Demyelinating diseases can be modeled in animals by focal application of lysolecithin into the CNS. A single injection of lysolecithin into mouse spinal cord produces a lesion that spontaneously repairs over time. The goal is to study factors involved in de- and remyelination, and to test agents for enhancing repair.
다발성 경화증은 손실 희소 돌기 아교 세포, 미엘린, 축삭 신경 및 플라크 형성을 함유하는 것을 특징으로 중추 신경계의 염증성 탈수 초성 질환이다. 재유 수화 새로운 미엘린 수초가 형성 희소 돌기 아교 세포로 증식, 채용, 및 희소 돌기 아교 세포 전구 세포의 분화에 후속하여 생성된다 내인성 수리기구이며, 또한 축삭 손상으로부터 보호 할 필요가있다. 현재, 다발성 경화증의 치료 용 치료제는 모든 염증의 재발을 감소하지만 불가역 신경 하락 진행을 방해하지 않는 비정상적인 질환의 면역 성분을 대상. 이 재유 수화 촉진 전략이 질병의 진행을 지연 아마도 신경 학적 증상을 역전 할 수있는 개발 될 것이 매우 필수적이다. 탈수 초화의 여러 동물 모델 실험자가 면역 뇌척수염과 curprizone을 포함하여, 존재; 그러나, LIMI있다재유 수화 공부에 대한 자신의 사용 테이션. 보다 강력한 방법은 설치류의 척수 백질로 세제 리소 레시틴 포함한 중추 신경계 독소의 국소 주입,이다. 이러한 프로토콜에서는, 마우스의 복부 백색질로 주입 리소 레시틴 관련된 수술 절차가 빠르고, 비용 효율적이며, 시판보다 추가적인 물질이 필요 없다는 것을 보여준다. 이 절차는 또한 후보 재유 수화 촉진 치료제 스크리닝 전임상 도구로서뿐만 아니라, 재유 수화 과정에 참여 정상적인 사건을 연구를 위해 중요하다.
다발성 경화증 (MS)은 면역 세포 침윤 및 손실 미엘린, 희소 돌기 아교 세포, 신경 세포 축삭 플라크를 포함하는 것을 특징 중추 신경계 (CNS)의 만성 탈수 초성 질환이다. 대부분의 환자들은 죄 사함의 기간 다음에 신경 다양한 증상을 동반 염증 재발로 구성된 질병 코스가있다. 이러한 환자의 절반 이상이 결국 뚜렷한 재발하지만 계속 신경 감소와 보조 진보적 인 단계로 전환. 그것은이 점진적 저하 축삭 손상 및 손실에 의한 것으로 여겨진다 만성 탈수 초화에 의해 부분적으로 기여했다. 손실 수초를 복원하는 전략 따라서 질병의 진행을 지연 아마도 신경 학적 증상을 역전 유망한 치료 방법으로 간주됩니다.
재유 수화 새로운 수초가 채용 희소 돌기 아교 세포 전구 세포에서 생성된다 CNS에서 내인성 수리 응답이다수초 형성 희소 돌기 아교 세포로 분화 (개 OPC). 재유 수화는 1-3, 그러나, 그 효율성은 감소 나이 4 매우 강력한 것으로 동물 모델에서 나타났다. 그것은 MS 환자 5의 대부분 불완전하지만 실제로, 재유 수화는 인간에서 발생합니다. MS에 대한 모든 현재 사용 가능한 약물은 주로 재발을 줄이는 효과가 있지만, 크게 질병의 진행을 지연하지 않는, 질병의 비정상적인 면역 구성 요소를 대상으로. MS의 관리를위한 치료 전략의 차세대 진행 및 재발 모두 6을 방지하기 위해 내인성의 재유 수화 면연 향상 기술 진보를 통합 할 것이다.
하나의 방법은 탈 공부 및 CNS의 재유 수화는 척수 백질 1,3,7에 세제 리소 포스파티딜콜린 (리소 레시틴)의 직접 분사를 포함한다. 이 절차는 잘 특징 demyelinat을 생산부상 주로 대 식세포 / 미세 아교 세포의 침윤 및 활성화 8,9, 반응 astrogliosis, 축삭 항상성 / 축삭 손상 및 OPC 증식 및 마이그레이션 (10)의 섭동의 구성을 보내고. 병변은 예상 몇 주간의 기간 동안 진화 완전히 remyelinating의 결국 할 수있다. 이 방법은 탈과 재유 수화에 관련된 이벤트의 안무를 공부에 특히 유용했다. 또한,이 탈수 초성 모독 다음 수리 가속화 후보 요법 전임상 시험을위한 도구로서 채용되고있다.
