Method Article
תאי ensheathing חוש ריח (OECs) הם תאי רכס עצביים המאפשרים צמיחה של תאי עצב ההרחה הראשוניים. נכס ספציפי זה יכול לשמש להשתלת תאים. אנו מציגים כאן מודל של השתלה סלולרית המבוסס על השימוש בOECs במודל פציעת עצב בגרון.
תאי ensheathing חוש ריח (OECs) הם תאי רכס עצביים המאפשרים צמיחה וצמיחה מחודשת של תאי עצב ההרחה הראשוניים. ואכן, מערכת ההרחה העיקרית מאופיינת ביכולתה להצמיח נוירונים חדשים גם בבעלי חיים מבוגרים. יכולת מסוימת זה נובעת בחלקו את נוכחותו של OECs אשר ליצור microenvironment נוח לנוירוגנזה. מאפיין זה של OECs נוצל בעבר להשתלה סלולרית כגון במודלים של פגיעה בחוט השדרה. למרות שמערכת העצבים ההיקפית יש קיבולת גדולה יותר להתחדש לאחר פגיעה בעצב מאשר במערכת העצבים המרכזית, חלקים שלמים לגרום misrouting במהלך צמיחה מחודשת אקסון בפרט לאחר פנים של חיתוך רוחב עצב בגרון. באופן ספציפי, חתך מלא של העצב חוזר ונשנה בגרון (RLN) גורם לצמיחה מחודשת אקסון חריג וכתוצאה מכך synkinesis של מיתרי קול. בדגם הספציפי הזה, הראינו כי השתלת OECs יעילות מגבירה צמיחה מחודשת עצב. ve_content "> OECs הם היוו של כמה אוכלוסיות בהווה בשתי רירית ההרחה (OM-OECs) ונורות חוש הריח (OB-OECs). אנו מציגים כאן מודל של השתלה סלולרית המבוסס על השימוש באוכלוסיות שונות אלה של OECs ב מודל פציעת RLN. שימוש בפרדיגמה זו, תרבויות עיקריות של OB-OECs וOM-OECs הושתלו בMatrigel אחרי סעיף והשקה של RLN. חודשיים לאחר הניתוח, הערכנו בעלי חיים מושתלים בניתוחים משלימים הבוסס על videolaryngoscopy, (EMG) , ומחקרים היסטולוגית. ראשית, videolaryngoscopy אפשר לנו להעריך פונקציות בגרון, במיוחד תופעות cocontractions שרירים. לאחר מכן, EMG מנתח עושר וסנכרון של פעילות שרירית הפגין. לבסוף, מחקרים היסטולוגית מבוססים על כתמי כחולי toluidine אפשרו כימות של המספר והפרופיל של סיבי myelinated.
בסך הכל, אנו מתארים כאן כיצד לבודד, התרבות, identify והשתלת OECs מOM וOB לאחר חתך השקה וכיצד להעריך ולנתח את היעילות של תאים מושתלים אלה על פונקציות לצמיחה מחודשת וגרון אקסון RLN.
מערכת ההרחה העיקרית מורכבת משני חלקים נפרדים: רירית ההרחה (OM) במערכת עצבים היקפית ונורת חוש הריח (OB) במערכת העצבים המרכזית. מערכת ההרחה העיקרית מאופיינת בקיבולת של נוירונים העיקרי חוש הריח (PON) עצמי לחדש לאורך כל חיים במינים יונקים. יכולת זו מתאפשרת בשל נוכחותם של תאי גזע עצביים בOM. צמיחת PON וצמיחה המחודשת מOM לOB היא הקלו על ידי תאים מיוחדים הנקראים תאי גליה ensheathing חוש ריח (OECs). OECs הם תאי רכס עצביים שיוצרים microenvironment נוח לנוירוגנזה של PON מOM לOB 1. ובכך, ניתן למצוא בOECs OM ובOB מהווים אוכלוסיות שונות של תאי 2,3. יש מאפיינים השונים של OECs מדענים הראשיים להשתמש בם להשתלות סלולריות בכמה פרדיגמות נגע מערכת עצבים 4. ואכן, גורמי גדילת תוצרת OECs, להפחית מפחידים גליה, יחסי ציבורצמיחה מחודשת אקסון אומוטה, והוא יכול באופן חופשי להתערבב עם 5,6 האסטרוציטים. עם זאת, רובם המכריע של מחקרים אלה מבוססים על פגיעה בחוט השדרה (SCI); כמה מהם השתמשו OECs לאחר פגיעה היקפית עצב (PNI) 7,8.
