Artigo de método

Avaliação dos parâmetros de neuroplasticidade ultraestrutural depois no Utero transdução da medula espinhal e cérebro de rato em desenvolvimento

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DOI:

10.3791/59084

26 de fevereiro de 2019

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

A combinação de microscopia eletrônica de transmissão e transdução no útero é uma poderosa abordagem para o estudo de mudanças morfológicas na ultraestrutura fina do sistema nervoso durante o desenvolvimento. Este método combinado permite insights profundos sobre mudanças em detalhes estruturais subjacentes neuroplasticidade no que diz respeito a sua representação topográfica.

Resumo

O presente estudo combina transdução no útero com microscopia eletrônica de transmissão (TEM) com o objetivo de uma análise morfométrica precisos dos parâmetros ultra-estruturais em inequivocamente identificadas estruturas topográficas, afetados por uma proteína de interesse que é introduzido no organismo através de transferência viral. Esta abordagem combinada permite uma transição suave de macrostructural para identificação ultraestrutural pelos seguintes mapas topográficos de navegação em um atlas de tecido. Microscopia eletrônica de alta resolução do tecido em-utero-transfectadas revela a ultraestrutura bem o neurópilo e seus parâmetros de plasticidade, como áreas seccionadas bouton sinápticos, o número de vesículas sinápticas e mitocôndrias dentro de um Perfil de Bouton, o comprimento de contatos sinápticos, áreas axonal seccionadas, a espessura das bainhas de mielina, o número de lamelas de mielina e seccionadas áreas de perfis de mitocôndrias. A análise destes parâmetros revela essenciais insights sobre alterações de plasticidade ultra-estruturais nas áreas do sistema nervoso que são afetados pela transferência viral da construção de genética. Este método combinado não só pode ser usado para estudar o efeito directo de biomoléculas geneticamente modificadas e/ou drogas na plasticidade neuronal, mas também abre a possibilidade de estudar o resgate no útero de plasticidade neuronal (por exemplo, no contexto da doenças neurodegenerativas).

Introdução

O fóton não pode penetrar uma amostra de tecido ultrafinos no grau de profundidade de um elétron. Isto atribui vantagens inestimáveis para TEM na captura de imagens de resolução nanômetros de belas estruturas quando comparado às técnicas de microscopia de luz. Por exemplo, TEM permite a visualização de organelas intracelulares, tais como mitocôndrias, melanossomas e vários tipos de grânulos secretórios, microtúbulos, microfilamentos, cílios, microvilli e junções intercelulares (superfície de célula especializações), em particular as sinapses no sistema nervoso1,2,3,

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Protocolo

Todos os procedimentos em assuntos animais foram aprovados pelas comissões institucionais de ética animal dos Estados Federados de Hamburgo e Nordrhein-Westfalen, Alemanha.  Use instrumentos estéreis, luvas e casacos assépticos ao longo de todo o procedimento cirúrgico.

1. no Utero transdução

  1. Prepare o tipo de vírus adeno-associado 1 (AAV1) que codifica para o destino desejado (4 x 1011 viral partículas / µ l de AAV1) em tampão fosfato salino (PBS) pH 7,4. Adicionar 0,1 mg / µ l Fast Green e manter a mistura de AAV1-Fast-verde a 37 ° C.
  2. Preparar uma fina ponta capilar com a forma desejada (8 mm de comprimento,....

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Resultados

Para anestesia é confiável e rápida de ratos, inúmeros parâmetros de segurança foram considerados, e uma área de trabalho otimizada da unidade de anestesia provou para ser adequado (Figura 1A). A unidade é projetada para controlar a mistura de isoflurano líquido e ar ambiente com uma precisão exigida para a bem sucedida cirurgia em pequenos animais, como camundongos e ratos. Ar e isoflurano são misturados no vaporizador de acordo com as confi.......

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Discussão

Um passo crucial de transdução no útero é o procedimento de injeção. A injeção precisa em ventrículos cerebrais ou em outra área de interesse requer experiência e habilidade de hands-on. A mais fina a ponta de conta, o menor dano tecidual pode ocorrer; no entanto, isto é à custa do aumento da pressão de injeção. Em contraste com eletroporação no útero19,20,21,22, a taxa de sobrevivência dos emb.......

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Divulgações

Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

Os autores Agradecemos aos colegas do centro de animais na faculdade de medicina, Universidade de Ruhr Bochum, seus cuidados de suporte e animal.

