التسرع الضغط من الخلايا العصبية في الدماغ الرضية لدراسة الإصابات
Summary
وقد وضعت رواية الضغط الخلية التسرع التجربة باستخدام جهاز شريط Kolsky للتحقيق في الآليات الجزيئية / الخلوية من الانفجار الناجم إصابات في الدماغ.
Abstract
وقد وضعت رواية الضغط الخلية التسرع التجربة باستخدام جهاز شريط Kolsky للتحقيق الانفجار الناجم عن إصابات في الدماغ (المصرف التجاري العراقي). نبين في هذه المقالة الفيديو كيفية تطبيق الانفجار TBI ذات الصلة التسرع الضغط على الخلايا العصبية في المختبر. ويتحقق ذلك عن طريق استخدام جيدا للرقابة نبض الضغط إنشاؤها بواسطة جهاز شريط Kolsky المتخصصة، مع التاريخ الكامل الضغط داخل الخلية غرفة الضغط المسجلة. يتم تفتيشها الخلايا العصبية الضغط مباشرة بعد الضغط، أو المحتضنة إلى مواصلة دراسة الآثار طويلة الأمد للالضغط على التسرع محوار / محور عصبي ثمرة، العصبية التعبير الجيني، موت الخلايا المبرمج، وما إلى ذلك لاحظنا أن الضغط التسرع في حوالي 2 ميجا باسكال يدفع متميزة النسبية فقدان محوار إلى خلايا unpressurized. أسلوبنا يوفر طريقة جديدة للتحقيق في الآليات الجزيئية / الخلوية من الانفجار TBI، عبر الضغط من التسرع في خلايا الدماغ التي تسيطر عليها بشكل جيد في العلاقات العامةessure حجم ومدة.
Protocol
Discussion
وقد حاول العديد من أساليب فنية تجريبية في المختبر لدراسة الدماغ تلف الخلايا في ظروف TBI. وتشمل هذه الخلايا العصبية / نجمية تمتد، والتي يسببها تدفق إجهاد القص، وانخفاض الوزن، وتهتك قلم، ليزر transection، تفتيت الحصاة، وما إلى ذلك 4،5 وقد افترض أن مدة قصيرة الضغط الزائد هو العامل المهيمن المادية للTBI. 6،7 خاصة وحدثت الهزة الارضية من الانفجار TBI لديه مدة النبضة من أمر ميلي ثانية. 4 تستند علي هذا الافتراض والملاحظة، وقد تم تطوير غرفة مقياسا قادرة على الضغط عابرة وتستخدم لتقييم السلوك الدماغ خلية في ظل ظروف TBI. على سبيل المثال، في قاعة السائل الضغطي قرع نبضة الضغط مع مرض التصلب العصبي المتعدد مدة طويلة و20-30 ضغط الذروة تصل إلى 0.5 ميجا باسكال كان يستخدم لفحص سلوك الإنسان الخلية الدبقية تحت TBI .. 6 في الآونة الأخيرة، وآخرون VandeVord .. 7 المعدن الذي يستخدم غرفة الكرة مقياسا لدراسة ضرب الخلية نجميةضرب تنتج السلوك تحت TBI لكن الكرة المعدنية البقول ضغط متعددة. في هذه الدراسة، قمنا بتطوير جهاز الضغط خلية الرواية التي تولد الضغط واحد نبض نوع التسرع. وقد تم تطوير الجهاز يعتمد على شريط Kolsky مجموعة المتابعة، التي كانت تستخدم كمادة جهاز الفحص في الدراسات 8 و أخرى لدينا. تم تعديل 1،9 اختبار المواد شريط Kolsky في القدرة على معدل التحميل عالية جدا لتكون قادرة على تطبيق واحد نبض من نوع الضغط الزائد إلى الخلايا المستزرعة داخل غرفة الضغط (الشكل 1). يمكننا السيطرة بنجاح حجم ومدة الضغط الزائد التسرع. كرد فعل الخلية ممثل، أثبتنا أنه في الخلايا ميغاباسكال 2 SH-SY5Y الضغط العصبية محوار عرض كبيرة وفقدان محور عصبي بالمقارنة مع الخلايا السيطرة unpressurized الغرفة.
