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.
Multipl skleroz kayıp oligodendrositlerin, miyelin, aksonlar ve nöron içeren plak oluşumu ile karakterize edilen merkezi sinir sisteminin enflamatuvar demiyeline eden bir hastalıktır. Remiyelinizasyon yeni miyelin miyelin oluşturan oligodentrositlere çoğalması, işe alım ve oligodendrosit öncü hücrelerin farklılaşması sonra üretileceği bir endojen onarım mekanizması, ve daha fazla hasara gelen aksonlar korumak için gereklidir. Şu anda, multipl skleroz tedavisi için tüm terapötik inflamatuar relaps azaltır ama geri dönüşümsüz nörolojik düşüş ilerlemesini engellemez hastalığın anormal bağışıklık bileşeni, hedef. Bu remiyelinizasyon-teşvik stratejileri hastalığın ilerlemesini geciktirmek ve belki de nörolojik belirtiler ters olabilir geliştirilmesi bu nedenle zorunludur. Demiyelinizasyonun Çeşitli hayvan modelleri deneysel otoimmün ensefalomyelit ve curprizone dahil, mevcut; Bununla birlikte, Limi vardıryeniden miyelin oluşumunu çalışmak için bunların kullanımı kabili. Bir daha sağlam bir yaklaşım kemirgenler omurilik beyaz madde içine deterjan lizolesitin dahil merkezi sinir sistemi içine toksin enjeksiyonu fokal vardır. Bu protokol, farelerde ventral beyaz madde içine enjekte lisolesitin dahil cerrahi işlem hızlı, maliyet-etkin ve piyasada mevcut olan daha ek malzeme gerektirir göstermektedir. Bu prosedür, aynı zamanda, aday remiyelinizasyon destekleyici terapötik taranması için bir ön-klinik bir araç olarak sadece remiyelinizasyon sürecinde yer alan, normal olayları incelemek için önemlidir.
Multipl skleroz (MS) bağışıklık hücre infiltrasyonu ve kayıp miyelin, oligodendrositlerin, akson ve nöron içeren plaklar ile karakterize santral sinir sistemi (MSS) kronik demiyelinizan hastalığıdır. Çoğu hasta remisyon dönemleri takip nörolojik semptomlar geniş bir yelpazede eşliğinde inflamatuar nüks oluşan bir hastalık kursu var. Bu hastaların yarısından fazlası sonunda hiçbir belirgin nüks ama sürekli nörolojik düşüş ile ikincil ilerleyici aşamaya geçiş. Bu ilerici bozulma aksonal hasar ve kayıp nedeniyle olduğuna inanılmaktadır, kronik demiyelinizasyon kısmen katkıda bulunmuştur. Kayıp miyelin geri Stratejileri ve böylece hastalığın ilerlemesini geciktirmek ve belki de nörolojik belirtiler tersine çevirmek için umut verici bir tedavi yaklaşımı olarak kabul edilir.
Remiyelinizasyon yeni miyelin kılıflar işe oligodendrosit öncü hücreler oluşturulur sayede MSS bir endojen onarım yanıtıMiyelin oluşturucu oligodendrositler ayırt (OPC). Remiyelinizasyon 1-3 Ancak, verimlilik 4 yaş ile birlikte azalan oldukça sağlam olması, hayvan modellerinde gösterilmiştir. MS hastalarında 5 çoğunda eksik olmasına rağmen Gerçekten de, remiyelinizasyon insanlarda görülür. MS için tüm mevcut ilaçlar öncelikle nüksleri azaltmada etkili olurken, belirgin hastalığın ilerlemesini gecikme yok, hastalığın anormal immün bileşenini hedef ve. MS tedavisi için tedavi stratejilerinin gelecek nesil ve tekerrür ilerlemesini 6 hem de önlemek için endojen remiyelinizasyon donanımıyla immünomodülasyonu gelişmeleri entegre edecek.
