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Neuroscience

Racine Dorsale Ganglion Injection et Racine Dorsale Crush blessures comme modèle pour la régénération sensorielle Axon

Published: May 3, 2017 doi: 10.3791/55535

Introduction

La réalisation de la régénération axonale après une lésion du système nerveux est une tâche difficile 1. Pour étudier l'échec de la régénération axonale dans le système nerveux central (SNC), les chercheurs ont utilisé une pléthore de modèles de lésions nerveuses. Comme les régions du système nerveux central diffèrent, il est important d'utiliser un modèle anatomique approprié pour étudier la régénération des axones. En utilisant le modèle approprié, les chercheurs peuvent formuler un traitement spécifique en fonction de la gravité des blessures, le type d'intérêt des cellules neuronales, et les voies de la colonne vertébrale souhaitée pour l'évaluation de la régénération, par opposition à un « un pour tous » stratégie de traitement.

Dans lésion de la moelle épinière, par exemple, les symptômes les plus débilitants proviennent de la perte de la sensation et de la locomotion. La perte de sensation est causée par des dommages aux voies sensorielles ascendant, alors que la perte de locomotion est causée par des dommages aux voies motrices descendantes. En raison des différences cellulaires et anatomiques entre ces two les voies, de nombreuses études de régénération des axones ciblées se concentrent uniquement sur l'un ou l'autre voie, la raison d'être que la reprise réussie des deux serait un avantage énorme pour les patients. Dans cet article, nous présentons un protocole qui utilise une injection ganglions de la racine dorsale directe (DRG) avec un vecteur viral et une lésion par écrasement simultané de la racine dorsale dans la moelle épinière cervicale inférieure d'un rat adulte en tant que modèle pour étudier la régénération des axones sensoriels.

DRG neurones sensoriels sont responsables de la transmission de l'information sensorielle, comme sensation tactile et la douleur, de la périphérie vers le système nerveux central. Les longues projections axonales de neurones sensoriels de la moelle épinière constituent un bon modèle pour étudier la régénération axonale à longue distance. En outre, comme les rongeurs peuvent survivre à une lésion de la voie sensorielle comme une blessure à l'écrasement de la racine dorsale avec des complications de protection minimales, les chercheurs peuvent étudier du système nerveux central la régénération des axones sans la nécessité de lésion complètement la moelle épinière. Un quadruple C5 - C8 (l cervicalEvel 5 - 8) racine lésion par écrasement dorsale a été démontré être un modèle utile pour forepaw déafférentation 2. En outre, une blessure à l'écrasement de la racine dorsale fournit un « plus propre » modèle pour étudier la régénération axonale qu'une lésion de la moelle épinière directe car il est simple par d'autres facteurs tels que la formation de cicatrice gliale.

L'utilisation de la thérapie génique virale neurones dans un reprogrammez état de régénération a été de plus en plus considéré comme une stratégie thérapeutique prometteuse pour de nombreuses affections neurologiques 3. Des études ont montré l'application d'un vecteur portant le transgène d'une protéine favorisant la croissance de virus adéno-associé (AAV) peut réaliser la régénération des axones robuste avec récupération comportementale 4, 5, 6. La pathogénicité apparemment faible de l'AAV pour induire une réponse immunitaire et la capacité de transduire des cellules non en division, telles que les neurones, faitesil le vecteur optimal pour la thérapie génique. De plus, la forme de AAV recombinant est utilisé pour la thérapie. Sous cette forme, il est incapable d'intégrer son génome viral dans le génome hôte 7, ce qui réduit le risque de mutagenèse insertionnelle par rapport à d' autres vecteurs viraux, tels que lentivirus. Cela rend AAV un choix sûr pour les applications de thérapie génique.

