$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
UWAGA: Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komisję Rewizyjną Uniwersytetu w Mediolanie i spełniały włoskie wytyczne dotyczące zwierząt laboratoryjnych zgodnie z Dyrektywą Wspólnot Europejskich z listopada 1986 roku (86/609/EWG).
1. Przygotowanie komórek do przeszczepu
UWAGA : Użyj nerwowych komórek macierzystych między 5. a 9. pasażem w hodowli do tych eksperymentów; przetestuj kultury pod kątem zdolności do proliferacji i różnicowania przed wskazaniem do przeszczepu. Określ stopień różnicowania za pomocą immunocytochemii 12.
- Zawiesić komórki do stężenia 1 x 106 komórek/150 μl (przeszczep 1 x 106 komórek na mysz). Przygotuj co najmniej 1,2 x 106 komórek na mysz, ponieważ nadmiar komórek jest wymagany do ładowania strzykawki.
- Umyj komórki 3 razy za pomocą pożywki z nerwowymi komórkami macierzystymi 13 w stożkowej fiolce o pojemności 10 ml. Na każdym etapie płukania wytrącić komórki przez odwirowanie (500 x g przez 5 min, RT).
- Policz komórki przed ostatnim obrotem.
- Odwirować komórki (500 x g przez 5 minut), a następnie odessać supernatant, uważając, aby nie usunąć żadnych komórek, ale pozostawiając nie więcej niż 25 μl supernatantu.
- Przygotować zawiesinę 2-komórkową, dodając 1 ml rozcieńczalnika C do osadu komórkowego i zawiesić z delikatnym pipetowaniem.
- Bezpośrednio przed barwieniem przygotować 2x roztwór barwnika (4 x 10–6 M) w rozcieńczalniku C, dodając 4 μl roztworu barwnika etanolowego PKH26 do 1 ml rozcieńczalnika C w probówce i dobrze wymieszać do dyspersji.
- Szybko dodać 1 ml zawiesiny 2x komórek do 1 ml 2x roztworu barwnika i natychmiast wymieszać próbkę przez pipetowanie (końcowa gęstość komórek wyniesie 1,2 x 10 7 komórek/ml i 2 x 10-6 M PKH26).
- Inkubować zawiesinę komórkowo-barwnikową przez 1-5 minut.
- Zatrzymaj barwienie, dodając równą objętość (2 ml) 1% roztworu BSA do HBSS i inkubować przez 1 minutę.
- Odwirować komórki (500 x g przez 10 min) i ostrożnie usunąć supernatant.
- Zawiesić osad komórkowy w 10 ml HBSS i odwirować (500 x g przez 5 minut).
- Przemyj osad komórkowy jeszcze 2 razy 10 ml kompletnego podłoża, aby zapewnić usunięcie niezwiązanego barwnika.
- Zawiesić osad komórkowy w 10 ml kompletnej pożywki w celu oceny odzysku komórek, żywotności komórek i intensywności fluorescencji. Jeśli komórki są potrzebne do przeszczepienia, umyj je i ponownie zawieś w sterylnym roztworze fizjologicznym o stężeniu 3,3 x 105 komórek/50 μl.
2. Przygotowanie do operacji
- Wyczyść i wysterylizuj sprzęt chirurgiczny.
- Przygotować obszar operacji, przecierając je środkiem aseptycznym . Skonfiguruj urządzenie IH Impactor.
- Przygotuj sprzęt anestezjologiczny: pochłaniacz gazów aktywnych z urządzeniem do ważenia filtrów VetScav, komorę indukcyjną o ciągłym przepływie, generator tlenu, miernik niskiego przepływu O2 dla myszy. Wyczyść komorę indukcyjną i maskę używaną podczas zabiegu.
- Znieczulić zwierzęta 2,5% (v/v) izofluranem w tlenie (1 l/min) i odczekać 5 minut po indukcji przepływu, aby lek zaczął działać. Sprawdź, czy wąsy drgają lub czy kończyny tylne powoli się wycofują w odpowiedzi na uszczypnięcie podnóżka. Podczas zabiegu należy zmniejszyć stężenie izofluranu do 2,0% (v/v) izofluranu w tlenie (1 l/min).
3. Przygotowanie myszy do operacji i transplantacji
- Dorosłe samce myszy CD1 (25–30 g) należy przechowywać przez co najmniej 3 dni przed eksperymentami w standardowych warunkach (22 ± 2 °C, 65% wilgotności i sztucznym świetle między 08:00 a 20:00).