동물 모델의 수는 MS, 가장 인식 가능 실험적자가 면역 뇌척수염 (EAE) 모델을 연구하기 위해 개발되었다. EAE에서 설치류는 미엘린 펩티드의 조각에 대한 예방 접종과 상승 마비에 명시 염증성 병변 개발을 받아야한다. 반 또는 초박막 위해 조직을 처리 할 때, 우선, 염증성 병변의 위치는 다소 랜덤 한 병변의 위치 :이 모델은 면역 MS 의약품 전임상 실험에 유용되었지만, 세 가지 주요 이유 재유 수화 공부에 적합하지 않다 섹션은 문제가 될 수 있습니다. 두번째 재유 수화가 특정 시간 걸쳐 발생하여, 하나의 EAE 병변의 정확한 연령 지속적인 비 침습성 자기 공명 영상없이 알 수 없기 때문이다. 세 번째는 재유 수화는 약물의 주요 결과하지 않을 수 있습니다 EAE에서 약물 치료 다음과 같은 자연적으로 발생하는 설치류 현상 및 재유 수화의 증거라고하지만,에염증을 감소시키는 현상을 보조 대신 봉.
탈수 초화를 제조하는 또 다른 일반적인 방법은 음식에 구리 킬레이트 cuprizone를 도입함으로써 달성된다. 이로 인해 다음 뇌량에 널리 탈수 초화가 발생합니다. 첫째, 축삭의 직경 (따라서 수초 두께가) 다른 CNS 지역보다 작은, 따라서 얇게 재유 수화 피복이 탈수 초 결코 없었다 것과 구별 될 수 있습니다 다음과 같은 이유로 재유 수화의 사이트로 뇌량을 공부에 제한이 있습니다. 마우스 뇌량이> 70 % 수초 축색 돌기 (16)가 포함되어 있기 때문에 둘째, 그것은 재유 수화 세그먼트 (17)는 일반적으로 발생하는 성인에 손상 수초 또는 드 노보 수초 합성의 진정한 보수인지 불분명 할 수 있습니다.
그것은 재유 수화 공부에 가장 적합한 모델이 독소의 직접 주입, 하나 리소 레시틴, ethid 것을 우리의 믿음입니다꼬리 대뇌 꽃자루 (18) 또는 척수의 백질로 늄 브롬화물, 또는 다른 사람. 전자의 위치는 단지 정확한 3 차원 정위 주사에 의해 달성된다 의한 소뇌 꽃자루의 작은 크기에 큰 설치류 (래트)에 한정된다. 이 탈과 재유 수화를 공부 형질 전환 마우스의 광범위한 리소스를 제외합니다. 척수는, 그러나, 쉽게 접근 할 수 외과 많은 큰 백색질이 포함되어 있습니다. 주동이의 흉부 세그먼트의 척추 사이의 공백은 꼬리 흉부 외과 수술에 필요한 단계입니다 후궁 절제술, 필요없이 척수의 노출 수 있습니다. 특히 복부 백질을 대상의 장점은 축색이 재유 수화의 정량화를 만드는 등의 백질보다 균일하게 큰 것입니다 덜 모호한 작업-유사한 뇌량과 관련된 문제에. 또한, 복부 백질은 훨씬 더 큰 t을 구성주입 영역을 arget; 같은 편차가 복부 여전히 눈에 띄는 탈수 초성 병변을 생산하는 것입니다 동안 측면 등의 지역에서 수백 미크론, 열 외부 모세관을 배치합니다. 일부 프로토콜은 지느러미와 같은 동물 (19)의 복부 컬럼에 모두 리소 레시틴 주입. 이것은 적절한 모세관 배치의 가능성과 적은 수의 동물에서 정량화 병변의 수가 모두 증가시킬 수있다. 제시된 데이터는 현재 동작 시점에서 8-10 주령 동물이지만, 또한 4 재유 수화가 현저히 느린 것으로 설명된다 8-10개월 된 생쥐에 동일한 절차를 사용하여 성공이 있었다.