En tant que DRG contient les corps cellulaires des neurones sensoriels, il est la cible anatomique la plus appropriée pour l'administration du virus pour la thérapie génique pour étudier et / ou favoriser la régénération axonale sensorielle. Dans une étude comparant différents sérotypes d'AAV et des lentivirus, sérotype AAV 5 (AAV5) a été représenté pour être le plus efficace dans la transduction neurones DRG sur un parcours de temps d'au moins 12 semaines lorsqu'il est injecté directement dans le DRG 8. De plus, l'AAV peut atteindre plus de 40% l'efficacité de transduction, tous les sous-types de neurones transduction DRG, tels que le grand diamètre neurofilament 200 kDa(NF200) -positif neurones et le petit diamètre de la calcitonine gene-related peptide (CGRP) - ou isolectine B4 (IB4) -positif neurones 4, 8.

Comme la procédure chirurgicale d'injection DRG et la racine lésion par écrasement dorsale est extrêmement envahissante et délicate, nous pensons que cet article vous aidera les nouveaux utilisateurs à apprendre la procédure d'une manière très efficace. Dans cet article, nous montrons des résultats représentatifs de rats adultes quatre semaines après l'injection d'un virus de contrôle AAV5-GFP (protéine fluorescente verte) en C6 - C7 DRG avec une C5 concurrente - C8 racine lésion par écrasement dorsale. Ce modèle est particulièrement adapté pour les chercheurs qui enquêtent sur l'utilisation de la thérapie génique virale pour favoriser la régénération axonale sensorielle.

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Protocol

Toutes les procédures animales suivantes ont été menées conformément au Royaume-Uni Animaux (Procédures scientifiques) de la Loi sur 1986. Si vous ne connaissez ces procédures, s'il vous plaît vérifier avec les réglementations locales / nationales et consulter un vétérinaire avant de commencer le protocole.

1. Choisir une souche appropriée des animaux

NOTE: Un des résultats de la racine dorsale de blessure à l'écrasement de la perte de la sensation et la patte déafférentation. Les effets indésirables fréquents de forepaw déafférentation peuvent inclure plus-toilettage, l'auto-mutilation, et la patte autotomie.

  1. Obtenir des animaux pour la procédure.
    NOTE: Pour les rats, les souches plus actives, comme Lister-capuche et Wistar, ont une incidence plus élevée de la patte autotomie après déafférentation par rapport aux souches les plus dociles, comme Lewis et Sprague-Dawley. Si possible, la souche la plus docile, Lewis, doit toujours être considéré comme premier. Au cas où une souche particulièrement active nécessaire pour l'expérience en raison de m génétiqueodification ou exigences d'évaluation du comportement spécifiques, un traitement vétérinaire devraient être mises en place pour contrer les effets défavorables attendus.

2. Préparation du virus pour injection

ATTENTION: Manipuler tous les virus conformément à la réglementation de sécurité biologique et de laboratoire.

  1. Diluer ou concentrer le virus à un titre de 2 x 10 12 copies de génome (GC) / ml en suivant des protocoles de conditionnement de virus individuel 9.
    REMARQUE: Ici, le virus a été dilué dans une solution saline tamponnée au phosphate de Dulbecco (D-PBS) avec 5% de saccharose. Le titre peut être optimisé en fonction du type de virus, promoteur, calculer la taille et le type de cellule ciblée.
  2. Facultatif: ajoutez 1% de colorant de couleur (par exemple, vert rapide) à la solution de virus pour faciliter la visualisation de l'injection plus tard. Mélanger très doucement la solution.
  3. Conserver la solution sur de la glace pour une utilisation immédiate (dans les 4 h) ou dans un congélateur -80 ° C à longstockage à long terme.

3. Effectuer la préparation pré-opératoire de l'animal

NOTE: En raison de l'extrême invasivité de la chirurgie, les techniques d'asepsie doivent être utilisées à tout moment.