UWAGA: Cała procedura od przygotowania chirurgicznego do szycia zajmie około 40 min.
- Aby zidentyfikować zwierzę, oznacz ogon za pomocą wodoodpornego kolorowego tuszu.
- Użyj elektrycznej maszynki do strzyżenia, aby przyciąć włosy grzbietowe myszy od szyi, mniej więcej na poziomie T2, do okolicy lędźwiowej.
- Wysterylizuj przygotowany obszar roztworem jodku i etanolem (70% w sterylnej wodzie).
- Leczyć zwierzę podskórnym (podskórnie) wstrzyknięciem 200 μl gentamycyny (1 mg/ml w sterylnym roztworze soli fizjologicznej).
- Nałóż lubrykant okulistyczny na oba oczy zwierzęcia, aby zapobiec wysuszeniu i wstrzyknij buprenorfinę (podskórnie, 0,03 mg/kg) w celu złagodzenia bólu.
4. Laminektomia
- Umieść mysz na podgrzewaczu do szkiełka, aby uniknąć problemu hipotermii podczas operacji. Ułóż zwierzę grzbietową stroną do góry.
- Wykonaj pionowe nacięcie skalpelem nad obszarem zainteresowania, od T7 do T12.
- Przytrzymaj skórę i powierzchowną poduszeczkę tłuszczową za pomocą standardowych kleszczy (zwykle znajdujących się w przestrzeni między 5. a 6. wyrostkiem grzbietowym klatki piersiowej).
- Policz proces pod naczyniem jako T6, a następnie przejdź do T7.
- Umieść małe łożysko pod brzuszną stroną myszy, aby zwiększyć krzywiznę kręgosłupa. Unieruchomij rdzeń kręgowy, blokując go kleszczami Graefe.
- Przetnij mięśnie przykręgosłupowe obustronnie od poziomu kręgów T7 i T10 za pomocą skalpela, aż grzbietowa powierzchnia blaszki zetknie się z końcówką skalpela.
- Użyj skalpela, aby zaznaczyć skrzyżowanie od T7 do T10. Zatrzymaj się w przestrzeni między kolczastymi występami T8 i T9. Przetnij tkanki między T8-T9 i T9-T10 za pomocą mikronożyczek.
- Użyj Rongeur, aby usunąć proces T9. Odsłoń połączenie, ostrożnie zeskrobując warstwę mięśniową mikronożyczkami. Kontynuuj, aż kość zostanie odsłonięta.
- Użyj kleszczy, aby usunąć mięśnie z blaszki i otworzyć niewielką przestrzeń między kręgami. Delikatnie włóż mikronożyczki pod kość, odetnij blaszkę po obu stronach i usuń tę część kleszczami.
- Usuń blaszkę za pomocą kleszczy, aby odsłonić pępowinę. Pamiętaj, aby nie pozostawić żadnych wolnych lub postrzępionych fragmentów kości; usuń je za pomocą Rongeur.
- Użyj kleszczyków z małą końcówką, aby usunąć okostną, a także wszelkie fragmenty kości lub mięśnie, które mogą znajdować się w pobliżu nacięcia.
- Usuń górną połowę wyrostka grzbietowego T9 i przejdź do protokołu urządzenia IH Impactor.
5. Protokół urządzenia udarowego IH (kontuzja)
- Umieść mysz na środku platformy stabilizacyjnej urządzenia IH Impactor.
- Zablokuj zwierzę za pomocą kleszczy dwuzębowych połączonych z platformą stabilizacyjną za pomocą dwóch ramion ustalających stawy (lewe ramię dla kręgu piersiowego, prawe ramię dla kręgu szyjnego).
- Użyj ramienia rostralnego, aby chwycić boczną krawędź trzonu kręgu rostralnego (T8).
- Manipuluj ramieniem ogonowym w ten sam sposób, aby uchwycić trzon kręgu T10.
- Umieść platformę stabilizującą w urządzeniu i opuść końcówkę (średnica 0,75 mm) jak najbliżej przewodu, nie dotykając jej.
- Podnieś końcówkę o trzy pełne obroty przed zainicjowaniem uderzenia.
- Wykonać sttużenie z udarem ustawionym na siłę 60 kdyn z prędkością 100 mm/s.
