Summary

Wachstum und Differenzierung von adulten Hippocampus Arctic Ground Squirrel Neural Stem Cells

Published: January 07, 2011
doi:

Summary

Neurale Stammzellen wurden aus dem Hippocampus von erwachsenen, nicht überwinternde einjährige Arctic Erdhörnchen (AGS) aufgestellt. Diese neuralen Stammzellen können durch zahlreiche Passagen erweitert werden, differenziert und gepflegt wie ein fast 50:50 Neuron zu Gliazellen Kultur.

Abstract

Arctic Erdhörnchen (Urocitellus parryii, AGS) sind einzigartig in ihrer Fähigkeit, mit einer Körpertemperatur in der Nähe oder unter dem Gefrierpunkt 1 überwintern. Diese Tiere auch gegen ischämischen Schädigung des Gehirns in vivo 2,3 und Sauerstoff-Glukose-Entzug in vitro 4,5. Diese einzigartigen Eigenschaften gaben den Anstoß zu AGS Neuronen zu isolieren, um inhärente neuronalen Eigenschaften, die für die Kapazität des AGS Neuronen zu Verletzungen und zum Zelltod durch Ischämie verursacht und extrem kalten Temperaturen widerstehen Konto konnte zu untersuchen. Identifizieren Proteine ​​oder Gen-Targets, die für die besonderen Eigenschaften dieser Zellen ermöglichen könnte, in der Entdeckung von wirksamen Therapien für eine Reihe von ischämischen Indikationen und für das Studium der Kältetoleranz Hilfe. Adult AGS Hippocampus enthält neurale Stammzellen, die sich zu vermehren weiter und ermöglicht den problemlosen Ausbau dieser Stammzellen in Kultur. Wir beschreiben hier Methoden, mit denen Forscher die Stammzellen und differenzierten Neuronen für eine beliebige Anzahl von Zwecken nutzen kann. Durch die enge folgenden Schritte der AGS neuralen Stammzellen können durch zwei Passagen oder mehr erweitert werden und dann differenziert, um eine Kultur mit hohem TUJ1-positive Neuronen (~ 50%) ohne den Einsatz von giftigen Chemikalien, die Zahl der sich teilenden Zellen zu minimieren. Ischämie induziert Neurogenese 6 und Neurogenese, die über MEK / ERK-und PI3K/Akt Überleben Signalwege trägt zur Ischämie Widerstand in vivo 7 und in vitro 8 (Kelleher-Anderson, Drew et al., In Vorbereitung) verläuft. Die weitere Charakterisierung dieser einzigartigen neuronalen Zellen können an vielen Fronten voraus, mit einigen oder allen dieser Methoden.

Protocol

1. AGS Neural Stem Cell and Media Preparation Adult Hippocampus Arctic Ziesel (AGS) neurale Stammzellen in einer Art und Weise isoliert zuvor beschriebenen 9 kann ab sofort im Handel als kryokonserviert Fläschchen erhältlich. Die Zellen werden über Nacht in isolierten Pakete mit Trockeneis, um sicherzustellen, dass die Zellen in einer kryokonservierten Zustand bleiben ausgeliefert. Zur Aufrechterhaltung Integrität, entpacken Sie die Zellen sofort nach Erhalt und an einem niedriger als -150 ° C…

Discussion

AGS adulten neuralen Stammzellen sind robust und können für eine Vielzahl von Passagen macht sie eine ausgezeichnete Quelle von neuralen Stammzellen für das Studium der grundlegenden neuronalen Stammzell-Eigenschaften erweitert werden. Die Erweiterung liegt bei etwa einer Verdoppelung alle 24 Stunden, aber diese Zellen müssen vor dem Erreichen der Konfluenz passagiert werden, weil der Kontakt zwischen den Zellen wird die Differenzierung zu Astrozyten zu begünstigen. Kontakt-vermittelte Differenzierung wird dazu bei…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde vom US Army Medical Research und Materiel Command gewähren # 05178001 und NS041069-06 aus dem National Institute of Neurological Disorders and Stroke unterstützt. Wir danken Joel Vonnahme für hilfreiche Kommentare über das Protokoll.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
agsNSC   Lifeline FC-0004  
agsNSC Expansion kit   Lifeline LL-0008 Alternative source for DMEM/F12, B27 and rhFGFb (www.invitrogen.com)
agsNSC differentiation kit   Lifeline LL-0009 Alternative source for DMEM/F12 and ITS-x (www.invitrogen.com)
NeuraLife maintenance media kit   Lifeline LL-0012 Alternative sources are NeuraBasal (LifeLine) or Neurobasal (in vitrogen), glutamine and B27 (www.invitrogen.com)Differentiated cells are maintained for up to 3 weeks in NeuroLife, but no more than 2 weeks in Neurobasal (www.invitrogen.com)
Micrometer (such as a Bright Line Counting Chamber)   Hausser Scientific 1490 http://www.hausserscientific.com/hausserbrightlinedirect.htm
Biocoat Poly-L-Lysine coated 96 well plates   BDBioscience 356516 www.bdbiosciences.com
Large orifice pipette tips   Fisher Scientific 02-707-141 Avoids neuronal cell damage when pippetting. http://www.fishersci.com

References

  1. Barnes, B. M. Freeze avoidance in a mammal: body temperatures below 0 degree C in an Arctic hibernator. Science. 244, 1593-1595 (1989).
  2. Dave, K. R., Prado, R., Raval, A. P., Drew, K. L., Perez-Pinzon, M. A. The Arctic ground squirrel brain is resistant to injury from cardiac arrest during euthermia. Stroke. 37, 1261-1265 (2006).
  3. Dave, K. R. Protein kinase C epsilon activation delays neuronal depolarization during cardiac arrest in the euthermic arctic ground squirrel. J Neurochem. 110, 1170-1179 (2009).
  4. Ross, A. P., Christian, S. L., Zhao, H. W., Drew, K. L. Persistent tolerance to oxygen and nutrient deprivation and N-methyl-D-aspartate in cultured hippocampal slices from hibernating Arctic ground squirrel. J Cereb Blood Flow Metab. 26, 1148-1156 (2006).
  5. Christian, S. L. Arctic ground squirrel (Spermophilus parryii) hippocampal neurons tolerate prolonged oxygen-glucose deprivation and maintain baseline ERK1/2 and JNK activation despite drastic ATP loss. J Cereb Blood Flow Metab. 28, 1307-1319 (2008).
  6. Jin, K. Evidence for stroke-induced neurogenesis in the human brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 103, 13198-13202 (2006).
  7. Maysami, S., Lan, J. Q., Minami, M., Simon, R. P. Proliferating progenitor cells: a required cellular element for induction of ischemic tolerance in the brain. J Cereb Blood Flow Metab. 28, 1104-1113 (2008).
  8. Sung, S. M. Hypoxia/reoxygenation stimulates proliferation through PKC-dependent activation of ERK and Akt in mouse neural progenitor cells. Neurochem Res. 32, 1932-1939 (2007).
  9. Brewer, G. J. Isolation and culture of adult rat hippocampal neurons. J Neurosci Methods. 71, 143-155 (1997).
  10. Palmer, T. D., Takahashi, J., Gage, F. H. The adult rat hippocampus contains primordial neural stem cells. Mol Cell Neurosci. 8, 389-404 (1997).

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Cite This Article
Drew, K. L., McGee, R. C., Wells, M. S., Kelleher-Andersson, J. A. Growth and Differentiation of Adult Hippocampal Arctic Ground Squirrel Neural Stem Cells. J. Vis. Exp. (47), e2199, doi:10.3791/2199 (2011).

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