....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
2,4,6-Tris(dimetil-aminometil)fenolServa36975
26 G x 1'' agulhaHenke-Sass, Wolf GmbH
410 Unidade de Anestesia para bomba de arInstrumentos Biomédicos (Univentor)8323102
Vírus adeno-associado sorotipo 1 (AAV1)UKE (Viral Core Facility)-Para referências e áreas-alvo de AAV1, consulte: https://www.addgene.org/viral-vectors/aav/aav-guide/ e também: Vetores de entrega de genes projetados: engenharia molecular e evolução de vetores virais adeno-associados para transferência aprimorada de genes. Kwon I, Schaffer DV. Pharm Res. 2008 março; 25(3):489-99. Os vetores virais AAV recombinantes pseudotipados com capsídeos virais dos sorotipos 1, 2 e 5 exibem eficiência diferencial e tropismo celular após a entrega em diferentes regiões do sistema nervoso central. Burger C, Gorbatyuk OS, Velardo MJ, Peden CS, Williams P, Zolotukhin S, Reier PJ, Mandel RJ, Muzyczka N. Mol. Ther. Agosto de 2004; 10(2):302-17. Os vetores de vírus adeno-associados recombinantes auto-complementares (scAAV) promovem a transdução eficiente independentemente da síntese de DNA. McCarty DM, Monahan PE, Samulski RJ. Gene Ther. Agosto de 2001; 8(16):1248-54.
AgaroseSigma-AldrichA9414baixa gelificação agarose
Bomba de arInstrumentos biomédicos (Univentor)Eheim 100
AralditeCIBA-GEIGY23857.9resina para incorporação de
conjuntos de sintonia de aspiradorSigma-AldrichA5177-5EA
Máscara de respiração Mouse Instrumentos biomédicos de alumínio anodizado(Univentor)-
buprenorfinaTemgesicampolasanalgésicos
capilaresCiência-ProdutosGB100TF-10com filtro
Anidrido dodecenilsuccínicoPinça Fluka44160
Dumont (#3, 12 cm, reta, 0,2 x 0,12 mm)FST11203-23
barbeador elétricoPhillips-
Suturas de Ethicon (Ethilon, 6-0 e 3-0)poliamidade Ethicon-Fast
Bepanthene-Fast
GreenSigma-AldrichF7252para visualização de líquidos injetados Interruptor de
Roteamento de Gás Conectores 4/2Instrumentos Biomédicos (Univentor)8433020
pinça hemostática de Mosquito halsted (12,5 cm, reta)FST13011-12
Heparina-NatriumRatiopharm25 000 I.E./5 mL
Caixa de indução para camundongos
com tampa que se move horizontalmente.
Dimensões internas: CxLxA: 155 mm x 115 mm x 130 mm.
Espessura da parede: 6 mm
Instrumentos Biomédicos (Univentor)-pinça de
íris (10 cm, curva, serrilhada)FST14007-14
tesoura de íris (11 cm, reta, carboneto de tungstênio)FST14501-14
Isofluran OP Tisch, aquecido eletricamente, sm
Dimensões externas: 257 mm x110 mm x 18 mm.
Área de aquecimento: 190 mm x 90 mm
A remoção do isoflurano escapando
a máscara respiratória é feita para baixo em conformidade com os regulamentos
Biomedical
Instruments (Univentor)-
isoflurano (Attane)JD medicalanestesia inalatória
LED Luzes RGBCameoCLQS15RGBWLEDs 2 x 15 W
Microscópio óptico Basic DM ELeica-4x(N.A. 0,1 ∞/-), 10x (N.A. 0,22 ∞/0,17), 40x (N.A. 0,65 ∞/0,17), 100x (N.A. 1,25 ∞/0,17) objetivas
extrator de micropipetasScience-ProductsP-97
Pinça hemostática para mosquitos (12,5 cm, curvo)FST13010-12
Grelhas de níquel, 200 meshTed Pella1GC200
Ósmio (VIII)-óxidoDegussa73219
Óxido de propilenoFluka82320
lâminas de barbearSchick87-10489
Pentobarbital de sódio (Narcoren)Merial GmbH-
TC01mR 1-Channal controlador de temperatura com feedbackBiomedical Instruments (Univentor)-
Technovit 4004 cola de dois componentesKulzer
TelemacrodeviceCanon-CanonSpiegelreflex Kamera EOS2000D, EF-S 18-55 mm f/3.5-5.6 IS STM Objective, Extensão abaixo de 150 mm, Tubo de extensão manual Anel de 7 mm, Anel de 14 mm, Anel de 28 mm, Anel reverso macro (58 mm), Suporte de cópia Canon.
Termoextrator P-97SutterInstruments-dispositivo
de lâmina de barbear vibratória finaKrup-comlâminas finas Szabo
azul toluidinaSigma-Aldrich89640
Microscópio eletrônico de transmissão C20Phillips-até200 kV
Tygon 6/4 Material de tubulação para conexão de todas as peças
Diâmetro externo: 6 mm
Diâmetro interno: 4 mm
Espessura Wa
ll: 1 mm
Instrumentos Biomédicos (Univentor)-
Ultracut EReichert-Jung-ultramicrótomo
Univentor ScavengerInstrumentos Biomédicos (Univentor)8338001
Tesoura Vannas (8 cm, reta)FST15009-08
de tecidos Lubrificante ocular de

Referências

  1. Blackstad, T. W., Kjaerheim, A. Special axo-dendritic synapses in the hippocampal cortex: electron and light microscopic studies on the layer of mossy fibers. Journal of Comparative. Neurology. 117, 133159(1961).
  2. Hamlyn, L. H.

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