우리는 쥐의 근육 재신경 분포와 신경근 접합부의 재생을 신뢰성 있게 검사하기 위해 신경 손상 방법을 개발했습니다. 이 기술은 간단하고 재현성이 높은 수술을 통해 총비골 신경을 손상시키는 것입니다. 그런 다음 신근 digitorum longus muscle을 전체적으로 장착하여 평가한 근육 재신경화.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
우리는 쥐의 근육 재신경 분포와 신경근 접합부의 재생을 신뢰성 있게 검사하기 위해 신경 손상 방법을 개발했습니다. 이 기술은 간단하고 재현성이 높은 수술을 통해 총비골 신경을 손상시키는 것입니다. 그런 다음 신근 digitorum longus muscle을 전체적으로 장착하여 평가한 근육 재신경화.
신경 근육 접합부 (NMJ)은 노화, 상해 및 질병으로 인한 해로운 구조적 및 기능적 변화를 겪는다. 따라서, 유지 보수 NMJs 관련된 세포 및 분자 변화를 이해하는 것이 필수적이다. 이를 위해, 우리는 신뢰성 있고 일관 생쥐 NMJs 재생 조사하는 방법을 개발 하였다. 이 무릎 근처 비복근 근육 힘줄의 측방 헤드를 통과 신경 손상이 방법은 공통 비골 신경 분쇄 포함한다. 칠십일 세 여자 마우스를 사용하여, 우리는 모터 축삭 7 일 후 호감 내에서 이전 시냅스 목표를 reinnervate하기 시작 것을 보여줍니다. 그들은 완전히 십이일에 의해 이전 시냅스 영역을 다시 선점. 이 부상 방법의 신뢰성을 확인하기 위해, 우리는 개별 칠십일 세 여성 쥐 사이 reinnervation 속도를 비교했다. 우리는 reinnervated 시냅스 사이트의 수는 7, 9에서 마우스와 유사한 것을 발견하고, 십이일 후 호감. 있는지 확인하려면이 상처 분석법 또한 근육 분자량 변화를 비교하기 위해 사용될 수 있고, 우리는 근육의 니코틴 성 수용체 (감마 ACHR) 및 근육 특정 키나아제 (MUSK)의 감마 서브 유닛의 수준을 조사 하였다. 감마 - ACHR 서브 유닛과 사향이 높은 다음 탈 신경을 상향 조절하고 NMJs의 reinnervation 다음 정상 수준으로 돌아되어 있습니다. 우리는이 유전자와 근육의 신경 분포 상태에 대한 성적 수준 사이의 밀접한 관계를 발견했다. 우리는이 방법은 NMJ 및 기타 시냅스 수리에 관련된 세포 및 분자 변화에 대한 우리의 이해를 가속화 할 것이라고 믿는다.
젊은 성인과 건강한 동물에서 신경근 접합부(NMJ)는 α운동 축삭돌기의 신경 말단인 시냅스(presynapse)와 니코틴성 아세틸콜린 수용체(AChRs)가 선택적으로 응집하는 방외 근육 섬유의 특수 영역인 시냅스(postsynapse) 사이의 매우 안정적인 연결입니다1. 시냅스 전후 장치의 거의 완벽한 배치는 적절한 신경 전달, α운동 뉴런과 근육 섬유의 생존 및 운동 기능에 필요합니다. 불행히도 NMJ의 기능은 노화, 근위축성 측삭 경화증(ALS)과 같은 질병, 자가면역 질환, 근육 및 말초 신경 손상에 의해 악영향을 받습니다2-5. 이러한 모욕은 종종 시냅스전 신경 말단의 퇴화를 초래하여 근육을 탈신경화시키고 운동 능력을 크게 변화시킵니다. 이러한 이유로 NMJ를 유지하고 복구하는 기능을 하는 분자를 식별하는 것이 최우선 과제가 되었습니다. 말초 신경은 표적을 재생하고 재신경 분포시키기 때문에 말초 신경 손상 모델은 NMJ 재생과 관련된 분자 변화를 식별하는 데 사용되었습니다.
