Denne filmen viser en enkel og pålitelig strategi for fremstilling av rene kulturer av endotelceller fra den embryoniske forhjerne i 10 til 12 dager, og vil være nyttige for forskning fokusert på mange aspekter av cerebral angiogenese.
Embryonale hjerne endotelceller kan tjene som et viktig verktøy i studiet av angiogenese og nevrovaskulære utvikling og samhandling. De to vaskulære nettverk av embryonale forhjerne, pial og periventricular, er romlig særegne og har ulik opprinnelse og vekst mønstre. Endotelceller fra pial og periventricular vaskulære nettverk har unike genekspresjonsprofiler og funksjoner. Her presenterer vi en steg-for-steg-protokollen for isolasjon, kultur, og verifisering av rene bestander av endotelceller fra periventricular vaskulære nettverk (PVECs) av embryonale forhjerne (telencephalon). I denne fremgangsmåten, blir telencephalon blottet for pial membran oppnådd fra embryoniske dag 15 mus farse, spaltet med kollagenase / dispase, og dispergeres mekanisk i en enkelt cellesuspensjon. PVECs er renset fra cellesuspensjonen med positiv utvelgelse med anti-CD-31/PECAM-1 antistoff konjugert til microbeads ved hjelp av en sterk magnetiskseparasjonsmetode. Rensede celler dyrkes på en kollagen belagt kultur retter i endotelial cellekulturmedium inntil de blir sammenflytende og videre subkultivert. PVECs oppnådd med denne protokollen utstillings brostein og spindel formet fenotyper, som visualiseres ved fase-kontrast lysmikroskopi og fluorescens mikroskopi. Purity of PVEC kulturer ble etablert med endotelcelle markører. I våre hender, denne metoden pålitelig og konsekvent gir rene bestander av PVECs. Denne protokollen vil gagne studier med sikte på å få mekanistiske innsikt i forhjernen angiogenese, forstå PVEC interaksjoner, og kryss-samtaler med nevronale celletyper og har et enormt potensial for terapeutisk angiogenese.
Angiogenese, neurogenesis og neuronal migrasjon er kritiske hendelser i sentralnervesystemet (CNS) utvikling, reparasjon og regenerering. Flere elegante studier har vist at endotelceller stimulerer neuronal proliferasjon og vice versa ved frigivelse av løselige faktorer, og ved direkte kontakt. Vi har funnet det å vite at i mesteparten av disse studiene 1-3, mens neuronale progenitorer / neurale stamceller isolert fra den embryoniske hjernen, er de cocultured med endotelceller fra den voksne hjernen, andre voksne vev kilder, eller med endotel-cellelinjer. Dette kan delvis skyldes de tekniske problemer forbundet med å isolere og dyrke rene populasjoner av endotelceller fra den embryoniske hjernen. Men, angiogenese, neurogenesis, og neuronal migrasjon er sammenfallende hendelser i størrelsesordener mer robust i den embryonale hjernen enn i den normale voksne hjernen. Den periventricular vaskulære nettverk av embryonic forhjerne (telencephalon) stammer fra et fartøy plassert i basalgangliene primordium og utvikler seg i form av en ordnet gradient fra ventral til dorsal telencephalon ved embryonisk dag 11 (E11) 4,5. Dette plexus av fartøy av periventricular vaskulære nettverk er forskjellig fra pial fartøy basert på opprinnelse, anatomiske plassering, vekstmønster og utviklings regulering 4,5. Retning av spredning av periventricular angiogenese gradient matcher telencephalic tverr neurogenetic gradient. Innenfor telencephalon, den periventricular angiogenese gradient og gradient av GABA nevroner trekkende tangentielt lapper romlig samt seks. Med hensyn til timing, er angiogenese gradient i forkant av neurogenetic gradient og GABA nevron gradient med om lag en dag. Dermed periventricular endotelceller er romlig og tidsmessig godt posisjonert for å gi kritiske pekepinner for å støtte telencephalic neurogenesis ogneuronal migrasjon 4,6. Derfor vil bruk av embryonale periventrikulær endotelceller i coculture eksperimenter med neuronal stamceller og / eller nerveceller gir et gunstigere modell for å studere interaksjoner neurovascular og utvikle nye muligheter for behandling av nevrodegenerative sykdommer eller ischemisk / traumatisk hjerneskade.
