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Neuroscience

Radice dorsale Ganglion iniezione e dorsale radice Lesioni Crush come un modello per sensoriale Axon Regeneration

Published: May 3, 2017 doi: 10.3791/55535

Introduction

Il raggiungimento di rigenerazione degli assoni dopo una lesione del sistema nervoso è un compito impegnativo 1. Per studiare il fallimento della rigenerazione assonale nel sistema nervoso centrale (SNC), i ricercatori hanno usato una pletora di modelli di lesioni nervose. Come regioni del SNC differiscono, è importante utilizzare un modello anatomicamente appropriato per studiare la rigenerazione assonale. Utilizzando il modello appropriato, i ricercatori possono formulare una terapia specifica in base alla gravità del danno, il tipo di cellule neuronali di interesse, e il tratto della colonna vertebrale desiderato per valutare la rigenerazione, al contrario di una strategia di trattamento "uno-per-tutti".

Lesioni del midollo spinale, per esempio, i sintomi più debilitanti derivano dalla perdita di sensibilità e locomozione. Perdita di sensibilità è causata da un danno ai percorsi sensoriali ascendente, mentre la perdita di locomozione è causata da un danno alle vie motorie discendenti. A causa di differenze cellulari e anatomiche tra questi two percorsi, molti studi di rigenerazione degli assoni mirati concentrano solo su uno o l'altro percorso, con la motivazione che il successo di recupero di entrambi sarebbe di enorme beneficio per i pazienti. In questo articolo, presentiamo un protocollo che utilizza un'iniezione diretta gangli della radice dorsale (DRG) con un vettore virale e un concomitante radice dorsale lesione da schiacciamento nella inferiore cervicale midollo spinale di ratto adulto come modello per studiare la rigenerazione assonale sensoriale.

DRG neuroni sensoriali sono responsabili per la trasmissione di informazioni sensoriali, come la sensazione tattile e il dolore, dalla periferia al SNC. Le lunghe proiezioni assonale dei neuroni sensoriali del midollo spinale servire come un buon modello per studiare la rigenerazione degli assoni a lunga distanza. Inoltre, come roditori possono sopravvivere ad una lesione percorso sensoriale, come una lesione da schiacciamento radice dorsale con complicazioni assistenziali minimi, i ricercatori possono studiare la rigenerazione degli assoni del sistema nervoso centrale, senza la necessità di lesioni completamente il midollo spinale. Una quadrupla C5 - C8 (cervicale level 5 - 8) della radice dorsale lesione da schiacciamento ha dimostrato di essere un modello utile per forepaw deafferentazione 2. Inoltre, una dorsale lesioni radice schiacciamento fornisce un modello "pulito" per studiare la rigenerazione assonale di una lesione del midollo spinale diretta perché è complicata da altri fattori, quali la formazione della cicatrice gliale.

L'uso della terapia genica virale per riprogrammare i neuroni in uno stato rigenerativo è stata sempre considerata come una strategia di trattamento promettente per molte condizioni neurologiche 3. Gli studi hanno dimostrato l'applicazione di un vettore virus adeno-associato (AAV) portante il transgene di una proteina che favorisce la crescita può raggiungere rigenerazione assonale robusta con recupero comportamentale 4, 5, 6. La bassa patogenicità apparente di AAV nel provocare una risposta immunitaria e la capacità di trasdurre cellule che non si dividono, come i neuroni, rendonocosì il vettore ottimale per la terapia genica. Inoltre, il modulo AAV ricombinante è utilizzato per la terapia. In questa forma, è incapace di integrare suo genoma virale nel genoma dell'ospite 7, riducendo il rischio di mutagenesi inserzionale rispetto ad altri vettori virali, come lentivirus. Questo rende AAV una scelta sicura per applicazioni di terapia genica.

Come DRG contiene i corpi cellulari dei neuroni sensoriali, è il bersaglio anatomico più appropriata per la somministrazione del virus per la terapia genica di studiare e / o promuovere la rigenerazione assonale sensoriale. In uno studio comparativo differenti sierotipi di AAV e lentivirus, AAV sierotipo 5 (AAV5) ha dimostrato di essere il più efficiente in trasduzione neuroni DRG su un percorso tempo di almeno 12 settimane quando iniettato direttamente nel DRG 8. Inoltre, AAV può raggiungere più del 40% efficienza di trasduzione, trasduzione tutti i sottotipi neuronali DRG, come il grande diametro neurofilamenti 200 kDa(NF200) neuroni -positive e il piccolo diametro CGRP (CGRP) - o b4 isolectin (IB4) neuroni -positive 4, 8.

