Intramuskuläre Injektionen Entlang der motorischen Endplatten: eine minimal-invasive Ansatz zur Shuttle Tracers Direkt in Motoneuronen
Summary
The efficacy of intramuscular uptake and retrograde transport of molecules to corresponding motor neurons depends on the location of the injection sites with respect to the motor end plates (MEPs). Here, we describe how to locate MEPs on skeletal muscles to optimise retrograde transport of tracers into motor neurons.
Abstract
Krankheiten, die die Integrität des Rückenmarks Motoneuronen gehören zu den schwächenden neurologischen Erkrankungen. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Entwicklung der verschiedenen Tiermodellen dieser neuromuskulären Erkrankungen die wissenschaftliche Gemeinschaft mit anderen therapeutischen Szenarien bei Verzögerung oder Umkehren des Fortschreitens dieser Bedingungen ausgerichtet ist. Durch Ausnutzung des Rück Maschinen von Neuronen, wobei einer dieser Ansätze hat, um die Skelettmuskulatur um Shuttle therapeutische Gene in entsprechende Rückenmarksmotoneuronen zu zielen. Obwohl einmal vielversprechend, wurde der Erfolg einer solchen Gentransfer Ansatz der suboptimalen Anzahl der transduzierten Motoneuronen es bisher gezeigt, ergeben behindert. Motor Endplatten (MEP) sind hochspezialisierte Bereiche auf der Skelettmuskulatur, die in direktem Kontakt mit dem synaptischen Rückenmarks α Motoneuronen sind. In dieser Hinsicht ist es wichtig zu beachten, dass, so weit die Bemühungen, retrogradTransfer von Genen in Motoneuronen wurden ohne Bezug auf die Lage der Region MEP in die gezielten Muskeln. Hier beschreiben wir ein einfaches Protokoll 1), um die genaue Lage der Abgeordneten auf der Oberfläche der Skelettmuskulatur zu offenbaren und 2), diese Informationen zu verwenden, um die intramuskuläre Lieferung und anschließende optimale retrograden Transport von retrograde Tracer in Motoneuronen zu führen. Wir hoffen, dass die Ergebnisse aus diesen Experimenten Tracing in weiteren Studien zu untersuchen retrograden Transport von therapeutischen Genen, um Rückenmark Motoneuronen durch die Ausrichtung der Europaabgeordneten zu nutzen.
Introduction
Der Verlust der Kontrolle über willkürliche Bewegung, die von neurologischen Erkrankungen wie Motoneuronerkrankung führt und Spinal- als auch Duchenne Muskelatrophie ist eine schwächende Krankheit, die hohe und lang anhaltende Auswirkungen auf den Alltag der Betroffenen hat. Während des letzten Jahrzehnts, Forschungsanstrengungen zu stoppen oder zumindest zu verzögern die schädlichen Auswirkungen dieser neuromuskulären Erkrankungen ist eine Priorität für viele Ärzte und Wissenschaftler auf der ganzen Welt. In dieser Hinsicht ist die neueste Generation von Tiermodellen, die diese neuromuskulärer Krankheiten nachahmen war maßgeblich bei der Erlangung grundlegende Einsichten in die physiologischen Mechanismen, die der Entwicklung und Progression von diesen Bedingungen 1-13 Basiswert. Behandlung dieser neuromuskuläre Erkrankung ist ein direkter Zugriff auf das Rückenmark und durch Rückenmarks Injektionen 14,15 erreicht werden. Jüngste Fortschritte in der Gentherapie wurden ins Visier der quergestreiften Muskulatur des oberen undunteren Gliedmaßen Shuttle therapeutische Gene in die entsprechenden α-Motoneuronen, die innerhalb des Vorderhorns des Rückenmarks 1,9-13 befinden. Allerdings hat diese einst vielversprechende Strategie versäumt, den Ausgang dieser neurologischen Erkrankungen zu verbessern. Während es ist fair zu schließen, dass diese schlechte Ergebnisse könnte, zumindest teilweise auf die geringe Wirksamkeit dieser Schutz Gene sein, kann man die geringe Wirksamkeit dieser Gentransferverfahren nicht aus.
