성인 쥐에 있는 재조합 형 Adeno 관련 바이러스의 직접 Intrathecal 주입
Summary
여기에 우리가 작은 동물에 게 효율적인 adeno 관련 바이러스 전달 되도록 하 여 중앙에서 변환 효율 예측 점수 시스템 구축 바이러스 솔루션에서 1 %lidocaine 염 산 염을 사용 하 여 직접 intrathecal 사출 기법 제시 lidocaine에 의해 유도 된 과도 함의 정도 따라 신경 시스템.
Abstract
Adeno 관련 바이러스 (AAV)의 Intrathecal (IT) 주사는 CNS에 CNS 유전자 치료의 안전, noninvasiveness, 그리고 우수한 전달 효능 덕에 상당한 관심을 받고 있다. 이전 연구는 관리 그것에 의해 신경 장애에서 AAV 전달 유전자 치료의 치료 효능 입증. 그러나, 작은 동물에서 IT 관리의 기술적 제한으로 인해 예측할 수 없는 실패의 높은 속도 보고 되었습니다. 여기, 우리는 주입 솔루션으로 1 %lidocaine 염 산을 추가 하 여 작은 동물에 허리 빵 꾸의 성공 정도 나타내는 점수 시스템 설립. 우리는 추가 주입 다음 과도 함의 정도 AAV의 변환 효율을 예측할 수 있습니다 보여줍니다. 따라서,이 IT 주입 방법 CNS의 넓은 영역을 괴롭히다 CNS 질병 마우스 모델에서 치료 실험을 최적화 하기 위해 사용할 수 있습니다.
Introduction
AAV 몇 가지 부작용, CNS 변환에 장기적이 고 광범위 한 유전자 발현을 중재할 수 및 따라서 루 경화 증 (ALS), 헌팅턴의를 포함 하 여 CNS 질병을 치료 하는 유전자 치료에 대 한 가장 유망한 차량 중 하나 되고있다 (HD) 질병, Alzheimer의 질병 (광고), lysosomal 저장 질병 (LSD), Gaucher 질환 (GD), 그리고 신경 ceroid lipofuscinosis (NCL)1 현재, 이상의 100 AAV serotypes 인간과 동물에서 분리 되었습니다. 이러한 가운데, 적어도 12 전 임상에서 사용 되 고 AAV1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 같은 유전자 벡터를 사용 하는 가장 일반적으로 포함 하는 임상 시험, rAAVrh.8, 및 rAAVrh.10,12,3,4, 5,6.
다른 CNS 질병 때문에 다양 한 영향을 받는 CNS 영역 및 세포 유형 다른 AAV 배달 전략 필요합니다. CNS 영역 및 셀 AAV transduce 수 종류는 serotype에 따라 전달 방법 뿐만 아니라. 예를 들어 rAAVrh10 transduce 주로 조직의 정 맥 주사 (IV)에 의해 전달 하는 때 이다 그것은 신경 및 명과 intrathecal 주입4,7에 의해 전달 될 때 불리고 반면에 표시 되었습니다. 또한, 실질 주입 결과 사출 사이트의 부근을 로컬 변환 반면 intraventricular 통해 뇌 척추 액체 (CSF)에 주입 또는 intrathecal 주입 결과 광범위 한 CNS 변환8 . 연구는 또한 신경 장애에서 AAV 전달 유전자 치료의 치료 힘에 의해 증명 그것 관리9,,1011. ALS 같은 CNS의 넓은 영역에 영향을 주는 질병에 CSF에 intrathecal 주입 체계 배달 방법4,10에 비해 낮은 복용량으로 질병에 의해 시달리는 대부분 영역을 커버 하 표시 되었습니다. 최근 연구는 또한 ALS laminectomy 및 intrathecal catheterization4와 관련 된 잠재적인 부상 방지에 대 한 마우스 모델에서 AAV를 주입 하는 허리 빵 꾸를 사용할 수 있습니다 나타났습니다.
실험적인 직접 요 추 찔린 에이전트, 특히 마 취약, 진통 및 188512,13마 취 척수에 전달 하 처음 사용 되었다. 이 보고서에서 우리 허리 빵 꾸 1 %lidocaine 염 산 염는 지역 아 미드 파생 취 평가 하 고 사출 품질 모니터링 주입 솔루션에서의 도움으로 성인 쥐에 주입 방법으로 그것을 설명 합니다. 반면 실패 한 주사는이 동작을 보여주지 않았다 성공적인 주사 일시적인 마비 lidocaine 유도 의해 표를 했다. 우리는 주입 효율을 예측할 수 있도록 다섯 등급 중 하나로 과도 약점의 수준을 분류. 마지막으로, 우리는 rAAVrh10 변환 수준 마비의 급료에 의해 예측 될 수 있습니다 보여줍니다. 따라서,이 intrathecal AAV 전달 방법 AAV 중재 CNS 질환의 실험적 치료를 위한 유전자 납품을 향상 시키기 위해 사용할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
기술적으로, 깨어 있는 쥐의 IT 주입 하는 동안 몇 가지 중요 한 단계가 있다. 첫째, 적절 한 제스처 및 회사 전체 작업을 통해 쥐의 관리는 배달 하기 위해 필수. 둘째, 그것은 저항 없이 너무 깊게 삽입 하거나 동물 부상 또는 절곡 바늘 팁의 경우 강력한 저항에서 강제로 삽입 하지 필요한 가장 어려운 포인트 바늘 팁과 척추 공간을 느낌입니다. 셋째, lidocaine 인해 일시적인 마비 제공 하지만 객관?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품 허베이 지방 부의 인적 자원 및 사회 보장 (CY201605)에서 부여와 자연 과학 재단의 허베이 성 (H2017206101)에서 교부 금에 의해 투자 되었다 그리고 우리는 Guangping가 오, AAV에 대 한 제공에 대 한 박사에 게 매우 감사 이 연구는.
