レンチ ウイルスのベクトルの直噴ハイライト ラット脊髄における複数の運動経路
Summary
このプロトコルは、ラット脊髄組織への逆行性可搬型ウイルスのベクトルの注入を示します。ベクトルはシナプスでとらし、ターゲット ニューロンの細胞体に運ばれます。このモデルは、重要な脊髄経路またはターゲット細胞遺伝子治療用の逆行のトレースに適しています。
Abstract
神経系の細胞に興味の蛋白質を導入は、生来の生物学的障壁ほとんど分子へのアクセスを制限するために挑戦です。脊髄組織に直接注射を細胞体へのアクセスを提供する、これらの障壁を無視またはシナプス分子を組み込むことができます。この方法とウイルスベクター技術を組み合わせることで標的遺伝子の遺伝子治療や管トレースを目的として神経組織への導入はします。ここで脊髄固有のニューロン脊髄と脳幹の核のニューロンへの特定輸送を促進する (PNs) のシナプスに非常に効率的な逆行性輸送 (HiRet) 用に設計されたウイルスを導入します。PNs をターゲットに核および網様体脊髄路として脊髄セグメントを通して互いの相互接続などの運動経路から受け取った多数の接続の活用します。代表的なトレース HiRet ベクトルを用いた恒常活性緑色蛍光タンパク質 (GFP) 細胞体、軸索と胸部の PNs と橋の網様体網様体脊髄ニューロン樹状突起のアーバーの忠実度の高い詳細を表示します。HiRet 脳幹経路と PNs に組み込まれていますが、年齢依存の皮質脊髄路ニューロンの統合を示しています。要約すると、ウイルスのベクトルを使用して脊髄注射は興味の蛋白質の標的器官の細胞への導入に適した方法です。
Introduction
ウイルスのベクトル、欠陥遺伝子の活性を上昇させる重要な成長タンパク質を補うまたは構造とのシナプス接続をハイライト マーカー蛋白質を製造するために細胞に遺伝物質を導入することが重要な生物学的ツール彼らの目標です。蛍光トレースと主要な運動経路を強調するためにラットの脊髄に非常に効率的な逆行性輸送レンチウイルスベクターの直接注入について説明します。 このメソッドは、神経細胞の多様な集団に興味の蛋白質を導入する軸索の再生と再生の研究に非常に適しても、沈黙ニューロン機能マッピング研究1,2のために使用されています。
脊髄運動経路の解剖学的な詳細の多くを BDA とフッ素金3,4,5,6,7など古典的なトレーサーと直噴研究を通して解明しました。,8しますこれらのトレーサーのゴールド スタンダードであるが、損傷した軸索によって吸収など特定の欠点がありますまたは注射を周囲白質の通路の軸索サイト9,10,11。.これは経路接続が誤って解釈する可能性があります、破損または切断された軸索によって色素の吸収が後の分析12中に繊維を再生のためと誤解されるおそれ再生研究の欠点があります。
レンチウイルスベクターは遺伝子療法の研究で人気のある神経集団13,14,15,16,17,18 で安定した、長期的な表現を提供するよう ,19。ただし、従来パッケージ レンチウイルスベクター逆行性輸送に限られていることができるし、した場合の免疫応答を引き起こす可能性があります生体内で4,20,21。HiRet と呼ばれる高効率の逆行輸送ベクトルは逆行輸送22,23を向上させるハイブリッド ベクトルを作成する狂犬病ウイルス糖蛋白質のウイルスのエンベロープを変更することにより加藤らによって生産されています。
逆行のトレースは、その細胞の軸索によってとらし、細胞体に輸送することができますターゲット ニューロンのシナプスの空間にベクトルを紹介します。HiRet の成功の輸送は、マウスや霊長類23,24の脳に神経シナプスと運動ニューロン22に筋肉から実証されています。このプロトコルは、腰椎脊髄、脳幹ニューロンと脊髄固有のニューロンのシナプス終末を具体的にターゲットへの注入を示します。PNs では、多くの異なる脊髄経路から接続を受信し、脊髄と脳幹の神経細胞の多様な人口を対象とするこのように利用できます。本研究ではラベル付きニューロン回路を支配する運動ニューロン プール後肢運動機能に関連を表します。堅牢なラベリングは、脊髄と脳幹、アーバーの樹状突起と軸索端末の忠実度の高い詳細などに見られます。またメソッドを使いましたこの頸髄内先行研究で脊髄固有および脳幹の網様体脊髄経路25にラベルを付ける。
このプロトコルは、ラットの腰部脊髄へのウイルスのベクトルの注入を示します。映画 1に見られるように、最後の肋骨にある L1 椎体を識別することによって切開は対象します。これは L1 L4 脊髄を通して筋肉を公開する 3-4 cm の切開の尾のランドマークとして使用されます。T11 T13 脊椎骨の背側面の laminectomies が実行され、ベベルガラス針は 0.8 mm 下げた 1.5 mm の正中線から外側を指示されるウイルスを注入する灰白質に深く。
Protocol
以下の手術と動物のケア手順のすべては、ケアおよび使用委員会のテンプル大学によって承認されています。 1. 術前準備 ウイルス注入ナノリットル インジェクター用に設計された 3.5 ナノリットル ガラス毛細管ピペットを使用して手術前に数日の引っ張られたガラス針を準備します。針の 2 つのテンプレートを作成するための製造元の指示に従って二段針引き?…
Representative Results
成功した注入およびウイルスのベクトルのトランスポートは、一方的なニューロン脊髄および特定の脳幹の核の堅牢な人口の伝達になります。ニューロンと脊髄、投与 4 週間後で脳幹の橋の網様体は軸索のステレオタイプ的なラベリングを図 1に示します。重要な GFP 発現は、注入 (図 1 a、ボックス領域) と同側の側胸部脊髄の灰白質のニュー…
Discussion
脳や脊髄の神経細胞の遺伝子操作はハイライト感覚、運動と傷害27,28,後神経管の再生可能性を探索する蛍光トレースを介して自律神経経路に務めています。29,30,31,32,33. 直接脊髄への逆行性可搬型ウイルスのベクトルの…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、国立神経疾患と脳卒中 R01 R01NS103481 からの助成金によって賄われていたし、シュリナーズ病院小児科研究 SHC 84051 SHC 86000 と国防総省 (SC140089)。
