarie; Tuttavia, pNSC neurosfere possono essere isolate da topi deficienti di MBP e i loro numeri sono estesa lesione seguente — simili a dNSCs21. Infine, mostrare che neurosfere dNSC-derivato può essere isolato dal sito della lesione a presto volte seguito minimo SCI. Questi risultati dimostrano che il nostro modello di lesione e saggi possono valutare le caratteristiche di attivazione di periventricular NSC come la loro capacità di proliferare e migrare in risposta alla lesione.