Bir yöntem de- çalışma ve MSS remiyelinizasyon omurilik beyaz cevher 1,3,7 içine deterjan lisofosfatidilkolin (lisolesitin) doğrudan enjeksiyon içerir. Bu prosedür iyi karakterize demyelinat üretiryaralanma esas makrofaj / mikrogliyal infiltrasyonu ve aktivasyonu 8,9, reaktif astrogliyozun, aksonal homeostasis / aksonal yaralanma, ve OPC çoğalması ve göç 10 pertürbasyonuna oluşan ing. lezyon tahmin edilebileceği bir kaç hafta süre içinde geliştikçe ve tam remiyelinizan nihayetinde yeteneğine sahiptir. Bu yöntem de- ve remiyelinizasyon katılan olayların koreografisini eğitim özellikle yararlı olmuştur. Ayrıca, bir demiyelinizan hakaret aşağıdaki onarım hızlandırmak için aday tedavilerinin klinik öncesi testler için bir araç olarak kabul edilmiştir.
Hayvan modellerinde çok sayıda MS, en tanınabilir deneysel otoimmün ensefalomiyelit (EAE) modeli üzerinde geliştirilmiştir. EAE olarak, kemirgenler, bir miyelin peptid bir parçası aşısı ve artan felç tezahür inflamatuar lezyon gelişimini tabi olan. Yarı veya ultra ince için doku işlerken Öncelikle, inflamatuar lezyonların yeri biraz rastgele ve lezyon yerini: Bu model, bağışıklık MS ilaçların klinik öncesi testler için yararlı olsa da, bu üç ana nedenden dolayı yeniden miyelin oluşumunu incelemek için ideal değildir bölümler zor olabilir. İkinci remiyelinizasyon belirli bir zaman boyunca oluşur ve tek bir EAE lezyonun kesin yaşı sürekli non-invaziv manyetik rezonans görüntüleme olmadan bilinen edilemez olduğunu. Üçüncü remiyelinizasyon ilacın birincil sonucu olmayabilir EAE ilaç tedavisi sonrasında doğal olarak oluşan kemirgenler fenomen ve remiyelinizasyon kanıt olduğunu, amainflamasyonu azaltarak bir ikincil fenomen yerine.
Demiyelinasyon üretilmesi için bir başka genel yöntem diyet bakır kenetleyici cuprizone sokulması ile elde edilir. Bu özellikle korpus kallosum olarak, yaygın demiyelinizasyon sonuçlanır. Öncelikle, akson çapları (ve dolayısıyla miyelin kalınlığı) Diğer MSS bölgelere göre daha küçüktür ve bu nedenle ince remyelinated kılıflar demiyelinize asla olduğunu ayırt edilemez olabilir: Aşağıdaki nedenlerden dolayı remiyelinizasyon bir site olarak korpus kallosum okuyan sınırlamalar vardır. Fare korpus kallosum>% 70 miyelinsiz aksonlar 16 içerdiğinden İkincisi, bir remyelinated bölüm 17 normal meydana yetişkin, hasarlı miyelin veya de novo sentezi miyelin gerçek onarım olup olmadığı belirsiz olabilir.
Bu yeniden miyelin oluşumunu incelemek için en iyi model toksinlerin direkt enjeksiyon, ya lisolesitin, ethid olduğunu, bizim inanç olduğunukaudal serebral peduncles 18 veya spinal kord beyaz cevher içine iyum bromür, ya da diğerleri. önceki konum sadece hassas 3 boyutlu stereotaktik enjeksiyon ile elde edilir, ve bağlı serebellar pedinküllerin küçük boyutuna göre daha büyük kemirgenlerde (sıçan) ile sınırlıdır. Bu De- ve yeniden miyelin oluşumunu okuyan transgenik farelerin geniş kaynak dışlar. Spinal kord, ancak, kolay erişilebilir cerrahi birçok büyük beyaz cevher yolları içerir. Rostral torakal segmentte omurları arasındaki alanlarda kaudal torakal cerrahi prosedürlerde gerekli bir adımdır bir laminektomi, gerek kalmadan omuriliğin maruz sağlar. Özellikle ventral beyaz maddeyi hedef bir avantajı aksonlar remiyelinizasyon ölçümü yaparak, dorsal beyaz cevher daha eşit daha büyük olduğunu daha az belirsiz görev benzer korpus kallosum ile ilişkili zorluklar. Ayrıca, ventral beyaz madde çok daha büyük bir t yaparenjekte alanı HEDEF; Aynı sapma ventral hala önemli bir demiyelinizan lezyon üretecektir ise yanal sırt bölgesinde birkaç yüz mikron, sütunun dışında kılcal yer olacaktır. Bazı protokoller dorsal ve aynı hayvan 19 ventral sütunlar hem içine enjekte lisolesitin. Bu doğru kılcal yerleştirme olasılığını ve daha az hayvanlarda ölçülebilir lezyonların sayısını hem de artırabilir. Sunulan mevcut veri işlem sırasında 8-10 haftalık hayvanlardan iken, biz de remiyelinizasyon 4 belirgin yavaş olarak açıklanan 8-10 aylık fareler, aynı prosedürü kullanarak başarı vardı.