وفي الختام، وضعنا رواية الضغط الخلية التسرع باستخدام جهاز صمم خصيصا Kolskyأظهرت جهاز شريط واستخدامه في التحقيق في احتمال استجابة الخلية العصبية في ظروف TBI. ونلاحظ أيضا أن هذه التقنية متعددة جدا في هذا يمكن أن يتعرض أي نوع من الخلايا لضغوط التسرع على مستوى مختلف ومدتها. ولذلك، يمكن استخدام الجهاز للتحقيق في التسرع الضغط الناجم عن السلوك mechanotransduction الخلوية، ليس فقط لاصابة الخلايا ولكن أيضا لحفز الخلايا بشكل إيجابي في وظيفتها وتحديد مصير.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أود أن أشكر مصادر التمويل: الجيش، UNL مركز للميكانيكا الصدمات (وزارة الدفاع / ARO، # W911NF-11-1-0033، PI: الدكتور شاندرا النماص)، UNL جائزة شخصا عاديا (26-1110-0033 -001 ، PI: ليم).
Materials
- SH-SY5Y (ATCC, CRL-2266) human neuroblastoma cells
- 18 mm diameter glass coverslips
- Cell culture media: DMEM, 10% fetal bovine serum, 1% penicillin-streptomycin
- Retinoic acid (10 μM) for inducing neurogenesis
- Kolsky bar impulsive pressurization device
- Piston-cylinder cell pressurization chamber
- Stainless steel screws for securing cell cultured coverslip on the piston
- Grease for interfaces between cell chamber and Kolsky bar
- General molecular biology supplies for assessing cell response to pressurization (fixative, antibody, fluorescent dye, PCR supplies, etc.)
References
- Kolsky, H. An investigation of mechanical properties of materials at very high rates of loading. Prec. Phys. Soc. London. 62, 676-700 (1949).
- Tang-Schomer, M. D., Patel, A. R., Baas, P. W., Smith, D. H. Mechanical breaking of microtubules in axons during dynamic stretch injury underlies delayed elasticity, microtubule disassembly, and axon degeneration. FASEB. J. 24, 1401-1410 (2010).
- Lim, J. Y., Taylor, A. F., Li, Z., Vogler, E. A., Donahue, H. J. Integrin expression and osteopontin regulation in human fetal osteoblastic cells mediated by substratum surface characteristics. Tissue. Eng. 11, 19-29 (2005).
- Chen, Y. C., Smith, D. H., Meaney, F. D. In vitro approaches for studying blast-induced traumatic brain injury. J. Neurotrauma. 26, 861-876 (2009).
- Ling, G., Bandak, F., Armonda, R., Grant, G., Ecklund, J. Explosive blast neurotrauma. J. Neurotrauma. 26, 815-825 (2009).
- Shepard, S. R., Ghajar, J. B. G., Giannuzzi, R., Kupferman, S., Hariri, R. J. Fluid percussion barotrauma chamber: a new in vitro model for traumatic brain injury. J. Surg. Res. 51, 417-424 (1991).
- VandeVord, P. J., Leung, L. Y., Hardy, W., Mason, M., Yang, K. H., King, I. A. Up-regulation of reactivity and survival genes in astrocytes after exposure to short duration overpressure. Neurosci. Lett. 434, 247-252 (2008).
- Huang, H., Feng, R. A study of the dynamic tribological response of closed fracture surface pairs by Kolsky-bar compression-shear experiment. Int. J. Solids. Struct. 41, 2821-2835 (2004).
- Song, B., Chen, W. Split Hopkinson pressure bar techniques for characterizing soft materials. Lat. Am. J. Solids. Struct. 2, 113-152 (2005).
