对8岁天小鼠神经视网膜是在4%阿胶块的顶部。感光体层(200微米)通过的vibratome分离后,将感光体后的机械和酶解为培养接种。可用于分子,生化分析或移植的感光层。
视网膜是已经从感光体组织结构,与神经元的层,这两个杆和视锥细胞在接触与视网膜色素上皮细胞在视网膜上考虑的光的方向上的最远部分的中枢神经系统的一部分,并且神经节细胞在最近的距离。这种结构允许感光层的隔离用的vibratome切片。的年龄8天小鼠解剖神经视网膜是平嵌入在4%的明胶上的20%的明胶感光层的片朝下的顶部。使用振动和双刃刀片,所述100μm厚的内层视网膜切片。此部分包含神经节细胞和内层与特别是双极细胞。为15微米的中间部分被丢弃200微米含有光感受器的外视网膜的回收之前。明胶是通过加热在37℃下除去。外层的作品是incuba泰德在500μl林格氏用2单位活化木瓜蛋白酶的20分钟的溶液,于37℃。该反应通过在Dulbecco氏改良Eagle培养基(DMEM)中加入500微升10%胎牛血清(FCS)的停止时,则25个单位DNA酶I的离心之前,在室温下加入,洗涤数次以除去血清和将细胞重新悬浮于500微升DMEM中,接种1×10 5个细胞/ cm 2。细胞生长至5天的体外和使用活/死测定其生存能力评分。培养物的纯度,首先通过显微镜观察在实验过程中确定的。纯度然后通过播种和上一个组织学载玻片固定的细胞和使用的兔多克隆抗SAG,感光体标记和小鼠单克隆抗RHO,一个视杆特异性标记分析验证。可选择地,感光体层(97%棒)可用于基因或蛋白质表达的分析和用于移植。
视网膜是中枢神经系统,其具有脊椎动物中保守的结构的一个组成部分。神经视网膜的神经元组织中的层,与最遥远的入射光,与视网膜色素上皮细胞(RPE)在眼睛后部紧密接触的感光体层。杆和视锥photorecptors是依靠敏感的视蛋白分子捕获光子的光敏感细胞。这些分子被封闭在一个蜂窝结构的磁盘膜,位于指向在RPE中1的方向上的光感受器的外段。这种结构,这是最常见的受光感受器变性案件很早,被更新在每天10%的税率。所谓的内层包含大部分计算从光感受器,双极,无长突和水平细胞以及神经节细胞接收到的信号中的其它神经元。后者与它们的轴突形成一个光束是视神经。这个分层是如此保守生物学家已经使用的术语移动无长突细胞,当细胞内网状层2外发现。神经元的层分布的径向缪勒胶质细胞的电枢内。双极细胞光感受器链接到神经节细胞。它们位于所述外部网状层和内丛状层之间。神经节细胞形成与双极细胞连接的内网层。所述amacrin细胞被命名为位于双极细胞和神经节细胞之间的内网层关联的细胞。外丛状层包含水平细胞。中枢神经系统的神经元层的这种独特的设置允许从内细胞层的感光体层的分离通过使用振动切片平面式视网膜。
最初,这种技术被用于分离光感受器为TRAN同种异体在RD1鼠标,人类视网膜色素变性 (RP)3模型的眼球。的RD1小鼠携带在PDE6B基因,其编码用于杆特异性磷酸二酯酶β亚基隐性突变。这个基因导致RP在人类4隐性突变。后视杆细胞已经退化,患者失去夜视,并且令人惊奇地锥光感受器,其不表达突变基因,简并为一个第二步骤。因为锥体所需的色觉和视力,患者变得逐步失明和一种有效的治疗该疾病尚未制定。通过从野生型小鼠移植感光层宿主小鼠的圆锥变性延迟3,5。由移植因为杆和双极细胞之间的突触连接只能在r的一个特定阶段可以得到在杆锥退行性模型丢失杆不能被替换etinal发展,其标志是NRL表达式6的发作。光感受器的层是通过外科手术,在无杆RD1视网膜的视网膜下空间引入,视网膜色素上皮和对应于只有3%的剩余的感光体,所述锥体的外视网膜之间。手术后两周,从移植了一个正常的感光层中的动物的视锥细胞的40%存活相比,移植了内视网膜细胞,或者假手术动物的正常层的动物。锥存活的地形,散开的过度突变的视网膜位于移植组织的位置的整个表面上指示的保护作用是由于扩散分子7。
下一步,我们使用了共培养系统以及调节的培养基,以验证保护作用依赖于蛋白的杆8,9的分泌的事实。我们推测,这种蛋白质会被EXPR在疾病的第一阶段由杆和它们的死亡连续且具体地说ESSED将触发次级锥形变性由保护信号从杆在非细胞自主方式10中的损失。由于锥介导的中央视力在灵长类动物的重要性,这个假定的蛋白质将是一个很强的针对性治疗手段的RP。在保存RP视锥细胞在理论上阻止共150万世界各地的患者,成为盲人11。我们使用了高内涵筛选方法和锥丰富的文化模型来确定的cDNA从视网膜cDNA文库编码12杆衍生锥活力因子(RdCVF)。 RdCVF是NXNL1基因,有趣的是同源的对参与氧化还原平衡13硫氧还蛋白的蛋白质编码基因的剪接产物。该基因的第二拼接产物,RdCVFL是保护它的目标,对氧化D中的τ蛋白的酶豪悦国际14。 RdCVF的施用防止锥的仲变性和其视觉功能在一个隐性的损失,以及反相12,15主导模式。这表明这种创新的治疗策略16的两个重要方面。首先,它可以在大多数的情况下,RP应用于在一个基因无关的方式。其次,违背了竞争因素CNTF,RdCVF生存与视觉功能17的维护相关。没有功能效果可以解释缺乏CNTF的管理,临床受益RP患者18的原 因。 RdCVF是最有可能的,因为在体外锥体救援由RdCVF免疫耗竭12抑制杆和视锥之间的重要的生存信号中的一个。此外,杆衍生锥体 生存能力基因的破坏导致光感受器功能障碍和易感性氧化应激19。
使用感光层是在参与神经变性疾病20一种新颖的氧化还原信号的识别RdCVF的起源和。这个手稿描述了用于分离和从感光层培养细胞RdCVF活性表征的协议。该感光体可保持在培养5至7天21。这种技术也可以用来研究的感光体特异基因的表达。
