2016년 2월 28일
이 원고는 바이러스 벡터 매개 국소 유전자 전달이 어떻게 중추 신경계에서 전이 유전자를 발현하는 매력적인 방법을 제공하는지 설명합니다. 이 프로토콜은 파킨슨병에 대한 바이러스 벡터 기반 동물 모델을 개발하기 위해 쥐의 흑질에 바이러스 벡터 주입을 수행하기 위한 모든 중요한 단계를 설명합니다.
이 절차의 전반적인 목표는 중추신경계의 정위 주사를 통해 파킨슨병에 대한 바이러스 벡터 기반 동물 모델을 개발하는 것입니다. 이 방법은 전임상 약물 테스트를 가능하게 하는 정상 동물 모델을 개발하는 데 사용할 수 있으며 파킨슨병의 분자 메커니즘 및 기타 많은 신경 퇴행성 질환을 연구하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 뇌 영역의 특정 표적화에 사용할 수 있다는 것입니다.
높은 트렌칭 뇌 발현을 달성할 수 있으며 특정 동물 균주 및 종에서 동물 모델을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 다양한 최종 벡터 시스템이 개발되었습니다. 벡터 시스템의 선택은 발현하고자 하는 트렌치의 크기, 유전자 발현 기간, 표적화하고자 하는 소리 및 생물 안전성 문제에 따라 달라집니다.
이 절차를 시연하는 것은 우리 실험실의 기술자인 Annelies Aertgeerts입니다. 승인된 프로토콜에 따라 8주 된 암컷 Wistar 쥐를 적절하게 마취하는 것으로 시작하십시오. 각 발을 쥐어짜서 수술 마취 평면이 이루어졌는지 확인하고 금단 반사가 없는지 확인합니다.
다음으로, MicroTransponder 임플란터를 사용하여 쥐의 등에 MicroTransponder를 놓습니다. MicroTransponder가 올바른 위치에 있고 판독값을 얻을 수 있는지 확인하십시오. 이제 쥐의 두피에 있는 털을 자르고 두피와 귀에 국소 마취제를 바르십시오.
랫드를 층류 후드로 옮기고 무균 기술을 사용하여 나머지 절차를 수행합니다. 귀바를 고정한 다음 입과 코 바를 고정하여 쥐를 입체 프레임에 놓습니다. 체온이 떨어지지 않도록 쥐의 몸을 종이 담요로 덮으십시오.
눈이 건조해지는 것을 방지하기 위해 안구 윤활제를 바르십시오. 다음으로 승인된 절차에 따라 두피를 소독합니다. 여기에는 70% 이소프로필의 요오드 1%가 사용됩니다.
두피 정중선을 살짝 절개한 후 두개골의 막을 부드럽게 긁어내고 식염수로 헹굽니다. 두개골을 건조시킨 후 브레그마와 람다가 명확하게 보이는지 확인하십시오. 이제 10 마이크로 리터, 30 게이지 20 milometer 마이크로 사출 주사기에 재조합 AAV를 채우고 입체 기기에 연결된 전동 마이크로 주입 펌프에 놓습니다.
흑질(substantia nigra)의 도파민 뉴런(Dopaminergic neuron)의 특정 거래를 위해, 재조합 AV 벡터는 도파민 뉴런(Dopaminergic neuron)을 transduction하기 위한 높은 역가와 효율성 때문에 첫 번째 선택입니다. AAV 한 방울을 방출하여 흐름을 테스트합니다. 방출된 AAV는 모두 다가 세척 세제에 폐기하십시오.
머리가 헤드 프레임에 똑바로 고정되어 있는지 육안으로 확인하십시오. 그런 다음 먼저 바늘 끝을 브레그마로 이동하고 이 지점에서 높이를 측정하여 두개골에 닿을 때까지 바늘 끝을 등쪽-복부 방향으로 내려 두개골이 평평한지 확인합니다. lambda에서 절차를 반복합니다.
바늘을 브레그마로 되돌린 후 바늘을 전방, 후방 및 내측 측면 방향으로 미세 주입을 위한 입체 좌표로 이동합니다. 좌표를 적어 둡니다. 주사 부위에서 이전과 같이 두개골의 높이를 측정하고 브레그마 높이와 0.3mm 이상 차이가 나지 않는지 확인하십시오.
그런 다음 두개골에 2mm 구멍을 조심스럽게 뚫습니다. 구멍이 뚫리면 경막의 높이를 측정하여 등쪽-복부 좌표를 적용할 기준을 결정합니다. 26 게이지 바늘을 사용하여 경막을 관통합니다.
멸균 조직으로 모든 혈액을 흡수하고 모든 출혈이 멈춘 후에만 진행하십시오. 이제 미리 장전된 미세주입 주사기의 바늘을 뇌로 배쪽-복부 좌표로 천천히 내립니다. 그리고 1분 동안 멈춥니다.
