ラットおよびマウス脳への神経幹細胞の動脈内デリバリー:脳虚血への応用
Summary
神経幹細胞を送達する方法は、注射液または懸濁液に適応可能で、虚血性脳卒中後に一般的な頸動脈(マウス)または外頸動脈(ラット)を介して報告される。注入された細胞は脳のパレンチマ全体に広く分布し、送達後30dまで検出することができる。
Abstract
神経幹細胞(NSC)療法は、脳卒中、外傷性脳損傷および神経変性疾患のための新たな革新的な治療法である。頭蓋内分娩と比較して、NSCの動脈内投与は侵襲性が低く、脳の中でNSCのより拡散分布を生じる。また、動脈内送達は、脳循環における初回通過効果を可能にし、肝臓および脾臓などの末梢器官における細胞の捕捉の可能性を減少させ、末梢注射に伴う合併症である。ここでは、マウスとラットの両方において、虚血性脳卒中後の一般的な頸動脈(マウス)または外頸動脈(ラット)を介してNSCをイプシラテラ半球に送達するための方法論を詳述する。GFP標識NSCを用いて、虚血性損傷部位内または近傍の高密度で、死後1週間、1週間、4週間でげっ歯類の半球全体で達成された広範な分布を示す。長期生存に加えて、4週でGFP標識細胞の分化の証拠を示す。NSCに関してここで説明する動脈内送達アプローチは、治療化合物の投与にも使用することができ、したがって、複数の種にわたる様々なCNS傷害および疾患モデルに対する広範な適用性を有する。
Introduction
幹細胞(SC),療法は、脳卒中、頭部外傷および認知症,,11、2、3、4、5、62を含む神経疾患の治療として大きな可能性5を6秘めている。34しかし、病気の脳に外因性のSCを送達する効率的な方法は、問題が残る262、6、7、8、9、10、11、12、13。11,12,139,10,,7,8,,静脈内(IV)または腹腔内(IP)注射を含む末梢送達経路を介して送達されるSCは、特に肺、肝臓、脾臓および筋肉88、9、13、149,13,における微小循環におけるファーストパスフィルタリングの対象となり、非標的領域における細胞の蓄積の可能性が高まる。14侵襲的な脳内注射法は、局所的な脳組織損傷および注射,,,部位2、6、8、14、15、166,8付近のSCの非常に制限された分布をもたらす。2141516我々は最近、外因性神経SC(NSC)を送達するためのカテーテルベースの動脈内注入法を確立した。我々は、マウスまたはラット17、18、19,において左中大脳動脈(MCA)を閉塞するためにシリコーンゴム被覆フィラメントを用いて1つの半球で一過性(1時間)虚血再灌流傷害を19誘発する。このモデルでは、レーザードップラーまたはレーザー斑点イメージング17、19,19を用いた半球の脳血流(CBF)の約75-85%のうつ病を再現的に観察し、一貫した神経障害17、18、1918,19を生み出した。17
時間節約のために、ビデオは通常の速度の2倍で再生するように設定されており、縫合糸による皮膚の準備や創傷閉鎖などの日常的な外科的処置と、電動シリンジポンプの使用とセットアップは提示されません。NSCの動脈内送達法は、げっ歯類における実験脳卒中の中大脳動脈閉塞(MCAO)モデルの文脈で実証される。したがって、後で第2の手術、動脈内注射を、同じ動物上の前の外科部位を用いて行われる方法を実証するために、一過性の虚血性脳卒中手順を含む。げっ歯類の脳卒中モデルにおける動脈内NSC送達の実現可能性は、外因性NSCの分布および生存を評価することによって実証される。脳病理と神経機能障害を弱めるNSC療法の有効性は別々に報告される。
Protocol
Representative Results
Discussion
神経疾患の幹細胞療法はまだ初期の探索段階にあります。1つの大きな問題は、脳内にSCまたはNSCを十分に送達するための確立された方法が存在しないです。
外因性SC/NSCは、静脈内(IV)、腹腔内(IP)または脳内注射に続く脳内で検出することができるが、各送達アプローチには欠点がある。脳内の検出可能な集団は、末梢注射(IVまたはIP)で非常に低いと推定され、注入または…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、LCのAHA賞14SDG20480186、中国医学大学2019-QN07のBZの主題イノベーションチーム、KESとLCのためのケンタッキー脊髄および頭部外傷研究信託助成金14-12Aによって支えられた。
Materials
| 20 G needle | Becton & Dickinson | BD PrecisionGlide 305175 | preparation of injection catheter |
| 26 G needle | Becton & Dickinson | BD PrecisionGlide 305111 | preparation of injection catheter |
| 27 G needle | Becton & Dickinson | BD PrecisionGlide 305136 | preparation of injection catheter |
| 4-0 NFS-2 suture with needle | Henry Schein Animal Health | 56905 | surgery |
| 6-0 nylon suture | Teleflex/Braintree Scientific | 104-s | surgery |
| Accutase | STEMCELL Technologies | 7922 | cell detachment solution |
| blade | Bard-Parker | 10 | surgery |
| Buprenorphine-SR Lab | ZooPharm | Buprenorphine-SR Lab® | analgesia (0.6-1 mg/kg over 3 d) |
| Calcium/magnisum free PBS | VWR | 02-0119-0500 | NSC dissociation |
| DCX antibody | Millipore | AB2253 | immunostaining |
| GFAP antibody | Invitrogen | 180063 | immunostaining |
| Isoflurane | Henry Schein Animal Health | 50562-1 | surgery |
| MCAO filament for mouse | Doccol | 702223PK5Re | surgery |
| MCAO filament for rat | Doccol | 503334PK5Re | surgery |
| MRE010 catheter | Braintree Scientific | MRE010 | preparation of injection catheter |
| MRE025 catheter | Braintree Scientific | MRE025 | preparation of injection catheter |
| MRE050 catheter | Braintree Scientific | MRE050 | preparation of injection catheter |
| Nu-Tears Ointment | NuLife Pharmaceuticals | Nu-Tears Ointment | eye care during surgery |
| S&T Forceps – SuperGrip Tips JF-5TC Angled | Fine Science Tools | 00649-11 | surgery |
| S&T Forceps – SuperGrip Tips JF-5TC Straight | Fine Science Tools | 00632-11 | surgery |
| Superglue | Pacer Technology | 15187 | preparation of injection catheter |
| syringe pump | Kent Scientific | GenieTouch | surgery |
| Tuj1 antibody | Millipore | MAb1637 | immunostaining |
| two-component 5 minute epoxy | Devcon | 20445 | preparation of injection catheter |
| Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 15000-08 | surgery |
| vascular clamps | Fine Science Tools | 00400-03 | surgery |
| Zeiss microscope | Zeiss | Axio Imager 2 | microscopy |
Referencias
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