ここでは、我々 は、スペアの中央運河ニッチ住宅内因性神経幹細胞 (NSCs) 大人のマウスの最小限の脊髄損傷モデルの性能を発揮します。Neurosphere アッセイを使用してアクティブ化および傷害に続く決定的な原始的な NSCs の移行を定量化する方法を紹介します。
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ここでは、我々 は、スペアの中央運河ニッチ住宅内因性神経幹細胞 (NSCs) 大人のマウスの最小限の脊髄損傷モデルの性能を発揮します。Neurosphere アッセイを使用してアクティブ化および傷害に続く決定的な原始的な NSCs の移行を定量化する方法を紹介します。
大人の哺乳類の脊髄における神経幹細胞 (NSCs) は、勉強できる体外neurosphere アッセイを用いた脳室周囲細胞の有糸分裂比較的静止人口です。このコロニー形成アッセイは NSCs の料理で外因性の要因に対する反応を研究するための強力なツールしかし、これも使える強みの適切な理解と分析の限界と生体内での操作の影響を検討します。臨床的関心の 1 つの操作は、活性化 NSC 内因性傷害の効果です。脊髄損傷の現在のモデルは、挫傷、圧縮、および断裂の一般的なモデルの重大度は、幹細胞が存在する傷害のサイトで NSC ニッチの破壊を引き起こすこの研究への挑戦を提供します。ここでは、成体マウスの脊髄 (T7/8) の下位胸椎レベルの表面的な背側表面でローカライズされた損傷を引き起こす最小損傷モデルをについて説明します。この損傷モデルは傷害のレベルで中心部の運河をスペアし、傷害に続く様々 な時点で病変のレベルで存在する NSCs の解析が可能します。ここで、NSCs プリミティブと決定的な NSCs 脊髄脳室周囲地域内に存在する 2 つの異なる、後月関連集団の活性化を研究する neurosphere アッセイを利用できる方法を紹介 (pNSCs と dNSCs、それぞれ)。我々 は分離し、傷害および白質傷害のサイトのレベルで脳室周囲領域からこれらの NSCs を文化をデモンストレーションします。私たち手術後脊髄の解剖は、pNSC とコントロール、けがを介して、活性化に話すと比較して負傷したコードの脳室周囲の地域から dNSC 由来神経幹細胞の数の増加を示します。さらに、外傷後に、dNSC 由来の神経幹細胞分離できます傷害のサイトから-彼らの脳室周囲のニッチから傷害のサイトに移行する NSCs の能力を示します。
中枢神経系には、すべて異なる成熟した神経細胞の種類1,2,3,4に上昇を与える能力を持っている自己更新多能性幹細胞の集団が含まれています。これらの神経の幹細胞 (NSCs) は、脳や脊髄の専門にされたニッチに存在し、増殖、移行、および成熟神経細胞に分化する損傷アクティブすることができます。NSCs と彼らの子孫は、大脳皮質損傷モデル5,6傷害のサイトに移行する示されています。脳の側脳室から、グリア瘢痕形成7に貢献しているアストロ サイトに分化し、損傷部位に移行する NSCs を示されています。脊髄、ただし、いくつかの研究の脊髄損傷回復を促進するためこれらの同じ内因性 NSCs に利用できるかどうかを求めるに行われています。確かに、現在、脊髄における幹細胞のプールの活性化が中心管8を並べる脳室周囲ニッチの直接の物理的損傷を必要かどうかまたは脊髄へのダメージ コード (茎を残して実質のかどうかに議論は細胞ニッチそのまま) で内因性 NSCs9を有効にするに十分です。
脊髄損傷 (SCI) モデルの数は、急性および慢性の傷害の病態生理を研究に使用されています。これらのモデルは、神経保護、抗炎症、および開発細胞移植/交換戦略10、11,13SCI を治療するために潜在的な療法をテストする使用されています。現在のモデルには、コード14,15で大規模な機能障害と同様に広範な病変とキャビテーションが発生する圧縮および/または挫傷の傷害が含まれます。結果グリア瘢痕脊髄16の幅/円周の大半と共にいくつかの脊髄セグメントをまたがることができます。したがって、これらのモデルは臨床的に関連性の高い、彼らは損傷内因性 NSCs の応答を勉強する重要な課題を与えます。中央運河17を割くことができる傷害の穏やかな形態をさせるために適応することができます損傷の化学モデルがあります。しかし、これらのタイプの損傷の SCI に関連付けられている脱髄に焦点を当てるし、外傷性理に関連付けられている物理的および/または機械的損傷の臨床的に関連するモデルではないです。
