Summary

ऑप्टिक तंत्रिका transection: केन्द्रीय तंत्रिका तंत्र में वयस्क न्यूरॉन Apoptosis के एक मॉडल

Published: May 12, 2011
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Summary

ऑप्टिक तंत्रिका transection वयस्क सीएनएस चोट के एक मॉडल व्यापक रूप से इस्तेमाल किया है. रेटिना नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के नब्बे प्रतिशत (RGCs) axons जिसका पूरी तरह से (axotomy) transected axotomy के बाद 14 दिनों के भीतर मर जाते हैं. इस मॉडल को आसानी से प्रयोगात्मक अभिव्यक्ती करने के लिए उत्तरदायी है और अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है.

Abstract

रेटिना नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं (RGCs) सीएनएस न्यूरॉन्स रहे हैं कि उत्पादन रेटिना से मस्तिष्क के लिए ऑप्टिक तंत्रिका के माध्यम से दृश्य, सूचना. ऑप्टिक तंत्रिका आँख की कक्षा के भीतर पहुँचा जा सकता है और पूरी तरह से (axotomized) transected पूरे RGC जनसंख्या के axons काटने है. ऑप्टिक तंत्रिका transection वयस्क 1-4 सीएनएस में एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य apoptotic neuronal सेल मौत का मॉडल है. यह मॉडल विशेष रूप से आकर्षक है क्योंकि आँख के शीशे चैम्बर दवा रेटिना को प्रसव के लिए एक कैप्सूल के रूप में कार्य करता है, intraocular इंजेक्शन के माध्यम से प्रयोगात्मक अभिव्यक्ती की अनुमति है. कांच तरल पदार्थ के माध्यम से रसायनों के प्रसार सुनिश्चित करता है कि वे संपूर्ण RGC जनसंख्या पर कार्रवाई. इसके अलावा, RGCs चुनिंदा कटौती को समाप्त करने के लिए अपने लक्ष्य, बेहतर colliculus 8 में ऑप्टिक तंत्रिका 5-7 या इंजेक्शन वैक्टर के कम हस्तक्षेप (siRNAs) RNAs, plasmids, या वायरल vectors लागू करने के द्वारा ट्रांसफ़ेक्ट किया जा सकता है. यह शोधकर्ताओं अन्य दर्शक न्यूरॉन्स या आसपास glia पर confounding प्रभाव के बिना वांछित neuronal आबादी में apoptotic तंत्र का अध्ययन करने के लिए अनुमति देता है. एक अतिरिक्त लाभ आसानी और सटीकता के साथ जो सेल अस्तित्व चोट के बाद मात्रा निर्धारित किया जा सकता है. रेटिना एक फ्लैट, स्तरित ऊतक है और RGCs अंतरतम परत, नाड़ीग्रन्थि सेल परत में स्थानीयकृत हैं. RGCs के अस्तित्व ऑप्टिक तंत्रिका की कटौती अंत axotomy के समय में एक फ्लोरोसेंट अनुरेखक (3% Fluorogold) लागू करके, या बेहतर colliculus (RGC लक्ष्य) एक के लिए पहले सप्ताह में ट्रेसर का इंजेक्शन लगाने के द्वारा समय पर लगाया जा सकता है है axotomy. ट्रेसर retrogradely, जाया जाता है, पूरे RGC जनसंख्या लेबलिंग. क्योंकि नाड़ीग्रन्थि सेल परत में एक monolayer (एक मोटी सेल) है, तो RGC घनत्व फ्लैट घुड़सवार ऊतक में मात्रा निर्धारित किया जा सकता है stereology के लिए आवश्यकता के बिना. ऑप्टिक तंत्रिका transection 14 postaxotomy 9-11 दिनों के भीतर घायल RGCs के 90% के apoptotic मौत की ओर जाता है है . RGC apoptosis को एक बार पाठ्यक्रम विशेषता है जिससे कोशिका मृत्यु 3-4 दिनों postaxotomy, जिसके बाद कोशिकाओं के तेजी से पतित देरी हो रही है. यह प्रयोगात्मक apoptosis में शामिल रास्ते के खिलाफ निर्देशित जोड़तोड़ के लिए एक समय खिड़की प्रदान करता है.