말초 신경 손상 모델은 종종 특정 신경 가지를 완전히 절단하거나 분쇄하는 것을 포함합니다6. 절단 후에는 내뇨관을 재형성하여 축삭 재생과 표적 세포 및 조직의 재신경 분포를 지연시켜야 합니다. 이러한 유형의 부상의 심각성은 또한 축삭돌기가 원래 경로에서 벗어나 원래 목표에 도달하지 못하는 결과를 초래합니다. 이것은 엔도네뇨리움이 인접하게 유지되는 분쇄를 통해 손상된 신경과 대조적이며, 재생 축삭돌기의 효율적이고 적절한 재성장을 위한 경로를 제공합니다. 또한 축삭돌기가 원래의 근육 섬유 파트너를 찾아 재신경 분포시킬 수 있습니다. 손상 모델에 관계없이, 축삭돌기가 표적을 재생하고 재신경질화하기 위해 발생해야 하는 많은 세포 및 분자 변화가 있습니다. 부상 후, 표적에 근접한 신경 분절은 Wallerian Degeneration7이라는 과정을 통해 분해되고 제거됩니다. 이 과정에는 슈반세포를 재생인자를 분비하고, 수초를 제거하고, 대식세포를 손상 부위로 모집하는 비수초화 세포로 재프로그래밍하고 탈분화하는 것이 포함됩니다8. 대식세포는 차례로 수초와 축삭 파편의 제거를 완료하며, 그렇지 않으면 재생 축삭9의 성장을 방해할 수 있습니다. 동시에 운동 뉴런과 감각 뉴런은 절단된 축삭돌기의 재생을 촉진하는 데 필요한 메커니즘을 활성화합니다. 재생하는 축삭돌기가 표적에 도달하면, 성장원뿔에서 정보를 적절하게 전달(운동 축삭돌기의 경우) 또는 수신(감각 축삭돌기의 경우)할 수 있는 신경 말단으로 변형되어야 한다10. 이와 관련하여, 알파 운동 축삭돌기는 성장 원뿔에서 절정에 이르는 일련의 잘 조직된 변화를 겪으며, 이는 표적 근섬유11의 시냅스 후 부위와 거의 완벽하게 반대되는 완전한 기능을 하는 시냅스 전 신경 말단으로 분화됩니다.
좌골 신경, 경골 신경 및 부속 신경은 축삭 및 NMJ 재생12-14를 연구하기 위한 주요 선택이었습니다. 그러나 이러한 모델을 사용하여 동물 간 및 다른 조건에서 NMJ 재생과 관련된 세포 및 분자 변화를 조사할 때 여러 가지 단점이 있습니다. 첫째, 좌골 신경은 뒷다리 근육의 대부분을 공급하며, 부상은 움직임과 감각을 크게 제한합니다. 따라서 이 방법을 사용하여 운동만 또는 다른 요인과 함께 운동의 영향을 연구하는 것은 불가능합니다. 또한 좌골 신경은 다소 두꺼운 구조이므로 모든 축삭을 완전히 손상시키기 위해 많은 양의 압축력이 필요합니다. 이것은 차례로 더 깊은 곳에 있는 축삭의 내뇨관을 그대로 유지하면서 더 얕은 축삭돌기의 완전한 절단을 초래할 수 있으며, 이러한 축삭돌기 사이의 재생 속도와 충실도에 상당한 변동성을 도입할 수 있습니다. 이 신경의 완전한 절개는 많은 축삭돌기가 동일한 근육 섬유와 다시 연결되지 않는다는 점을 감안할 때 훨씬 덜 바람직합니다. 문제를 복잡하게 만드는 것은, 좌골 신경은 말단 신경 가지의 수와 기원 부위 모두에서 고유한 해부학적 다양성을 가지고 있다는 것입니다. 따라서 같은 부위에 병변을 일으키는 것은 매우 어렵습니다. 경골 신경은 더 작고 부서지기 쉬운 부상이지만, 이 신경 분지의 병변 부위 역할을 할 수 있는 쉽게 구할 수 있는 랜드마크도 없습니다.
흉쇄유돌근에 공급하는 부속 신경 분지(뇌신경 XI의 일부)도 NMJ15의 재생을 연구하는 데 사용되었습니다. 이 신경은 흉쇄유돌근의 NMJ가 다른 근육의 NMJ에 비해 살아있는 동물에서 더 쉽게 이미지화될 수 있기 때문에 특히 매력적입니다. 그러나 좌골 신경과 경골 신경과 유사하게, 같은 위치에서 이 신경을 손상시키는 데 사용할 수 있는 특정 랜드마크가 없기 때문에 실험 코호트의 개별 동물 간에 NMJ의 재생을 비교하기 위한 모델로 제한됩니다. 일관되지 않은 병변 부위는 NMJ 재신경 분포 속도에 변동성을 초래합니다. 이러한 단점으로 인해 여기에 제시된 절차는 다른 말초 신경 분지의 손상을 활용하여 재생 NMJ를 검사합니다.
총비골신경이라고도 불리는 총비골신경은 동물들 사이에서, 그리고 다른 치료법에 걸쳐 NMJ의 재생을 검사할 수 있는 신뢰할 수 있는 신경으로 만드는 많은 특징들을 가지고 있습니다. 총비골 신경은 무릎에 있는 비복근의 외측 머리의 힘줄을 가로지르기 때문에 예측 가능한 해부학적 과정을 가지고 있으며, 이 교차점은 병변에 대한 안정적인 랜드마크 역할을 합니다. 신경은 관심 근육 근처에 있지만 해부학적으로 분리된 작고 최소 침습적 절개를 통해 접근합니다. 여기에 제시된 연구 결과는 재생 운동 축삭돌기가 70일 된 젊은 성인 암컷 마우스의 비골 신경을 분쇄한 후 8일 후에 신전 디지토럼 롱구스(EDL) 근육의 NMJ를 재형성하기 시작한다는 것을 보여줍니다. 중요한 것은 재신경 분포의 패턴과 속도가 같은 연령과 성별의 동물 사이에서 일관적이므로 NMJ를 유지하고 복구하는 데 필요한 세포 및 분자 변화에 대한 이해를 크게 촉진할 수 있는 신뢰할 수 있는 부상 모델을 제공한다는 것입니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
모든 실험은 버지니아 공대 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인 NIH 가이드 라인과 동물 프로토콜 하에서 수행 하였다.