Poiché la procedura chirurgica di iniezione DRG e lesione da schiacciamento delle radici dorsali è estremamente invasivo e delicato, noi crediamo che questo articolo vi aiuterà i nuovi utenti ad imparare la procedura in modo molto efficiente. In questo articolo, mostriamo risultati rappresentativi di ratti adulti quattro settimane dopo l'iniezione di un virus controllo AAV5-GFP (proteina fluorescente verde) in C6 - C7 DRG con un concomitante C5 - C8 spinali lesione da schiacciamento. Questo modello è particolarmente adatto per i ricercatori che stanno indagando l'uso della terapia genica virale per promuovere la rigenerazione degli assoni sensoriali.

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Protocol

Tutte le seguenti procedure di animali sono state condotte in accordo con il Regno Unito Animali (procedure scientifiche) Act 1986. Se familiarità con queste procedure, si prega di verificare con le normative locali / nazionali e consultare un veterinario prima di iniziare il protocollo.

1. La scelta di uno Strain Adatto degli animali

NOTA: Una radice dorsale risultati lesione da schiacciamento nella perdita di sensibilità e zampa deafferentazione. effetti avversi più comuni di zampa anteriore deafferentazione possono includere over-governare, automutilazione, e zampa autotomia.

  1. Ottenere gli animali per la procedura.
    NOTA: per ratti, i ceppi più attivi, come Lister-incappucciato e Wistar, hanno una maggiore incidenza di zampa autotomia dopo deafferentazione rispetto ai ceppi più docile, come Lewis e Sprague-Dawley. Se possibile, il ceppo più docile, Lewis, dovrebbe sempre essere presa in considerazione prima. Dovrebbe essere necessario per l'esperimento un ceppo particolarmente attivo dovuta al m geneticaODIFICA o requisiti specifici di valutazione del comportamento, cure veterinarie devono essere in atto per affrontare gli effetti negativi previsti.

2. Preparazione del virus per iniezione

ATTENZIONE: Maneggiare tutti i virus in conformità alle normative di sicurezza biologica e di laboratorio.

  1. Diluire o concentrare il virus ad un titolo di 2 x 10 copia 12 genoma (GC) / mL seguendo protocolli di confezionamento individuale dei virus 9.
    NOTA: Qui, il virus è stato diluito in soluzione salina tamponata con fosfato di Dulbecco (D-PBS) con il 5% di saccarosio. Il titolo può essere ottimizzato a seconda del tipo di virus, promoter, costruire dimensioni, e mirata tipo di cellula.
  2. Opzionale: Aggiungere 1% colorante (ad esempio, Fast Verde) per la soluzione di virus per una facile visualizzazione della iniezione in seguito. Mescolare la soluzione molto delicatamente.
  3. Conservare la soluzione in ghiaccio per uso immediato (entro 4 ore) o in un congelatore C -80 ° per lungoconservazione a lungo termine.

3. Esecuzione della preoperatoria Preparazione del Animal

NOTA: A causa della estrema invasività della chirurgia, le tecniche di asepsi in ogni momento.

  1. Preparare e sterilizzare tutti gli strumenti chirurgici e il telaio stereotassico vertebrale prima di iniziare l'intervento chirurgico. Ad esempio, sterilizzare gli strumenti in autoclave a 134 ° C. Utilizzare una nuova serie di strumenti sterilizzati per ogni animale.
  2. Anestetizzare l'animale. Confermare il corretto anestesia pizzicando la zampa per verificare il riflesso di ritiro o toccando la cornea per il riflesso palpebrale.
    1. Per ratti adulti utilizzando anestesia per inalazione come isoflurano, utilizzare 4% isoflurano in 2,0 L / min di ossigeno per l'induzione. Per la manutenzione durante l'intervento chirurgico, utilizzare 2 - 3% isoflurano in 1,5 L / min di ossigeno, variando la concentrazione di isoflurano secondo il modello di respirazione dell'animale per evitare dosaggio sotto-sovra o.
  3. SopraCE L'animale viene anestetizzato inizialmente, registrare il peso preoperatorio dell'animale.
  4. Per l'iniezione DRG cervicale, radere il pelo sul collo di tra le orecchie per appena distale al scapole. Disinfettare la zona rasata con un prodotto antisettico.
  5. Iniettare 2 ml di soluzione salina per via sottocutanea sul fianco dell'animale, insieme con una dose adeguata di analgesico (es, 5 mg / kg carprofen) e antibiotici (ad esempio, 5 mg / kg enrofloxacina).
  6. Applicare una pomata occhio ad entrambi gli occhi per evitare l'essiccazione della cornea durante la procedura.
  7. Procedere alla chirurgia su un telaio stereotassico vertebrale con un cuscinetto riscaldante a 37 ° C posto sotto l'animale.