  1. Préparer et stériliser tous les instruments chirurgicaux et le cadre stéréotaxique de la colonne vertébrale avant de commencer l'opération. Par exemple, stériliser les outils dans un autoclave à 134 ° C. Utilisez un jeu d'outils stérilisés pour chaque animal.
  2. Anesthésier l'animal. Confirmez insensibilisation correcte en pinçant la patte pour tester le réflexe de retrait ou en touchant la cornée pour le réflexe des paupières.
    1. Pour les rats adultes à l'aide de l'anesthésie par inhalation tels que l'isoflurane, utiliser isoflurane 4% dans 2,0 L / min d'oxygène pour l'induction. Pour l'entretien tout au long de l'intervention chirurgicale, en utilisant 2-3% d'isoflurane dans 1,5 L / min d'oxygène, en faisant varier la concentration d'isoflurane selon le modèle de respiration de l'animal pour éviter sur- ou sous-dosage.
  3. SurcE l'animal est d'abord anesthésié, enregistrer le poids pré-opératoire de l'animal.
  4. Pour l'injection de DRG cervical, raser la fourrure sur le col d'entre les oreilles juste en aval de la scapula. Désinfecter la zone rasée avec un produit antiseptique.
  5. Injecter 2 ml de sérum physiologique par voie sous- cutanée dans le flanc de l'animal, avec une dose appropriée d'analgésique (par exemple, 5 mg / kg carprofène) et un antibiotique (par exemple, 5 mg / kg d' enrofloxacine).
  6. Appliquer une pommade oculaire à la fois les yeux pour éviter le dessèchement de la cornée au cours de la procédure.
  7. Procéder à une intervention chirurgicale sur un cadre stéréotaxique de la colonne vertébrale avec un coussin chauffant à 37 ° C placé au-dessous de l'animal.

4. Injecter DRG et la réalisation d'une blessure Crush Racine Dorsale

NOTE: Ceci est une opération extrêmement délicate. Il est conseillé de pratiquer sur quelques animaux morts d'abord de se familiariser avec l'anatomie avant de passer à vivre la chirurgie animale.

