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방법 논문

직접 분사 Lentiviral 벡터의 하이라이트 쥐 척수에서 여러 모터 통로

8.4K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/59160

⸱

2019년 3월 15일

 ,  ,  ,  , 

이 논문에서

요약

이 프로토콜에서는 쥐 척수 조직으로 retrogradely 운송할 수 있는 바이러스 성 벡터의 주입을 보여 줍니다. 벡터는 시 냅 스에서 찍은 이며 대상 뉴런의 세포 체에 이송. 이 모델은 중요 한 척추 경로 또는 유전자 치료 응용 프로그램에 대 한 대상 셀의 역행 추적에 적합 합니다.

초록

신 경계에 있는 세포에 관심사의 단백질을 도입 하는 것은 대부분 분자에 대 한 액세스를 제한 하는 타고 난 생물학적 장벽 때문 도전적 이다. 척수 조직에 직접 주입 셀 시체에 대 한 액세스를 제공 하는 이러한 장벽을 무시 하거나 synapses 분자를 포함 될 수 있습니다. 이 방법으로 바이러스 성 벡터 기술 결합 유전자 치료 또는 요로 추적을 위해 신경 조직으로 대상 유전자의 도입에 대 한 수 있습니다. 여기 바이러스 고효율 역행 전송 (HiRet)에 대 한 설계는 propriospinal 수 (PNs) 척수 및 brainstem 핵 뉴런에 특정 전송 격려의 시 냅 스에서 소개 된다. PNs를 대상으로 rubrospinal 및 reticulospinal 책자 뿐만 아니라 척추 세그먼트에 걸쳐 서로 그들의 상호 모터 통로에서 받은 수많은 연결의 활용. HiRet 벡터를 사용 하 여 constitutively 활성 녹색 형광 단백질 (GFP) 쇼 고화질 세부 셀 시체, 축 삭 및 수지상 버는 흉부 PNs와 pontine reticular 형성에 reticulospinal 신경의 대표적인 추적 HiRet은 brainstem 경로 및 PNs에 잘 통합 하지만 corticospinal 지역 신경으로 나이 종속 통합을 보여줍니다. 요약 하자면, 척수 주입 바이러스 성 벡터를 사용 하 여 대상된 책자의 뉴런으로 관심사의 단백질의 도입에 대 한 적합 한 방법입니다.

서론

바이러스 성 벡터는 결함 유전자, upregulate 중요 한 성장 단백질에 대 한 보상 또는 제조 마커 단백질 구조와 시 냅 스의 연결을 강조 하는 세포로 유전 물질을 발생 시킬 수 있는 중요 한 생물 학적 도구 그들의 목표입니다. 이 문서는 형광 추적 주요 모터 통로 강조 하기 위해 고효율 retrogradely 이동식 lentiviral 벡터의 쥐 척수에 직접 주입에 집중 한다.  이 방법은 매우 적절 한 뉴런의 다양 한 인구에 관심사의 단백질을 소개 axonal 재생 및 regrowth 연구 이며 또한 신경 기능 매핑 연구1,2에 대 한 침묵 하는 데 사용 되었습니다.

대부분의 척추 모터 통로의 해 부 세부 BDA 등 불 화-골드3,,45,,67 클래식 추적기와 직접 주입 연구를 통해 해명 했다 ,

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프로토콜

다음 수술 및 동물 치료 절차의 모든 동물 관리 및 사용 위원회의 사원 대학에 의해 승인 되었습니다.

1. 미리 수술 준비

  1. 가져온된 유리 바늘 바이러스 주입 3.5 nanoliter 유리 모 세관 펫 nanoliter 인젝터에 대 한 설계를 사용 하 여 수술 전에 몇 일을 위한 준비. 두 바늘 템플릿을 만들 제조업체의 지침에 따라 2 단계 바늘 끌어당기는 사람에 각 피 펫을 당겨.
  2. Microscissors 초과 유리의 약 1-2 m m 절단 하 여 바늘의 팁을 구체화 합니다. 30 ~ 40 µ m 가늠 구멍으로 바늘을 현미경 교정 슬라이드 현미경 측정 대략 조리개 크기입니다.
  3. 30 °에 위치 하는 바늘 micropipette beveller 30-40 µ m 조리개와 45 ° 경사진된 각도 팁을 만드는 데 사용 합니다. 교정 슬라이드에 버 니 어 규모와 조리개 너비를 확인 합니다. 물과 에탄올 파편을 멀리 세척 하 고 정기적으로 블랙 마커는 바늘 표시를 유연한 바늘 첨부와 주사기를 사용 하 여 유리 바늘을 통해 전달 합니다.
  4. 이전에 70% 에탄올으로 청소 대상된 페 트리 접시에 바늘을 놓고 자외선 아래 Biosafety 두건에서 30 분 동안 소독 합니다.