4. Iniezione DRG ed esecuzione di un Crush Injury radice dorsale

NOTA: Si tratta di un intervento chirurgico estremamente delicato. Si consiglia di pratica su alcuni animali morti prima di familiarizzare con l'anatomia prima di avanzare a vivere la chirurgia degli animali.

  1. LOcate prominenti processi spinosi C2 e T2 sulla pelle. Fare un'incisione cutanea tra le C2 e T2 processi spinosi con una lama di bisturi n.10 (una volta che la pelle è aperto, una linea mediana bianco, fibroso-tessuto deve essere visibile sul primo strato del muscolo, il primo strato di muscolo ha un " gelatinoso" texture).
  2. Eseguire un'incisione di dimensioni simili sul primo strato del muscolo lungo la linea mediana bianco utilizzando un bisturi. Non andare al di là del processo spinoso T2 di primo piano, in quanto v'è un ramo arterioso importante dal aorta discendente trova lì vicino.
    NOTA: sanguinamento pesante può verificarsi ovunque da questo punto in poi. interrompere sempre l'emorragia e rimuovere il sangue utilizzando cotton fioc sterili o spugne riassorbibili chirurgici per permettere la visualizzazione chiara in ogni momento. Procedendo con la procedura "alla cieca" può causare danni indesiderati al midollo spinale, DRG, o delle radici dorsali, portando ad effetti avversi inattesi nell'animale in seguito.
  3. ritrarre laprimo strato di muscolo usando due divaricatori poste una rostralmente e uno caudalmente; il secondo strato di muscolo, con un aspetto striato, dovrebbe essere visibile.
  4. Individuare la linea mediana del secondo strato di muscolo (dove si possono osservare due muscoli longitudinali collegati da un sottile tessuto, membranosa). Sezionare il tessuto membranoso utilizzando una coppia di microscissors per separare i due muscoli longitudinali. Evitare l'uso di una lama di bisturi, se possibile, in quanto ciò potrebbe causare danni muscolari inutili e sanguinamento.
  5. Regolare i divaricatori di conseguenza per esporre il terzo strato di muscolo sottile che copre la colonna vertebrale. I processi spinosi può essere sentito toccando leggermente con un paio di pinze sul terzo strato di muscolo.
  6. Fare una piccola incisione sul terzo strato di muscolo utilizzando microscissors e delicatamente raschiare il muscolo dall'osso utilizzando una curette o di bisturi in maniera sideway per esporre chiaramente le vertebre. Se necessario, tagliare alcuni dei muscoli o tendini via per fare la laminectomy più facile.
  7. Per esporre la C5 sinistra - DRG C8, eseguire un fianco emi-laminectomia sul C4 - vertebre T1 rimuovendo accuratamente parte della lamina e peduncolo utilizzando una coppia di Rongeurs sottili. DRG si trova vicino forame trasversali delle vertebre.
    NOTA: C3 - C7 vertebre non hanno un processo spinoso di primo piano. C5 DRG si trova tra C4 e C5 vertebre, C6 DRG è tra C5 e C6 vertebre, e così via, mentre il C8 DRG è tra C7 e T1 vertebre. Non v'è alcun vertebra C8, nonostante la presenza di un DRG C8 e un segmento del midollo spinale C8.