Vi understreker viktigheten av å fjerne pial membran, ikke bare for å begrense epitelcelle forurensning, men også for å skille pial endotelceller som er molekylært og funksjonelt forskjellig fra endotelceller i periventricular vaskulære nettverk 4,6 (betegnes PVECs å skille fra pial egenkapitalbevis) . Her beskriver vi den metoden som vi rutinemessig bruk i vårt laboratorium for å få en rik og ren utbytte av PVECs. Disse endotelcellene er fremstilt fra embryoniske forebrains isolert fra en enkelt tidsstyrt-gravide mus. De kan bli utvidet, subkultiveres, og frosset ned med hell for fremtidig bruk.
PVEC-er er mer fysiologisk relevant enn voksne hjernen endotelceller og egenkapitalbevis fra andre vev kilder for studier som fokuserer på nevrovaskulære interaksjoner og også ha terapeutisk potensial. For PVEC forberedelse, er det avgjørende begynnelsen med disseksjon å jobbe fort for å oppnå en god levedyktighet siden døde celler kan binde nonspecifically til CD31 microbeads. I tillegg, hvis enkelt-cellesuspensjon ikke oppnås før den magnetiske merking trinn, vil dette resultere i feilsøking, siden celleklu…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av et National Alliance for forskning på schizofreni og depresjon (NARSAD) Young Investigator Award og National Institutes of Health innvilger R01NS073635 til AV.
DNase I | Sigma | D-4527 | |
Collagen, Type 1 solution from rat tail | Sigma | C3867 | |
DPBS | Quality Biologicals | 114057-131 | |
EDTA | Fisher Scientific | M4055 | |
BSA | Sigma | A2058 | |
MS column | Miltenyi Biotech | 130-042-201 | |
CD31 microbeads | Miltenyi Biotech | 130-097-418 | |
MACS separator | Miltenyi Biotech | 130-042-102 | |
MACS multi stand | Miltenyi Biotech | 130-042-303 | |
Cell strainer 70 µm | BD Bioscience | 352350 | |
Antibiotic and antimycotic solution | Sigma | A5955 | |
FBS | Sigma | F4135 | |
Collagenase/Dispase | Roche | 10269638001 | |
DMEM | Lonza | 12-604F | |
35 mm culture dish | BD Bioscience | 353001 | |
15 ml falcon tube | BD Bioscience | 352097 | |
50 ml falcon tube | BD Bioscience | 352098 | |
ECCM kit | BD Bioscience | 355054 | Kit Includes Endothelial cell growth supplement, EGF and Soybean Trypsin Inhibitor |
Endothelial Cell Growth Supplement (ECGS) | BD Bioscience | 354006 | |
RBECGM | Cell applications | R819-500 | |
DMEM F12 | Life Technologies | 10565-018 | |
glutamax | Life Technologies | 305050-061 | |
tissue culture grade water | Life Technologies | 15230162 | |
0.25% Trypsin | Life Technologies | 15050 | |
Soyabean trypsin inhibitor | BD Bioscience | 5425 | |
Matrigel | BD Bioscience | 354234 | |
Qtracker 655 Cell Labeling Kit | Life Technologies | Q25021 | |
CellLight Plasma Membrane-RFP, BacMam 2.0 | Life Technologies | C10608 | |
Biotinylated Isolectin B4 antibody | Sigma | L2140 | |
Anti-Von Willebrand factor | Sigma | F3520 | |
Anti-CD31/PECAM-1 | BD Pharmingen | 550274 | |
Vectashield Hardset Mounting media with DAPI | Vector Laboratories | H-1500 | |
Ketamine | Butler Schein Animal Health Supply | 44028 | |
Xylazine | Lloyd Laboratories | 1009 | |
Stereomicroscope | Motic | SMZ-168 | |
hemocytometer | Fisher Scientific | 267110 | |
inverted microscope | Olympus CK-40 | CK-40 | |
Flouroscent microscope | Olympus FSX-100 | FSX-100 | |
Fine forceps | Roboz surgical instrument | 7 inox | |
Fine microtip scissors | Roboz surgical instrument | RS5611 |