재유 수화의 정량은 하찮은 작업이 아닙니다. 중앙 교리는 재유 수화 세그먼트가 건강한 비해 평균 길이가 짧고 얇은이며, 단면 반 O를 따라서 g 비율 계산 (축삭 직경 축삭 + 수초 지름으로 나눈 값) 것을 가정한다R의 얇은 섹션은 표준 절차되고있다. 그러나, 재유 수화 세그먼트 시간이 2 위에 두껍게 remyelinating 희소 돌기 아교 세포의 유전자 변형 기자를 사용하여 최근의 연구는 많은 internodes 결국 제어 (20)과 구별 될 수 있음을 시사하는 것으로 알려져있다. 병변 내 성숙 희소 돌기 아교 세포의 수를 정량화 희소 돌기 아교 세포는 internodes 다양한 수를 제조 할 수있는 바와 같이, 보수를 측정하는 간접 방법이며, 재유 수화 의존 모델의 상당수 사용됨 -은 슈반 세포 (3)로부터 발생한다. 재유 수화가 도약적인 전도 (21)의 복원에 링크 된 바와 같이 물론, 수리의 궁극적 인 메트릭은 신경 학적 결손의 기능 회복 될 것입니다. 재유 수화가 어떤 종 (22, 23)의 기능의 회복에 연결되었지만, 여기에 리소 레시틴 뮤린 연구에서 표준 절차가 않았습니다. 이는 명백한 observ의 부족 가능성이러한 EAE 심지어 cuprizone 같은보다 강력한 탈수 초 모델에 비해 지느러미 또는 복부 중 병변 수 적자. 우리는 재유 수화로 주입하고, 이후의 복구를 리소 레시틴으로 인한 기능 적자 만 잘 감각 기능의 민감한 테스트를 사용하여 관찰 될 것이라고 생각합니다.
퉁명스러운 방법 론적 접근 방식이기는하지만, 위의 동물 모델 중 하나와 함께 "재유 수화"의 PubMed를 검색, EAE (188)과 cuprizone (197)에 비해 (109) 리소 레시틴 더 적은 검색 안타를 보여줍니다. 탈수 초화를 리소 레시틴하는 재유 수화 연구를위한 우수한 접근 방법 우리의 인수가 왜 경우 적어도 논의? 아마도이 방법을 사용하는 우려는 외과 수술을 수행하는 기술적 어려움 믿음에서 유래. 실제로,이 절차는 모든 commer있는 재료를 필요로하는, 빠르고 경제적이다없고 루틴 해부 조직보다 더 어렵다일반적으로 구입 가능한. 그것은이 프로토콜은 수초 수리의 흥미 진진하고 확장 필드를 공부에 대한 자신의 레퍼토리에이 강력한 모델을 추가하려는 사람들을위한 유용한 증명하는 것이 우리의 희망입니다.
The authors have nothing to disclose.
This project was funded by a grant from the Multiple Sclerosis Society of Canada and the Alberta Innovates – Health Solutions CRIO Team program. MBK is a recipient of studentships from Alberta Innovates – Health Solutions and the Multiple Sclerosis Society of Canada. SKJ is funded by a graduate student support grant from the Alberta endMS Regional Research and Training Center of the Multiple Sclerosis Society of Canada. The authors wish to acknowledge Dr. Jan van Minnen and the Regeneration Unit in Neurobiology core facility for training and use of equipment.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
spring scissors | Fine Science Tools | 15004-08 | |
forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
retractor | Fine Science Tools | 17003-03 | |
clippers | Philips | QG3330 | |
heating recovery chamber | Peco Services | V1200 | |
surgical tape | 3M | 1527-1 | |
scalpel handle | Fine Science Tools | 10003-12 | |
scalpel blade | Feather | No. 15 | |
sponge spear | Beaver Visitec | 581089 | |
5-0 Vicryl sutures | Ethicon | J511G | |
curved ToughCut spring scissors | Fine Science Tools | 15123-12 | |
32 gauge metal needle | BD | 305106 | |
needle holders | Fine Science Tools | 12002-14 | |
angled forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | |
cotton tipped applicator | Puritan | 806-WC | |
gauze pads | Safe Cross First Aid | 3763 | |
10 μL syringe | Hamilton | 7635-01 | make sure to purchase the microliter, not gastight syringe |
compression fitting | Hamilton | 55750-01 | contains the 2 ferrules and removable nut, but the nut that comes with the 10 μL syringe is a tighter fit |
priming kit | Hamilton | PRMKIT | contains the priming syringe, removable hub needle and the rubber discs |
pre-pulled glass capillaries | WPI | TIP10TW1 (pack of 10) | contains capillaries with 10 μm inner diameter. 30 μm inner diameter also work (TIP30TW1) |