  8. Una volta abbastanza del DRG è stato esposto per l'iniezione, di preparare la siringa mettendo la siringa microlitro virus-riempita dotata di una, l'ago 33-gauge smussato su misura sul supporto della siringa stereotassica. Prima dell'iniezione, utilizzare un ago smussato 30 gauge per effettuare una piccola apertura superficiale su ciascuno dei DRG mirata per assistere con l'inserimento dell'ago iniezione.
  9. Inserire il 33-gauge ago nel centro della DRG ruotando delicatamente la manopole per regolare le coordinate stereotassica. Non over-inserire l'ago, in quanto ciò potrebbe causare fluido fuoriuscire dalla parte ventrale del DRG. Caso di perdite, regolare la posizione dell'ago immediatamente.
    NOTA: Le coordinate stereotassica numerici non sono utilizzati; Tuttavia, è utile utilizzare il telaio per mantenere l'ago per l'iniezione.
  10. Iniettare 1 ml di virus in ciascun DRG a 0,2 ml / min utilizzando una pompa per infusione a siringa. Attendere per altri tre minuti prima di estrarre l'ago. Durante l'iniezione, il DRG cambierà lentamente colore se la soluzione virus contiene un colorante.
  11. Per eseguire un concomitante C5 - C8 lesioni spinali schiacciare, schiacciare ogni radice tre volte per 10 s ciascuno utilizzando una coppia di pinze a punta fine (Bonn Micro), opposte estremità delle pinze totalmente; una linea bianca nel tessuto dovrebbe comparire nel sito cotta. Non andare più a fondo richiesto con la forceps, poiché ciò può causare danni alla radice ventrale.
  12. Dopo l'iniezione e / o schiacciare, assicurarsi che non v'è alcun sanguinamento o piccoli pezzi di frammenti ossei lasciati al sito di incisione prima di chiudere l'animale. Se preferito, inserire un piccolo pezzo di spugna chirurgica assorbibile in cima al midollo spinale esposto e DRG.
  13. Lasciare che il terzo strato di muscolo per ritrarre di nuovo, naturalmente, sulla colonna vertebrale, senza sutura. Liberamente sutura i due muscoli longitudinali sul secondo strato (≈ 3 interrotti suture) con assorbibile materiale 6-0 sutura. Suturare il primo strato di muscolo (≈ 5 interrotto suture) con assorbibile materiale 6-0 sutura.
  14. Suturare la pelle con assorbibile 5-0 materiale di sutura (≈ 10 interrotto suture).
    NOTA: Assicurarsi che i punti di sutura non siano troppo strette. Rigonfiamento della pelle è un segno di un eccesso di serraggio e può causare disagio per l'animale.
  15. Se l'emorragia pesante verificato durante l'intervento chirurgico, sottocutanea iniettare 1 - 2mL di soluzione fisiologica per ricostituire la perdita di liquido dall'animale come consentito dalla normativa locale.
  16. Fornire gel idratante commestibile e permettere all'animale di riprendersi completamente dall'anestesia, eseguendo un controllo regolare per almeno 1 ora prima di ritornare l'animale ritorna alla zona di attesa.
  17. Mantenere l'animale per almeno 3 settimane per l'espressione del transgene ottimale per valutare la rigenerazione degli assoni sensoriali.