Materials
| #10 Scalpel Blades | Roboz | RS-9801-10 | For use with the scalpel. |
| 1 mL Syringes | Becton, Dickinson and Company | 309659 | For anesthetic IP injection, potential anesthetic booster shots, and antibiotic injections. |
| 10mL Syringes | Becton, Dickinson and Company | 309604 | For injecting saline into the animal, post-surgery. |
| 4.0 Chromic Catgut Suture | DemeTECH | NN374-16 | To re-bind muscle during closing. |
| 48000 Micropipette Beveler | World Precision Instruments | 32416 | Used to bevel the tips of the pulled glass capillary tubes to form functional glass needles. |
| 5% Iodine Solution | Purdue Products L.P. | L01020-08 | For use in sterilzation of the surgical site. |
| 70% Ethanol | N/A | N/A | For sterilization of newly prepared glass needles, animal models during surgical preparation, and surgeon's hands during surgery, as well as all other minor maintainances of sterility. |
| Anesthetic (Ketamine/Xylazine Solution) | Zoetis | 240048 | For keeping the animal in the correct plane of consciousness during surgery. |
| Antibiotic (Cefazolin) | West-Ward Pharmaceuticals | NPC 0143-9924-90 | To be injected subcutaneously to prevent infection post-surgery. |
| Bead Sterilizer | CellPoint | 5-1450 | To heat sterilize surgical instruments. |
| Bonewax | Fine Science Tools | 19009-00 | To seal up bone in the case of bone bleeding. |
| Cauterizer | Fine Science Tools | 18010-00 | To seal any arteries or veins severed during surgery to prevent excessive blood loss. |
| Digital Scale | Okaus | REV.005 | For weighing the animal during surgical preparation. |
| Flexible Needle Attachment | World Precision Instruments | MF34G-5 | For cleaning glass needles and loading red oil into glass needles. |
| Gelfoam | Pfizer | H68079 | To seal up bone in the case of bone bleeding. |
| Glass Capillary Tubes | World Precision Instruments | 4878 | For pulled glass needles – should be designed for nanoliter injectors. |
| Hair Clippers | Oster | 111038-060-000 | For clearing the surgical site of hair. |
| Hemostats | Roboz | RS-7231 | For general use in surgery. |
| Kimwipes | Kimtech | 34155 | For general use in surgery. |
| Medium Point Curved Forceps | Roboz | RS-5136 | For general use in surgery. |
| Micromanipulator with a Vernier Scale | Kanetec | N/A | For precise targeting during surgery. |
| Microscissors | Roboz | RS-5621 | For cutting glass whisps off of freshly pulled glass capillary tubes. |
| Microscope with Light and Vernier Scale Ocular | Leitz Wetzlar | N/A | Used to visualize and measure beveling of pulled glass capillary tubes into functional glass needles. |
| MicroSyringe Pump Controller | World Precision Instruments | 62403 | To control the rate of injection. |
