De neuromusculaire junctie (NMJ) is de perifere synaps die de spiercontractie regelt en, indirect, de gecoördineerde beweging van organismen1. Het wordt gevormd door een presynaptisch motoraxon-terminal, een postsynaptisch spierdomein verrijkt met acetylcholinereceptoren (AChR's) en niet-myelinische terminale Schwann-cellen die het axon-uiteindebedekken 2,3,4. Bij NMJ-denervatie als gevolg van traumatisch perifeer zenuwletsel, ziekte of farmacologische interventie gaat de contractiele spieractiviteit verloren 5,6. Aangezien bepaalde permissieve micro-omgevingen tijdig en efficiënt functioneel herstel mogelijk maken, is de zoektocht naar eiwitten die het regeneratieproces kunnen helpen een permanente noodzaak. Hier zijn twee procedures gecombineerd om specifiek de mogelijke rol van het manipuleren van spiereiwitexpressie in de kortetermijnregeneratie van het NMJ na zenuwbeschadiging te evalueren.
De levator auris longus (LAL) spier, gelegen op het dorsale oppervlak van de schedel, is een dunne en platte spier die de beweging van de oorschelp regelt. De LAL-spier bestaat uit rostrale en caudale banden, die elk twee of drie lagen spiervezels bevatten 7,8. De achterste auriculaire tak van de aangezichtszenuw innerveert de LAL-spier en genereert een goed beschreven innervatiepatroon dat bestaat uit vijf rostrale (R1-R5) en twee caudale (C1-C2) innervatiegebieden 8,9,10. De LAL is een oppervlakkig blootgestelde en gemakkelijk toegankelijke spier, dus het gebruik ervan vereist minimaal invasieve procedures. Dit maakt visualisatie van het NMJ mogelijk met behulp van real-time microscopie, medicijnafgifte en de tussenkomst van volledige spierpreparaten, zowel in vivo als ex vivo11,12. Al met al maken deze kenmerken de LAL-spier tot een uitstekend model om NMJ-gedrag en -functie te bestuderen10,13.
In vivo elektroporatie is een techniek voor genoverdracht die de opname van exogeen DNA in het weefsel mogelijk maakt door de voorbijgaande permeabilisatie van celmembranen en de mobiliteit van DNA in de cellen, beide gegenereerd na het induceren van een elektrisch veld14,15. Deze procedure is lokaal en kan in elk stadium van de ontwikkeling van het dier worden uitgevoerd. Gezien de unieke kenmerken van de LAL-spier, vertegenwoordigt de in vivo elektroporatie een minimaal invasieve, zeer efficiënte en snelle procedure16, waardoor het mogelijk is om twee of drie dagen na elektroporatie een robuuste eiwitexpressie waar te nemen.
De procedure voor het verpletteren van de aangezichtszenuw is veel gebruikt in onderzoek omdat het verschillende voordelen biedt 5,17,18. Dit protocol is eerder aangepast om specifiek gericht te zijn op de achterste auriculaire tak van de aangezichtszenuw die de schedelspieren innerveert, inclusief de LAL-spier, om gezichtsverlamming te voorkomen; Bijgevolg hebben muizen na de operatie geen speciale zorg nodig (bijv. Oogzalf smeren voor het verlies van de knipperreflex). Aangezien NMJ-reïnnervatie van de LAL-spier begint tussen 7-9 dagen na verwonding6, is het een goed kortetermijnreïnnervatiemodel in vergelijking met het veelgebruikte zenuwverbrijzelingsmodel van de heupzenuw om de spieren van de achterpoten te denerveren, waar reïnnervatie ongeveer drie weken na zenuwbeschadiging optreedt18.
De combinatie van in vivo elektroporatie en aangezichtszenuwbeschadiging in de LAL-spier zal onderzoekers in staat stellen het gedrag van synaptische componenten tegen spierafgeleide eiwitmodulatie op verschillende tijdstippen van NMJ-regeneratie te evalueren, inclusief morfologische effecten op korte en lange termijn 6,16, door middel van een breed scala aan technieken, waaronder immunohistochemische, histologische en functionele assays.