  1. Locate proéminents C2 et T2 apophyses épineuses sur la peau. Faire une incision de la peau entre les C2 et T2 processus épineux avec une lame de scalpel n ° 10 (une fois que la peau est ouvert, une ligne médiane blanc, fibreux du tissu doit être visible sur la première couche de muscle, la première couche de muscle a un " comme de la gelée » texture).
  2. Faire une incision de taille similaire sur la première couche de muscle le long de la ligne médiane blanche en utilisant une lame de scalpel. Ne pas aller au-delà du T2 important processus épineux, car il y a une importante branche artérielle de l'aorte descendante située près de là.
    NOTE: Des saignements abondants peut se produire n'importe où à partir de cette étape en avant. Toujours arrêter le saignement et retirer le sang en utilisant des cotons tiges stérilisées ou des éponges chirurgicales absorbables pour permettre une visualisation claire en tout temps. En procédant à la procédure « à l'aveugle » peut entraîner des dommages indésirables à la moelle épinière, DRG, ou la racine dorsale, entraînant des effets indésirables inattendus chez l'animal plus tard.
  3. Rentrez lapremière couche de muscle en utilisant deux enrouleurs, l'un placé rostrale et une caudale; la seconde couche de muscle, avec une apparence striée, doit être visible.
  4. Localiser la ligne médiane de la deuxième couche de muscle (où on peut observer deux muscles longitudinaux reliés par un tissu membraneux mince). On dissèque le tissu membraneux en utilisant une paire de microciseaux pour séparer les deux muscles longitudinaux. Évitez d'utiliser une lame de scalpel si possible, car cela pourrait entraîner des dommages musculaires inutiles et des saignements.
  5. Ajuster les écarteurs en conséquence pour exposer la troisième couche de muscle mince recouvrant la colonne vertébrale. Les apophyses peuvent se faire sentir en touchant légèrement avec une paire de pinces sur la troisième couche de muscle.
  6. Faire une petite incision sur la troisième couche de muscles en utilisant microciseaux et gratter délicatement le muscle de l'os à l'aide d'une curette ou scalpel d'une manière sideway d'exposer clairement les vertèbres. Si nécessaire, couper une partie du muscle ou d'un tendon loin de faire l'Laminectomy plus facile.
  7. Pour exposer la gauche C5 - C8 DRG, effectuer un hémi-laminectomie sur la gauche C4 - vertèbres T1 en enlevant soigneusement une partie de la lamina et de pédicule en utilisant une paire de pinces-gouges fines. Le DRG est situé à proximité du foramen transverses des vertèbres.
    NOTE: C3 - C7 vertèbres n'ont pas un processus important spinous. Le C5 DRG est situé entre les vertèbres C4 et C5, C6 DRG est entre les vertèbres C5 et C6, et ainsi de suite, tandis que le C8 DRG est entre les vertèbres C7 et T1. Il n'y a pas vertèbre C8, en dépit de la présence d'un DRG C8 et un segment de la moelle épinière C8.
  8. Une fois que suffisamment de DRG a été exposé pour l'injection, préparer la seringue en plaçant la seringue microlitre rempli virus muni d'une mesure, aiguille émoussée de calibre 33 sur le porte-seringue stéréotaxique. Avant injection, utiliser une aiguille de calibre 30 en biseau pour faire une petite ouverture superficielle sur chacun des DRG ciblée pour aider à l'insertion de l'aiguille d'injection.
  9. Insérez le 33-gaiguille auge dans le centre du DRG en tournant les boutons doucement pour ajuster les coordonnées stéréotaxiques. Ne pas trop insérer l'aiguille, car cela pourrait provoquer une fuite de liquide à partir de la face ventrale du DRG. En cas de fuite, ajuster immédiatement la position de l'aiguille.
    REMARQUE: Les coordonnées stéréotaxiques numériques ne sont pas utilisés; Cependant, il est utile d'utiliser le cadre pour maintenir l'aiguille pour l'injection.
  10. Injecter 1 ul de virus dans chaque DRG à 0,2 ul / min en utilisant une pompe seringue de perfusion. Attendre pendant trois minutes supplémentaires avant de retirer l'aiguille. Lors de l'injection, le DRG changera lentement la couleur si la solution de virus contient un colorant.
  11. Pour effectuer une C5 simultané - C8 lésion par écrasement de la racine dorsale, écraser chaque racine trois fois pour chaque 10 s en utilisant une paire de pinces à pointe fine (Bonn Micro), les extrémités opposées de la pince complètement; une ligne blanche dans le tissu doit apparaître sur le site d'écrasement. Ne pas aller plus loin que nécessaire avec le forcEPS, car cela peut causer des dommages à la racine ventrale.
  12. Après l'injection et / ou écraser, assurez-vous qu'il n'y a pas de saignement ou de petits morceaux de fragments d'os laissés sur le site d'incision avant de fermer l'animal. Si l'on préfère, placer un petit morceau d'éponge absorbable chirurgicale sur le dessus de la moelle épinière exposée et DRG.
  13. Laisser la troisième couche du muscle se rétracter naturellement sur la colonne vertébrale sans suturer. suturer sans serrer les deux muscles longitudinaux sur la seconde couche (≈ 3 sutures interrompues) avec un matériau absorbable 6-0 de suture. Suturer la première couche de muscle (≈ 5 sutures interrompues) avec un matériau absorbable 6-0 de suture.
  14. Suturer la peau avec 5-0 absorbable matériau de suture (10 ≈ interrompu sutures).
    REMARQUE: Assurez-vous que les points de suture ne sont pas trop serrés. Bombement de la peau est un signe de serrage trop fort et peut causer de l'inconfort à l'animal.
  15. Si des saignements abondants survenue pendant la chirurgie, injection sous-cutanée 1 - 2ml de solution saline pour reconstituer la perte de liquide de l'animal tel que permis par la réglementation locale.
  16. Fournir un gel hydratant comestible et permettre à l'animal de récupérer pleinement de l'anesthésie, d'effectuer un suivi régulier pendant au moins 1 h avant de retourner l'animal vers la zone de maintien.
  17. Gardez l'animal pendant au moins 3 semaines pour une expression optimale du transgène pour évaluer la régénération axonale sensorielle.

