Summary

文化における分化したヒト神経前駆細胞からの神経細胞のレーザーキャプチャーマイクロダイセクション

Published: September 16, 2013
doi:

Summary

人間の神経前駆細胞(NPCの)が増殖している条件の下で拡大した。のNPCは、ニューロトロフィンの組み合わせの存在下での神経細胞が豊富な培養物に分化させた。ニューロンのマーカーは、免疫蛍光染色により検出した。ニューロンの純粋な集団を単離するために、PENのNPCは、メンブレンスライドに分化し、レーザーキャプチャーマイクロダイセクションを行った。

Abstract

ヒト胎児脳から単離された神経前駆細胞(NPCの)は、上皮成長因子(EGF)、細胞の豊富な供給を提供するために、線維芽細胞増殖因子(FGF)の存在下で増殖条件下で増殖させた。のNPCは、ニューロンを得るために、ポリ-L-リジンおよびマウスラミニンでコーティングしたディッシュ上で、神経成長因子(NGF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)の新しい組み合わせの存在下で分化ジブチリルcAMPの(DBC)およびレチノイン酸た豊富な文化。 NPCはまた、ニューロトロフィンの非存在下、DBC及びレチノイン酸およびアストロサイトに富む培養物を得た毛様体神経栄養因子(CNTF)の存在下で分化させた。差別化されたNPCはNeuNを、シナプシン、アセチルコリンエステラーゼ、シナプトフィジンとGAP43を含む神経細胞のマーカーのパネルのための免疫蛍光染色によって特徴付けられた。グリア線維性酸性タンパク質(GFAP)及びSTAT3、星状細胞マーカーは、分化したNPCの10〜15%で検出された。促進するために、細胞型特異的分子特性は、レーザーキャプチャーマイクロダイセクションは、ポリエチレンナフタレート(PEN)膜スライド上で培養したニューロンを単離するために実施した。この研究に記載された方法は、神経変性の分子機構の理解を進めるための貴重なツールを提供しています。

Introduction

生涯神経新生は、側脳室の脳室下帯にと大人の哺乳類の脳1の歯状回の顆粒下の層に発生することが知られている。神経前駆細胞(NPCの)は、これらの地域から発信は、ニューロン、アストロサイトおよびオリゴデンドロサイト2に分化することができる多能性細胞である。 NPCがあるため、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、脳卒中およびアルツハイマー病(AD)3を含む種々の神経変性障害を有する患者に移植されるべき潜在能力の関心を生成した。 NPCを用いた研究は、一般的に、この移植角度に焦点を当てているが、神経変性の機構を決定するための細胞培養モデルとしてNPC由来のニューロンの電位が十分に利用されていない。以前の研究は、一般的にそうでないように、各実験のために単離する必要が齧歯類の脳組織から単離した有糸分裂後ニューロンを使用している自己再生。 SH-SY5Y、およびSK-N-MC細胞を含むヒト神経芽腫細胞株を拡大することができるが、それらは一次ニューロンの特性を持っていない。彼らは複数の継代のために拡張することができ、一次ニューロン4,5の特性を有する細胞集団を生成するために分化させることができるので、人間のNPCは、一方、両方の利点を提供する。現在の研究では、ヒト胎児脳から単離されたNPCから商業的に入手可能な一貫性のあるニューロンの豊富な集団を得るための新たな分化プロトコールを記載する。これらの培養は、グリア細胞の小さな割合を含んでいないため、我々は、分子特性のために神経細胞の純粋な集団を単離するための追加のメソッドを必要としています。レーザーキャプチャーマイクロダイセクション(LCM)は、組織切片からの細胞の均質な集団を選択的遺伝子発現解析のために6捕捉することのできる新規な技術である。脳は、ニューロン、グリアおよび他の細胞TYからなる異質な組織であるPES。 LCMは、ニューロン特異的遺伝子発現を決定するために使用されている7-10を解析する。我々は以前に具体的に海馬ニューロン11において減少サイクリックAMP応答エレメント結合タンパク質の発現(CREB)およびBDNFを示すためにAD(のTg2576)マウス脳切片から海馬ニューロンのLCMを行った。本研究では、PEN膜スライド上で培養した神経細胞を単離するための、人間のNPCの拡大、神経分化、神経細胞のマーカーの免疫蛍光染色およびLCMのための手順について説明します。