למרות שמערכת העצבים ההיקפית יש לו יכולת מצוינת להתחדש לאחר פגיעה עצבית, חלקים שלמים לגרום לצמיחה מחודשת אקסון סוטה. ואכן, לאחר transections של פנים או עצבים בגרון החוזרים ונשנים (RLN) מלא אקסונים misrouted לגרום cocontractions שרירים הנקרא synkinesis. לכן זה הוא בעל חשיבות העיקרית להציע מודל של PNI לכמת לא רק לצמיחה מחודשת באקסון, אלא גם כדי להעריך את היעילות של התכווצויות שרירים. בספרות המודל הנפוץ ביותר המתואר מבוסס על 9,10 נגע עצב פנים. במודל זה, הערכות תפקודיות מבוססות על ההתאוששות של תנועות זיף 10. עם זאת, הוא מסובך כדי להדגים את היעילות של movements ולהיפלות תופעות cocontractions שרירים. אנו מציעים כאן מודל המבוסס על נגע RLN. מודל זה מאפשר ההערכה של לא רק לצמיחה מחודשת באקסון ותנועות של מיתרי קול, אלא גם את היעילות ואת הפונקציונליות של תנועות אלה לאחר השתלות סלולריות 11,12. פרוטוקול זה מספק צעד אחר צעד הליך לתרבות וההשתלה OECs במודל סעיף RLN / השקה מOM וOB ולהעריך בעלי חיים לאחר ניתוח.
1. תרבויות עיקריות של חוש הריח וחוש ריח רירית נורות
2. כירורגיה והשתלות
3. הערכה
איורים עם שליטה וreinnervated (סעיף / anastomosed) בעלי חיים שנבחרו כתוצאות יכולות להשתנות בהתאם להשתלות הסלולריות שבוצעו (OM, OB או OM + OB).
תרבית תאים
התאים לדבוק במהירות למשטח הפלסטיק והפכו הפרדה לנתחים מקבילים של תאים הנמצאים מוארכים או מתחדדים, משולשים, קוטביים, או ציר בצורה (1A ומספרים 1 ב '). אחרי 8 ימים במבחנת זרימת cytometry הניתוח מראה את שיעור התאים חיוביים p75, 71% בOB הראשוני, ו13% בתרבויות OM עיקריים (1C דמויות ו1D).
השתלה וניתוח נייד
התאים מושתלים בתמהיל Matrigel הבינוני על RLN anastomosed. השקה של RLN נעשית על ידי נקודה אחת של 11.0 תפר (איור 2).
הערכות
Videolaryngoscעתק כחודשיים לאחר ההשתלה, פונקציות גרון נותחו על ידי videolaryngoscopy ואלקטרומיוגרפיה. ציוני דרך אנטומיים videolaryngoscopy לממש נבחרו למדידת הבדל בין החטיפה ואדוקציה (איור 3).
אלקטרומיוגרפיה
כדי להשלים את אלה ניתוחי מחקרי EMG בוצעו באמצעות אלקטרודה מחט monopolar הושתלה בשרירי PCA. עקבות אופייניות ל( סעיף / anastomosed) בעלי חיים נורמלים וreinnervated מוצגות באיור 4.
