Summary

In Vivo transfection de siRNA et Gene Knockdown dans la moelle épinière via rapide non invasive lombaire intrathécale injections chez des souris

Published: March 22, 2014
doi:

Summary

Ce rapport décrit une technique simple et rapide de intrathécale ponction à l'aiguille pour une transfection de siRNA localisée dans la moelle épinière lombaire chez la souris sous anesthésie de courte durée de lumière durable.

Abstract

Ce rapport décrit un guide étape par étape pour la technique des injections de seringues intrathécales aigus de manière non invasive, c'est à dire indépendant du cathéter implantation. La limitation de cette technique réside dans la technique chirurgicale de la finesse des aiguilles. L'injection est rapide, en particulier pour un expérimentateur formé, et étant donné que la perturbation de tissu avec cette technique est minime, des injections répétées sont possibles; réaction en outre à l'abri des outils étrangers (. Par exemple de cathéter) ne se produit pas, ce qui donne une meilleure et plus précise read out de modulation de la moelle épinière. Etant donné que l'application de la substance est largement limitée à la région cible de la moelle épinière, les médicaments n'ont pas besoin d'être appliqué à des doses importantes, et des effets plus important non désirés sur d'autres tissus, comme observé avec une administration systémique, peuvent être contournées 1, 2. Par ailleurs, on combine cette technique avec la transfection in vivo d'acides nucléiques à l'aide d'polyethylenimine (PEI) réactif 3, qui fournit grande polyvalence pour l'étude des fonctions de la colonne vertébrale par l'intermédiaire de l'administration d'agents pharmacologiques, ainsi que le gène, l'ARN, et des modulateurs de protéine.

Introduction

La moelle épinière est un centre très important dans une variété de processus biologiques clés et les fonctions physiologiques, y compris le traitement et la transmission des entrées douloureuses (nociceptives) 4-7. Diverses techniques expérimentales ont été développées pour faciliter la modulation pharmacologique de la moelle épinière, par exemple une implantation chronique de cathéter intrathécal 8, la moelle épinière de la micro-injection et l'injection intrathécale de l'aiguille 9. Chaque technique a ses avantages et ses inconvénients, et selon le paradigme d'une expérience technique pourrait être plus appropriés que les autres. Considérant que l'implantation chronique de cathéter intrathécal est facilement réalisable chez le rat, ce procédé est très difficile dans la souris, étant donné les restrictions de taille. Le taux de réussite est très faible et des déficits moteurs se produit souvent en raison de la présence encombrante d'un cathéter dans l'espace sous-dural sévèrement limitée dans la souris. Par ailleurs, la livraison à long terme de médicaments est rendu en raison de la coagulation fréquentesdes cathéters implantés de façon chronique. Enfin, les réactions immunitaires sont fréquentes.

Ces problèmes peuvent être contournés en utilisant le procédé de l'injection intrathécale aiguë par une aiguille en l'absence d'un cathéter preimplanted, ce qui permet une application rapide et anatomiquement limité de médicaments et de réactifs de la moelle épinière chez les souris. Cette méthode conserve tous les avantages de intrathécale sur d'autres voies d'administration systémiques (par exemple, orale, intraveineuse, intrapéritonéale, etc), tels que la spécificité de la modulation de la moelle, ce qui permet des doses réduites et les effets secondaires de fin de course, ainsi que la capacité à délivrer des substances ne normalement ne pas traverser la barrière hémato-encéphalique depuis lors de l'injection intrathécale, l'aiguille est insérée entre la dure-mère et la moelle épinière. Fait important, toutefois, par rapport à d'autres méthodes d'administration intrathécale, le procédé d'injection de l'aiguille par voie intrathécale est la moins invasive, ce qui permet de nombreuses applications dans l'même animal sans causer de dommages aux tissus considérable ou évoquant la réaction immunitaire en raison de l'implantation de matériel étranger. Cependant, il nécessite des compétences techniques pour un ciblage très précis de l'aiguille pour permettre l'efficacité.

Ici, nous démontrons visuellement la méthode pour atteindre un taux optimal de réussite pour cibler spécifiquement la moelle épinière lombaire. Le site d'injection qui est choisie dans cette expérience est de la rainure entre L5 et L6 colonne vertébré, à proximité de l'endroit où se termine la moelle épinière, de réduire au minimum le risque d'endommager la colonne vertébrale. En outre, nous démontrons l'utilisation de cette technique pour abattre des gènes dans la moelle épinière en utilisant des siRNA.

