Summary

Laser Capture Mikrodissektion von Neuronen aus Differenzierte Menschen Neuroprogenitor Zellen in Kultur

Published: September 16, 2013
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Summary

Menschen neuroprogenitor Zellen (NPCs) wurden unter proliferierenden Bedingungen erweitert. NSC wurden in Neuron-reiche Kulturen in der Gegenwart einer Kombination von Neurotrophinen unterscheiden. Neuronale Marker wurden durch Immunfluoreszenz-Färbung nachgewiesen. Um eine reine Population von Nervenzellen zu isolieren, wurden NPCs auf PEN-Membran-Folien differenziert und Laser-Mikrodissektion durchgeführt wurde.

Abstract

Neuroprogenitor Zellen (NPC) von der menschlichen fötalen Gehirn isoliert wurden unter proliferativen Bedingungen in Gegenwart von epidermalem Wachstumsfaktor (EGF) und Fibroblastenwachstumsfaktor (FGF), um eine reichliche Zufuhr von Zellen bereitzustellen erweitert. NSC in Gegenwart einer neuen Kombination von Nervenwachstumsfaktor (NGF) differenziert, brain-derived neurotrophic factor (BDNF), Dibutyryl-cAMP (DBC) und Retinsäure auf mit Poly-L-Lysin-und Maus-Laminin beschichteten Platten zu erhalten Neuron reichen Kulturen. NPCs wurden auch in der Abwesenheit von Neurotrophine, DBC und Retinsäure und in Gegenwart von ciliary neurotrophic factor (CNTF) zu Astrozyten-reichen Kulturen ergeben differenziert. Differenzierte NPCs wurden durch Immunfluoreszenzfärbung für ein Panel von neuronalen Marker NeuN einschließlich, Synapsin, Acetylcholinesterase, Synaptophysin und GAP43 gekennzeichnet. Saure Gliafaserprotein (GFAP) und STAT3, Astrozyten-Marker wurden in 10-15% der differenzierten NPCs erkannt. Zur ErleichterungZelltyp-spezifische molekulare Charakterisierung wurde die Laser Mikrodissektion durchgeführt, um Neuronen auf Polyethylennaphthalat (PEN)-Membran gleitet kultiviert isolieren. Die in dieser Studie beschriebenen Methoden liefern wertvolle Werkzeuge, um unser Verständnis der molekularen Mechanismen der Neurodegeneration zu fördern.

Introduction

Lebenslange Neurogenese ist bekannt, in der Subventrikularzone der Seitenventrikel und der subgranulären Schicht des Gyrus dentatus des erwachsenen Gehirns von Säugetieren 1 auftreten. Neuroprogenitor Zellen (NPCs), die aus diesen Regionen stammen, sind multipotente Zellen, die in Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten 2 differenzieren können. NSC haben Interesse, weil ihr Potential bei Patienten mit verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen einschließlich Parkinson-Krankheit, amyotrophe Lateralsklerose, Schlaganfall und Alzheimer-Krankheit (AD) 3 transplantiert werden erzeugt. Studien mit NPCs haben in der Regel auf dieser Transplantation Winkel konzentriert, aber das Potential der NPC-abgeleiteten Neuronen als Zellkultur-Modell, um den Mechanismus der Neurodegeneration zu bestimmen, ist noch nicht vollständig ausgenutzt. Frühere Studien haben in der Regel verwendet, post-mitotischen Neuronen aus Nager-Hirngewebe, die für jedes Experiment isoliert werden müssen, da sie nicht isoliert sindSelbsterneuerung. Obwohl humane Neuroblastom-Zelllinien, einschließlich SH-SY5Y-und SK-N-MC-Zellen erweitert werden kann, haben sie nicht die Eigenschaften der primären Neuronen. Menschliche NSC, andererseits bieten sowohl Vorteile, da sie für mehrfache Durchgänge erweitert werden und differenziert werden, um eine Zellpopulation mit den Merkmalen des primären Neuronen 4,5 zu erzeugen. In der aktuellen Studie beschreiben wir eine neue Differenzierungsprotokoll, um eine konsistente Neuron-reichen Bevölkerung aus kommerziell erhältlichen NPCs aus menschlichen fetalen Gehirns isoliert zu erhalten. Da diese Kulturen haben einen kleinen Prozentsatz von Gliazellen enthalten, brauchen wir zusätzliche Methoden, um eine reine Population von Neuronen zur molekularen Charakterisierung isolieren. Laser-Capture-Mikrodissektion (LCM) ist eine neuartige Technik, mit der eine homogene Population von Zellen aus einem Gewebeschnitt selektiv zur Genexpressionsanalyse 6 erfasst werden. Das Gehirn ist ein heterogenes Gewebe, bestehend aus Neuronen, Glia und anderen Zell types. LCM wurde verwendet, um Neuronen-spezifische Genexpression zu bestimmen, analysiert 7-10. Wir haben schon früher durchgeführt LCM von Neuronen im Hippocampus von AD (Tg2576) Maushirnschnitten zu einer verminderten Expression des zyklischen AMP-Response-Element-bindendes Protein (CREB) und BDNF spezifisch in Neuronen im Hippocampus 11 zeigen. In der vorliegenden Studie beschreiben wir Verfahren für die Erweiterung der menschlichen NPCs, neuronale Differenzierung, Immunfluoreszenzfärbung für neuronale Marker und LCM für die Isolierung von Neuronen auf PEN-Membran-Folien kultiviert.