現在の損傷モデルの制限に対処するため、我々 は針トラック最小限 SCI モデル、もともと、ラット9、成体マウス モデルのアプリケーションのために開発を適応しています。適応傷害モデルはマウスの脊髄の背外側領域の一貫した病変を作成でき、予備の損傷のレベルで中心街にある運河。このモデルの利点は、NSC の速度論の研究を許可する損傷部位への損傷とその潜在的な放射状の移住、次します。マウス モデルの使用は、内因性 NSCs と傷害に続く彼らの子孫の系譜追跡を許可するトランスジェニック マウスの使用もできます。NSCs のプロパティは、このプロトコルで導入された体外neurosphere アッセイの変更フォームを使用してさらに評価できます。
Neurosphere アッセイは、生体外でコロニー形成試金マイトジェン存在 NSCs の隔離を可能にします。クローン メッキ密度個々 NSCs は NSCs の小さな個体の前駆細胞18,19の大半で構成される細胞の浮遊球コロニーを生じさせるのに増殖します。我々 のプロトコルで脊髄の脳室周囲の地域から 2 つの異なる、後月関連 NSCs の分離を示す — 基準条件と私たちの最小限の SCI のモデル。決定的な神経幹細胞 (dNSCs) 特急ネスチンとグリア線維性酸性蛋白 (GFAP) と上皮成長因子 (EGF)、繊維芽細胞成長因子 (FGF) やヘパリン (EFH と呼ばれる一緒に)20存在下で栽培されています。これらの dNSCs は生体外で非常に少ない神経幹細胞に上昇を与える素朴な脊髄にまれです。ただし、次の脳室周囲地域21由来神経幹細胞の数を拡大して、最小限の SCI dNSCs をアクティブ化を示します。原始的な神経幹細胞 (pNSCs) は、神経幹細胞系列の dNSCs の上流。pNSCs 多能性マーカー Oct4、という極めてまれな、特急の低水準で、白血病の抑制的な要因 (LiF) 応答22。pNSCs は、成体マウス脊髄初代培養; ミエリン塩基性タンパク質 (MBP) の存在のためにから分離したときの神経幹細胞を形成しません。pNSC 神経幹細胞は、MBP 欠損マウスから分離することができ、その数は拡大続く傷害-dNSCs21に似ています。最後に、我々 は dNSC 由来の神経幹細胞を早く次の最小限の大回で損傷部位から分離することができます表示これらの結果は示して私たち損傷モデルと試金が増殖して損傷に応答を移行する能力などの脳室周囲 NSCs の活性化特性を評価できます。
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「ガイド ケアと使用の実験動物」に従い、トロント大学で動物ケア委員会によって承認されたこのプロトコル (2ndエディション動物の世話、カナダ評議会 2017).
1. 最小限の脊髄傷害手術
注: 手術前にすべての手術器具と材料が (図 1 a) 適切な方法で滅菌されていることを確認してください。
2. Neurosphere アッセイ郭清
注: 全体で適切な無菌培養手順に従います。
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術後では、マウス尾と 24 h までの可能な限りの後肢麻痺を含む最小限の運動障害を体験してください。この後、マウスを体験する後肢麻痺麻痺や歩行の変化は最小限。
図 3は、最小限の脊髄損傷後 5 日 neurosphere アッセイから代表的な結果を示しています。(EFH 産) dNSC 由来神経幹細胞の絶対数が傷害の後 (LIF 産) pNSC 由来神経幹細胞の数より大きい (図 3 a 3 b、それぞれ)。決定的な neurosphere (図 3) とプリミティブ neurosphere (図 3 D) の高い電源画像直径 (≥80 μ m)、通常より大きいされている決定的な神経...
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手術中に、研究者が最適な結果を取得し、動物間のばらつきを最小限に抑えるのために特に注意を払う必要がありますいくつかの重要なステップがあります。注意が必要 (イソフルラン) 吸入麻酔と手術中に麻酔が長時間27神経保護効果が示されていると。したがって、損傷脊髄の再生能力を学習の際の努力として迅速かつ効率的に交絡変数を防ぐために可能な限り手術を行うこと。マウスあたり同じイソフルラン暴露時間を維持すると、変動が少なくなります。マウスの呼吸率は手術中で監視し、遅くはならない (より小さい 1 息すべて 2-3 s) または重く苦しい (すなわち、あえぎ)。麻酔の維持の線量は低い投与を受けたマウスのノートと長時間の麻酔による死亡を防ぐために 2-3% から下げることができます。
脊柱の両側に筋肉の切開の際、手術中に余分な注意してください。カットが深く、刃のエッジは、筋肉切開中骨の椎体に対して平らになるように刃は内側に曲がることを確認します。刃が外側に傾いて、血管から余分な出血の可能性があります。研究者は、深い釣りはさみ、脊髄を損...
