De combinatie van Peripheral Nerve enten en Matrix Modulation aan de benadeelde Rat Spinal Cord Repair
Summary
Traumatisch letsel aan het ruggenmerg verstoort de communicatie met de hersenen. Voor het herstellen van verloren connectiviteit we gebruik maken van een perifere zenuw graft om een substraat te bieden voor het regenereren van vezels in combinatie met neurotrofe factoren en matrix-modulerende remmende enzymen om moleculen te verwijderen om lange afstand groei te bevorderen.
Abstract
Traumatisch letsel aan het ruggenmerg (SCI), de dood van neuronen, verstoring van motorische en sensorische zenuwvezel (axon) routes en verstoring van de communicatie met de hersenen. Een van de doelen van ons onderzoek is om regeneratie van axonen te bevorderen om de connectiviteit te herstellen in de laesie site. Om dit te bereiken hebben we een perifere zenuw (PN) enten techniek waarbij delen van de nervus ischiadicus ofwel direct geplaatst tussen de beschadigde uiteinden van het ruggenmerg of worden gebruikt om een brug over de laesie te vormen. Er zijn verschillende voordelen aan deze aanpak ten opzichte van transplantatie van andere neurale weefsels; regenererende axonen kunnen worden gericht naar een bepaald doelgebied, het aantal en de bron van regenererende axonen gemakkelijk wordt bepaald door tracing technieken kan het implantaat worden gebruikt voor elektrofysiologische experimenten om te meten functioneel herstel geassocieerd met axonen in het transplantaat, en het is mogelijk om een autoloog zenuw te gebruiken om de mogelijkheid van afstoting van het transplantaat te verminderen. In ons lab hebben we uitgevoerd zowel autologe (donor en ontvanger zijn hetzelfde dier) en heterologe (donor en ontvanger zijn verschillende dieren) enten met vergelijkbare resultaten. Deze aanpak is met succes gebruikt in zowel acute als chronische blessure situaties. Geregenereerd axons dat het distale uiteinde van de PN transplantaat te bereiken vaak niet om terug te breiden naar het ruggenmerg, dus gebruiken we micro-injecties van chondroitinase om remmende moleculen die worden geassocieerd met het littekenweefsel rondom het gebied van SCI degraderen. Tegelijkertijd hebben we gevonden dat het verstrekken van exogene groei en trofische moleculen langere afstand axonale hergroei bevordert in het ruggenmerg. Enkele maanden na de transplantatie we een groot aantal anatomische, gedrags-en elektrofysiologische tests om het herstel van de functie te evalueren in ons ruggenmerg gewonde dieren. Deze experimentele aanpak is met succes gebruikt in verschillende dwarslaesie modellen, op verschillende niveaus van schade en op verschillende soorten (muis, rat en kat). Belangrijk is dat de perifere zenuw enten aanpak is effectief in het bevorderen van de regeneratie door acute en chronisch gewond neuronen.
Protocol
Discussion
- Voor de reproduceerbaarheid van het experiment is het belangrijk dat het niveau van de dwarslaesie in overeenstemming zijn van dier op dier. Daarom is het van cruciaal belang dat de juiste wervel-proces voor laminectomie worden geïdentificeerd. Omdat we gebruik maken van een hemisectie of doorsnijding letsel model voor deze studie is er geen onduidelijkheid over de grootte van de laesie, of dat specifieke spinale traktaten werden gewond of gespaard.
- Het is noodzakelijk dat de perifere zenuw worden pre-gedegenereerde vóór d…
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door NIH / NINDS Subsidies NS26380 en NS55976, de Christopher Reeve Foundation en Dana en de Daniel Heumann Fonds voor Spinal Cord Research. De Drexel University College of Medicine Spinal Cord Research Center biedt ondersteuning voor de belangrijkste faciliteiten die worden gebruikt om dit werk te voltooien.
Materials
| Material Name | Tipo | 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. |
Referências
- 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).
