概要

E14-E16 스프라그 Dawley 쥐 배아에서 분리된 혼합 된 기본 해마 및 피질 뉴런에서 신경 구의 생성

Published: August 31, 2019
doi:

概要

여기에 제시된 것은 고밀도 도금 뉴런으로부터 신경 전구 세포에서 농축된 신경구의 자발적인 생성을 위한 프로토콜이다. 동일한 실험 동안, 뉴런은 낮은 밀도에서 도금 될 때, 프로토콜은 또한 장기간된 기본 쥐 신경 배양 결과.

Abstract

1 차적인 신경 문화는 신경 과학의 필드에 있는 필수적인 기술입니다. 두뇌에 더 깊은 기계론적 통찰력을 얻으려면, 각종 신경생물학 연구 결과를 위해 이용될 수 있는 강력한 시험관내 모형이 필수적입니다. 비록 기본 신경 문화 (즉, 장기 해 마 문화) 모델 과학자를 제공 했습니다., 그것은 아직 완전히 뇌 네트워크의 복잡성을 대표 하지 않습니다. 이러한 한계의 여파로, 새로운 모델은 신경 구를 사용하여 등장했다, 이는 뇌 조직에 가까운 유사성을 곰. 본 프로토콜은 배아일 14-16 스프라그 다울리 래트의 배아로부터 분리된 혼합 된 피질 및 해마 뉴런의 높고 낮은 밀도의 도금을 기술한다. 이것은 추가 연구를 수행하기 위하여 2개의 독립적인 적인 단자로 신경구 및 장기 1 차적인 신경 문화의 생성을 허용합니다. 이 과정은 매우 간단 하 고 비용 효율적인, 그것은 여러 단계를 최소화 하 고 시약 이전에 신경 문화에 대 한 필수적인 것으로 간주. 이것은 달성 가능한 결과로 수행 될 수 있고 신경 과학과 관련된 다양한 연구에 더 많이 사용될 수있는 최소한의 요구 사항을 가진 강력한 프로토콜입니다.

Introduction

뇌는 신경 세포와 비 신경 세포의 복잡 한 회로. 수년 동안 과학자들은 이 복잡한 기계에 대한 통찰력을 얻기 위해 노력해 왔습니다. 이렇게 하기 위하여는, 신경 과학자는 처음에 조사를 위한 각종 변형된 신경 기지를 둔 세포주에 의지했습니다. 그러나, 이러한 클론 세포주무능력은 강한 시냅스 연결과 적절한 축산 또는 모수석을 형성하는 데 1차뉴런 배양에 대한 과학적 관심을 1,2로이동시켰다. 1 차적인 신경 문화의 가장 흥미로운 양상은 살아있는 신경세포를 관찰하고 조작할 수 있는 기회를 만든다는 것입니다3. 또한, 그것은 신경 조직에 비해 덜 복잡 한, 기능 및 다양 한 신경 단백질의 전송을 공부 하기 위한 이상적인 후보. 최근, 현미경 검사법, 유전체학 및 프로테오믹스 분야의 여러 발전은 신경 과학자들이 신경 문화를 악용할 수 있는 새로운 기회를 창출했습니다4.

1 차적인 문화는 신경 발달의 뒤에 분자 기계장치를 탐구하고, 각종 신경 신호 통로를 분석하고, 시냅스의 더 일관된 이해를 개발하는 신경과학자를 허용했습니다. 여러 가지 방법이 1차 뉴런으로부터의 배양을 보고했지만(대부분 해마기원5,6,7),뉴런의 장기 배양을 가능하게 하는 화학적으로 정의된 배지를 가진 통합 프로토콜은 여전히 필요합니다. 그러나, 저밀도에서 도금된 뉴런은 인접 한 뉴런 및 신경교 세포에 의해 제공되는 영양 지지부 8의 부족으로 인해 장기적으로 생존하지 못하는 가장 자주 관찰된다. 일부 방법은 심지어 신경교 세포를 가진 1 차적인 신경세포의 공동 배양제안했습니다, 여기서 신경교세포는 피더 층 9로 이용됩니다. 그러나, 신경교 세포는 때때로 신경 성장10을재정의하는 그들의 자라난 때문에 많은 문제를 제기합니다. 따라서, 위의 문제를 고려, 간단 하 고 더 비용 효율적인 기본 신경 문화 프로토콜 필요, 조사에 대 한 신경 생물학자와 신경 화학자 모두에 의해 사용할 수 있는.

1 차적인 신경 문화는 본질적으로 2D 문화의 한 형태이고 두뇌의 가소성, 공간 무결성, 또는 이질성을 나타내지 않습니다. 이것은 신경구11,12에게불린 더 믿을 수 있는 3D 모형을 위한 필요를 초래했습니다. 신경구는 신경 과학자에게 새로운 플랫폼을 제시, 실제에 가까운 유사, 생체 내 뇌13. 신경구는 신경 줄기 세포 (NSC), 신경 전구 세포 (NPC), 뉴런 및 성상 세포가 풍부한 세포의 비 부착 3D 클러스터입니다. 그들은 신경 줄기 세포와 신경 전구 세포의 격리에 대 한 훌륭한 소스, 다양 한 신경 및 비 신경 계보로 분화를 공부 하는 데 사용할 수 있는. 다시, 이전에 보고된 프로토콜을 사용하여 생성된 신경구 배양 내의 가변성은 통합된신경구 배양 프로토콜(14)의 제형에 장벽을 제시한다.