6. Szwy i pielęgnacja końcowa
- Zszyj nacięcie wchłanialną nicią do szwów 4/0. Przykryj odsłonięty rdzeń kręgowy w miejscu usuniętej blaszki; Zszyj tkankę na końcach cięcia za pomocą małej igły. Umieść dwa szwy bezpośrednio nad i pod miejscem odsłonięcia rdzenia kręgowego.
- Zamknij skórę za pomocą dwóch lub trzech klipsów Reflex, nie ściskając mięśni znajdujących się pod spodem.
- Nawodnij mysz po operacji 2 ml roztworu soli fizjologicznej wstrzykniętego podskórnie w dolną część pleców.
- Umieść mysz z powrotem w ogrzanej klatce, aby uniknąć hipotermii podczas rekonwalescencji chirurgicznej. Umieść klatki na poduszkach grzewczych.
- Monitoruj myszy w ostrej fazie po urazie, sprawdzając rozmiar pęcherza, szew i wagę zwierzęcia dwa razy dziennie. Delikatnie ściskaj pęcherz (dwa razy dziennie przez 7 dni), aby uniknąć infekcji dróg moczowych (mocz może być mętny, krwawy lub zawierać jakiekolwiek osady).
- Myszy należy leczyć raz dziennie wstrzyknięciem roztworu soli fizjologicznej (2 ml przez dwa dni po wstrzyknięciu dochirurgicznym) i antybiotykiem (gentamycyna 0,2 ml; wstrzyknięcie dożylne) przez pięć dni po urazie.
- Myszy należy leczyć z powodu analgezji pooperacyjnej buprenorfiną (0,1 mg/kg; dwa razy dziennie) przez 3 dni po urazie.
7. Iniekcja komórek do żyły ogonowej
UWAGA: W następnym kroku pokazano procedurę wstrzykiwania komórek do żyły ogonowej. Komórki mogą być również podawane z przeszczepem śródrdzeniowym za pomocą ramy stereotaktycznej 15-16 lub do cisterna magna 17. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że za pomocą tej metody można przeszczepić inne typy komórek, takie jak mezenchymalne komórki zrębu (np. mezenchymalne komórki macierzyste szpiku kostnego, komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej, komórki płynu owodniowego). Ponadto inne opcje leczenia, takie jak nanocząsteczki, mogą być wstrzykiwane przez żyłę ogonową po urazie rdzenia kręgowego.
- Użyj 70% etanolu i PBS do oczyszczenia igły przed użyciem. Z igłą i strzykawką należy obchodzić się wyłącznie w sterylnych rękawiczkach.
- Ponownie zawiesić komórki w probówce i załadować 75 μl komórek do strzykawki o pojemności 0,3 ml (igła 29 G i strzykawka 0,33 ml ).
- Upewnij się, że w zawiesinie komórek nie ma pęcherzyków powietrza. Trzymać strzykawkę w pozycji poziomej, aby uniknąć sedymentacji komórek.
- Umieść mysz pod lampą grzewczą, aby rozszerzyć żyły ogonowe.
- Chwyć mysz i delikatnie pociągnij ją do ogranicznika myszy, aby wyświetlić boczną żyłę ogonową jako wąską niebieską linię.
- Oczyść ogon wacikiem nasączonym alkoholem. Po wizualizacji żyły chwyć żyłę ogonową między środkowym palcem a kciukiem lewej ręki.
- Przyłóż igłę do powierzchni pod kątem 15° od horyzontu i upewnij się, że skos jest podniesiony.
- Wstrzyknąć 50 μl komórek z szybkością 0,33 μl/sek. Po wstrzyknięciu należy opóźnić wycofanie igły o 10 sekund. Powoli wycofać igłę i zwrócić uwagę na możliwy wypływ zawiesiny komórek.
- Czyścić strzykawkę jak w kroku 7.1 między ładowaniami.
8. Testy behawioralne i funkcja kończyn tylnych
- Umieść mysz na otwartym polu.
- Oceń funkcję lokomotoryczną i regenerację kończyn tylnych po stłuczeniu za pomocą testu w otwartym polu zgodnie ze skalą myszy Basso (BMS) 18 .
UWAGA: Funkcja neurologiczna musi być oceniana okresowo, od 3 dnia po urazie przez 4 tygodnie 18.