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著者が明らかに何もありません。
この作品は Krembil 財団 (営業許可 CMM) によって資金を供給します。WX はカールトン マルグリット スミス学生賞の受信者です。NL は、オンタリオ州大学院奨学金を受け取った。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Agricola Retractor | サイエンスツール | 17005-04 | |
| リアVannas-Wolffスプリングはさみ(湾曲) | ファインサイエンスツール | 15370-50 | 鈍い先端を得るために注文時にカスタマイズ |
| フ鉗子(ストレート、1 x 2歯) | ファインサイエンスツール | 11053-10 | |
| エクストラファイングレーフ鉗子(湾曲、鋸歯状) | ファインサイエンスツール | 11152-10 | または |
| Hartman Hemostats(ストレート) | Fine Science Tools | 13002-10 | 縫合するための他の |
| メスハンドル#3 | Fine Science Tools | 10003-12 | またはその他の適切な |
| バリカン amazon.ca | https://www.amazon.ca/Wahl-Professional-8685-Classic-Clipper/dp/B00011K2BA | またはその他の適切な | |
| 定位固定剤楽器 | Stoeling | 51500 | またはその他の適切な |
| Buprenorphine | または任意の適切な制裁を受けた私の動物ケア施設 | ||
| Meloxicam | または動物ケア施設Tears NaturalePMによって認可された任意の適切な | ||
| アルコン | 、https://www.amazon.ca/Alcon-Tear-Gel-Liquid-Eye-Gel/dp/B00HHXGUXE | 、またはその他の適切な | |
| イソフルラン | バクスターインターナショナル、インク | 、DIN 02225875 | 、またはその他の麻酔に適した |
| チップ、コトム、スワブ | 、amazon.ca | ||
| コットン ガーゼ | フィッシャー サイエンティフィック | 13-761-52 | |
| 30 G 針 | ベクトン ディキンソン | 305106 | 怪我用 |
| 25 G 針 | ベクトン ディキンソン | 305122 | 薬物注射用 |
| 1 mL シリンジ | ベクトン ディキンソン | 3090659 | 薬の注射用 |
| mL シリンジ | ベクトン ディキンソン | 309657 | 液体注射用 |
| 4-0 縫合 | 糸 uoftmedstore.com | 2297-VS881 | 皮膚縫合用 |
| 6-0 縫合 | uoftmedstore.com | VS889 | 筋肉縫合 |
| ポリスポリン軟膏 | amazon.ca | 102051 | |
| イソフルラン気化器 | VetEquip | 901806 | |
| 15mL円錐管 | サーモフィッシャー | 適切な | |
| ペトリ皿 | サーモフィッシャー | ||
| トリパンブルー | サーモフィッシャー | 任意の | |
| 血球計算盤 | サーモフィッシャー | 任意の適切な | |
| 遠心分離機 | サーモフィッシャー | 適切な | |
| 標準 解剖ツール | ファインサイエンスツール | ||
| 解剖顕微鏡 | ツァイス | ステミ 2000 | |
| 計数顕微鏡 | オリンパス | CKX41 | |
| 神経基礎-A 中 | Invitrogen | 10888-022 | |
| B27 | Invitrogen | 17404-044 | |
| ペニシリン-ストレプトマイシン | Gibco | 15070 | |
| L- グルタミン | Gibco | 25030 | |
| DMEM | Invitrogen | 12100046 | |
| F12 | Invitrogen | 12700075 | |
| 30% | Glucose | Sigma G6152 | 1 M、9.01 g in 100 mL dH2O |
| 1 M Glucose | |||
| 7.5% NaHCO3 | Sigma | S5761 | 155 mM、1.30 g in 100 mL dH2O |
| 155 mM NaHCO3 | |||
| 1 M HEPES | ΣH3375 | 23.83 g 100 mL dH2O | |
| Apo-Transferrin | R&Dシステムズ | 3188-AT | |
| プトレシン | シグマ | P7505 | |
| インスリン | シグマ | I5500 | |
| レン | シグマ | S9133 | |
| ゲステロン | シグマ | P6149 | |
| パパイン解離システム | Worthington Biochemical Corporation | PDS | 1バイアルのパパインは、2つのサンプルに使用できます |
| 上皮成長因子 | Invitrogen | PMG8041 | 粉末を1mLのホルモンミックスで再構成し、冷凍庫に保存するために20uLのバイアルに分注します |
| Fibroblast Growth Factor | Invitrogen | PHG0226 | 0.5 mLのホルモンミックスで再構成し、20 μに分注した粉末。冷凍庫に保管するLバイアル |
| ヘパリン | シグマ | H3149 | |
| 白血病抑制因子 | インハウス | ||
| トリパンブルー | |||
| 血球計算盤 | |||
| 24ウェルプレート | NUNC | ||
| 2 M NaCl | Sigma | S5886 | 11.69 g in 100 mL dH2O |
| 1 M KCL | Sigma | P5405 | 7.46 g in 100 mL dH2O |
| 1 M MgCl2 | Sigma | M2393 | 20.33 g 100 mL dH2O |
| 108 mM CaCl2 | Sigma | C7902 | 1.59 g 100 mL dH2O |
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