Motor Endplatten (MEPs) sind spezialisierte Regionen der Skelett Muskelfasern, die von den Axonterminalen großer peripheren motorischen Fasern aus α-Motoneuronen Ursprung eingerückt sind. Zusammen bilden die peripheren Nervenfaserenden und die Abgeordneten bilden die neuromuskulären Synapse, dh der Ort, an dem synaptischen Impulse werden von der anterograde Freisetzung des Neurotransmitters Acetylcholin ausgelöst. Wichtig ist, daß die Beziehung zwischen peripheren Nervenfasern und der MEPs bi-direclen, obwohl verschiedene Motoren sind für den Transport von Molekülen und Organellen in Richtung als auch weg von dem Neuron verantwortlich somata 16-18. Angesichts dieser anatomischen Erwägungen erscheinen die Abgeordneten, um die Ziele der Wahl für die Lieferung und anschließender retrograden Transport von genetischem Material in die entsprechenden motorischen Neuronen sein. In diesem Zusammenhang ist es nicht überraschend, dass der Erfolg der Motoneuronen Transduktion hängt stark von dem Abstand zwischen der intramuskulären Injektion von viralen Vektoren und MEPs 19-20 des Muskels. Überraschenderweise ist jedoch die genaue Lage der MEP Zonen an den Muskelfasern des Labor Ratte und Maus, die beiden Arten der Wahl, um neuromuskuläre Erkrankungen modellieren, die bis vor kurzem nicht möglich.
Wir haben umfassende Karten der Region MEP für mehrere Vorderbein Muskeln bei der Ratte und der Maus 21-22 produziert. Vor kurzem haben wir die Einzelheiten der Organisation des MEP r gezeigtegion für mehrere Muskeln der Maus Hinterlauf 23 und wir sind derzeit die Analyse der Merkmale der Abgeordneten an der Ratte Hinterlauf. In unseren Händen hielt intramuskuläre Injektionen von retrograder Tracer auf die gesamten MEP Zonen in diesen Muskeln gerichtet zu mehr markierte Motoneuronen, die mehr Rückenmarksegmente spannt sind als bisher angenommen. Hier stellen wir das Protokoll, das in den letzten Jahren entwickelt worden ist, um den Standort der MEPs auf der äußeren Oberfläche als auch über die Tiefe der Hintergliedmaßen und Vorderbein Muskeln zeigen sowohl in der Maus und der Ratte.
Protocol
Representative Results
Discussion
Intramuskulär Targeting und anschließende Rückübertragung von therapeutischen Transgenen zu den entsprechenden α-Motoneuronen zur experimentellen Behandlung von neuromuskulären Zustand ist keine neue Strategie. Zum Beispiel hat dieses Liefermethode wurde verwendet, um die neuromuskuläre Degeneration in verschiedenen Stadien des ALS Progression SOD1 Mäusen und Ratten 1,9-12 sowie in Mäusen mit SMA 13 verzögern. Obwohl vielversprechend, die Wirksamkeit dieser Gentherapie Szenarien begrenzt …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von einem National Health & Medical Research Centre (NHMRC) Projektförderung zu RM unterstützt
Materials
| Fluoro-Gold | Fluorochrome, LLC | Nil | Diluted to 5% |
| Drummond PCR Micropipets 1-10µl | Drummond Scientific | 5-000-1001-X10 | accompanied with plungers |
| Acetylthiocholine Iodide | Sigma Life Science | A5751-25G | |
| Copper(II) Sulfate Anhydrous | Sigma-Aldrich | 61230-500G-F | |
| Tissue-Tek O.C.T Compound | Sakura Finetek | 25608-930 | |
| Glycine | Ajax Finechem | 1083-500G | |
| Dextran, Tetramethylrhodamine and biotin | Life Technologies | D-3312 | Diliuted in distilled water |
| Isothesia | Provet | ISOF00 | 1000mg/g Isoflurane inhalation vapour |
| Autoclip 9mm Wound Clips | Texas Scientific Instruments, LLC | 205016 | |
| Lethabarb Enthanasia Injection | Virbac (Australia) Pty Ltd. | LETHA450 | |
| Formaldehyde Solution | Ajax Finechem | A809-2.5L PL | |
| SuperFrost Plus glass slides | Menzel-Glaser | J1800AMNZ | |
| Ammonium Sulphide | Sigma-Aldrich | A1952 | Diluted to 10% |
| Marcain Spinal 0.5% (Bupivacaine hydrochloride) | Astrazenca | Diluted to 0.25% |
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