עצב הראייה חיתוך רוחב: מודל של אפופטוזיס Neuron למבוגרים במערכת העצבים המרכזית
Summary
חיתוך רוחב עצב הראייה הוא מודל בשימוש נרחב של פגיעה במערכת העצבים המרכזית מבוגר. תשעים אחוז של תאים הגנגליון ברשתית (RGCs) הם אשר אקסונים transected לחלוטין (axotomy) למות בתוך 14 ימים לאחר axotomy. מודל זה מקובל בקלות מניפולציות ניסיוני לשעתקו מאוד.
Abstract
בתאי גנגליון רשתית (RGCs) הם נוירונים במערכת העצבים המרכזית, כי פלט מידע חזותי מהרשתית אל המוח, באמצעות עצב הראייה. העצב האופטי ניתן לגשת בתוך מסלולו של העין transected לחלוטין (axotomized), חיתוך האקסונים של האוכלוסייה RGC כולו. חיתוך רוחב עצב הראייה הוא מודל לשחזור של מוות תאים אפופטוטיים נוירונים ב CNS הבוגרת 1-4. מודל זה הינו אטרקטיבי במיוחד מאחר קאמרית הזגוגית של העין פועלת כמו כמוסה עבור משלוח הסמים אל הרשתית, המתיר מניפולציות ניסיוני באמצעות זריקות התוך עיני. דיפוזיה של חומרים דרך הנוזל הזגוגי מבטיחה כי הם פועלים על האוכלוסייה RGC כולו. יתר על כן, RGCs ניתן transfected סלקטיבי על ידי יישום RNAs התערבות קצר (siRNAs), פלסמידים, או וקטורים ויראליים לסוף חתך של וקטורים עצב הראייה 5-7 או הזרקה לתוך היעד שלהם, colliculus מעולה 8. הדבר מאפשר לחוקרים לבחון מנגנונים אפופטוטיים באוכלוסייה העצבית הרצויה ללא תופעות בלבול על נוירונים אחרים או עובר אורח גליה שמסביב. יתרון נוסף הוא הקלות והדיוק שבה הישרדות התא ניתן לכמת לאחר פציעה. הרשתית היא רקמה שטוח, שכבות RGCs מרוכזים בשכבה הפנימית ביותר, השכבה תא גנגליון. ההישרדות של RGCs ניתן לעקוב לאורך זמן על ידי יישום נותב ניאון (3% Fluorogold) בסוף לחתוך של עצב הראייה בזמן axotomy, או על ידי הזרקת נותב אל colliculus מעולה (יעד RGC) שבוע לפני axotomy. נותב מועבר retrogradely, תיוג האוכלוסייה RGC כולו. מאחר השכבה תא גנגליון הוא monolayer (תא אחד עבה), צפיפות RGC ניתן לכמת ברקמות שטוח רכוב, ללא צורך stereology. חיתוך רוחב עצב הראייה מוביל למוות אפופטוטיים של 90% RGCs פצוע בתוך 14 ימים postaxotomy 9-11. RGC אפופטוזיס יש מאפיין זמן כמובן לפיה מוות של תאים מתעכב postaxotomy 3-4 ימים, אחרי אשר התאים להידרדר במהירות. זה מספק חלון הזמן מניפולציות ניסיוני נגד מסלולים מעורב אפופטוזיס.