수술 1. 준비 동물
2. 수술
3. 분리 및 염색 신근의 심지 Longus (EDL) 근육
4. 영상 및 데이터 분석
5. 정량적 PCR
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
일반적인 비골 신경은 또한, 공통 비골 신경이라고는 다리 (그림 1A)의 전방 측면에 비골의 머리 주위 스윙 오금 포사 위의 좌골 신경에서 발생한다. 피상적 깊은 비골 신경으로 분기 함께 발과 발가락의 dorsiflexors을 공급 (전방 경골근, 신근 심지 longus 및 브레비스 및 신근 halluces longus 근육), 그리고 다리의 everters (peroneus 근육)이 그것. 신경이 또한 발과 다리의 하단의 좌우 측면의 배부에 돌출 감각 섬유를 운반한다. 이는 운동 및 감각 축삭 구성된 비교적 얇은 구조이다. 이 신경 분기 예측 해부학 과정을 따른다. 그것은 비복근 근육 (도 1 및도 2)의 횡 방향 헤드의 건을 통해 실행되는 무릎 횡 신경 주로 표면이다. 일위치를 쉽게 피부 근막 (도 1a)의 손상을 제한 작은 절개로 도달 할 수있...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 논문에서 제시하는 방법은 신경근 접합부 (NMJ)을 수리에 관여하는 메커니즘을 식별하는 고유 한 기회를 제공합니다. 이 무릎 근처 비복근 건 통과하여이 방법은 공통 비골 신경 분쇄 포함한다. 우리는 집게와 신경 압축의 5 초 후, 완전한 변성 부상 후 사일에 의해 주목을 보여준다. 젊은 성인 쥐에서 알파 - 모터 축삭은 십이일에 의해 손상되지 않은 쥐와는 구별 시냅스 사이트의 개혁에서 남중, 이후 부상 칠일에 신근 심지 longus 근육 (EDL)의 이전 시냅스 사이트를 reinnervate 시작합니다. 또, 선택 NMJ 관련 분자 수준 밀접 NMJ의 신경 분포 상태와 상관 관계가 있음을 보여준다. 중요한 것은, 이들 세포 및 분자의 변화를 식별 할 기회를 제공 TES 동일한 성별, 나이 (도 5A-B)의 동물 사이의 높은 재현성NMJ를 복구하는 역할을 t 요인. 그것이 주위의 근육과 혈관에 작은 손상을 초래 단지 작은 절개를 필요 비복근 건 통과하여 수술 절차의 관점에서, 공통 비골 신경 가...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 공개할 것이 없습니다.
저자는 실험에 대한 지적 의견과 원고에 대한 의견에 대해 Valdez 연구소 구성원에게 감사드립니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 케타민 | VetOne | 501072 | |
| Xylazine | Lloyd Inc. | 003437 | |
| 부프레노르핀 | 주팜 | 1Z-73000-150910 | |
| Nair | Nair | ||
| Kim-wipes | Kimtech | 34155 | |
| 전기 면도기 | Braintree Scientific | CLP-64800 | |
| 80% EtOH/H20 | |||
| 10% 프로비오딘 | |||
| 1ml 인슐린 주사기 | |||
| 스프링 가위 | Vannas | 91500-09 | |
| No. 15 메스 | Braintree Scientific | SSS 15 | |
| #5 펜치 | Dumont | 11252-00 | |
| 6-0 실크 봉합사 역절단 바늘 | 봉합사 익스프레스 | 752B | |
| 설치류 가열 패드 | Braintree Scientific | AP-R-18.5 | |
| Alexa 555 공액 알파-BTX | 분자 프로브 | B35451 | |
| Vectashield | Vector Labs | H-1000 | |
| 올림푸스 스테레오 줌 현미경 | 올림푸스 | 562037192 | |
| Zeiss 700 컨포칼 현미경 | Zeiss | ||
| 가변 흐름 연동 관류 펌프 | Fisher Scientific | 13-876-3 | |
| Aurum Total RNA Mini Kit | Bio-Rad | 7326820 | |
| Bio-Rad iScript RT Supermix | Bio-Rad | 1708840 | |
| SsoFast Evagreen Supermix | Bio-Rad | 1725200 | |
| Bio-Rad CFX96 | Bio-Rad | 1855196 | |
| Puralube Vet 연고 | Puralube | 1621 | |
| Synaptotagmin-2 항체 | 온라인 | ABIN401605 | |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.