Materials
| FVB/NJ mice | Charles River Laboratories China | ||
| Lidocaine hydrochloride monohydrate | HEOWNS | 73-78-9 | |
| AAV | Viral Vector Core of the Gene Therapy Center at University of Massachusetts Medical School | ||
| 25µL Hamilton syringe/27-30g needle | GASTIGHT | 1702 | |
| O.C.T compond | SAKURA | 4583 | |
| H 2O 2 | SHUI HUAN PAI | 170401 | |
| Goat serum | Solarbio | S9070 | |
| Triton X-100 | LIFE SCIENCES | T8200 | |
| Rabbit anti-GFP | Life tech | G10362 | 1:333 dilution |
| The second antibody (goat-anti rabbit) | Jackson Immuno Research | 111-005-144 | 1:1000 dilution |
| VECTASTAIN ABC REAGENT | Vector Lab | PK-6100 | |
| ImmPACT DAB Peroxidase Substrate Kit | Vector Lab | SK-4105 | |
| Mounting medium for fluorescence with DAPI | Vectorshield | H-1200 | |
| NaCl | Yong Da Chemical | ||
| NaH2PO4·2H2O | Yong Da Chemical | ||
| Na2HPO4·12H2O | Yong Da Chemical | ||
| Paraformaldehyde | Yong Da Chemical | 307699 | |
| Adhesion Microscope Slides | CITOGLAS | 17083 | 25*75 mm |
| SUPER-SLIP MICRO-GLAS | Electro Microscopy Siences | 72236-60 | 24*60 mm |
| 15 ml Centrifuge tube | CORNING | 430790 | |
| 96 well cell culture cluster | Coster | 3599 | |
| 24 well cell culture cluster | Coster | 3524 | |
| 70% Ethanol | WEN ZHI | ||
| Gauze | Wei AN | 05171112 | 8cm*10cm*12cm |
| 1mL syringe | Hong Da | ||
| Microtubes | Plasmed | ||
| Micropipet | eppendorf | ||
| Peppet tips | Rainin | ||
| Centirifuge | eppendorf | 5427R | |
| Regerator | Haier | BCD-539WT | |
| Filter | MILLEX GP | R4PA42342 | |
| Pump | LongerPump | BT-100-2J/YZ1515X | |
| Microscope | Olympus | BX53 | |
| Freezing-microtome | Leica | CM1520 |
Referências
- Murlidharan, G., Samulski, R. J., Asokan, A. Biology of adeno-associated viral vectors in the central nervous system. Frontiers in Molecular Neuroscience. 7, 76 (2014).
- Lentz, T. B., Gray, S. J., Samulski, R. J. Viral vectors for gene delivery to the central nervous system. Neurobiology Disease. 48 (2), 179-188 (2012).
- Yang, B., et al. Global CNS transduction of adult mice by intravenously delivered rAAVrh.8 and rAAVrh.10 and nonhuman primates by rAAVrh.10. Molecular Therapy. 22 (7), 1299-1309 (2014).
- Guo, Y., et al. A Single Injection of Recombinant Adeno-Associated Virus into the Lumbar Cistern Delivers Transgene Expression Throughout the Whole Spinal Cord. Molecular Neurobiology. 53 (5), 3235-3248 (2016).
- Hastie, E., Samulski, R. J. Adeno-associated virus at 50: a golden anniversary of discovery, research, and gene therapy success–a personal perspective. Human Gene Therapy. 26 (5), 257-265 (2015).
- Hocquemiller, M., Giersch, L., Audrain, M., Parker, S., Cartier, N. Adeno-Associated Virus-Based Gene Therapy for CNS Diseases. Human Gene Therapy. 27 (7), 478-496 (2016).
- Tanguy, Y., et al. Systemic AAVrh10 provides higher transgene expression than AAV9 in the brain and the spinal cord of neonatal mice. Frontiers in Molecular Neuroscience. 8, 36 (2015).
- Federic, T., et al. Robust spinal motor neuron transduction following intrathecal delivery of AAV9 in pigs. Gene Therapy. 19, 852-859 (2012).
- Ayers, J. I., et al. Widespread and efficient transduction of spinal cord and brain following neonatal AAV injection and potential disease modifying effect in ALS mice. Molecular Therapy. 23 (1), 53-62 (2015).
- Li, D., et al. Slow Intrathecal Injection of rAAVrh10 Enhances its Transduction of Spinal Cord and Therapeutic Efficacy in a Mutant SOD1 Model of ALS. Neurociência. 365, 192-205 (2017).
- Borel, F., et al. Therapeutic rAAVrh10 Mediated SOD1 Silencing in Adult SOD1(G93A) Mice and Nonhuman Primates. Human Gene Therapy. 27 (1), 19-31 (2016).
- Fairbanks, C. A. Spinal delivery of analgesics in experimental models of pain and analgesia. Advanced Drug Delivery Reviews. 55 (8), 1007-1041 (2003).
- Hylden, J. L., Wilcox, G. L. Intrathecal morphine in mice: a new technique. European Journal of Pharmacology. 67, 313-316 (1980).
- Wang, H., et al. Widespread spinal cord transduction by intrathecal injection of rAAV delivers efficacious RNAi therapy for amyotrophic lateral sclerosis. Human Molecular Genetics. 23 (3), 668-681 (2014).
- Wang, Y., et al. scAAV9-VEGF prolongs the survival of transgenic ALS mice by promoting activation of M2 microglia and PI3K/Akt pathway. Brain Research. 1648, 1-10 (2016).
