Die Kombination Peripheral Nerve Grafting und Matrix Modulation der Verletzte Rat Spinal Cord Repair
Summary
Traumatische Verletzungen des Rückenmarks stört die Kommunikation mit dem Gehirn. Zur Wiederherstellung verloren Konnektivität nutzen wir ein peripherer Nerv Transplantat zu einem Substrat zur Regeneration von Fasern in Kombination bieten mit neurotrophen Faktoren und Matrix-modulierenden Enzyme hemmenden Moleküle zu entfernen, um Langstrecken-Wachstum zu fördern.
Abstract
Traumatische Verletzungen des Rückenmarks (SCI) führt zum Tod von Nervenzellen, Störungen der motorischen und sensorischen Nervenfaser (Axon) Wege und Störung der Kommunikation mit dem Gehirn. Eines der Ziele unserer Forschung ist es, Axonregeneration zu fördern, um die Verbindung über die Läsion Website wiederherstellen. Um dies zu erreichen haben wir ein peripherer Nerv (PN) Pfropfen Technik, bei der Segmente der Ischiasnerv entweder platziert werden direkt zwischen dem beschädigten Enden des Rückenmarks oder werden verwendet, um eine Brücke über die Läsion zu bilden. Es gibt mehrere Vorteile dieses Ansatzes im Vergleich zur Transplantation anderer Nervengewebe; regenerierenden Axone kann auf ein bestimmtes Zielgebiet gerichtet sein, die Anzahl und die Quelle der Regeneration von Axonen leicht durch Tracing-Techniken bestimmt wird, kann das Transplantat für elektrophysiologische Experimente verwendet werden, um zu messen funktionelle Erholung mit Axone im Transplantat assoziiert, und es ist möglich, eine autologe Nervenzellen benutzen, um die Möglichkeit der Abstoßung des Transplantats zu reduzieren. In unserem Labor haben wir sowohl autologe (Spender und Empfänger die gleiche Tier) und heterologe (Spender und Empfänger sind verschiedene Tiere) Transplantate mit vergleichbaren Ergebnissen durchgeführt. Dieser Ansatz wurde bereits erfolgreich bei akuten und chronischen Verletzungen Situationen verwendet. Regenerierte Axone, dass das distale Ende des PN Transplantat erreichen oft nicht reichen zurück in das Rückenmark, so verwenden wir Mikroinjektionen von Chondroitinase zu hemmenden Moleküle mit dem Narbengewebe rund um den Bereich des SCI verbundenen degradieren. Zur gleichen Zeit haben wir festgestellt, dass die Bereitstellung von exogenen Wachstums-und trophischen Molekülen fördert längere Strecke axonalen Nachwachsen in das Rückenmark. Mehrere Monate nach der Transplantation führen wir eine Vielzahl von anatomischen, Verhaltens-und elektrophysiologische Untersuchungen zur Wiederherstellung der Funktion in unserem Rückenmark verletzte Tiere zu bewerten. Dieser experimentelle Ansatz wurde bereits erfolgreich in mehreren Verletzungen des Rückenmarks Modelle verwendet, auf verschiedenen Ebenen von Verletzungen und in verschiedenen Spezies (Maus, Ratte und Katze). Wichtig ist, dass die peripheren Nerven Pfropfen Ansatz wirksam fördern die Regeneration von akuten und chronisch verletzten Neuronen.
Protocol
Discussion
- Für die Reproduzierbarkeit der Experimente ist es wichtig, dass das Niveau der Verletzung des Rückenmarks im Einklang von Tier zu Tier. Daher ist es wichtig, dass die entsprechenden Wirbelkörper Verfahren zur Laminektomie identifiziert werden. Da wir mit einer halbseitiger oder Durchtrennung Läsion Modell für diese Studie sind, gibt es keine Unklarheit über die Größe der Läsion oder ob bestimmte Rückenmarksbahnen wurden verletzt oder nicht verschont.
- Es ist notwendig, dass die peripheren Nerven vor der Transplantati…
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde vom NIH / NINDS Grants NS26380 und NS55976, der Christopher and Dana Reeve Foundation und der Daniel Heumann Fund for Spinal Cord Research gefördert. Die Drexel University College of Medicine Spinal Cord Research Center bietet Unterstützung für Core Facilities verwendet, um dieses Werk zu vollenden.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 10-0 silk suture | ArosSurgical | T5A10N10 | ||
| 6-0 silk suture | McKesson | 2693 | ||
| Ampicillin | McKesson | 483549 | ||
| Antibody to cFos | Sigma-Aldrich | F7799 | ||
| Biotinylated dextran Amine | Invitrogen | D7135 | ||
| Buprenorphin (.3mg/ml) | McKesson | 12496075701 | ||
| Chondroitinase ABC | Associates of Cape Cod | 100332-1A | ||
| Euthasol | Webster Veterinary | 07-805-9296 | ||
| Hanks Balanced Salt Solution | Cellgro | 21-021-CV | ||
| Isoflurane | Henry Schein | 209-1966 | ||
| Michel Wound Clips | Fine Science Tools | 12040-02 | ||
| Neurotrace Kit | Invitrogen | N7167 | ||
| True Blue | Sigma-Aldrich | T5891 | ||
| Xenodine | Webster Veterinary | 92201 | ||
| Hot Bead Sterilizer | Fine Science Tools | |||
| Forced Exercise Wheel | Lafayette Instruments | |||
| TreadScan System | Clever System | |||
| Infinite Horizon Impact Device | Precision Systems and Instrumentation | |||
| Magnetic Stimulation Device | MagStim Inc. |
References
- Houle, J. D. Demonstration of the potential for chronically injured neurons to regenerate axons into intraspinal peripheral nerve grafts. Exp. Neurol. 113, 1-9 (1991).
- Ye, J. H., Houle, J. D. Treatment of the chronically injured spinal cord with neurotrophic factors can promote axonal regeneration from supraspinal neurons. Exp. Neurol. 143, 70-81 (1997).
- Houle, J. D., Tom, V., Mayes, D., Wagoner, G., Phillips, N., Silver, J. Combining an autologous peripheral nerve bridge and matrix modification by chondroitinase allows robust functional regeneration across a hemisection lesion of the adult rat spinal cord. J. Neurosci. 26, 7405-7415 (2006).
- Tom, V., Houle, J. D. Intraspinal microinjection of chondroitinase ABC following injury promotes axonal regeneration out of a peripheral nerve graft. Exp. Neurol. 211, 315-319 (2008).