5. Effectuer les soins post-opératoires de l'animal

  1. Fournir purée alimentaire et une literie de coton doux pour l'animal au cours de la première semaine après la chirurgie. Si nécessaire, administrer des doses supplémentaires d'analgésiques et d'antibiotiques pour aider à la récupération conformément aux réglementations locales / nationales et des conseils vétérinaires.
  2. Retirer les sutures sur la peau après 7 - 10 jours.
    NOTE: Les effets indésirables fréquents de la chirurgie comprennent la formation de sérome ou hématome au site d'incision, gratter les marques sur la peau en raison de la démangeaison causée parles sutures absorbables internes, subtils déficits sensoriels ou locomotion, et des signes d'auto-mutilation sur la patte déafférenté après la blessure à l'écrasement de la racine dorsale. Pour tous les problèmes de bien-être qui sont beaucoup plus graves que prévu, demander des conseils vétérinaires immédiats.

6. Exécution d'une injection antérograde pour PFE axonale Tracing

NOTE: Il est recommandé d'effectuer la sous-unité B de la toxine du choléra (PFE) axonale tracer une semaine avant la collecte des tissus.

  1. Préparer une solution PFE 1% selon les instructions du fabricant.
  2. Facultatif: ajoutez 1% de colorant de couleur à la solution pour faciliter la visualisation de l'injection plus tard. Mélanger très doucement la solution.
  3. Anesthésier l'animal (voir étape 3.2.1) et stabiliser la gauche forepaw en collant le membre à la table.
  4. Manuellement et injecter lentement 1 pi de 1% CTB sous-cutanée dans le centre du coussinet plantaire glabre et quatre chiffres à l'aide d'une seringue équipée wi microlitresTh A mesure, aiguille de calibre 33 court.
    REMARQUE: Avant l'injection, il aide à utiliser d'abord une 30 aiguille de calibre biseautés pour faire une petite ouverture superficielle sur la peau, qui aide à l'insertion de l'aiguille d'injection.
  5. Laisser l'animal se remettre complètement de l'anesthésie avant de retourner l'animal dans la zone de maintien.

7. Collecte des tissus

  1. Pour récupérer le DRG injecté le virus et la moelle épinière pour l'immunohistochimie, administrer une surdose d'anesthésique et transcardiaque perfuser l'animal avec une solution saline tamponnée au phosphate froid suivi par 4% de paraformaldehyde. effectuer soigneusement une laminectomie complète sur la colonne vertébrale pour recueillir le tissu fixé au microscope. Procéder à la préparation de tissu, de sectionnement et de traitement tel que requis pour l' analyse 4, 5, 6.
    NOTE: Le site d'incision récupéré doit être apparente, comme l'a constaté la présence de stissu de voiture.
  2. En variante, pour recueillir le DRG injecté le virus de la culture in vitro, sacrifier l'animal avec humanité avec une méthode approuvée, telle qu'une concentration croissante de dioxyde de carbone. Soigneusement disséquer le DRG au microscope, assurant des conditions aseptiques chaque fois que possible. Procéder à la culture de tissus comme souhaité 4, 5, 6, 10.

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Representative Results

En tant que représentation, est présentée une section de la moelle épinière transversale avec le DRG attaché à montrer l'efficacité de ce protocole dans la transduction neurones DRG et le traçage des axones sensoriels de la moelle épinière quatre semaines après l'injection d'un virus de commande, AAV5-GFP, directement dans le C7 DRG sans une blessure à l'écrasement de la racine dorsale (figure 1A). Axones dans les deux la colonne dorsale et la corne dorsale de la moelle épinière expriment la GFP (Figure 1B), ainsi que les corps cellulaires et des axones à l' intérieur du DRG injecté (Figure 1C). Analyse anatomique supplémentaire du noyau cunéiforme, la terminaison axonale sensorielle dans le tronc cérébral, révèle le suivi de PFE antérograde positif (figure 1D).