Protocol

1。人間のNPCの拡大( 図1) 、増殖サプリメントを含有する神経基礎培地でニューロスフェア( 図1A)のように、T-75フラスコ中の懸濁液中の胎児の脳(ロンザ、ウォーカー、MD、USA)と文化からそれらを人間のNPCの凍結ストックを復活させるEGF(10 ng / mL)をし、 FGF(10 ng / mL)を。 培養3日後、5分間、500rpmで15mlチューブと遠心分離機に神経球を移す。 …

Representative Results

NPCは拡大します( 図1) ニューロスフェアは、粉砕により単一細胞懸濁液に分解されるときに、ピペットチップは、懸濁液を上下にピペットである程度の抵抗があるように、チューブの底に触れる必要がある。トリチュレーションの回数は、個人や顕微鏡下で得られた細胞懸濁液を検査することによって、試行錯誤によって決定される必要がある間で変化する…

Discussion

我々は、この研究において自己複製ヒト神経前駆細胞の分化による神経細胞に富む細胞培養モデルおよびレーザーキャプチャーマイクロダイセクションによってニューロンの純粋な集団を単離する方法を記載している。我々は、NGF、BDNF、DBCとのNPCの神経分化のためのレチノイン酸の組み合わせを使用している。 DBCはCREB、神経発生12を強化する転写因子を活性化するために使用される…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、(SPに)退役軍人からメリットレビュー助成金(NEUD-004-07F)によってサポートされていました。

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

  1. Doetsch, F. The glial identity of neural stem cells. Nat Neurosci. 6, 1127-1134 (2003).
  2. Galli, R., Gritti, A., Bonfanti, L., Vescovi, A. L. Neural stem cells: an overview. Circ. Res. 92, 598-608 (2003).
  3. Kim, S. U., de Vellis, J. Stem cell-based cell therapy in neurological diseases: a review. J. Neurosci. Res. 87, 2183-2200 (2009).
  4. Breier, J. M., et al. Neural progenitor cells as models for high-throughput screens of developmental neurotoxicity: state of the science. Neurotoxicol. Teratol. 32, 4-15 (2010).
  5. Christie, V. B., et al. Retinoid supplementation of differentiating human neural progenitors and embryonic stem cells leads to enhanced neurogenesis in vitro. J Neurosci Methods. 193, 239-245 (2010).
  6. Bonner, R. F., et al. Laser capture microdissection: molecular analysis of tissue. Science. 278, 1481-1483 (1997).
  7. Vincent, V. A., DeVoss, J. J., Ryan, H. S., Murphy, G. M. Analysis of neuronal gene expression with laser capture microdissection. J. Neurosci. Res. 69, 578-586 (2002).
  8. Robles, Y., et al. Hippocampal gene expression profiling in spatial discrimination learning. Neurobiol. Learn Mem. 80, 80-95 (2003).
  9. Su, J. M., et al. Comparison of ethanol versus formalin fixation on preservation of histology and RNA in laser capture microdissected brain tissues. Brain Pathol. 14, 175-182 (2004).
  10. Shimamura, M., Garcia, J. M., Prough, D. S., Hellmich, H. L. Laser capture microdissection and analysis of amplified antisense RNA from distinct cell populations of the young and aged rat brain: effect of traumatic brain injury on hippocampal gene expression. Brain Res. Mol. Brain Res. 122, 47-61 (2004).
  11. Pugazhenthi, S., Wang, M., Pham, S., Sze, C. I., Eckman, C. B. Downregulation of CREB expression in Alzheimer’s brain and in Abeta-treated rat hippocampal neurons. Mol. Neurodegener. 6, 60 (2011).
  12. Dworkin, S., Mantamadiotis, T. Targeting CREB signalling in neurogenesis. Expert Opin. Ther. Targets. 14, 869-879 (2010).
  13. Trujillo, C. A., et al. Novel perspectives of neural stem cell differentiation: from neurotransmitters to therapeutics. Cytometry A. 75, 38-53 (2009).
  14. Pugazhenthi, S., et al. Varicella-zoster virus infection of differentiated human neural stem cells. J. Virol. 85, 6678-6686 (2011).
  15. Kamme, F., et al. Single-cell microarray analysis in hippocampus CA1: demonstration and validation of cellular heterogeneity. J. Neurosci. 23, 3607-3615 (2003).

Play Video

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).

View Video