Ein Neurosphäre Assay auszuwertende endogenen neurale Stammzellen Aktivierung in einem Mausmodell der minimalen Spinal Cord Injury

Das zentrale Nervensystem enthält eine Subpopulation von selbst erneuernde, multipotente Stammzellen, die alle die verschiedenen Reifen neuronale Zelle Arten^1,2,3,4auslösen können. Diese neuronalen Stammzellen (NSCs) befinden sich in spezialisierten Nischen im Gehirn und im Rückenmark und nach Verletzungen zu vermehren, migrieren und differenzieren in ausgereifte Nervenzellen aktiviert werden kann. NSCs und deren Nachkommen haben gezeigt, zu der Verletzung Aufstellungsort in kortikalen Verletzung Modelle^5,6migrieren. Im Gehirn nachweislich die NSCs aus der seitlichen Ventrikel an der Stelle der Verletzung zu migrieren, wo sie in Astrozyten, die glial Narbe Bildung⁷beitragen, zu differenzieren. Im Rückenmark jedoch wurden nur wenige Studien um zu Fragen, ob diese gleichen endogenen NSCs nutzbar gemacht werden können, Förderung der Erholung nach Verletzungen des Rückenmarks durchgeführt. In der Tat gibt es derzeit eine Debatte darüber, ob Aktivierung des Stammzell-Pools im Rückenmark eine direkte physische Schädigung der Auskleidung der zentralen Kanal⁸ periventrikulären Nische erfordert oder wenn die Schäden an der Wirbelsäule Parenchym (verlassen des Stamms Schnur Zelle Nische intakt) genügt zur Aktivierung endogener NSCs⁹zur Verfügung.

Eine Reihe von Rückenmark Verletzungen (SCI) Modelle wurden eingesetzt, um die Pathophysiologie der akuten und chronischen Verletzungen zu studieren. Diese Modelle wurden auch zur möglichen Therapien zur Behandlung von SCI durch Neuroprotektion, Immunmodulation und entwickelnden Zelle Transplantation/Ersatz Strategien^10,11,13testen. Aktuelle Modelle verfügen über Kompression und/oder Prellung Verletzungen, die groß angelegte funktionelle Defizite sowie umfangreiche Läsionen und Kavitation in der Schnur^14,15verursachen. Daraus resultierende glial Narben können mehrere wirbelsäulensegmente zusammen mit der Mehrheit der Breite/Umfang des Rückenmarks¹⁶erstrecken. So, während diese Modelle klinisch relevant sind, leisten sie große Herausforderungen für das Studium der Reaktion des endogenen NSCs nach Verletzung. Es gibt chemische Modelle der Verletzung, die um mildere Formen der Verletzung zu verursachen, die den zentralen Kanal¹⁷erübrigen können angepasst werden können. Jedoch diese Art von Verletzungen im Fokus der Demyelinisierung SCI zugeordnet und sind keine klinisch relevanten Modelle für die körperliche und/oder mechanische Schäden im Zusammenhang mit traumatischen Sci.

Um die Einschränkungen der aktuellen Modelle der Verletzung zu beheben, haben wir eine Nadel Track minimal SCI-Modell, ursprünglich entwickelt in der Ratte⁹, für den Einsatz in einer Erwachsenen Maus-Modell angepasst. Unser Modell angepasst Verletzungen erstellen eine konsistentere Läsion der dorsolateralen Region des Rückenmarks Maus und ersparen den Zentralkanal an Ebene(n) Verletzungsgefahr. Der Vorteil dieses Modells ist, dass es die Untersuchung von NSC Kinetik erlaubt nach Verletzungen und ihre mögliche radialen Migration an der Stelle der Verletzung. Die Verwendung von einem Maus-Modell ermöglicht auch den Einsatz von transgenen Mäusen, die Linie Verfolgung von endogenen NSCs und ihre Nachkommen nach Verletzung zu ermöglichen. Die Eigenschaften der NSCs können näher untersucht werden, über eine modifizierte Form des in-vitro- neurosphäre Assays, die in diesem Protokoll eingeführt wird.

Die neurosphäre-Assay ist ein in Vitro koloniebildenden Assay, der die Isolierung der NSCs im Beisein von Mitogene ermöglicht. Bei klonalen Beschichtung dichten vermehren sich einzelne NSCs um freischwebende kugelige Kolonien von Zellen entstehen, die aus einer kleinen Subpopulation von NSCs und eine große Mehrheit der Stammväter^18,19bestehen. In unserem Protokoll zeigen wir die Isolierung von zwei unterschiedlichen, Comyn im Zusammenhang mit NSCs aus der periventrikulären Region des Rückenmarks-Basislinie Bedingungen und im Anschluss an unser minimal SCI-Modell. Definitive neuronale Stammzellen Zellen (dNSCs) express nestin und glial fibrillary sauren Protein (GFAP) und in Anwesenheit von epidermalen Wachstumsfaktor (EGF), Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF) und Heparin (zusammen benannt EFH)²⁰angebaut. Diese dNSCs sind selten im Rückenmark naiv, was zu sehr wenige neurosphären in Vitro. Wir zeigen jedoch, dass dNSCs nach minimal SCI, erweitert die Zahl der neurosphären isoliert von der periventrikulären Region²¹aktiviert sind. Primitive neurale Stammzellen (pNSCs) sind oberhalb des dNSCs in der neuronalen Stammzelle Abstammung. pNSCs sind äußerst selten, ausdrückliche niedrigen Niveau der Pluripotenz Markierung Oct4, und Leukämie hemmenden Faktor (LiF) reagieren²². pNSCs bilden keine neurosphären, wenn Sie aus dem Rückenmark Erwachsener Mäuse aufgrund des Vorhandenseins von Myelin basic Protein (MBP) in Primärkulturen isoliert; jedoch pNSC neurosphären von MBP mangelhaft Mäusen isoliert werden und ihre Zahlen sind erweiterte folgende Verletzungen – ähnlich wie bei dNSCs²¹. Schließlich zeigen wir, dass neurosphären dNSC abgeleitet von der Stelle der Verletzung in frühen Zeiten nach minimal Sci isoliert werden können Diese Ergebnisse zeigen, dass unsere Verletzungen Modell und Assays die Aktivierung Merkmale der periventrikulären NSCs wie ihre Fähigkeit beurteilen können, vermehren sich und Wandern in Reaktion auf eine Verletzung.