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결과

성공적인 주입 및 전송 바이러스 성 벡터의 일방적인 신경 척수 및 brainstem 핵 특정의 강력한 인구의 변환 될 합니다. 그림 1 에서는 신경 세포와 axons 흉부 척수 및 brainstem에서 4 주 후 주입의 pontine reticular 형성의 틀에 박힌 라벨을 보여 줍니다. 상당한 GFP 식 주입 (그림 1A, 박스형된 지역)에 동측 측에 흉부 척수의 회색 문제에 신경 세포에서 볼 수 있다. 몇 가지 신경 contralateral 측면, 특히 정중 선 근처에 관찰 된다. 백색 질에서 GFP 식 관찰 됩니다 (그림 1A, 화살표 및 화살표), 동측 코드에서 축 삭에 특히 지역에서에서 전형적인 propriospinal 축 삭 (화살촉). 그림 1A' a, 신경 셀 시체와 모 수석에서 보여주는 전형적인 식 박스형 영역의 더 높은 확대를 보여.......

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토론

두뇌 및 척수에 있는 신경 세포의 유전자 조작 하이라이트 감각, 모터 및 자율 경로 부상27,28, 후 신경 책자의 재 성장 잠재력을 탐구 하 고 형광 추적 통해 역임 했다 29 , 30 , 31 , 32 , 33. 직접 척수에 주입 retrogradely 운송할 수 있는 바이러스 성 벡터의 중앙 신경 조직에이 방법을 매핑 경로 대 한 탁월한 선택을 만들고 그들의 시 냅 스 연결을 통해 신경 인구를 타겟팅 할 수 있습니다. HiRet 벡터는 특별히 보여준다 선택적인 통풍 관 신경 시 냅 스

