13 września 2018
Tutaj demonstrujemy działanie modelu minimalnego uszkodzenia rdzenia kręgowego u dorosłej myszy, która oszczędza centralną niszę kanałową, w której znajdują się endogenne nerwowe komórki macierzyste (NSC). Pokazujemy, w jaki sposób test neurosfery można wykorzystać do ilościowego określenia aktywacji i migracji ostatecznych i pierwotnych NSC po urazie.
Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na pytania związane z rolą neuronalnych komórek prekursorowych w medycynie regeneracyjnej. W szczególności możemy zapytać, w jaki sposób uraz wpływa na zachowanie nerwowych komórek prekursorowych. Główną zaletą tej techniki jest to, że zapewnia ona podejście do badania wpływu uszkodzenia rdzenia kręgowego na endogenną kinetykę nerwowych komórek prekursorowych.
Wizualna demonstracja tych technik ma kluczowe znaczenie. Ponieważ etapy chirurgiczne i preparacyjne wymagają precyzji i mogą być trudne do nauczenia, chociaż można je doskonalić w praktyce. Przed rozpoczęciem zabiegu użyj maszynki do strzyżenia włosów, aby usunąć sierść z grzbietu znieczulonej myszy od połowy pleców do szyi i uszu.
Po zabezpieczeniu myszy w urządzeniu stereotaktycznym umieść cztery do pięciu kawałków zwiniętej gazy pod brzuchem, lekko pociągając za podstawę ogona, aby wyprostować ciało i kręgosłup. Popchnij gazę piersiową z brzucha myszy w kierunku górnej części klatki piersiowej, aby podeprzeć kręgosłup piersiowy. I użyj taśmy laboratoryjnej, aby zabezpieczyć ogon i kończyny w orientacji przypominającej gwiazdę.
Po zdezynfekowaniu odsłoniętej skóry sekwencyjnymi wacikami z 70% etanolu i jodu powidonu, za pomocą ostrza skalpela numer 10 wykonaj pionowe nacięcie równoległe do osi podłużnej zwierzęcia, od środka obu łopatek, do krzywizny kręgosłupa piersiowego. Cofnij skórę, aby odsłonić tkankę miękką i kontur kręgosłupa. I zidentyfikuj dolną granicę super łopatki tłuszczowej.
Następnie użyj skalpela, aby ostrożnie, ale mocno przeciąć wzdłuż obu stron kręgu od T5 do T8 i dziewięciu kości, aby odłączyć ścięgna mięśni pleców od kręgosłupa. Zmień położenie retraktorów tak, aby zęby retraktorów zostały włożone w miejsce nacięcia po obu stronach kręgosłupa. I rozwiń każdy zwijacz, aby dostosować ekspozycję, aż kręgosłup będzie wystarczająco uniesiony, nie obciążając zbytnio cofniętych warstw mięśni.
Pod mikroskopem chirurgicznym dokładnie oczyść resztki mięśni i inne tkanki miękkie pokrywające kręgosłup, aby odsłonić kość kręgową. Zaciskanie wyrostka kolczystego kręgów za pomocą ząbkowanych kleszczy i przesuwanie kleszczy lekko w górę iw dół, aby zidentyfikować kręgi, które zostaną usunięte. Następnie włóż jedną końcówkę pary zakrzywionych, nożyczek po obu stronach odsłoniętego otworu międzykręgowego, doogonowego do blaszki kręgowej, która ma zostać wycięta.
I przeciąć łączące stawy międzykręgowe obustronnie. Następnie podnieś blaszkę do góry i odetnij górne przyczepienie blaszki, aby wyizolować i usunąć kość. Podczas odcinania i usuwania blaszki kręgowej należy zawsze uważać, aby zawsze kierować nożyczki do góry, aby nie uszkodzić leżącego pod spodem rdzenia kręgowego.
Z żyłami grzbietowej linii środkowej służącymi jako punkt orientacyjny, włóż zgięty pod kątem 45 stopni trzon końcówki igły o grubości 30 stopni, ukośną stroną do góry, na głębokość jednego milimetra w grzbietową boczną powierzchnię rdzenia kręgowego. I około 0,5 milimetra w bok po obu stronach linii środkowej. Przesuń igłę o około dwa milimetry od kierunku ogonowego do rostralnego, tak aby cała długość skosu była włożona w sznurek.
Następnie odtwórz ścieżkę wejścia, aby usunąć igłę. Aby zamknąć ranę, zdejmij retraktor i użyj szwu wchłanialnego 6-0, aby połączyć mięśnie pleców po obu stronach urazu wzdłuż linii środkowej. I jedwabny szew 4-0, aby zamknąć leżącą na nim skórę.
Aby wyizolować neurosfery, wykonaj nacięcie w linii środkowej skóry na całej długości pleców, aby odsłonić kontur mięśni i kości kręgów. Podnieś przyśrodkową część każdej łopatki i użyj nożyczek, aby odciąć tkankę miękką między łopatką a kręgami. Kiedy leżący pod spodem kręgosłup został odsłonięty, włóż nożyczki do górnego otworu klatki piersiowej, podążając za krzywizną kręgosłupa, i odetnij przyczepione żebra, mięśnie i narządy wewnętrzne, aby odizolować kręgosłup.
