Bu protokol, elektroporasyon ve kültür fare ve kortikal hipokampal nöronlar aracılığıyla transfect incelemek için gerekli adımları özetliyor. Kısa vadeli kültürleri, uzun vadeli kültürler sinaptogenez ve dendritik omurga analiz çalışmaları için kullanılabilir akson akıbet ve rehberlik çalışmaları için kullanılıyor olabilir.
Kortikal ve hipokampal nöronlar, merkezi sinir sistemi (MSS) nöronal kutuplaşma, akson / dendrit akıbet ve sinaps oluşumu ve işlevi incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Kültür, bu nöronların bir avantajı çok düşük yoğunluklarda iki boyutlu bir substrat üzerinde kolayca, farklı akson ve dendritler oluşturan, kutuplanma. Bu özellik, nöronal gelişimi birçok yönlerini belirlemek için son derece yararlı yaptı. Ayrıca, bu nöronlar glial klima sağlayarak, fonksiyonel sinaptik bağlantıları kurma ve kültür birkaç ay kalan geliştirmeye devam edecektir. Bu protokolde incelemek için teknik, kültür ve transfect embriyonik fare hipokampal ve kortikal nöronların anahat. Transfeksiyon nucleofection yoluyla kaplama önce nöronların içine DNA electroporating tarafından gerçekleştirilir. Bu protokol geliştirme (~ 4-8 saat sonra kaplama) polarizasyon, akson üremeyi ve dallanma sırasında proteinlerin dinamikleri ve fonksiyon çalışma erken floresan etiketli füzyon proteinleri ifade avantajı vardır. Biz de önce bu tek transfeksiyon kaplama nöron (kültür> 2 ay) ömür boyu görüntüleme için uygun seviyelerde floresan etiketli füzyon proteini ifade koruduğunu keşfetti. Böylece, bu metodoloji nöronal fonksiyonu çok az veya hiç kesinti ile merkezi sinir sistemi gelişimi boyunca protein yerelleştirme ve fonksiyon çalışmak için yararlıdır.
Bu protokol, sıçan nöronlar 1,2 kullanan Banker protokolü, bir değişiklik olarak kültür embriyonik hipokampal ve kortikal fare nöronları için geliştirilmiştir . Biz de 3,4,5,6,7 olarak kültür fare ve hamsteri nöronlar için bu protokolü kullanılır. Bu protokol, hem hipokampal ve neokortikal nöronlar için eşit derecede iyi çalışır ve Meberg ve Miller 8 tarafından yayınlanan bir protokol benzer . Genel olarak, iyi karakterize edilmiş ve daha oturmuş bir model sistem çünkü biz uzun vadeli bir kültür hipokampal nöronlar. Dahası, neokorteks daha nöronların daha homojen bir nüfus bulunma olasılığı vardır. Ancak, aynı zamanda hayatta kalma ve benzer ayırt (yayınlanmamış veri) neokortikal nöronların bu protokolü kullanarak kültür. Biz kısa vadeli kültürü için rutin neokortikal ve hipokampal nöronlar kullanın. Neokorteks diseksiyonu da Batı Örneğin, blot için malzeme daha iyi bir seçim yapar hipokampal diseksiyon (hippocampi çifti başına 2.5×10 5 nöronlar) göre önemli ölçüde daha fazla nöron (korteks çifti başına 1.5×10 6 nöronlar) sonuçlanır.
Herhangi bir birincil kültürü ile gibi, hayvanın ölüm hücreleri kaplama için gereken zamanı en aza indirmek için çok önemlidir. Genellikle, diseksiyon ve kaplama sürekli hızlı olmak için 10-20 diseksiyonları alacaktır. Ayrıca, nucleofection tampon bırakılırsa nöronların canlılığı hızla azalır Lonza Nucleofector çalışırken, elektroporasyon prosedürü sırasında hızlı çalışması için çok önemlidir.
Toplam iç yansıma floresan mikroskobu (TIRFM) görüntüleme ile yapılır. Mikroskopi Bu tür lamel ötesinde görüntüleme birkaç yüz nanometre sadece yeteneğine sahiptir. Bu nedenle, sık sık resim, aksonal büyüme konisi ve dendritik dikenler, lamel doğrudan uyulması nöronlar alanlarında ihtiyaç duyduğu. Böylece, uzun vadeli kültür glial besleme gerektiren düşük yoğunluklu kültürleri kullanın. Biz uzun vadeli kültürler için, glial besleyici katmanlar olmadan, (2×10 4 hücre / cm 2) yüksek yoğunluklu kültürler kullanılan ve az beslenme ile birlikte çok iyi hayatta. Geniş alan mikroskobu veya konfokal mikroskobu ile kolaylıkla tespit edilebilir rağmen, bu nöronların dendritik dikenler, kimi zaman çok uzak substrat TIRFM görüntü.