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

이 작품은 신경 성 질환의 국가 학회 및 치기 R01 R01NS103481에서 교부 금에 의해 투자 되었다 고 소아과 연구에 대 한 슈 라 이너 스 병원 SHC 84051와 SHC 86000 국방부 (SC140089)를 부여 합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
#10 메스 블레이드RobozRS-9801-10메스와 함께 사용합니다.
1mL 주사기Becton, Dickinson and Company309659마취제 IP 주사, 잠재적 마취 부스터 샷 및 항생제 주사용.
10mL 주사기Becton, Dickinson and Company309604수술 후 동물에 식염수를 주입합니다.
4.0 크롬 캣거트 봉합사DemeTECHNN374-16닫는 동안 근육을 다시 바인딩합니다.
48000 마이크로피펫 베벨러세계 정밀 기기32416인발유리 모세관 끝을 베벨링하여 기능성 유리 바늘을 형성하는 데 사용됩니다.
5% 요오드 용액Purdue Products LPL01020-08수술 부위의 멸균에 사용합니다.
70% 에탄올해당없음 N/A새로 준비된 유리 바늘, 수술 준비 중 동물 모델, 수술 중 외과 의사의 손 및 기타 모든 경미한 무균 유지의 살균을 위해.
마취제 (케타민 / 자일라진 용액)Zoetis240048수술 중 동물을 올바른 의식 상태에 유지합니다.
항생제 (세파 졸린)West-Ward PharmaceuticalsNPC 0143-9924-90수술 후 감염 예방을 위해 피하 주사합니다.
비드 살균기CellPoint5-1450수술 기구를 가열 살균합니다.
BonewaxFine Science Tools19009-00뼈 출혈의 경우 뼈를 밀봉합니다.
CauterizerFine Science Tools18010-00과도한 출혈을 방지하기 위해 수술 중 절단된 동맥이나 정맥을 밀봉합니다.
디지털 저울OkausREV.005수술 준비 중 동물의 무게를 잰다.
유연한 바늘 부착세계 정밀 기기MF34G-5유리 바늘을 청소하고 유리 바늘에 붉은 기름을 넣습니다.
GelfoamPfizerH68079뼈 출혈의 경우 뼈를 밀봉합니다.
유리 모세관World Precision Instruments4878풀드 유리 바늘의 경우 - 나노 리터 인젝터 용으로 설계되어야합니다.
이발기Oster111038-060-000수술 부위의 모발을 청소합니다.
지혈제RobozRS-7231수술에서 일반적으로 사용됩니다.
KimwipesKimtech34155수술에서 일반적으로 사용됩니다.
중간 포인트 곡선 집게RobozRS-5136수술에서 일반적으로 사용합니다.
버니어 스케일이 있는 마이크로 매니퓰레이터KanetecN/A수술 중 정확한 표적화용.
MicroscissorsRobozRS-5621갓 뽑은 유리 모세관 튜브에서 유리를 절단하기 위해.
Microscope with Light and Vernier Scale OcularLeitz WetzlarN/A기능성 유리 바늘로 당겨진 유리 모세관 튜브의 베벨링을 시각화하고 측정하는 데 사용됩니다.
MicroSyringe Pump ControllerWorld Precision Instruments62403주입 속도를 제어합니다.
Nanoliter 2000 펌프 헤드 인젝터World Precision Instruments500150통제 된 방식으로 바이러스를로드하고 주입합니다.
니들 풀러NarishigePC-100유리 모세관 튜브를 가열하고 분리하여 유리 바늘을 형성합니다.
안과 연고Dechra 수의학 제품RAC 0119수술 중 동물의 눈을 보호합니다.
파라필름베미스PM-996나노인젝터에 바이러스를 로딩하는 데 도움을 줍니다.
PrecisionGlide 바늘 (25G x 5/8)Becton, Dickinson and Company305122동물 모델을 주입 할 수 있도록 1mL 및 10mL 주사기와 함께 사용합니다.
쥐 이빨 집게RobozRS-5152가시 돌기를 잡는 데 사용됩니다.
레드 오일N/AN/A주입 중 조직에 들어가는 바이러스의 시각화를 위한 전면을 제공합니다.
견인기RobozRS-6510수술 상처를 엽니다.
Rimadyl TabletsBio ServMP275-050수술 후 통증 관리용.
RongeursRobozRS-8300수술 중 척추에서 근육을 제거합니다.
메스 블레이드 핸들RobozRS-9843수술 중 동물 모델의 피부와 지방 패드를 잘라냅니다.
가위RobozRS-5980수술에서 일반적으로 사용합니다.
스테인리스 스틸 상처 클립CellPoint201-1000봉합 시 수술 상처의 피부를 묶습니다.
스테이플 제거 집게Kent ScientificINS750347스테이플을 잘못 적용한 경우 제거합니다.
멸균 천Phoenix Research ProductsBP-989수술을 위한 멸균 표면을 제공합니다.
멸균 솜 팁 애플리케이터Puritan806-WC무균 상태를 유지하면서 수술 상처의 혈액을 흡수합니다.
멸균 거즈Covidien2146무균 상태를 유지하면서 수술 부위와 수술 도구를 청소합니다.
멸균 식염수Baxter Healthcare Corporation281324혈액 정화 및 수술 후 수액 교체에 사용됩니다.
수술 장갑N / AN / A수술 중 멸균 영역을 유지하기 위해 외과 의사가 사용합니다.
수술용 발열 패드N/A/A수술 중 동물모델의 체온을 유지하기 위한 것입니다.
수술용 현미경N/A해당 없음수술 상처의 시각화를 향상시킵니다.
외과용 스테이플러Kent ScientificINS750546스테이플을 적용합니다.
T / 펌프 열 요법 워터 펌프GaymarTP500C물 대류 온난화 패드에 따뜻한 물을 펌핑합니다.
물 대류 온난화 패드Baxter Healthcare CorporationL1K018의식을 잃은 동물의 체온을 유지하기 위해 수술 후 회복 영역에서 사용합니다.
가중 후크N/AN/A수술 상처를 엽니다.
N

참고문헌

  1. Wang, X., et al. Deconstruction of corticospinal circuits for goal-directed motor skills. Cell. 171 (2), 440-455 (2017).
  2. Kinoshita, M., et al. Genetic dissection of the circuit for hand dexterity in primates. Nature. 487 (7406), 235-238 (2012).

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