문화 접시에있는 기능성 모터 단위 : 척수의 Explants와 근육 세포의 공동 문화
Summary
교양 근육 세포 innervated 근육을 요점을 되풀이하는 불충 분한 모델입니다<em> 생체내에서</em>. 기능적인 운동 단위가 복제하실 수 있습니다<em> 체외에서</em> 쥐의 배아 척수의 explants를 사용하여 차별화된 인간의 기본 근육 세포의 innervation에 의해. 이 문서는 척수의 explants와 근육 세포의 공동 문화가 확립되는 방법을 설명합니다.
Abstract
신경 구성 요소의 부재에서, 세포 분화가 제한되며 모터 신경 세포의 자극 1가 누락되어 자연스럽게 있기 때문에 인간의 기본 근육 세포 단일층에 aneurally 드물게 계약을 배양해. 이러한 제한은 교양 근육 세포에있는 많은 신경근육학 질병의 체외 연구를 방해. 중요한 monolayered, 교양 근육 세포의 실험적 제약이 공동 문화권에서 척수의 explants있는 myofibers의 기능 innervation에 의해 극복할 수있다.
여기서는 Askanas이 개발한 방법에 따라 차별화 및 섬유 수축을 완료하는 데 선도적인, 인간의 기본 근육 세포의 효율적이고 적절한 innervation을 달성하는 데 필요한 여러 단계를 보여줍니다. 이렇게하려면, 근육 세포는 여전히 척수의 조각에 부착된 지느러미 루트 신경으로 ED 13.5에서 쥐의 배아의 척수의 explants와 공동 배양해 있습니다. 며칠 후, 근육이 좋bers 계약에 시작하고 결국 근육 세포에 연결되는 척수의 explants에서 돌출 기능 neurites 의해 innervation을 통해 교차 줄무늬가된다. 이 구조는 단순히 문화 매체의 정기 교류에 의해, 많은 달 동안 유지하실 수 있습니다.
그것이 인간의 근육 발달과 innervation의 종합 분석을위한 기능적인 모델을 대표로 귀중한 도구의 응용 프로그램은 다수 있습니다. 사실, 완벽한 드 노보 신경근육학 접합 설치 기본 및 생리적 컨텍스트의 각 단계에서 여러 매개 변수를 쉽게 측정을 수 있도록 문화 접시에 발생합니다.
몇 가지 예제, 게놈 및 / 또는 proteomic 연구를 인용하는 것은 공동의 문화에서 직접 수행할 수 있습니다. 두 구성 요소가 서로 다른 종에서 온 있기 때문에 또한, 사전 및 사후 시냅스 효과는 특별히 별도로, 신경근육학 교차점에서 평가 수쥐, 인간, 각각. 신경 근육의 공동 문화는 또한 근육이나 신경근육학 질병 3 앓고 환자 격리 인간의 근육 세포를 수행할 수 있으며, 따라서 후보 의약품에 대한 선별 도구로 사용할 수 있습니다. 마지막으로, 특별한 장비가 있지만 일반 BSL2 시설은 문화 접시에있는 기능적인 운동 단위를 재현하는 데 필요하지 않습니다. 이 방법은 따라서 정상과 질병 맥락에서, 근육뿐만 아니라 신경근육학 기능의 생리적 및 기계론의 연구 신경근육학 연구 지역 사회 모두에 유용합니다.