5. Esecuzione di assistenza post-operatoria del Animal

  1. Fornire poltiglia cibo e biancheria da letto di cotone morbido per l'animale durante la prima settimana post-operatorio. Se necessario, somministrare dosi addizionali di analgesici e antibiotici per aiutare con il recupero in conformità con le norme locali / nazionali e consigli veterinaria.
  2. Rimuovere i punti di sutura sulla pelle dopo 7 - 10 giorni.
    NOTA: effetti avversi più comuni della chirurgia includono la formazione di sieroma o un ematoma al sito di incisione, graffio segni sulla pelle a causa del prurito causato dale suture assorbibili interni, deficit sensoriali o locomozione sottili, e segni di automutilazione sulla zampa deafferented dopo la lesione da schiacciamento delle radici dorsali. Per eventuali problemi di benessere che sono sostanzialmente più grave del previsto, consultare veterinaria immediato.

6. Esecuzione di un'iniezione anterograda CTB per assonale Tracing

NOTA: Si raccomanda di eseguire tossina colerica B subunità (CTB) assonale tracciando una settimana prima della raccolta del tessuto.

  1. Preparare 1% soluzione CTB come da istruzioni del produttore.
  2. Opzionale: Aggiungere colorante 1% alla soluzione per una facile visualizzazione della iniezione in seguito. Mescolare la soluzione molto delicatamente.
  3. Anestetizzare l'animale (vedere fase 3.2.1) e stabilizzare la zampa anteriore sinistra di nastratura l'arto al tavolo.
  4. Manualmente e iniettare lentamente 1 ml di 1% CTB per via sottocutanea al centro della zampa glabro e quattro cifre utilizzando una connessione Wi microlitro siringa graduataTh A, 33-gauge ago corto su misura.
    NOTA: Prima dell'iniezione, aiuta a usare prima un ago smussato da 30 gauge per fare una piccola apertura superficiale sulla pelle, che assiste con l'inserimento dell'ago iniezione.
  5. Permettere all'animale di riprendersi completamente da anestesia prima di tornare l'animale alla zona di attesa.

7. Raccolta Tissue

  1. Per raccogliere il DRG virus iniettato e del midollo spinale per immunoistochimica, somministrare una dose eccessiva di anestetico e transcardially profumato l'animale con PBS seguita da freddo 4% paraformaldeide. eseguire con cura un laminectomia completa sulla colonna vertebrale per raccogliere il tessuto fissato al microscopio. Alla predisposizione dei tessuti, sezionamento e lavorazione come richiesto per l'analisi 4, 5, 6.
    NOTA: Il sito dell'incisione recuperato dovrebbe essere evidente, come rilevato dalla presenza di stessuto dell'automobile.
  2. In alternativa, per raccogliere il DRG virus iniettato per la coltura in vitro, sacrificare l'animale in modo umano con un metodo approvato, come ad esempio un aumento di concentrazione di anidride carbonica. sezionare accuratamente DRG al microscopio, assicurando condizioni asettiche quando possibile. Procedere con la coltura di tessuti come desiderato 4, 5, 6, 10.

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Representative Results

Come una rappresentazione, una sezione trasversale del midollo spinale con DRG allegata viene presentato per mostrare l'efficacia di questo protocollo di trasduzione neuroni DRG e rintracciare assoni sensoriali del midollo spinale quattro settimane dopo l'iniezione di un virus di controllo, AAV5-GFP, direttamente nel C7 DRG senza pregiudizio radice dorsale schiacciamento (Figura 1A). Assoni sia nella colonna dorsale e il corno dorsale del midollo spinale esprimono GFP (Figura 1B), così come i corpi cellulari e assoni all'interno della DRG iniettato (Figura 1C). Ulteriori analisi anatomica del nucleo cuneate, il terminale assone sensoriale nel tronco cerebrale, rivela anterograda positivo CTB tracciamento (Figura 1D).

Quando l'iniezione DRG viene eseguita in concomitanza con un completo C5-C8 lesioni spinali schiacciamento, non assoni GFP-positive nel midollo spinale o terminale CTB-positivos nel nucleo cuneate si osservano (Figura 2A). Tuttavia, è opportuno sottolineare che gli assoni sensoriali axotomized possono ancora rigenerare fino alla zona di entrata della radice dorsale in una radice dorsale completamente schiacciata, che è un ambiente PNS, ma non oltre nel midollo spinale 4, 5 (Figura 2A). Nel caso in cui il virus iniettato contiene il transgene di un potenziale proteina crescita di promozione, la presenza di assoni etichettati nel midollo spinale può rappresentare sia la rigenerazione o lesioni spinali schiacciamento incompleto (Figura 2B). Per discriminare tra questi due risultati, CTB tracing assonale nel nucleo cuneate deve essere analizzato. La presenza di terminali CTB-positivi nel nucleo cuneate evidenzia la probabilità di una lesione incompleta (Figura 2C), mentre l'assenza di terminali CTB-positivi suggerisce rigenerazione parziale nel midollo spinale, come assoni rigeneratisono probabilmente in grado di crescere l'intera distanza per raggiungere il nucleo cuneate (Figura 2D). Ad oggi, la rigenerazione assonale sensoriale successo al nucleo cuneate è principalmente stata riportata in casi con alta lesioni cervicali 11, 12 o con l'applicazione di neurotrofine 13, 14. Tutti gli animali che mostrano segni di lesione incompleta dovrebbero essere esclusi dagli studi di rigenerazione degli assoni.