stereotactic frame | David Kopf instruments | Model 900 | |
Ultrasonic cleaner | Fisher Scientific | FS-20 | |
Tissue-Tek optimal cutting temperature (OCT) compound | VWR | 25608-930 | |
Tissue-Tek intermediate cryomold | VWR | 25608-924 | |
cryostat | Leica | CM1900 | |
microscope slides | VWR | 48311-703 | |
bright field microscope | Olympus | BX51 | |
ultramicrotome | Leica EM UC7 | EM UC7 | |
Lysophosphatidylchoine | Sigma | L1381 | |
2-methylbutane | Sigma | M32631 | |
Triton x-100 | Sigma | X-100 | |
goat serum | Sigma | G9023 | |
Mouse anti-SMI312 antibody | Covance | SMI-312R | 1:2000 dilution |
Rabbit anti-MBP antibody | Abcam | AB40390 | 1:1000 dilution |
Goat anti-PDGFRα antibody | R&D Systems | AF1062 | 1:100 dilution |
Rabbit anti-Olig2 antibody | Millipore | AB9610 | 1:200 dilution |
Mouse anti-CC1 antibody | Calbiochem | OP80 | 1:200 dilution |
Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgG | Life technologies | A-11008 | 1:500 dilution |
Alexa Fluor 546 goat anti-mouse IgG | Life technologies | A-11003 | 1:500 dilution |
Alexa Fluor 488 donkey anti-goat IgG | Jackson Immuno | 705-546-147 | 1:500 dilution |
Alexa Fluor 594 donkey anti-mouse IgG | Jackson Immuno | 715-586-151 | 1:500 dilution |
Alexa Fluor 647 donkey anti-rabbit IgG | Jackson Immuno | 711-606-152 | 1:500 dilution |
PBS | Oxoid | BR0014 | |
isopropyl alcohol | Sigma | 109827 | |
ketamine | CDMV | ||
xylazine | CDMV | ||
iodine | West Penetone | 2021 | |
Vaseline petroleum jelly | VWR | CA05971 | |
paraformaldehyde | Sigma | P6148 | |
sucrose | Sigma | S5016 | |
Eriochrome Cyanine R | Sigma | 32752 | |
sulfuric acid | Sigma | 320501 | |
iron(III) chloride | Sigma | 157740 | |
ammonium hydroxide | Sigma | 320145 | |
Acrytol | Leica Biosystems | 3801700 | |
Citrisolv | Fisher Scientific | 22-143-975 | |
horse serum | Sigma | H0146 | |
glutaraldehyde | Electron Micrscopy Sciences | 16220 | |
osmum tetroxide | Electron Micrscopy Sciences | 19150 | highly toxic |
potassium hexacyanoferrate (II) trihydrate | Sigma | P3289 | |
corn oil | Sigma | C8267 | |
polyvinyl alcohol | Sigma | P8136 | |
glycerol | Sigma | G9012 | |
cacodylic acid | Electron Micrscopy Sciences | 12300 | |
propylene oxide | Electron Micrscopy Sciences | 20401 | |
EMBED kit | Electron Micrscopy Sciences | 14120 | |
Toluidine Blue O | Sigma | T3260 | |
Sodium tetraborate decahydrate | Sigma | S9640 | |
Recipes | |||
Eriochrome cyanine solution | |||
Ingredient | Amount to add | ||
Eriochrome Cyanine R | 0.8 g | ||
sulfuric acid | 400 mL 0.5% | ||
iron(III)chloride | 20 mL 10% | ||
water | 80 mL | ||
*add eriochrome cyanine to sulfuric acid, followed by iron(III) chloride and water. Solution can be kept after use. Make fresh once per year. | |||
Gelvatol | |||
Ingredient | Amount to add | ||
PBS | 140 mL | ||
polyvinyl alcohol | 20 g | ||
glycerol | 40 g | ||
*mix well, place at 37 °C overnight, centrifuge at 1960xg 30 min, aliquot into 40 tubes |