Protocol

1. Erweiterung des menschlichen NPCs (Abbildung 1) Revive die Tiefkühllagerung von menschlichen NPCs aus fötalen Gehirns (Lonza Walkersville, MD, USA) und Kultur sie in Suspension in T-75-Flaschen als Neurosphären (Abbildung 1A) in Neurobasalmedium enthält Proliferation Ergänzungen, EGF (10 ng / ml) und FGF (10 ng / ml). Nach 3 Tagen in Kultur übertragen die Neurosphären in ein 15 ml Zentrifugenrohr und bei 500 rpm für 5 min. Überstand verwerfen u…

Representative Results

Ausbau der NPCs (Abbildung 1) Wenn Neurosphären werden auf einer Einzelzellsuspension durch Verreiben gebrochen, muss der Pipettenspitze, um den Boden des Röhrchens zu berühren, so dass es einen gewissen Widerstand, wenn die Suspension auf und ab pipettiert. Die Anzahl der Verreibung wird zwischen Individuen und muß durch Versuch und Irrtum durch Untersuchen der resultierenden Zellsuspension unter dem Mikroskop bestimmt werden variieren. Es ist kritisch, um eine ausreichend…

Discussion

Wir beschreiben in dieser Studie ein Neuron-reichen Zellkulturmodell durch die Differenzierung von selbst erneuernden menschlichen neuroprogenitor Zellen und eine Methode, um eine reine Population von Neuronen durch Laser-Mikrodissektion isolieren. Wir haben eine Kombination von NGF, BDNF, DBC und Retinsäure für die neuronale Differenzierung von NPCs verwendet. DBC wird zur CREB, ein Transkriptionsfaktor, der Neurogenese 12 verbessert aktivieren. Retinsäure induziert Zellzyklusaustritt und reduziert die Gl…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde von Merit Bewertung Zuschuss (NEUD-004-07F) von der Veterans Administration (SP) unterstützt.

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Neuroprogenitor cells (NPCs) Lonza PT-2599
Neurocult NS-A human basal medium Stem cell technology 5750
Neurocult NS-A Proliferation supplement Stem cell technology 5753
Neurocult NS-A Differentiation supplement Stem cell technology 5754
B-27 Supplement (50x) Invitrogen 17504-044
Human epidermal growth factor Stem cell technology 2633
Fibroblast growth factor Sigma F0291
Brain Derived Neurotrophic Factor Cell signaling 3897S
Nerve Growth Factor Invitrogen 13257-019
Dibutyryl cyclic AMP Sigma D-0627
poly-L-lysine Sigma P-5899
Mouse laminin Sigma L-2020
Retinoic acid Sigma R-2625
STAT3 antibody Cell signaling 9132
GFAP antibody Cell signaling 3670
GAP43 antibody Transduction laboratories 612262
BDNF antibody Millipore AB1534SP
Acetyl cholinesterase antibody Santz cruz Sc-11409
Synaptophysin antibody Abcam ab18008-50
NeuN antibody Chemicon MAB377
Synapsin antibody Novus NB300-104
Anti mouse FITC Jackson Immuno 115-095-146
Research Laboratories
Anti Rabbit Cy3 Jackson Immuno 711-165-152
Research Laboratories
BSA Sigma A1653
Triton-X 100 Acros 21568-2500
Paraformaldehye Fisher 4042
Coverslip (Big circle cover slip) Fisherbrand 12-545-102
Mounting medium (Prolong Gold) Invitrogen P36930
Pen membrane Applied biosystems LCM0521
Histogene LCM frozen section staining kit Applied biosystems KIT0401
RiboAmp RNA Amplification kit Applied biosystems KIT0201
Picopure RNA Isolation kit Applied biosystems KIT0202
CapsureMacro LCM caps Applied biosystems LCM0211

Referenzen

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Diesen Artikel zitieren
Bouchard, R., Chong, T., Pugazhenthi, S. Laser Capture Microdissection of Neurons from Differentiated Human Neuroprogenitor Cells in Culture. J. Vis. Exp. (79), e50487, doi:10.3791/50487 (2013).

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