| Nanoliter 2000 Pump Head Injector | World Precision Instruments | 500150 | To load and inject virus in a controlled fashion. |
| Needle Puller | Narishige | PC-100 | To heat and pull apart glass capillary tubes to form glass needles. |
| Ophthalamic Ointment | Dechra Veterinary Products | RAC 0119 | To protect the animal's eyes during surgery. |
| Parafilm | Bemis | PM-996 | To assist with loading virus into the nanoinjector. |
| PrecisionGlide Needles (25G x 5/8) | Becton, Dickinson and Company | 305122 | For use with the 1mL and 10 mL syringes to allow injection of the animal model. |
| Rat Tooth Forceps | Roboz | RS-5152 | For griping spinous processes. |
| Red Oil | N/A | N/A | To provide a front for visualization of virus entering tissue during injection. |
| Retractors | Roboz | RS-6510 | To hold open the surgical wound. |
| Rimadyl Tablets | Bio Serv | MP275-050 | For pain management post-surgery. |
| Rongeurs | Roboz | RS-8300 | To remove muscle from the spinal column during surgery. |
| Scalpel Blade Handle | Roboz | RS-9843 | To slice open skin and fat pad of animal model during surgery. |
| Scissors | Roboz | RS-5980 | For general use in surgery. |
| Stainless Steal Wound Clips | CellPoint | 201-1000 | To bind the skin of the surgical wound during closing. |
| Staple Removing Forceps | Kent Scientific | INS750347 | To remove the staples, should they be applied incorrectly. |
| Sterile Cloth | Phenix Research Products | BP-989 | To provide a sterile surface for the operation. |
| Sterile Cotton-Tipped Applicators | Puritan | 806-WC | To soak up blood in the surgical wound while maintaining sterility. |
| Sterile Gauze | Covidien | 2146 | To clean the surgical area and surgical tools while maintaining sterility. |
| Sterile Saline | Baxter Healthcare Corporation | 281324 | For use in blood clearing, and for replacing fluids post-surgery. |
| Surgical Gloves | N/A | N/A | For use by the surgeon to maintain sterile field during surgery. |
| Surgical Heating Pad | N/A | N/A | For maintaining the body temperature of the animal model during surgery. |
| Surgical Microscope | N/A | N/A | For enhanced visualization of the surgical wound. |
| Surgical Stapler | Kent Scientific | INS750546 | To apply the staples. |
| T/Pump Heat Therapy Water Pump | Gaymar | TP500C | To pump warm water into the water convection warming pad. |
| Water Convection Warming Pad | Baxter Healthcare Corporation | L1K018 | For use in the post-operational recovery area to maintain the body temperature of the unconscious animal. |
| Weighted Hooks | N/A | N/A | To hold open the surgical wound. |
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Citazione di questo articolo
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