이 원고는 혼합 된 피질 및 해마 배양으로부터 세포 도금 밀도를 번갈아 가며 2D 및 3D 플랫폼을 모두 생성 할 수있는 프로토콜을 제시합니다. 그것은 이내 7 일 자유 부동 신경구는 E14-E16 Sprague Dawley 쥐 배아에서 분리된 고밀도 도금 뉴런에서 얻어진다는 것을 관찰됩니다, 이는 추가 문화에 따라, 방사형 신경교와 같은 확장을 통해 다리와 상호 연결을 형성합니다. 유사하게, 저밀도 도금 뉴런에서, 최대 30일 동안 유지될 수 있는 1차 뉴런 배양은 일주일에 두 번 유지 배지를 변경함으로써 수득된다.

Protocol

동물과 관련된 모든 실험 절차는 CSIR-인도 화학 생물학 연구소의 기관 동물 윤리위원회 (IICB / AEC / 회의 / 4 월 / 2018 / 1)에 의해 승인되었습니다. 1. 시약 및 미디어 준비 폴리-D-리신(PDL) 용액: 탈이온수에서 0.1 mg/mL의 농도로 PDL 용액을 준비하고 사용할 때까지 4°C에 보관하십시오. 해리 매체: 멸균, 여과 된 탈이온수 1 L에 염화 나트륨 (8 mg / mL), 염화 칼륨 (0.4 mg / mL)…

Representative Results

이 프로토콜에서는, 2개의 다른 신경 검열 단자에서 가변 세포 도금 밀도가 얻어지는 간단한 전략이 해명되었습니다. 도 1A,B는 각각 고밀도 및 저밀도 도금 세포에서 뉴런을 도금한 후 4시간 후에 세포의 순응도를 나타낸다. 도1에 도시된 바와 같이 뉴런의 적절한 순응도를 관찰함에 따라, 도금 배지는 각각의 웰에?…

Discussion

이 프로토콜은 1차 뉴런의 세포 도금 밀도를 변경함으로써, 2개의 가변 뉴런 플랫폼이 수득되는 방법을 설명한다. 이것은 간단한 방법이지만 원하는 결과를 얻으려면 각 단계를 세심하게 수행해야합니다. 다른 이전 방법 중 장기 기본 신경 문화 또는 신경 구 배양 보고. 대부분의 기본 신경 문화 프로토콜에 대 한 해 마 뉴런의 배양을 포함 했다 3-5 주, 하지만 대부분 실패, 뉴런 죽고 연결의 손실로…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 CSIR-IICB 동물 시설에 감사드립니다. G. D. 감사 ICMR, J. K. 및 V. G. DST 영감 감사, D. M. 그들의 동료에 대 한 인도 DBT 감사. S. G. 친절 하게 SERB (EMR/2015/002230) 재정 지원을 제공 하는 인도를 인정 합니다.

Materials

Anti-GFAP Abcam AB7260
Anti- Nestin Abcam AB92391
Anti-O4 Millipore MAB345
Anti-Tau Abcam AB76128
Anti-Tuj1 Millipore MAB1637
B27 Serum Free Supplement  Gibco 17504-044
Cell Counter Life technologies Countess II FL
CO2 Incubator Eppendorf Galaxy 170 R
D-glucose  SDFCL 38450-K05
Ethanol Merck Millipore 100983
Fluorescence Microscope Olympus IX83 Model
Formaldehyde Sigma Aldrich 47608
GlutaMax-I Supplement Gibco 35050-061
GtXMs IgG Fluor Millipore AP1814
GtXMs IgG (H+L) Millipore AP124C
HEPES SRL 16826
Hoechst 33258 Calbiochem 382061
Horse Serum  HiMedia RM10674
Hydrochloric Acid Rankem H0100
Laminar Hood BioBase BBS-V1800
MEM Eagle’s with Earle’s BSS  Sigma Aldrich M-2279
Microscope Dewinter Victory Model
Neurobasal Medium  Gibco 21103-049
Plasticware (24 well plate, cell strainers, and low adherence plates) BD Falcon 353047, 352350 and 3471
90 mm Petridishes Himedia PW001
Penicillin/Streptomycin  Gibco 15140-122
Poly-D-Lysine Millipore A.003.E
Potassium Chloride  Fisher Scientific BP366-500
Potassium Phosphate Monobasic  Merck MI6M562401
Sodium Chloride  Qualigem 15918
Sodium Phosphate Dibasic  Merck MI6M562328
Stereomicrosope Dewinter Zoomstar Model
Triton-X 100 SRL 2020130
Trypan Blue Solution Gibco 15250-061
0.25 % Trypsin-EDTA Gibco 25200-072

参考文献

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記事を引用
Das, G., Gupta, V., Khan, J., Mukherjee, D., Ghosh, S. Generation of Neurospheres from Mixed Primary Hippocampal and Cortical Neurons Isolated from E14-E16 Sprague Dawley Rat Embryo. J. Vis. Exp. (150), e59800, doi:10.3791/59800 (2019).

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