Lorsque l'injection de DRG est effectuée simultanément à une racine dorsale lésion par écrasement complet en C5-C8, aucun axones GFP-positives dans la moelle épinière ou d'un terminal CTB-positifs dans le noyau cunéiforme sont observés (Figure 2A). Cependant, il convient de souligner que les axones sensoriels axotomisés peuvent se régénérer encore jusqu'à la zone d'entrée de la racine dorsale dans une racine dorsale complètement écrasée, ce qui est un environnement PNS, mais pas au - delà dans la moelle épinière 4, 5 (figure 2A). Dans le cas où le virus injecté contient le transgène d'une protéine favorisant la croissance potentielle, la présence d'axones marqués dans la moelle épinière peut représenter soit la régénération ou une blessure à l'écrasement incomplète de la racine dorsale (figure 2B). Pour distinguer entre ces deux résultats, PFE traçage axonale dans le noyau cunéiforme doit être analysé. La présence de terminaux CTB-positifs dans le noyau cunéiforme met en évidence la probabilité d'un dommage incomplet (figure 2C), tandis que l'absence de bornes CTB-positives suggère une régénération partielle dans la moelle épinière, en tant que axones régénéréssont susceptibles incapables de croître sur toute la distance pour atteindre le noyau cunéiforme (figure 2D). À ce jour, la régénération axonale sensorielle réussie au noyau cunéiforme a surtout été rapporté dans les cas avec une grande blessure cervicale 11, 12 ou avec l'application de neurotrophines 13, 14. Tous les animaux présentant des signes de lésion incomplète devraient être exclus des études de régénération axonale.

Figure 1
Figure 1: DRG injection sans blessure Crush Racine Dorsale. (AC) section de la moelle épinière montrant axones GFP-positives dans la moelle épinière (A), y compris la corne de la colonne dorsale et dorsale (B) et les corps cellulaires dans le DRG (C) quatre semaines après l'injection de AAV5-GFP. <strong> (D) terminaisons axonales sensorielles CTB-positifs dans le noyau cunéiforme une semaine après l' injection CTB. La barre d'échelle est de 650 um (AC) et 250 pm (D). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 2
Figure 2: Évaluation de la racine dorsale Crush blessures et Axon régénération. (A) un des résultats de la lésion par écrasement de la racine dorsale complètes dans aucun axones marqués dans la moelle épinière ou les terminaisons axonales CTB-positifs dans le noyau cunéiforme. axones sensoriels axotomisés peuvent se régénérer jusqu'à la zone d'entrée de la racine dorsale, mais pas au-delà dans la moelle épinière. (BD) la présence d'axones marqués dans la moelle épinière représente soit incomplète ou un dommage regeneratisur (B). Grâce à une analyse supplémentaire, la présence de terminaux CTB-positifs dans le noyau cunéiforme suggère lésion incomplète (C), tandis que leur absence suggère lésion complète et la régénération partielle potentiellement dans la moelle épinière (D). La barre d'échelle est de 250 um. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

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Discussion

Dans cet article, nous présentons un guide étape par étape pour effectuer une injection de DRG et la racine lésion par écrasement dorsale de la moelle épinière cervicale inférieure d'un rat adulte. Comme il est une chirurgie très invasive et délicate, nous recommandons vivement que tous les utilisateurs potentiels obtiennent une formation suffisante et pratique avant de passer à vivre la chirurgie animale. Les utilisateurs doivent se familiariser non seulement avec l'anatomie de la moelle épinière, mais aussi avec les tissus musculaires environnants, la structure osseuse vertébrale, et vasculature. Idéalement, un utilisateur compétent devrait être en mesure d'effectuer la procédure avec un minimum de dommages aux tissus environnants, la réalisation d'une laminectomie propre en enlevant une partie des vertèbres sans induire des dommages à la moelle épinière. Comme il ressort de lésions de la moelle épinière, une petite lésion de la moelle épinière peut avoir un effet négatif généralisé à l'ensemble du système nerveux. En outre, les animaux qui ont subi une chirurgie « propre » sont moins susceptibles de souffrir de post inattenducomplications opératoires et les questions de bien-être et sont donc moins susceptibles d'être sacrifiés avant le point de temps expérimental souhaité.