Çalışmaların çoğunda kaplama önce nöronların transfect ve kültürde üç ay için floresan etiketli proteinlerin görüntülü var. Bu uzun vadeli bir ifade floresan etiketli proteinlerin DNA (1 2μg) düşük konsantrasyonlarda kullanılarak nöronların aşırı ekspresyonu eserler üreten değil bize güven veriyor. Ancak, bu yordamı da, yüksek miktarda DNA kullanılması halinde (10-20μg) protein aşırı ekspresyonu incelemek için kullanılan olabilir. Biz de DsRed2 ya da tek başına EGFP nöron sitoplazma etiketi rağmen, nöronların transfect için kullandığınız plazmid genellikle EGFP veya mCherry füzyon proteinleri içeren. Bu vektörlerin sayısı elektroporasyon tekniği ile çalışır. Biz CMV geliştirici ve β-globin ile β-aktin organizatörü içeren plazmid tercih poli-ifade nispeten yüksek düzeylerde nedeniyle kuyruk (pCAGGs veya pCAX plazmid) 9, ve nöronlar tarafından iyi tolere olduğu gerçeği hem kısa ve uzun vadeli bir kültür. Genellikle, proteinler, kaplama yaklaşık 4 saat içinde ifade ve 10-24 saat 10 içinde görüntüleme için yeterli düzeyde ulaşmak için başlar . Biz kısa vadeli kültürlerde CMV organizatörü odaklı plazmid başarıyla kullanılır, ama uzun vadeli kültür nöronları öldürmeye aşırı ekspresyonu yüksek düzeyde neden olabilir bulduk. Bununla birlikte, düşük yoğunluklu kültürlerin glial klima, yüksek yoğunluklu (non-glial beslenen) kültürler karşılaştırıldığında, CMV organizatörü tahrik plazmid transfekte nöronların hayatta yardımcı olduğunu bulduk.
The authors have nothing to disclose.
Tüm işlemler, Wisconsin Komitesi Hayvan Bakım Üniversitesi tarafından onaylanan ve NIH kurallar ile uyumlu idi. Biz onu Nucleofector cihazın cömert kullanımı için Dr. Katherine Kalil teşekkür ederim. Biz, protokol hakkında yorum yapmak için Dent laboratuvar üyeleri de teşekkür ederim. Bu çalışma, hibe NIH R01-NS064014 Dana Vakfı ve Whitehall Vakfı EWD için tarafından desteklenen
Christopher Viesselmann, Jason Ballweg ve Derek Lumbard bu kağıt eşit katkıda bulunmuştur.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
Sodium Borate | Fisher | S93356 | Store borate buffer at room temperature (RT). | |
Poly-d-Lysine | Sigma | P7886-100mg | Dissolve in 0.1M borate buffer. Sterile filter and store aliquots at -80°C. | |
Trypsin (10x) | Invitrogen | 15090-046 | Store aliquots at -80°C. | |
DNase (10x) | Sigma | DN25-1G | Store aliquots at -80°C. | |
MEM | Invitrogen | 11095-080 | Store at 4°C. | |
HBSS (10x) | Invitrogen | 14185-052 | Store at RT. | |
HEPES (100x) | Invitrogen | 15630-080 | Store at 4°C. | |
Penicillin/Streptomycin (100x) | Invitrogen | 15140-122 | Store aliquots at -80°C. | |
Horse Serum | Hyclone | SH3007403 | Store aliquots at -80°C. | |
Trypsin/EDTA | Invitrogen | 25200-056 | Store at 4°C. | |
Neurobasal E (NB) | Invitrogen | 21103-049 | Store at 4°C. | |
B27 Supplement (50x) | Invitrogen | 17504-044 | Store aliquots at -80°C. | |
Glutamine (100x) | Invitrogen | 25030-081 | Store aliquots at -80°C | |
30% Glucose in NB (100X) | Fisher/Invitrogen | BP350-500 | Dissolve glucose in NB and sterile filter. Store at 4°C. | |
3.75M NaCl in NB (100X) | Fisher/Invitrogen | BP358-1 | Dissolve NaCl in NB and sterile filter. Store at 4°C. | |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Hyclone | SH3007003 | Store aliquots at -80°C. | |
Paraffin/Petroleum Jelly (3:1 w/w) | Fisher | Paraffin – P31-500 Petroleum – P66-1 | Combine in conical tube and melt in boiling water. | |
Concentrated Nitric Acid (HNO3) | Fisher | A509-212 | Store at room temperature. Can be reused several times. Discard if it yellows. | |
5mM cytosine –B-D-arabinofuranoside hydrochoride (AraC) in NB (1000X) | Sigma | C6645 | Dissolve AraC in NB and sterile filter. Store at -80°C |
*Most reagents that we store at -80°C can be stored at -20°C as well. Storing them at -80°C lengthens their shelf life and results in slightly more consistent cultures.