Protocol

1. सर्जिकल तकनीक प्रयोगों से बाहर सड़न रोकनेवाला तकनीक का उपयोग कर और अपने विशिष्ट संस्थान के पशु का उपयोग प्रोटोकॉल का पालन किया जाना चाहिए. उपकरण और सामग्री (समाधान, परीक्षण पदार्थों, tracers, सुई, आदि) ?…

Discussion

इस शल्य चिकित्सा की प्रक्रिया के कई रूपों हैं, और इस प्रोटोकॉल में कदम के कई आवश्यक नहीं हैं. यह केवल मांसपेशियों कि ऑप्टिक तंत्रिका overlie क्रम में तंत्रिका करने के लिए पहुँच प्राप्त वापस लेना आवश्यक है. ह…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

पी डी CIHR ऑपरेटिंग अनुदान (86,523 एमओपी) द्वारा समर्थित है

Materials

Material Name Tipo Company Catalogue Number Comment
Stereotaxic Frame   Stoelting, Kopf, WPI    
Rat Gas Mask   Stoelting, Kopf, WPI    
Anesthesia System   VetEquip 901806  
Isoflurane (PrAErrane)   Baxter Corp DIN 02225875  
Surgical Microscope   WPI, Zeiss, Leica    
Fluorogold -(Hydroxystilbamidine bis(methanesulfonate)   Sigma 39286  
Gelfoam   Pharmacia & Upjohn    
Tears Naturale P.M.   Alcon    
Proviodine   Medline MDS093945H  
Vannas spring scissors   Fine Science Tools 15000-00  
Fine tip Dumont forceps   Fine Science Tools 11252-00  
Micro surgical hook   Fine Science Tools 10062-12  
Eye dressing serrated forceps   Fine Science Tools 11152-10  
Dumont #7b sharp curved serrated forceps   Fine Science Tools 11270-20  
Cauterizer   Fine Science Tools 18010-00  

Referências

  1. Bahr, M. Live or let die – retinal ganglion cell death and survival during development and in the lesioned adult CNS. Trends Neurosci. 23, 483-4890 (2000).
  2. Isenmann, S., Kretz, A., Cellerino, A. Molecular determinants of retinal ganglion cell development, survival, and regeneration. Prog Retin Eye Res. 22, 483-543 (2003).
  3. Koeberle, P. D., Bahr, M. Growth and guidance cues for regenerating axons: where have they gone. J Neurobiol. 59, 162-180 (2004).
  4. Weishaupt, J. H., Bahr, M. Degeneration of axotomized retinal ganglion cells as a model for neuronal apoptosis in the central nervous system – molecular death and survival pathways. Restor. Neurol. Neurosci. 19, 1-2 (2001).
  5. Valenzuela, G. a. r. c. i. a., E, S. C. S. h. a. r. m. a. Rescue of retinal ganglion cells from axotomy-induced apoptosis through TRK oncogene transfer. Neuroreport. 9, 3165-3170 (1998).
  6. Kugler, S. Transduction of axotomized retinal ganglion cells by adenoviral vector administration at the optic nerve stump: an in vivo model system for the inhibition of neuronal apoptotic cell death. Gene Ther. 6, 1759-1767 (1999).
  7. Lingor, P. Down-regulation of apoptosis mediators by RNAi inhibits axotomy-induced retinal ganglion cell death in vivo. Brain. 128, 550-558 (2005).
  8. Koeberle, P. D., Gauldie, J., Ball, A. K. Effects of adenoviral-mediated gene transfer of interleukin-10, interleukin-4, and transforming growth factor-beta on the survival of axotomized retinal ganglion cells. Neurociência. 125, 903-920 (2004).
  9. Berkelaar, M. Axotomy results in delayed death and apoptosis of retinal ganglion cells in adult rats. J Neurosci. 14, 4368-4374 (1994).
  10. Villegas-Perez, M. P. Influences of peripheral nerve grafts on the survival and regrowth of axotomized retinal ganglion cells in adult rats. J Neurosci. 8, 265-280 (1988).
  11. Villegas-Perez, M. P. Rapid and protracted phases of retinal ganglion cell loss follow axotomy in the optic nerve of adult rats. J Neurobiol. 24, 23-36 (1993).
  12. Quigley, H. A. Retinal ganglion cell death in experimental glaucoma and after axotomy occurs by apoptosis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 36, 774-786 (1995).
  13. Thanos, S. Specific transcellular carbocyanine-labelling of rat retinal microglia during injury-induced neuronal degeneration. Neurosci Lett. 127, 108-1012 (1991).
  14. Thanos, S. Specific transcellular staining of microglia in the adult rat after traumatic degeneration of carbocyanine-filled retinal ganglion cells. Exp Eye Res. 55, 101-117 (1992).

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Citar este artigo
Magharious, M. M., D’Onofrio, P. M., Koeberle, P. D. Optic Nerve Transection: A Model of Adult Neuron Apoptosis in the Central Nervous System. J. Vis. Exp. (51), e2241, doi:10.3791/2241 (2011).

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