ניתוחים היסטולוגית
לבעלי חיים אלו, ניתוחים היסטולוגית של RLN בוצעו על ידי מכתים הכחול toluidine. פרופילי סיבים אופייניים ל( סעיף / anastomosed) בעלי חיים נורמלים וreinnervated מוצגים ב5A דמויות ו5B. כדי להשלים ניתוחים היסטולוגית אלה, מעקב של תאי GFP חיוביים בוצע. איור 5 ג ממחיש t נוכחותו של תאי GFP חיוביים לתוך העצב השת לאחר השתלת הפנים עצבנית. עצב השת שמש כבקרה כגודל RLN אינו מאפשר השתלת הפנים עצבנית.
איור 1. מאפיינים מורפולוגיים וביטוי P75 בתרבויות העיקריות של OB (A ו-C) ואום (B ו-D) במבחנה. (A ו-B) OECs בOB וOM תרבויות עיקריות הביעו מורפולוגיות מוארכות, משולשות, או ציר בצורה . (C ו-D) ביטוי פני תא של p75 בתרבויות עיקריות OB וOM נקבע על ידי cytometry זרימה. מספרים מציינים את כלל האוכלוסייה ואחוז התאים המצויים באזורים שצוינו מגודרות. אנא / 50590fig1highres.jpg "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 2. תמונה של השקה של RLN הופיעה עם 11.0 תפר. () RLN לפני מחולק ניתוח. השקה (ב ') בין הפרוקסימלית והגדם הדיסטלי של RLN. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
"Src =" / files/ftp_upload/50590/50590fig3.jpg "/>
איור 3. צפיות אנדוסקופית טיפוסיות של תכנית בית קול חולדה. במהלך הערכות, ציוני דרך נקבעות על מנת לקבל את אותו שדה ראייה לכל הקלטה. מהתצוגה מוצגת גם החטיפה המקסימלי () וההסתמכות המקסימלי (ב ') נמדדות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 4. דוגמאות של עקבות EMG שהושגו במהלך הנשימה בשריר PCA. () בעלי חיים מקבוצת הביקורת הוצגו פעילות שרירית חשמל עשיר, עם עלייה בהשראה. ( B) עקבות EMG הראו כי קבוצת reinnervated (סעיף / anastomosed) עזבה פעילות מסונכרנת זה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 5. מחקרי עצבים היסטולוגית. (A ו-B) דוגמא לסעיפי העטרה של RLN מקבוצת ביקורת. ניתוח זה הראה כי בקבוצת הביקורת הציגה מספר גבוה יותר של סיבי myelinated. () X 3,960 הגדלה וגדלה (B) 11,900 X. GFP (C) שכותרתו OB-OECs נשאר באתר הנגע לתוך העצב השת של החולדה כתושות. ההגדלה 100x.
הטכניקות שהוצגו כאן להפוך OECs מודל שימושי ללמוד השתלות סלולריות במודלים של פגיעה העצבית היקפיים. פרוטוקול תרבית התאים הוא פשוט יחסית ויכול להתבצע בקלות. מצד השני, פעולות כירורגיות, בסעיף / השקה מסוימת של RLN, דורשות ניסיון וחייבת להתבצע על ידי טכנאי מוסמך.
ההליכים המתוארים בפרוטוקול זה להדגיש גורמים חשובים להתמקד על מנת לקבל את התוצאות הטובות ביותר אפשריות. ראשית, בניתוק של OM, אנו ממליצים לנתיחה זהירה כדי להשיג אפיתל הרחה ולא בדרכי הנשימה בלבד. שנית, להשקה של RLN, אנו ממליצים לביצוע רק נקודה אחת עם תפר 11.0. שלישית, במהלך הערכות שזה מאוד חשוב שיהיה באותו עומק ההרדמה בין כל בעלי החיים. בפרט, הרדמה עמוקה מפחיתה את המשרעת של תנועה של מיתרי הקול במהלך videolaryngoscopy. אנו ממליצים removing ראי הגרון בהקדם האפשרי כדי למנוע חנק של בעלי החיים. במהלך הקלטת EMG, בשל הגודל של שרירי PCA אנו ממליצים להניח בזהירות את האלקטרודה מחט monopolar. לבסוף, ללימודים היסטולוגית חשוב לכוון בזהירות את דגימות RLN להשיג חלקי העטרה. זה גם מאוד חשוב להסיר ולנתח את חלקו האחורי של RLN בי ניוון Wallerian מתרחש.