그런 다음 분당 0.25 마이크로 리터의 속도로 3 마이크로 리터의 AAV를 주입합니다. 주사 후 바늘을 천천히 제거하기 전에 바늘 트랙을 따라 역류하는 것을 방지하기 위해 바늘을 5분 더 제자리에 두십시오. 코드화된 꼰 폴리에스터 3.0을 사용하여 두피를 꿰매고 요오드 1%와 이소프로필 70%로 피부를 소독합니다.
코와 입 막대를 풀고 두 개의 귀 막대를 풀어 입체 기구에서 동물을 부드럽게 제거합니다. 이때 진통제를 투여하고 필요한 경우 마취 반전제를 투여합니다. 그런 다음 쥐를 섭씨 38도로 설정된 가열판의 깨끗한 케이지에 넣고 깨어날 때까지 면밀히 모니터링하십시오.
수술 후에는 행동 테스트와 PET 이미징을 사용하여 전체 동물에서 신경 퇴행의 동역학을 연구할 수 있으며, 희생 후에는 면역조직화학 기술을 사용하여 연구할 수 있습니다. 자발적인 앞다리 사용을 평가하기 위한 실린더 검사는 A53T 돌연변이 알파 시누클레인을 흑질로 발현하는 재조합 AAV의 미세주입 후 다양한 시점에서 수행되었습니다. 주사 후 3주부터, 중간 선량을 받은 쥐에서 심각한 운동 손상이 관찰되었다.
주사 후 4주가 지나면 자발적인 반대쪽 앞발 사용이 50% 감소하는 것이 관찰되었습니다. 대조군 eGFP를 주입한 동물은 앞발 사용에서 비대칭을 보이지 않았습니다. 재조합 AAV 2/7A53T 알파 synuclein의 고용량을 투여받은 쥐는 주사 후 29일에 앞발 사용의 더 뚜렷한 손상을 보였습니다.
관찰된 운동 장애가 도파민에 의존한다는 것을 증명하기 위해, L-도바를 1회 투여했습니다. L-도파 처리 45분 후 실린더 검사를 반복했을 때 재조합 AAV 2/7A53T 알파 시누클레인 주입 동물에서 앞발 사용의 완전한 회복이 관찰되었습니다. 시간이 지남에 따라 비침습적으로 흑선조체 도파민성 신경퇴행의 동역학을 추적하기 위해 개별 동물에서 F-18FECT를 방사성 리간드로 하는 소동물 양전자 방출 단층촬영을 사용하여 도파민 수송 결합을 정량화했습니다.
DAT 결합은 시간이 지남에 따라 재조합 AAV 2/7A53T 알파 시누클레인 주입 쥐의 동측 미상 budiman에서 크게 감소했습니다. 32일 후, 최대 85%의 DAT 결합 감소가 관찰되었습니다. 양성 대조군으로, SN에 신경독 6 OHDA를 주입하면 7일 이내에 DAT 결합력이 90% 손실되었습니다.
시간이 지남에 따라 재조합 AAV 2/7A53T 알파 시누클레인으로 미세주입된 쥐의 뇌 절편은 도파민성 뉴런의 마커인 티로신 하이드록실라제에 대해 면역 염색되었습니다. 이 그림은 미세주입 후 29일 동안 도파민 뉴런의 점진적인 소실을 보여줍니다. 이 기술을 마스터하면 45분 안에 완료할 수 있습니다.
이 절차를 시도하는 동안 고품질 최종 벡터 일치를 사용하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 비침습적 PET 이미징, 행동 분석 및 면역조직화학 분석과 같은 다른 기술을 수행하여 신경 퇴행 및 신경 병리학의 수준을 결정할 수 있습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 파킨슨병에 대한 바이러스 벡터 기반 동물 모델을 개발하기 위해 흑질에 바이러스 벡터 주입을 수행하는 방법에 대한 좋은 아이디어를 얻을 수 있을 것입니다.
바이러스 매개체로 작업하는 것은 위험할 수 있으며, 층류 하에서 작업하고 적절한 폐기물 오염 제거와 같은 예방 조치를 항상 이 절차에 따라 수행해야 한다는 것을 잊지 마십시오.
전체 스크립트를 보고 수천 개의 과학 동영상에 액세스하세요
이 원고는 중추 신경계에 입체적 주사를 통해 파킨슨 병을 위한 바이러스 벡터 기반 동물 모델을 개발하는 방법을 설명합니다. 이 기술은 특정 뇌 영역에서 유전자 발현을 타겟팅하여 전임상 약물 테스트 및 신경퇴행성 장애 연구를 용이하게 합니다.
This protocol enables the development of a targeted rat model for Parkinson's disease through stereotactic delivery of recombinant AAV vectors to the substantia nigra, supporting mechanistic de-risking of alpha-synuclein pathology. The model facilitates preclinical evaluation of dopaminergic neurodegeneration and therapeutic interventions, providing predictive confidence for target validation in neurodegenerative disease programs. By achieving region-specific transgene expression and quantifiable behavioral and imaging endpoints, the approach aligns with early discovery workflows focused on pathway clarification and lead identification.
The method integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, enabling iterative assessment of neurodegenerative mechanisms and therapeutic candidates.