Protocol

Toutes les procédures d'utilisation des animaux soient conformes aux lignes directrices éthiques fixées par l'organe local (Regierungspräsidium de Karlsruhe, Karlsruhe, Allemagne). Une. Préparation de siRNA / PEI complexe La solution complexe siRNA / PEI est préparé en utilisant les instructions du fabricant comme suit: Solution A: Diluer la quantité souhaitée de siRNA avec de l'eau stérile (si nécessaire) jusqu'à un quar…

Representative Results

Afin d'illustrer une injection réussie, nous avons réalisé cette technique en utilisant rapide colorant vert FCF chez les souris C57BL6 adultes (8-10 semaines d'âge). L'animal a été autorisée à récupérer pendant quelques minutes après l'injection de fournir assez de temps pour le colorant de se propager et ensuite tué par une overdose de CO 2. Par la suite, la colonne de vertébré a été disséqué et la moelle épinière a été exposée. Le puncta bleu correspondant au colorant…

Discussion

Ainsi, la technique décrite ci-dessus des injections intrathécales de seringues est efficace, rapide, précisément localisée, et non destructif. Techniquement, l'aspect le plus critique de cette procédure est le point d'insertion de l'aiguille dans la gorge. Il est essentiel que cette procédure se fait avec les mains et la patience très calme. Comme de nombreuses procédures chirurgicales, la formation améliore la vitesse d'injection réussie. Cela est également important, car lors d'une exp…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Materials

in vivo-jetPEI Polyplus 201-10G
WAVE1 siRNA Santa Cruz sc-36832
Control siRNA-A Santa Cruz sc-37007
Anti-ß-Tubulin III antibody Sigma T2200
Anti-WAVE1 antibody R&D Systems AF5514
Fast green dye Sigma F-7252
Isoflurane Baxter
Isoflurane setup Dräger Lübeck
Shaver Wella
Hamilton syringe Gastight 1702 Hamilton
30G 1/2, 0,3 * 13mm Needle BD Microlance 304000
Microscope Leica MS5 Leica
WAVE1 forward primer for qRT-PCR Sigma cacagagcctcaggacagg
WAVE1 reversed primer for qRT-PCR Sigma cttttcaccaacggcatctt
FastStart Essential DNA Green Master Roche 6402712001

Referências

  1. Hylden, J. L., Wilcox, G. L. Intrathecal morphine in mice: a new technique. Eur. J. Pharmacol. 67, 313-316 (1980).
  2. Stokes, J. A., Corr, M., Yaksh, T. L. Transient tactile allodynia following intrathecal puncture in mouse: contributions of Toll-like receptor signaling. Neurosci. Lett. 504, 215-218 (2011).
  3. Goula, D., et al. Polyethylenimine-based intravenous delivery of transgenes to mouse lung. Gene Ther. , 1291-1295 (1998).
  4. Fairbanks, C. A. Spinal delivery of analgesics in experimental models of pain and analgesia. Adv. Drug. Deliv. Rev. 55, 1007-1041 (2003).
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  8. Yaksh, T. L., Rudy, T. A. Chronic catheterization of the spinal subarachnoid space. Physiol. Behav. 17, 1031-1036 (1976).
  9. Tappe, A., et al. Synaptic scaffolding protein Homer1a protects against chronic inflammatory pain. Nat. Med. , 677-681 (2006).
  10. Bourinet, E., et al. Silencing of the Cav3.2 T-type calcium channel gene in sensory neurons demonstrates its major role in nociception. EMBO J. 24, 315-324 (2005).
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  12. Wigdor, S., Wilcox, G. L. Central and systemic morphine-induced antinociception in mice: contribution of descending serotonergic and noradrenergic pathways. J. Pharmacol. Exp. Ther. 242, 90-95 (1987).

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Citar este artigo
Njoo, C., Heinl, C., Kuner, R. In Vivo SiRNA Transfection and Gene Knockdown in Spinal Cord via Rapid Noninvasive Lumbar Intrathecal Injections in Mice. J. Vis. Exp. (85), e51229, doi:10.3791/51229 (2014).

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