הפרוטוקולים שתוארו כאן ניתן לשנות בקלות על מנת ליצור תרבויות מטוהרת של OECs מOB וOM. לטיהור OECs מOB אנו ממליצים על הטכניקה שתוארה על ידי נאש 14 ולטיהור OECs מOM אנו ממליצים על השיטה שתוארה על ידי 15 ביאנקו. שתי שיטות טיהור ספציפיות אלה מאפשרים ליש מטוהרים מאוד תרבויות של OECs (90%) וכבר בעבר שתואר היטב על ידי כותביהם 14,15. עוד שינוי אפשרי הוא הליך השתלת wherדואר התאים יכולים להיות מוזרקים ישירות לתוך עצב היקפי כפי שתואר לעיל לעצב השת 7. במקרה זה ניתן להזריק התאים ללא Matrigel. חשוב לציין כי בשל גודלו של RLN לא ניתן להזריק תאים ישירות לתוך העצב הזה. לבסוף עוד שינוי אפשרי הוא אופטימיזציה של פרוטוקול EMG. ואכן, הקלטות פעילות שריריות של שרירי PCA והסרעפת יכולות להתבצע ביחד, ומבטלות את הצורך בסנכרון בין גרון ושרירי נשימה.
ניתן ליישם הפרוטוקולים הנוכחיים בפרדיגמות נגע עצבים אחרות. יש לנו כבר הושתלו OECs במספר דגמים של PNI כגון עצבי הירך ותועים, טיפולים אלה יכולים לשמש בקלות בPNI האחר פרדיגמות 8,11,12,16. השתלה מעניינת סלולרית יותר של OECs יכולה להתארך למחלות של מערכת עצבים מרכזיות בSCI מסוים. השיטה המתוארת כאן למדידה בגרוןגם פונקציה אחרי סעיף RLN / השקה יכולה לשמש לפרוטוקולי השתלות סלולריות אחרים. אכן, מודלים בגרון יכולים להיות חזקים מאוד כדי להעריך תופעות צמיחה מחודשת וsynkinesis אקסון.
יש המחברים אין לחשוף.
המחברים רוצים להכיר אדיר (עוזרו במגורים aux Insuffisants Respiratoires) וFondation de l'Avenir על תמיכה הכספית ולד"ר פאני Barnabé-היידר לעריכת כתב היד.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
DMEM/F12 | Invitrogen | E3521T | |
FBS | Invitrogen | E3387M | |
Penicilin/streptomycin | Invitrogen | 1152-8876 | |
HBSS | Invitrogen | M3467Y | |
Trypsin-EDTA | Invitrogen | M3513P | |
Cacodylate | Merck | 1.03256.0100 | |
DDSA | Biovalley | 00563-450 | |
MNA | Biovalley | 00886-450 | |
BDMA | Biovalley | 00141-100 | |
Polybed 812 | Biovalley | 08791-500 | |
PE anti-mouse | BD Bioscience | 550589 | |
Matrigel GFR | BD Bioscience | 356231 | |
Collagenase A | Roche | 10103586001 | |
Mouse anti P75 | Chemicon | MAB 365 | |
11.0 Wire | Ethicon | FG 2881 | |
Toluidine Blue | Ral Diagnostics | 361590-0025 | |
Centrifuge | Sigma | Sigma 2-16PK | |
Incubator | Thermo Scientific | ||
Laminar flow hood | Faster | BH-EN 2003 S | |
Flow cytometer | BD Bioscience | FACSCalibur | |
Microscope | Zeiss | ||
Videolaryngoscope | Karl Storz Endoskope | Telecam SL NLSC 20212120 | |
Acquisition system | AD Instruments | Powerlab system | |
Pyramitome Ultramicrotomy System | Leica | Ultracut S | |
Image analysis system | Explora Nova | Mercator |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved