तरीकों और Adeno के नसों में प्रशासन के लिए युक्तियां-चूहों और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र Transduction के मूल्यांकन से जुड़े वायरस
Summary
एक व्यापक पैमाने पर केंद्रीय तंत्रिका तंत्र चूहे में जीन डिलीवरी के लिए तरीके कवर कर रहे हैं । इस उदाहरण में, उद्देश्य के लिए एक बीमारी है कि पूरे रीढ़ की हड्डी को प्रभावित करता है नकल है । व्यापक transduction एक बार, परिधीय प्रशासन से सीएनएस के लिए एक चिकित्सीय प्रोटीन देने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
Abstract
Adeno-एसोसिएटेड वायरस (AAV) वैक्टर संकुल नियमित रूप से अंतराल लघु palindromic दोहराता (CRISPR), optogenetics, cre-लोक्स लक्ष्यीकरण, आदि के लिए तंत्रिका विज्ञान में एक प्रमुख एजेंट हैं । इस पांडुलिपि का उद्देश्य AAV की पूंछ नस इंजेक्शन के जरिए चूहे में विशाल केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) जीन हस्तांतरण के प्रयास जांचकर्ता सहायता करने के लिए है । व्यापक पैमाने पर अभिव्यक्ति व्यापक विकृति के साथ शर्तों के लिए प्रासंगिक है, और एक चूहा मॉडल चूहों की तुलना में अपने अधिक से अधिक आकार और मनुष्यों के लिए शारीरिक समानता के कारण महत्वपूर्ण है । इस उदाहरण के आवेदन में, एक व्यापक पैमाने पर न्यूरॉन transduction एक neurodegenerative रोग है कि पूरे रीढ़ की हड्डी, पेशीशोषी पार्श्व स्केलेरोसिस (एस) को प्रभावित करता है की नकल करने के लिए प्रयोग किया जाता है. कुशल व्यापक पैमाने पर सीएनएस transduction भी पूर्व नैदानिक अध्ययन में चिकित्सकीय प्रोटीन कारकों देने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । पोस्ट-इंजेक्शन अभिव्यक्ति अंतराल के कई सप्ताह के बाद, transduction के प्रभाव मूल्यांकित होते हैं । एक ग्रीन फ्लोरोसेंट प्रोटीन के लिए (GFP) नियंत्रण वेक्टर, सेरिबैलम में GFP की मात्रा जल्दी और मज़बूती से एक बुनियादी इमेजिंग प्रोग्राम द्वारा अनुमानित है । मोटर रोग phenotypes कि एस संबंधित प्रोटीन transaction प्रतिक्रिया डीएनए से प्रेरित कर रहे है के लिए ४३ केडीए (तेदेपा-४३) के प्रोटीन बंधन, घाटे से बच पलटा और rotarod द्वारा बनाए जाते हैं । रोग मॉडलिंग और जीन थेरेपी के अलावा, वहां व्यापक पैमाने पर जीन लक्ष्यीकरण के लिए विभिंन संभावित अनुप्रयोगों यहां वर्णित हैं । इस विधि के विस्तारित उपयोग तंत्रिका विज्ञान और neurogenetics में तेजी परिकल्पना परीक्षण में सहायता करेगा ।
Introduction
संयोजक adeno-एसोसिएटेड वायरस (AAV) वैक्टर सीएनएस अनुसंधान के लिए अपरिहार्य उपकरण है क्योंकि वे vivo में transducing ंयूरॉंस के लिए बहुत कुशल हैं । AAV वैक्टर बहुत अलग transgenes और प्रोटीन isoforms, विभिंन ऊतकों, विभिंन मेजबान प्रजातियों, और प्रशासन के विभिंन मार्गों का अध्ययन करने के लिए बहुमुखी हैं । उदाहरण के लिए, AAV एक परिधीय द्वारा चूहों के लिए प्रशासित किया जा सकता है, अपेक्षाकृत गैर इनवेसिव, transduce न्यूरॉन्स के लिए नसों में सीएनएस भर इंजेक्शन के रूप में पहले Foust एट अल. और डुकी एट अल. (Gombash एट अल करके जौव पेपर देखें । (२०१४)). 1 , 2 , 3 यह जीन वितरण दृष्टिकोण को कुशलतापूर्वक या तो ग्रीन फ्लोरोसेंट प्रोटीन (GFP) या एस संबंधित प्रोटीन, transaction प्रतिक्रिया डीएनए-४३ केडीए (टीडीपी-४३) के प्रोटीन बंधन में व्यक्त करने के लिए प्रयोग किया जाता है सीएनएस । 4 , 5 , ६ , 7 , 8 , चूहों में काम कर रहे 9 महत्वपूर्ण है क्योंकि चूहे के शारीरिक और चयापचय मापदंडों के रूप में चूहों की तुलना में मनुष्यों के करीब हैं और वहां व्यवहार और विषाक्तता चूहों के लिए विशेष रूप से डिजाइन किए गए परख रहे हैं । इसके अलावा, और अधिक ट्रांसजेनिक चूहे लाइनें उपलब्ध है कि AAV जीन हस्तांतरण अध्ययन में उपयोग किया जा सकता है होते जा रहे हैं ।
तरीके विशाल सीएनएस जीन हस्तांतरण के लिए चूहे में विस्तृत रहे हैं, और तेजी से, परिणामों के विश्वसनीय ठहराव । व्यापक पैमाने पर सीएनएस transduction की रीढ़ की हड्डी भर में तेदेपा ४३ व्यक्त द्वारा चूहों में एस की लक्षण नकल करने के लिए प्रयोग किया जाता है । विधि तेदेपा के पूंछ नस इंजेक्शन-४३ युवा वयस्क चूहों के लिए वेक्टर जैक्सन एट अल में प्रयोग किया जाता है के रूप में । ६ , 8 , 9 कई हफ्तों के बाद, तेदेपा-४३-प्रेरित मोटर घाटे दो तरीकों से रन बनाए हैं: एस्केप पलटा और rotarod के रूप में Dayton एट अल. और जैक्सन एट अल में इस्तेमाल किया । 5 , ६ , 7 , 9 नियंत्रण GFP वेक्टर के लिए, पोस्टमार्टम विश्लेषण में, सेरिबैलम के फ्लोरोसेंट क्षेत्र जैक्सन एट अल में इस्तेमाल के रूप में transduction दक्षता के एक सूचकांक के रूप में गणना की है । ६ , 8 सेरिबैलम के विश्लेषण के लिए परिधीय जीन वितरण के बाद सीएनएस transduction की डिग्री के एक तेजी से और विश्वसनीय सूचकांक साबित हो गया है और परिधीय करने वाली केंद्रीय जीन हस्तांतरण के प्रयास दृष्टिकोण की एक किस्म के लिए लागू किया जाना चाहिए ।
Protocol
सभी कार्यविधियां उपयुक्त NIH दिशानिर्देशों का अनुसरण करती हैं । प्रक्रियाओं के सभी पशु प्रोटोकॉल है कि पशु देखभाल और Shreveport में LSU स्वास्थ्य विज्ञान केंद्र में उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किए गए थे पीछा…
Representative Results
Discussion
AAV वैक्टर के लिए कई प्रकार के डिलिवरी रूट का परीक्षण किया गया है: इंट्रा-parenchymal, इंट्रा-cerebroventricular, इंट्रा-thecal, नसों में, intranasal, इंट्रा-पेशी, आदि । प्रत्येक मार्ग में कमियां होने के साथ-साथ विशिष्ट फायदे भी हो सकते ह?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम एस एसोसिएशन, Karyopharm चिकित्सकीय, Inc, मीरा GTx, और थॉमस एस, जिसके लिए हम आभारी है से लॉसन अनुसंधान के लिए एक धर्मार्थ दान द्वारा वित्त पोषित किया गया । हम सलाह और प्रशिक्षण के लिए Elysse बाग और डोना बर्नी धंयवाद । बीआयएस झूठ बोल फाउंडेशन और स्वास्थ्य अनुदान GM103418 के राष्ट्रीय संस्थानों द्वारा समर्थित किया गया था ।
Materials
| Scale | Pelouze | SP5 | |
| Nalgene bucket | Thermo Scientific | 12014000 | 4000 mL |
| Microcentrifuge tube | USA Scientific | 1615-5500 | |
| Lactated Ringer's Solution | Baxter Healthcare | 0338-0114-04 | |
| Mini vortexer | Fisher Scientific | 128101 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 22624415 | |
| Laboratory film | Bemis | PM996 | |
| 1-mL syringe | BD | 309626 | Comes with a 25g needle attached. Replace with 27-30g needle for injection |
| 30g needle | BD | 305106 | |
| Isoflurane | Piramal Healthcare | 66794-013-25 | Isoflurane USP 250 mL |
| Anesthesia mask | Kopf Instruments | 906 | |
| Gauze | Henry Schein | 100-2524 | 2" x 2" (5cm x 5cm) |
| Pipet tips | USA Scientific | 1111-0816 | |
| Micropipet | Gilson | 4642080 | |
| Gas anesthesia vaporizer | SurgiVet | 4214322 | Classic T3 |
| Gas anesthesia scavenger | SurgiVet | 32373B10 | Enviro-PURE |
| Heating pad | Sears | 17280 | |
| Bench pad | VWR | 56617-006 | |
| Rotarod | Panlab/Harvard Apparatus | 76-0772 | 4 rats/ 4 mice |
| 70% Ethanol | Decon Laboratories, Inc. | 2401 | 140 proof |
| 70% Isopropanol | VWR | 89108-160 | |
| Scion Image | Scion Corporation | ||
| GFP Tag Polyclonal Antibody | Invitrogen | A11122 | Primary Antibody – 1:500 dilution |
| AlexaFluor 488 | Invitrogen | A11070 | Secondary Antibody – 1:300 dilution |
| Axioskop 40 microscope | Zeiss |
References
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