Protocol
Discussion
근육 세포 배양은 보통 여러 셀 및 셀 타입의 연결의 중요성을 요점을 되풀이하지 않기 때문에 정상과 병리 학적 맥락에서 근육 세포 기능을 연구하는 생리학의 체외 도구, myologists에 대한 높은 관심이다. 근육 세포에 모터 뉴런을 정화의 첨가 Schwann 세포의 존재는 5 개의 효율적이 될 innervation 필요하고 관련 프로토콜이 여기에 설명된 (3D + 특수 유통) topologically하지 않았습니다이기…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리의 작품은 스위스 국립 과학 재단 (SNF), 시스템 생물학 (SystemsX.ch), 근육질 영양 장애 협회 미국 (MDA), 협회 테크 프랑세즈 contre 레 Myopathies (AFM), 미국 Mitochondrial 질병 재단에서 스위스의 이니셔티브에 의해 지원됩니다 (UMDF), Gebert-RUF 재단 희귀 질병 프로그램 (GRF), 근육 질환 (SSEM / FSRMM), 스위스 생활 "Jubiläumsstiftung FÜR Volksgesundheit 깨물어 medizinische Forschung", 로슈 학술 진흥 재단과 대학의 연구에 대한 스위스의 학회 바젤의.
Materials
| Name of reagent | Company | Catalog Number |
| HBSS | Gibco/Invitrogen | 14170 |
| MEM | Gibco/Invitrogen | 31095 |
| Medium 199 | Gibco/Invitrogen | 31153 |
| Fetal Bovine Serum | Fetal Clone Perbio | SH30066.03 |
| Insuline | Sigma | I9278 |
| Human EGF | Sigma | E9644 |
| Human FGF | Sigma | F0291 |
| Penicillin/streptomycin solution | Gibco | 15140 |
Referencias
- Delaporte, C., Dautreaux, B., Fardeau, M. Human myotube differentiation in vitro in different culture conditions. Biol. Cell. 57, 17-22 (1986).
- Kobayashi, T., Askanas, V., Engel, W. K. Human muscle cultured in monolayer and cocultured with fetal rat spinal cord: importance of dorsal root ganglia for achieving successful functional innervation. J. Neurosci. 7, 3131-3141 (1987).
- Braun, S., Croizat, B., Lagrange, M. C., Warter, J. M., Poindron, P. Constitutive muscular abnormalities in culture in spinal muscular atrophy. Lancet. 345, 694-695 (1995).
- Askanas, V., Engel, W. K. A new program for investigating adult human skeletal muscle grown aneurally in tissue culture. Neurology. 25, 58-67 (1975).
- Guettier-Sigrist, S., Coupin, G., Warter, J. M., Poindron, P. Cell types required to efficiently innervate human muscle cells in vitro. Exp. Cell Res. 259, 204-212 (2000).
- Lefebvre, S. Identification and characterization of a spinal muscular atrophy-determining gene. Cell. 80, 155-165 (1995).
- Schrank, B. Inactivation of the survival motor neuron gene, a candidate gene for human spinal muscular atrophy, leads to massive cell death in early mouse embryos. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94, 9920-9925 (1997).
- Hsieh-Li, H. M. A mouse model for spinal muscular atrophy. Nat. Genet. 24, 66-70 (2000).
- Monani, U. R. The human centromeric survival motor neuron gene (SMN2) rescues embryonic lethality in Smn(-/-) mice and results in a mouse with spinal muscular atrophy. Hum. Mol. Genet. 9, 333-339 (2000).
- Sleigh, J. N., Gillingwater, T. H., Talbot, K. The contribution of mouse models to understanding the pathogenesis of spinal muscular atrophy. Dis. Model. Mech. 4, 457-467 (2011).
- Durbeej, M., Campbell, K. P. Muscular dystrophies involving the dystrophin-glycoprotein complex: an overview of current mouse models. 12, 349-361 (2002).
- Schnabel, J. Neuroscience: Standard model. Nature. 454, 682-685 (2008).
- Benatar, M. Lost in translation: treatment trials in the SOD1 mouse and in human ALS. Neurobiol. Dis. 26, 1-13 (2007).
- Dorchies, O. M. Normal innervation and differentiation of X-linked myotubular myopathy muscle cells in a nerve-muscle coculture system. Neuromuscul. Disord. 11, 736-746 (2001).
- McFerrin, J., Engel, W. K., Askanas, V. Impaired innervation of cultured human muscle overexpressing betaAPP experimentally and genetically: relevance to inclusion-body myopathies. Neuroreport. 9, 3201-3205 (1998).