视网膜是在生物学模型的器官。研究视网膜导致6生物学重大发现。它是在第一个肿瘤抑制基因RB1的起源。它揭示了通过与sevenless之子相互作用的受体酪氨酸激酶和MAP激酶分子之间的联系。它参与了PAX6,第一主控制基因器官形态发生的发现。它是在中心补体因子H(CFH)的遗传关联的与年龄相关性黄斑变性(AMD),确定全基因组关联屏幕(GWAS)第一疾病易感基因。最后,它导致了第一个成功的基因治疗莱伯先天性黑朦,第一矫正基因治疗试验中的任何人的遗传性疾病。这个机构的结构是保守的,在大多数脊椎动物物种。其可用于操作在体内已初鼓励对功能基因组学研究的一分钱这种不可分割的一部分RAL神经系统。
我们在这里展示了如何将感光体层从视网膜的内层由的vibratome切片分离。这个步骤是关键的,得到纯的感光体培养物。我们解剖协议使得污染RPE细胞不太可能。
其中一个主要的挑战是视网膜所必需的部分适当的内和外视网膜的扁平化。视网膜切片最好在视网膜与小直径的那些从啮齿动物和该直径是与目前可用的材料的技术中的一个限制。
它是在开始一个生物学意义的实验中,以实践在视网膜上的一个样品之前为宜。我们通过从培养的感光细胞得到的代表性结果示的方法中,使用的材料,以同时执行的mRNA和蛋白质的表达的研究。表达研究也可以在sectio备选地进行通过激光捕获显微切割获得纳秒,但文化是最好的执行使用的vibratome切片。我们可以使用显微激光技术具有完整的不同的策略。但是,以收集在感光层与培养的显微切割装置中,这将是必要的,以避免固定剂,而这将显著复杂化目前的方法。
我们正在开发旨在感光的视网膜色素变性的车型变性过程中研究基因和蛋白表达的vibratome部分动力学的协议。我们认为,该协议的详细描述将是有益的研究人员在视网膜生物学领域,最特别是对蛋白质组学和代谢组学研究。
The authors have nothing to disclose.
Igal Gery and David Hicks for anti-SAG antibodies. Ram Fridlich for reading the manuscript.
Name of Material / Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Cytidine 5′-diphosphocholin* | Sigma-Aldrich | C0256 | 4.7 µM Cytidine 5′-diphosphocholin |
Cytidine 5′-diphosphoethanolamine* | Sigma-Aldrich | C0456 | 2.7 µM Cytidine 5′-diphosphoethanolamine |
Linoleïc acid/ bovine serum albumin (BSA)* | Sigma-Aldrich | L8384 | 100 µg/ml linoleïc acid/ bovine serum albumin (BSA) |
Triiodo-L-thyronine* | Sigma-Aldrich | T6397 | 0.03 µM Triiodo-L-thyronine |
96-wells plate | Greiner bio-one | 655-095 | |
Binocular microscope | Leica | MZ-75 | |
CO2 independent (CO2-i) | Life Technologies | 18045054 | |
DMEM | Life Technologies | 41966029 | |
Forceps n°5 Dumont | Bionic | 11254-20 | |
Gelatin from porcin skin type A | Sigma-Aldrich | G2500 | |
GeneChip | Affymetrix | U74v2 | |
Gentamicin solution | Life Technologies | 15710049 | |
Hydrocortison* | Sigma-Aldrich | H0888 | 0.55 µM hydrocortison |
Insulin* (I) | Sigma-Aldrich | I1884 (ITS) | 0.86 µM insulin (I) |
Papain | Worthington-biochem | WOLS03124 | |
Poly-D-Lysine | Sigma-Aldrich | P-6407 | |
Progesterone* | Sigma-Aldrich | P7556 | 2.0 µM progesterone |
Prostaglandin* | Sigma-Aldrich | P5172 | 0.28 µM prostaglandin |
Putrescine* | Sigma-Aldrich | P5780 | 182 µM putrescine |
Scalpel Albion | EMS | 72000 | |
Scissor | Moria | 15396-00 | |
Sodium Pyruvate* | Sigma-Aldrich | S8636 | 1 mM sodium pyruvate |
Sodium Selenite* (S) | Sigma-Aldrich | I1884 (ITS) | 0.29 µM Na2SeO3 (S) |
Taurine* | Sigma-Aldrich | T8691 | 3 mM taurine |
Transferrin* (T) | Sigma-Aldrich | I1884 (ITS) | 0.07 µM transferrin (T) |
Vibratome apparatus | Leica | VT1000-S | |
* Supplements |