Pour administrer le virus dans le système nerveux, il y a quelques voies d'administration possibles: par voie intraveineuse, intraperitoneale 15 16, intrathécale 17, ou l' injection directe dans la cible 4, 8. Bien que les injections par voie intraveineuse et intrapéritonéale sont relativement non invasive, la traversée de la barrière hémato -encéphalique peut être un problème 18, et ces voies entraînent dans la transduction non spécifique, qui ne serait pas utile dans une étude de la régénération axonale spécialisée. De même, pour l'injection intrathécale dans l'espace méningée, une voie administrative plus invasive, de nombreux types de cellules neuronales et non neuronales au sein du système nerveux central peuvent être transduites, potentiellement générer non spécifique ou hors targeeffets t. Ainsi, l'injection directe du virus dans le DRG est une option favorable et susceptible d'entraîner une efficacité de transduction beaucoup plus élevé que d'autres méthodes. L'inconvénient majeur de cette option, cependant, est l'invasivité de l'intervention chirurgicale, ce qui nécessite une formation spécialisée.

Une fois que les utilisateurs ont maîtrisé les compétences chirurgicales nécessaires, ce protocole offre une grande flexibilité. Dans une étude de la régénération axonale, les animaux peuvent être étudiés en combinaison avec d' autres techniques, telles que l' électrophysiologie in vivo et des essais de comportement sensori-motrices, tandis que les tissus collectés peuvent être utilisés pour l' analyse anatomique ou une culture de tissu 4. Une combinaison de ces techniques, avec des points de temps expérimentaux variés, par exemple, peut être utilisé pour étudier les progrès de la dégénérescence ou la régénération des différents sous - types de fibres, tels que NF200, CGRP et IB4 après une blessure à l'écrasement 4. Selon le requireme expérimentalnts, ​​l'un ou l'autre des procédures présentées peuvent être effectuées seul. Par exemple, l'injection DRG seul peut être utilisé pour des expériences de traçage axonal, alors que les blessures à l'écrasement de la racine dorsale seul peut être utilisé dans des études où déafférentation de forepaw est nécessaire. De plus, les utilisateurs peuvent également varier le type de virus et produit du transgène pour injection, la DRG exacte à injecter, et la racine dorsale exacte des blessures. Le cas échéant, la transplantation de cellules ou de l'administration pharmacologique dans le DRG peuvent également être effectuées en utilisant ce protocole. Appuyant sur acquises compétences chirurgicales, un utilisateur expérimenté peut procéder à d' autres techniques, telles que l' injection DRG dans la région lombaire (par exemple, en L3 - L5 pour évaluer la fonction des membres postérieurs) 19 ou une lésion par écrasement colonne dorsale, d'étudier plus avant la fonction de la moelle épinière 5.

En conclusion, nous pensons que l'injection DRG et dorsale lésion par écrasement de la racine d'être un modèle utile pour étudier axone sensorielle regGÉNÉRATION. En dépit de l'exigence d'une formation spécialisée pour effectuer l'intervention chirurgicale invasive, le protocole est flexible, et les utilisateurs potentiels peuvent modifier de nombreuses régions pour répondre à leurs exigences expérimentales. Ces procédures peuvent servir de base pour ceux à la recherche d'un modèle animal approprié pour les études sensorielles de régénération axonale.

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Acknowledgments

Ce travail a été soutenu par des subventions de la Christopher et Dana Reeve Foundation, le Conseil de recherches médicales, le Conseil européen de la recherche ECMneuro et le Centre de recherche biomédicale Cambridge NHMRC. Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude à Heleen Merel van « t Spijker et Justyna Barratt pour leur assistance technique pendant le tournage. Nous tenons à remercier le Dr Elizabeth Moloney et le professeur Joost Verhaagen (Institut néerlandais des neurosciences) pour aider à la production d'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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Neuroscience numéro 123 Ganglion de racine dorsale l'injection la racine dorsale écrasement blessure Axon régénération virus adéno-associé la moelle épinière du système nerveux sensoriel
Racine Dorsale Ganglion Injection et Racine Dorsale Crush blessures comme modèle pour la régénération sensorielle Axon
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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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