Protocol
Discussion
ישנן וריאציות רבות של הליך זה כירורגית כמה צעדים בפרוטוקול זה לא הכרחי. הוא רק צריך לחזור בו השרירים לשכב על עצב הראייה על מנת לקבל גישה העצב. עם זאת, התוצאות במרחב עבודה מוגבל מאוד סביב העצב שהופך בשלבים הסופיים קריטית של חיתוך רוחב קשה יותר. במצבים מסוימים רצוי transfect …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
PDK נתמך על ידי מענק ההפעלה CIHR (MOP 86523)
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Stereotaxic Frame | Stoelting, Kopf, WPI | |||
| Rat Gas Mask | Stoelting, Kopf, WPI | |||
| Anesthesia System | VetEquip | 901806 | ||
| Isoflurane (PrAErrane) | Baxter Corp | DIN 02225875 | ||
| Surgical Microscope | WPI, Zeiss, Leica | |||
| Fluorogold -(Hydroxystilbamidine bis(methanesulfonate) | Sigma | 39286 | ||
| Gelfoam | Pharmacia & Upjohn | |||
| Tears Naturale P.M. | Alcon | |||
| Proviodine | Medline | MDS093945H | ||
| Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 15000-00 | ||
| Fine tip Dumont forceps | Fine Science Tools | 11252-00 | ||
| Micro surgical hook | Fine Science Tools | 10062-12 | ||
| Eye dressing serrated forceps | Fine Science Tools | 11152-10 | ||
| Dumont #7b sharp curved serrated forceps | Fine Science Tools | 11270-20 | ||
| Cauterizer | Fine Science Tools | 18010-00 |
References
- Bahr, M. Live or let die – retinal ganglion cell death and survival during development and in the lesioned adult CNS. Trends Neurosci. 23, 483-4890 (2000).
- Isenmann, S., Kretz, A., Cellerino, A. Molecular determinants of retinal ganglion cell development, survival, and regeneration. Prog Retin Eye Res. 22, 483-543 (2003).
- Koeberle, P. D., Bahr, M. Growth and guidance cues for regenerating axons: where have they gone. J Neurobiol. 59, 162-180 (2004).
- Weishaupt, J. H., Bahr, M. Degeneration of axotomized retinal ganglion cells as a model for neuronal apoptosis in the central nervous system – molecular death and survival pathways. Restor. Neurol. Neurosci. 19, 1-2 (2001).
- Valenzuela, G. a. r. c. i. a., E, S. C. S. h. a. r. m. a. Rescue of retinal ganglion cells from axotomy-induced apoptosis through TRK oncogene transfer. Neuroreport. 9, 3165-3170 (1998).
- Kugler, S. Transduction of axotomized retinal ganglion cells by adenoviral vector administration at the optic nerve stump: an in vivo model system for the inhibition of neuronal apoptotic cell death. Gene Ther. 6, 1759-1767 (1999).
- Lingor, P. Down-regulation of apoptosis mediators by RNAi inhibits axotomy-induced retinal ganglion cell death in vivo. Brain. 128, 550-558 (2005).
- Koeberle, P. D., Gauldie, J., Ball, A. K. Effects of adenoviral-mediated gene transfer of interleukin-10, interleukin-4, and transforming growth factor-beta on the survival of axotomized retinal ganglion cells. Neurosciences. 125, 903-920 (2004).
- Berkelaar, M. Axotomy results in delayed death and apoptosis of retinal ganglion cells in adult rats. J Neurosci. 14, 4368-4374 (1994).
- Villegas-Perez, M. P. Influences of peripheral nerve grafts on the survival and regrowth of axotomized retinal ganglion cells in adult rats. J Neurosci. 8, 265-280 (1988).
- Villegas-Perez, M. P. Rapid and protracted phases of retinal ganglion cell loss follow axotomy in the optic nerve of adult rats. J Neurobiol. 24, 23-36 (1993).
- Quigley, H. A. Retinal ganglion cell death in experimental glaucoma and after axotomy occurs by apoptosis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 36, 774-786 (1995).
- Thanos, S. Specific transcellular carbocyanine-labelling of rat retinal microglia during injury-induced neuronal degeneration. Neurosci Lett. 127, 108-1012 (1991).
- Thanos, S. Specific transcellular staining of microglia in the adult rat after traumatic degeneration of carbocyanine-filled retinal ganglion cells. Exp Eye Res. 55, 101-117 (1992).