Remiyelinizasyon Niceliklendirilmesi önemsiz bir girişim değildir. Bir santral dogma remyelinated kesimleri sağlıklı muadillerine göre ortalama uzunluğu kısa ve incedir ve kesit yarı o böylece g-oranı hesaplamaları (akson çapı akson + miyelin çapı bölü) olduğunu öne sürenr ince kesitler standart prosedür haline gelmiştir. Ancak, remyelinated segmentler zaman üzerinde 2 kalınlaştırmak ve remiyelinizan oligodendrositlerin bir transgenik muhabiri kullanarak yeni bir çalışma, birçok internod sonunda kontrol 20 ayırt edilemez hale düşündürmektedir bilinmektedir. Lezyon içindeki olgun oligodendrositlerin sayısı belirleme oligodendrositler internod geniş sayıda yapabilen gibi, onarım ölçmek için dolaylı bir yoldur ve remiyelinizasyon-bağlı modeline önemli bir bölümü kullanılmış olabilir Schwann hücrelerinin 3 den oluşur. Remiyelinizasyon saltatory iletim 21 restorasyonu ile bağlantılı olduğu gibi tabii ki, onarım nihai metrik nörolojik defisit fonksiyonel iyileşme olacaktır. Remiyelinizasyon bazı türlerde 22,23 fonksiyonun geri kazanım ile ilişkilendirilmiştir edilmiş olmakla beraber, bu sıçangil lisolesitin çalışmalarda standart bir prosedür olmamıştır. Bu durum, açık Gözlem eksikliğinden dolayı büyük olasılıklaBöyle EAE ve hatta cuprizone olarak daha sağlam demiyelinizasyon modelleri ile karşılaştırıldığında dorsal veya ventral ya lezyonlardan mümkün açıkları. Biz remiyelinizasyon ile enjeksiyon, ve sonraki kurtarma lisolesitin kaynaklanan fonksiyonel açıkları, sadece ince Sensorimotor işleyişi hassas testler kullanılarak gözlemlenebilir olacağına inanıyoruz.
Bir kaba metodolojik bir yaklaşım olsa, yukarıda sıralanan hayvan modellerinde iki yanında "remiyelinizasyon" A PubMed arama, EAE (188) ve cuprizone (197) ile karşılaştırıldığında (109) lisolesitin için daha az arama hit gösterir. Demiyelinizasyonu lisolesitin yeniden miyelin oluşumunu incelemek için üstün bir yaklaşım olduğunu, bizim argüman, neden ise en az tartışılan? Belki de bu yöntemi kullanarak bir yakalama cerrahi işlemi gerçekleştirmek teknik zorluk, bir inanç kaynaklanmaktadır. Aslında, bu prosedür tüm, Ticaret malzemeleri gerektiren, hızlı, uygun maliyetli ve hiçbir rutin doku diseksiyonu daha zorolarak mevcut. Bu protokol miyelin onarım heyecanlı ve genişleyen alanı çalışmak için kendi repertuarına bu güçlü modeli eklemek istediğiniz olanlar için yararlıdır kanıtlıyor bizim umudumuz.
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 |