Summary

実験的子宮頸脊髄損傷における神経前駆細胞と自己組織化ペプチドの相乗使用

Published: February 23, 2015
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Summary

Treating cervical spinal cord injury with both self-assembling peptides (SAP) and neural precursor cells (NPC), together with growth factors, is a promising approach to promote regeneration and recovery. A contusion/compression aneurysm clip rat model of cervical SCI and combined treatment involving SAP injection and NPC transplantation is established.

Abstract

脊髄損傷(SCI)は、患者とその家族のために深刻な神経学的障害や、心理的、経済的、社会的影響を引き起こす。臨床的には、SCIの50%以上が頸椎1に影響与える。主な傷害の結果として、炎症、アポトーシス、および脱髄を含む二次メカニズムのカスケードは、最終的に髄内空洞2,3の組織瘢痕化と発展につながる発生する。どちらも、細胞移植、統合、および再生の物理的および化学的障壁を表す。そのため、抑制性の環境を成形し、細胞移植と再生のための支援環境を作成するための空洞を埋めることは有望な治療ターゲット4である。ここで、動脈瘤クリップを用いて、子宮頸部SCIの挫傷/圧縮モデルが記載されている。完全な離断または脊髄の破裂は稀であるため、このモデルは、より臨床的に関連する他の実験モデルよりも長い。またcomparisoで重量ドロップモデルにN、特にダメージで背の列、脊髄の周圧縮が有利表示されます。クリップ閉鎖力および持続時間は、異なる損傷の重症度を達成するように調整することができる。リングばねは、クリップ力の正確なキャリブレーションと恒常性を容易にします。生理的条件下で、合成自己集合性ペプチド(SAP)ナノファイバーに自己集合し、したがって、SCI 5における適用のために魅力的。それらは脊髄に対する損傷を最小限に病変に直接注射することができる。 SAPは、髄内の空洞を埋めるため、再生治療のために、損傷した脊髄を装備する足場を建てる生体適合性構造体である。急性期後6 0.14日SCI後中性pHでK2(QL)6K2(QL6) Lドンによって導入された新規のSAPである。6他のペプチドと比較して、QL6自己集合βシートに、SAPの病変および神経前駆細胞(NPC)の中心に注入される麟蹄である隣接する背側の列にCTED。細胞の生存をサポートするために、移植は、7日間の浸透マイクロポンプによって成長因子の連続的な硬膜下投与と組み合わされる。

Introduction

脊髄損傷の50%以上が頸椎に関連している。脊髄の初期挫傷を、その後、継続的な圧縮は、骨折、出血または組織の腫脹によって引き起こされる臨床設定つの主要な病態生理学的メカニズムに記載されている。

動脈瘤クリップ挫傷/圧縮モデルを模倣両方の病態生理学的メカニズム:クリップをスナップする挫傷を生成し、クリッピングの持続時間は、骨折、出血または組織によって引き起こされる臨床現場での圧縮は、最後の有意な長い腫脹こと失点、圧縮成分を表す。使用される動脈瘤クリップを正確かつ再現性のクリップ力を保証するリングばねによって変更される。特に、ヘミ離断または挫傷モデル、この動脈瘤クリップモデルを模倣最良の臨床設定と比較して。頸椎INJと胸部外傷の患者は麻痺に苦しむ一方で、ほとんどの患者uriesは四肢麻痺と完全に依存しています。頸髄の解剖学的構造は、しかしながら、胸椎または腰椎と比較して有意差を示し、従って、このプロトコルに特に対処される。

髄内空洞および組織瘢痕化の開発は回復と再生のための障害となっている。これらの障害の足場材料の使用を克服するための有望なアプローチである。自己組織化ペプチドは、病変の震源地に直接注入することができます。そこで彼らは、空洞を埋めるナノファイバー足場に集合し、炎症および組織瘢痕を減らすことによって抑制環境を改善する。剛性材料は、注入時の脊髄のかなりの損傷を引き起こす一方で、流体ペプチドが安全かつ深刻なダメージを与えることなく、追加注入することができる。

したがって、幹細胞移植前に自己集合性ペプチドとの阻害性環境の改善、細胞のiをサポートntegration頸部脊髄損傷後の分化し、最終的に、機能回復、。

Protocol

注:以下の実験プロトコルは、大学健康ネットワーク(トロント、カナダ)の動物管理委員会によって承認され、動物のケアのカナダ人評議会により調製し、実験動物の世話と使用するためのガイドに設立されたポリシーに従っているた。 1.子宮頸動脈瘤クリップ挫傷/圧縮モデル手術オートクレーブ器の前および70%アルコール浴に器具を置くことによって全体s…

Representative Results

上記の手順を実行するときは、。SAP足場空洞を架橋および阻害環境の改善、より少ない組織瘢痕及びNPCの生存の増加を提供し得る。図4になることで得られたラットの脊髄の縦断面を示している損傷部位SCI後6週間とQL6 SAPの注入とNPC移植後4週間。 QL6ペプチドは成功裏に震源地で集約され、コード内に注入し、周辺部で吻側 – 尾側に拡散された。電子顕微鏡図5に、…

Discussion

このプロトコルは、ラットにおいて、子宮頸部傷害モデルを実行するために読者を可能にし、子宮頸SCI後のより良い回復を促進するのSAPとのNPCとの併用治療アプローチを使用するために開発された。

挫傷と圧縮 – 、したがって、模倣最高の臨床症状 – 特にそのような(半)-transectionモデルまたは重量の低下と脳震盪モデルなどの他の頸椎外傷モデル、と比較して、クリ?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

私たちは、ヘルスリサーチ(CIHR)のカナダの研究所からのこの仕事のための資金援助に感謝し、貢献のためKrembilファミリー財団、神経修復におけるハルバート議長と再生、フィリップとペギーDeZwirek、とゴードンヤオは図2を。クラウスZweckbergerは「ドイツForschungsgesellschaft」(DFG)からの助成金によって賄われていた。

Materials

Name Company
Aneurysmal clip SharpTech
Surgical microscope Leica
Micro injection system World Precision Instruments, Inc.
Small animal stereotaxic instrument David Kopf Instruments
Hamilton syringe Hamilton company
Subdural pumps Alzet osmotic micro pump 1007D
Surgical instrument Fine Science tools
Isoflurane USP Pharmaceutical Partners of Canada Inc.
0.9% Sodium Chloride injection USP Baxter
7.5% Povidone iodine Purdue Pharma
70% Isopropyl alcohol USP GreenField Ethanol Inc.
QL6 SAP Covidien
0.4% Trypan blue Gibco
Platelet-Derived Growth Factor (PDGF) Sigma
Epidermal Growth Factor (EGF) Sigma
Fibroblast Growth Factor (FGF) Sigma

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Zweckberger, K., Liu, Y., Wang, J., Forgione, N., Fehlings, M. G. Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury. J. Vis. Exp. (96), e52105, doi:10.3791/52105 (2015).

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