La combinazione di innesto del nervo periferico e Matrix modulazione di riparare il cavo feriti Rat spinale
Summary
Lesione traumatica al midollo spinale interrompe la comunicazione con il cervello. Per ripristinare la connettività perso utilizziamo un innesto del nervo periferico di fornire un substrato per la rigenerazione delle fibre in combinazione con fattori neurotrofici e matrice di modulazione degli enzimi per rimuovere molecole inibitrici per promuovere la crescita a lunga distanza.
Abstract
Lesione traumatica al midollo spinale (SCI) provoca la morte dei neuroni, rottura del motore e delle fibre nervose (assoni) percorsi e interruzione della comunicazione con il cervello. Uno degli obiettivi della nostra ricerca è quello di promuovere la rigenerazione degli assoni per ripristinare la connettività in tutto il sito della lesione. Per fare questo abbiamo sviluppato un nervo periferico (PN) l'innesto tecnica in cui i segmenti del nervo sciatico sono o inseriti direttamente tra le estremità danneggiata del midollo spinale o sono utilizzati per formare un ponte che attraversa la lesione. Ci sono molti vantaggi di questo approccio rispetto al trapianto di altri tessuti neurali, gli assoni rigeneranti può essere diretto verso una zona target specifico, il numero e la fonte di rigenerazione degli assoni è facilmente determinato da tecniche di tracciamento, l'innesto può essere utilizzato per esperimenti di elettrofisiologia per misurare recupero funzionale associata assoni nel trapianto, ed è possibile utilizzare un nervo autologo per ridurre la possibilità di rigetto del trapianto. Nel nostro laboratorio abbiamo effettuato sia autologhi (donatore e ricevente sono lo stesso animale) e eterologa (donatore e ricevente sono animali diversi) innesti con risultati comparabili. Questo approccio è stato utilizzato con successo nelle situazioni di lesioni acute e croniche. Assoni rigenerati che raggiungono l'estremità distale dell'innesto PN spesso non riescono a prolungare nuovamente dentro il midollo spinale, quindi usiamo microiniezioni di condroitinasi di degradare molecole inibitori associati al tessuto cicatriziale che circonda l'area del SIC. Allo stesso tempo, abbiamo trovato che fornire la crescita esogena e molecole trofico incoraggia lunga distanza ricrescita degli assoni nel midollo spinale. Diversi mesi dopo il trapianto si eseguono una serie di esami anatomici, elettrofisiologici e comportamentali per valutare il recupero della funzione nel nostro midollo spinale degli animali feriti. Questo approccio sperimentale è stato utilizzato con successo in diversi modelli del midollo spinale lesioni, a diversi livelli di lesione e in diverse specie (topo, ratto e gatto). È importante sottolineare che l'approccio dei nervi periferici innesto è efficace nel promuovere la rigenerazione dei neuroni acuta e cronica feriti.
Protocol
Discussion
- Per la riproducibilità dell'esperimento, è importante che il livello di lesione del midollo spinale essere coerente da animale ad animale. Pertanto è fondamentale che il processo appropriato per laminectomia vertebrale essere identificati. Perché stiamo usando una emisezione o lesione modello transezione per questo studio non vi è alcuna ambiguità circa le dimensioni della lesione o se specifici tratti della colonna vertebrale sono stati feriti o risparmiati.
- E 'necessario che il nervo periferico essere pre-dege…
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da NIH / NINDS Borse NS26380 e NS55976, il Christopher e Dana Reeve Foundation e dal Fondo Daniele Heumann per la Ricerca Midollo Spinale. La Drexel University College of Spinal Cord Research Centro Medicina fornisce sostegno alle strutture essenziale usato per completare questo lavoro.
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).