Włóż nożyczki do otworu kręgowego ogona i przetnij stawy międzykręgowe po obu stronach blaszek, uważając, aby nie uszkodzić nienaruszonego rdzenia. Gdy odsłonięta jest odpowiednia długość rdzenia kręgowego, ostrożnie odetnij wszystkie nerwy rdzeniowe wystające bocznie z rdzenia, zanim przeniesiesz tkankę rdzenia kręgowego na szalkę Petriego ze zwykłym, sztucznym płynem mózgowo-rdzeniowym na lodzie. Pod mikroskopem preparacyjnym przeciąć tkankę rdzenia kręgowego tak, aby zawierała około dwóch milimetrów tkanki rostralnej i ogonowej do miejsca urazu, a następnie użyj dwóch par cienkich kleszczy, aby delikatnie rozdzielić pępowinę na dwie podłużne połówki, wzdłuż szczelin grzbietowych i brzusznych.
Użyj mikronożyczek, aby wyciąć uszkodzoną grzbietową boczną istotę białą. I umieść zranioną tkankę w stożkowej rurce o pojemności 15 mililitrów. Trzymając jedną połowę rdzenia kręgowego kleszczami, drażnij i usuwaj nieuszkodzoną istotę białą za pomocą dwóch par kleszczy wzdłuż rostralnego ogonowego zasięgu rdzenia kręgowego, aby wyizolować odpowiedni obszar okołokomorowy.
Po wyizolowaniu uszkodzonej istoty białej i związanych z nią obszarów okołokomorowych od drugiej połowy rdzenia kręgowego w ten sam sposób, umieść kawałki tkanki okołokomorowej w pojedynczych stożkowych rurkach o średnicy 15 mililitrów. I użyj mikronożyczek, aby delikatnie zmielić tkankę o ścianki rurek. Po zakończeniu procedury trawienia tkanek i uzyskaniu zawiesiny pojedynczej komórki, należy skonfigurować hodowlę neurosfery, dodając 10 mililitrów odpowiedniej pożywki do jednej 25-milimetrowej kolby do hodowli tkankowej na stan komórki.
I dodać izolowane nerwowe komórki macierzyste do gęstości klonalnej 10 komórek na mikrolitr w celu ich hodowli w inkubatorze do hodowli komórkowych. Po 24 godzinach delikatnie zamieszaj kolby i zdekantuj zawartość do pojedynczych 15-mililitrowych stożkowych probówek do odwirowania. Ponownie zawiesić granulki w jednym do dwóch mililitrów świeżej podstawowej pożywki neuronowej w celu policzenia.
I poszczepić komórki w gęstości klonalnej na jednej 24-dołkowej płytce do hodowli tkankowej na warunek, zawierającej 500 mikrolitrów odpowiedniej, odpowiedniej pożywki uzupełnionej mitogenem na dołek. Następnie hoduj neurosfery w inkubatorze hodowli komórkowych przez siedem dni. Pięć dni po minimalnym uszkodzeniu rdzenia kręgowego, bezwzględna liczba ostatecznych neurosfer pochodzących z nerwowych komórek macierzystych jest większa niż liczba prymitywnych neurosfer pochodzących z nerwowych komórek macierzystych.
Definitywne neurosfery wykazują większą średnicę i duży ciemny środek. Podczas gdy prymitywne neurosfery są mniejsze i ciaśniej upakowane. Minimalne uszkodzenie rdzenia kręgowego powoduje znaczny wzrost neurosfer wyrosłych z kanału centralnego na poziomie urazu, w porównaniu ze stosunkowo niewielkim wzrostem w kanale centralnym, rostralnym do poziomu urazu.
Ostateczne neurosfery mogą być również generowane z uszkodzonej istoty białej na poziomie urazu. Region, który nie zawiera komórek tworzących neurosferę u samych zwierząt z laminektomią. Podobny wzrost liczby pierwotnych nerwowych komórek macierzystych obserwuje się po urazie, z wyjątkiem prymitywnych neurosfer przy istocie białej na poziomie miejsca uszkodzenia.
Po opanowaniu techniki chirurgicznej można ją wykonać w mniej niż 40 minut. A wycięcie i izolację tkanek można wykonać w ciągu 30 minut, jeśli zostanie wykonane prawidłowo. Po zabiegu chirurgicznym, w zależności od szczepu zwierzęcego, można zastosować dodatkowe metodologie, takie jak immunohistochemia i szokowanie linii, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak kinetyka proliferacji i własny los nerwowych komórek prekursorowych po urazie.
Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wykorzystać test neurosfery do oceny aktywacji nerwowych komórek macierzystych po urazie rdzenia kręgowego.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejsze badanie przedstawia minimalny model urazu rdzenia kręgowego u dorosłych myszy, który zachowuje kanał centralny, w którym znajdują się endogenne komórki macierzyste układu nerwowego (NSCs). Wpływ urazu rdzenia kręgowego na zachowanie komórek prekursorowych układu nerwowego badano za pomocą testu neurosfer, co pozwoliło na ilościowe określenie aktywacji i migracji NSCs po urazie.
Niniejszy test neurosfer umożliwia badaczom z sektora biofarmaceutycznego ilościowe określenie aktywacji i migracji endogennych komórek macierzystych neuronów po minimalnym urazie rdzenia kręgowego, dostarczając systemu istotnego z punktu widzenia choroby do walidacji celów w neuroregeneracji. Dzięki zachowaniu niszy kanału centralnego model ten wspomaga mechanistyczne ograniczanie ryzyka w przypadku kandydatów terapeutycznych mających na celu modulowanie zachowania NSC. Test dostarcza ilościowych odczytów na poziomie klonalnym, co zwiększa wiarygodność prognostyczną w wczesnych przepływach pracy w odkrywaniu leków skoncentrowanych na naprawie OUN.
Test ten integruje się z procesem odkrywania leków, umożliwiając weryfikację hipotez dotyczących związków modulujących NSC, przy czym ilościowe wyniki analizy neurosfer stanowią podstawę do identyfikacji wiodących związków oraz decyzji dotyczących etapu przedklinicznego.