9. Perfuzja
- Pod koniec okresu doświadczalnego znieczulić zwierzęta poprzez dootrzewnowe wstrzyknięcie pentobarbitalu sodu (65 mg/kg). Użyj szczypania palców u stóp, aby ocenić poziom znieczulenia i kontynuuj dopiero wtedy, gdy mysz przestanie reagować na szkodliwe bodźce.
- Unieruchomić zwierzę w pozycji leżącej na plecach na płaszczyźnie operacyjnej.
- Przeciąć powłokę i ścianę brzucha tuż pod klatką piersiową. Oddziel przeponę od wątroby.
- Użyj nożyczek, aby przeciąć przeponę, aby odsłonić jamę opłucnej.
- Przetnij boki klatki piersiowej aż do obojczyków
.
- Użyj hemostatów, aby zacisnąć chrząstkę mieczykowatą i umieść hemostat nad głową.
- Przytrzymaj dolną trzecią część serca w płaszczyźnie poprzecznej za pomocą kleszczy. Wbić igłę do lewej komory.
- Użyj hemostatu, aby zacisnąć serce. Zabezpiecza to igłę i zapobiega wyciekaniu.
- Użyj nożyczek, aby wyciąć prawe przedsionek.
- Pozwolić, aby PBS przepompował (18 ml/min) przez zwierzę. Ciśnienie to należy utrzymywać przez cały okres infuzji buforu (3-4 min; co odpowiada około 70 ml PBS). Kontynuuj, aż serce będzie czyste.
- Przełączyć zawór odcinający, aby umożliwić przepuszczenie utrwalacza (4% paraformaldehydu w wodzie destylowanej, 4% PFA) przez pompę. Pozwól 4% PFA pompować przez zwierzę przez około 8-10 minut (300 ml). Stopniowo zwiększaj ciśnienie, aż osiągniesz maksimum 30 ml/min. Stwardniała wątroba jest najlepszym wskaźnikiem udanej perfuzji.
10. Pobieranie i przetwarzanie tkanek, histologia i immunohistochemia
- Wypreparuj rdzeń kręgowy od T5 do L1. Następnie utrwalić tkankę w 6 ml w 4% PFA (O/N w temperaturze 4 °C).
- Umieścić tę samą tkankę w roztworze z 30% sacharozą na 72 godziny w temperaturze 4 °C w celu jej krioochrony i zapobieżenia tworzeniu się kryształów podczas zamrażania.
- Szybko zamroź przewód za pomocą suchego lodu i przechowuj go w temperaturze -80 °C.
- Wyciąć za pomocą kriostatu o grubości 15 μm i zebrać skrawki na szkiełkach szkiełkowych i kontynuować do immunocytochemii.
- Przepłukać sekcje 200 μl PBS na każde szkiełko (3 razy po 5 minut, RT).
- Przepuszczalność każdego szkiełka za pomocą 200 μl 10% NGS i 0,2% Triton X-100 w PBS przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej.
- Przepłukać sekcje 200 μl PBS na każde szkiełko (3 razy po 5 minut, RT).
- Zablokuj niespecyficzne miejsca za pomocą 200 μl roztworu blokującego do szkiełka (5% NGS; 0,1% Triton X-100 w PBS) przez 30 minut (RT).
- Inkubować każde szkiełko z 200 μl pierwszorzędowych przeciwciał O/N w temperaturze 4 °C (rozcieńczyć przeciwciało w 5% NGS; 0,1% Triton X-100 w PBS).
- Przemyć sekcje 200 μl PBS na każde szkiełko (3 razy; po 5 minut; RT).
- Inkubować z odpowiednimi przeciwciałami drugorzędowymi przez 2 godziny w temperaturze pokojowej.
- Przemyć sekcje 200 μl PBS na każde szkiełko (3 razy; po 5 minut; RT).
- Zabarwić jądra 200 μl 4',6-diamidyno-2-fenilindolu (DAPI) (1 μg/ml stężenie końcowe, 10 min w temperaturze pokojowej).
- Zamontuj za pomocą odczynnika FluorSave i przeanalizuj za pomocą mikroskopii konfokalnej.
UWAGA: W oznaczeniach kontrolnych pierwszorzędowe przeciwciała muszą być pominięte i zastąpione równoważnymi stężeniami niepowiązanych IgG z tej samej podklasy. Zastosowano przeciwciało pierwszorzędowe związane z białkiem 2 związanym z mikrotubulami.