Figura 1
Figura 1: DRG iniezione Senza una cotta lesioni radice dorsale. (AC) sezione del midollo spinale che mostra assoni GFP-positive nel midollo spinale (A), tra la colonna dorsale e corno dorsale (B) e corpi cellulari nel DRG (C) quattro settimane dopo l'iniezione di AAV5-GFP. <strong> (D) morsetti CTB-positivi assoni sensoriali nel nucleo cuneate una settimana dopo l'iniezione CTB. La barra della scala è di 650 um (AC) e 250 um (D). Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

figura 2
Figura 2: Valutazione radice dorsale Crush Lesioni e Axon rigenerazione. (A) Un completo della radice dorsale risultati lesione da schiacciamento in nessun assoni etichettati nel midollo spinale o terminali degli assoni CTB-positivi nel nucleo cuneate. assoni sensoriali Axotomized possono rigenerare fino alla zona di ingresso della radice dorsale, ma non oltre nel midollo spinale. (BD) La presenza di assoni etichettati nel midollo spinale rappresenta o lesione incompleta o regeneratisu (B). Con ulteriori analisi, la presenza di terminali CTB-positivi nel nucleo cuneate suggerisce lesione incompleta (C), mentre la loro assenza suggerisce lesione completa e rigenerazione potenzialmente parziale nel midollo spinale (D). La barra della scala è di 250 um. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

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Discussion

In questo articolo, presentiamo una guida passo-passo per eseguire un'iniezione DRG e lesione da schiacciamento radice dorsale in basso cervicale midollo spinale di ratto adulto. Poiché si tratta di un intervento chirurgico estremamente invasiva e delicata, si consiglia vivamente che tutti i potenziali utenti di ottenere la formazione e la pratica sufficiente prima di avanzare a vivere la chirurgia degli animali. Gli utenti dovrebbero avere familiarità non solo con l'anatomia del midollo spinale, ma anche con i tessuti circostanti muscolari, struttura ossea vertebrale, e vascolare. Idealmente, un utente competente dovrebbe essere in grado di eseguire la procedura con il minimo danno ai tessuti circostanti, eseguire una laminectomia pulito rimuovendo parte delle vertebre senza indurre alcun danno al midollo spinale. Come evidente dalle lesioni del midollo spinale, una piccola lesione del midollo spinale può avere un effetto dannoso diffuso a tutto il sistema nervoso. Inoltre, gli animali che hanno subito un intervento chirurgico "pulito" sono meno probabilità di soffrire di post-inaspettatole complicanze operatorie e le questioni sociali e sono quindi meno probabilità di avere essere sacrificata prima del punto di tempo sperimentale desiderato.

Per amministrare virus nel sistema nervoso, ci sono alcune possibili vie di somministrazione endovenosa: 15, 16 intraperitoneale, intratecale 17, o iniezione diretta nella porta 4, 8. Sebbene iniezioni endovenose e intraperitoneali sono relativamente non invasiva, l'attraversamento della barriera sangue-cervello può essere un problema 18, e queste rotte provocare trasduzione non specifici, che non sarebbe utile in uno studio specializzato rigenerazione assonale. Analogamente, per iniezione intratecale nello spazio subaracnoideo, un percorso amministrativo più invasivo, molti tipi di cellule neuronali e non neuronali del SNC possono essere trasdotte, potenzialmente generando non specifiche o off-targeeffetti t. Così, l'iniezione diretta di virus nel DRG è un'opzione favorevole e suscettibile di provocare una molto più alta efficienza di trasduzione rispetto ad altri metodi. Il principale svantaggio di questa opzione, tuttavia, è l'invasività della procedura chirurgica, che richiede una formazione specializzata.

Una volta che gli utenti hanno imparato le competenze chirurgiche necessarie, questo protocollo offre una grande quantità di flessibilità. In uno studio rigenerazione assonale, gli animali possono essere studiati in combinazione con altre tecniche, come in vivo elettrofisiologia e test comportamentali sensitivo-motori, mentre i tessuti raccolti possono essere utilizzati per l'analisi anatomica o coltura tissutale 4. Una combinazione di queste tecniche, con svariati punti temporali sperimentali, per esempio, può essere usato per studiare l'avanzamento di degenerazione o la rigenerazione di diversi sottotipi di fibre, come NF200, CGRP, e IB4 dopo lesione da schiacciamento 4. A seconda del requireme sperimentalenti, l'una o l'altra delle procedure presentate possono essere eseguite da soli. Ad esempio, l'iniezione DRG solo può essere utilizzato per esperimenti tracing assonale, mentre lesioni spinali schiacciamento solo può essere usato in studi in cui è richiesta forepaw deafferentazione. Inoltre, gli utenti possono anche variare il tipo di virus e prodotto transgene per iniezione, il DRG esatta da iniettare, e l'esatta radice dorsale di lesioni. Se del caso, il trapianto di cellule o la somministrazione farmacologica nel DRG possono essere eseguite anche utilizzando questo protocollo. Sulla base delle competenze chirurgiche acquisite, un utente esperto può procedere ad altre tecniche, quali l'iniezione DRG nella regione lombare (ad esempio, in L3 - L5 per valutare la funzionalità degli arti posteriori) 19 o la colonna dorsale lesione da schiacciamento, di studiare ulteriormente la funzione del midollo spinale 5.

