Kombinera perifer nerv ympning och Matrix modulering för att reparera de skadade Rat ryggmärg
Summary
Traumatisk skada på ryggmärgen stör kommunikationen med hjärnan. För att återställa förlorad uppkoppling vi använder en perifer nerv graft för att ge ett underlag för regenerering fibrer i kombination med neurotrofa faktorer och matrix-modulerande enzymer för att ta bort hämmande molekyler för att främja långdistans tillväxt.
Abstract
Traumatisk skada på ryggmärgen (SCI) orsakar död av nervceller, störningar av motoriska och sensoriska nervfibrer (axon) vägar och avbrott i kommunikationen med hjärnan. Ett av målen med vår forskning är att främja Axon förnyelse för att återställa anslutningsmöjligheter över lesionen webbplatsen. För att åstadkomma detta har vi utvecklat en perifer nerv (PN) ympning teknik där delar av ischiasnerven antingen placeras direkt mellan den skadade ändarna av ryggmärgen eller används för att bilda en bro över lesionen. Det finns flera fördelar med detta tillvägagångssätt jämfört med transplantation av andra neurala vävnader regenererande axonerna kan riktas mot ett specifikt målområde är antalet och källa regenererande axoner lätt bestämmas genom att spåra metoder kan transplantat användas för elektrofysiologiska experiment för att mäta funktionell återhämtning i samband med axoner i transplantatet, och det är möjligt att använda en autolog nerv för att minska risken för avstötning. I vårt labb har vi utfört både autologa (som givare och mottagare är samma djur) och heterologa (givare och mottagare är olika djur) transplantat med jämförbara resultat. Denna metod har använts framgångsrikt i både akuta och kroniska skador situationer. Regenereras axoner som når distala änden av PN transplantat ofta misslyckas med att förlänga tillbaka in i ryggmärgen, så vi använder microinjections av chondroitinase att förnedra hämmande molekyler förknippade med ärrvävnad som omger området SCI. Samtidigt har vi funnit att erbjuda exogena tillväxt och molekyler trofiska uppmuntrar längre avstånd axonal återväxt i ryggmärgen. Flera månader efter transplantation vi utför en mängd olika anatomiska, beteendemässiga och elektrofysiologiska tester för att utvärdera återhämtning av funktion i vårt ryggmärgen skadade sladden djur. Denna experimentell metod har använts framgångsrikt i flera spinal modeller ryggmärgsskada, på olika nivåer av skador och i olika arter (mus, råtta och katt). Viktigt är perifer nerv ympning tillvägagångssätt effektiva för att främja förnyelse av akut och kroniskt skadade nervceller.
Protocol
Discussion
- För reproducerbarhet av experimentet är det viktigt att nivån på ryggmärgsskada vara konsekvent från djur till djur. Därför är det viktigt att den lämpliga ryggraden processen för laminektomi identifieras. Eftersom vi använder en hemisection eller transection lesion modell för denna studie finns det ingen tvetydighet om storleken på den skada eller om vissa spinal kontrakt skadades eller skonas.
- Det är nödvändigt att perifera nerver i förväg urartade före transplantation, eftersom det initierar nedbrytning…
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av NIH / NINDS Bidrag NS26380 och NS55976, den Christopher och Dana Reeve Foundation och Daniel Heumann fonden för ryggmärg forskning. Den Drexel University College of Medicine Spinal Cord Research Center ger stöd för Core Facilities användas för att slutföra detta arbete.
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).