In conclusione, riteniamo che l'iniezione DRG e dorsale lesioni radice cotta di essere un modello utile per studiare sensoriale reg assoneeneration. Nonostante l'esigenza di formazione specializzata per eseguire la procedura chirurgica invasiva, il protocollo è flessibile, e potenziali utenti possono modificare molte parti per soddisfare le loro esigenze sperimentali. Queste procedure possono servire come base per chi è alla ricerca di un modello animale adatto a studi di rigenerazione degli assoni sensoriali.

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Acknowledgments

Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni dal Christopher and Dana Reeve Foundation, il Medical Research Council, il Consiglio europeo della ricerca ECMneuro, e il Cambridge NHMRC Biomedical Research Center. Vorremmo esprimere la nostra più profonda gratitudine a Heleen Merel van 't Spijker e Justyna Barratt per la loro assistenza tecnica durante le riprese. Vorremmo ringraziare il Dott Elizabeth Moloney e il professor Joost Verhaagen (Netherlands Institute for Neuroscience) per l'assistenza nella produzione di AAV.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Fast Green FCF dye Sigma-Aldrich F7258 For visualizing colorless solution. Recommended concentration: 1%
Cholera Toxin B subunit List Biological Laboratories 104 For anterograde axonal tracing. Recommended concentration: 1%
IsoFlo Zoetis 115095 Inhalation anesthetic (active ingredient: isoflurane)
Baytril 2.5% injectable Bayer 05032756093017 Antibiotic (active ingredient: enrofloxacin). Manufacturer's recommended dosage: 10 mg/kg
Carprieve 5.0% w/v Norbrook 02000/4229 Analgesic (active ingredient: carprofen). Manufacturer's recommended dosage: 4 mg/kg
Lacri-Lube Allergan PL 00426/0041 Eye ointment
Olsen-Hegar Needle Holder Fine Science Tools FST 12502-12
Friedman Pearson Rongeur Curved 0.7 mm Cup Fine Science Tools FST 16121-14
Bonn Micro Forceps Fine Science Tools FST 11083-07 For performing dorsal root crush injury
Tissue Separating Scissors Fine Science Tools FST 14072-10
Fine Scissors Fine Science Tools FST 14058-11
Micro-Adson Forceps Fine Science Tools FST 11018-12
Goldstein Retractor Fine Science Tools FST 17003-03
Vannas Spring Scissors (straight) Fine Science Tools FST 15018-10
SURGIFOAM Absorbable Gelatin Sponge Ethicon 1972 For bleeding control
Microliter Syringe RN701 (10 μL) Hamilton 80330
Custom-made Removable Needle (for DRG injection) Hamilton 7803-05 33 gauge, 38 mm, point style 3
Custom-made Removable Needle (for CTB injection) Hamilton 7803-05 33 gauge, 10 mm, point style 3
UltraMicroPump with SYS-Micro4 Controller World Precision Instruments UMP3-1

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Neuroscienze Numero 123 radice dorsale Ganglio iniezione radice dorsale Crush lesioni Axon Rigenerazione virus adeno-associati midollo spinale sensoriale Sistema Nervoso
Radice dorsale Ganglion iniezione e dorsale radice Lesioni Crush come un modello per sensoriale Axon Regeneration
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Cheah, M., Fawcett, J. W., Andrews,More

Cheah, M., Fawcett, J. W., Andrews, M. R. Dorsal Root Ganglion Injection and Dorsal Root Crush Injury as a Model for Sensory Axon Regeneration. J. Vis. Exp. (123), e55535, doi:10.3791/55535 (2017).

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