Summary

マイクロ流体文化·プラットフォーム(MCP)ベースの神経軸索とグリア共培養系におけるグリア相互作用へのニューロンのイメージング解析

Published: October 14, 2012
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Summary

この研究では、神経細胞の軸索と小説(ASTRO)グリア共培養プラットフォームをセットアップする手順について説明します。この共培養系では、単一の軸索(と単一神経膠細胞)との間の直接的な相互作用の操作は、グリアシグナリング相互ニューロンのメカニズム解析を可能にすることが可能となる。

Abstract

グリア相互作用への適切なニューロンは、中枢神経系(CNS)の生理機能に重要である。この双方向通信は高度にニューロンとグリア1,2の間の特定のシグナル伝達経路によって媒介される。これらのシグナル伝達経路の同定および特徴は、グリア相互作用の形中枢神経生理学にどのニューロンの理解に不可欠である。以前は、ニューロンとグリア細胞混合培養が広くニューロンとグリア細胞間のシグナル伝達経路をテストおよび特性評価に利用されてきた。我々 、in vivo ツール 、これらの製剤と他から学んだことは、しかし、ニューロンとグリア細胞間の相互シグナリングがしばしばニューロン( すなわち 、軸索、樹状突起、またはソーマ)3内の特定の区画で発生したことを示唆している。これは、重要な神経区画の分離を可能にする新しい培養システムを開発することができ、具体的にはグリア細胞と神経の間の相互作用を調べNAL軸索/樹状突起。加えて、従来の混合培養系は、可溶性因子とニューロンとグリア細胞間の直接メンブレン接点信号を区別することができるではありません。さらに、従来の共培養系におけるニューロンとグリア細胞の大量は、単一の軸索とグリア細胞間の相互作用を観察するために必要な決議を欠いている。

そこで本研究では、マイクロ流体文化プラットフォーム(MCP)を用いた新規軸索とグリア共培養系を記述します。この共培養系では、神経細胞とグリア細胞は、複数の中央のチャネルで接続されている2つの別々の室で培養される。このマイクロ流体文化のプラットフォームでは、唯一の神経プロセス(特に軸索)は、中央のチャネルを介してグリア側を入力することができます。強力な蛍光タンパク質の標識との組み合わせでは、このシステムはそのような、軸索/樹状細胞およびグリア相互作用の間のシグナル伝達経路を直接検査することができます神経端末におけるグリア、グリア媒介受容体の輸送、およびグリア媒介軸索成長のs軸索を介した転写調節。チャンバーの狭い直径も大きく軸索/樹状突起とグリアの表面との間の直接の膜タンパク質相互作用のプロービングを容易にして、グリアチャンバー内にニューロンに富んだ媒体の流れを禁止しています。

Protocol

1。マイクロ流体培養チャンバー(MCP)の組立 MCP( 図1)はセル4の異なる種類の区画文化のために設計されたオープン室である。これは、典型的には、中央のチャネル(直径3μm)を介して接続されている2つの区画を持っています。ガラス底皿とMCPの組み立ては、文化やその後の画像解析を準備するために必要です。 まず、オルニチン(Sigma-Aldrich社、1 mg / …

Representative Results

アストロサイトにおける軸索誘導のGLT1プロモーター活性化のタイムラプスイメージング解析コンパートメントニューロンとアストロサイトの共培養システムは、特に唯一の神経突起、軸索は、選択的にアストロサイトと対話することができます。組み立てMCPにおける軸索と星状膠細胞(または他のグリア細胞)の共培養の成功確立に続いて、軸索·グリア相互作用の異なる…

Discussion

MCPベースのニューロンとアストロサイトの共培養系は、軸索のみが中央のチャンネルを通過できるようにし、星状膠細胞と相互作用することにより、星状膠細胞シグナル伝達経路の詳細な神経細胞の解剖を可能にします。この共培養系は、便利な、従来のニューロンとアストロサイトの培養の手順で設定することができます。我々はまた、アストロサイトにおける軸索依存GLT1プロモーター?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

我々は、BAC GLT1たeGFPマウスとGLT1抗体を提供するための博士ジェフリー·ロススタインに感謝したいと思います。貴重なコア機能を提供するため、脳科学研究のためのタフツセンター(PI、ロブ·ジャクソンNIH P30 NS047243);新教員採用助成金(NIH P30 5P30NS069254-02 ;タフツ神経科学部門のPI、フィル·ヘイドン)。

Materials

Fetal bovine serum Hyclone SH30070.03 for plating neuron for neuron cutlure medium
Fetal bovine serum Sigma-Aldrich F4135 for astrocyte culture medium
Glial derived nerve factor R&D systems 212-GD Apply 10-20 ng/ml to neuron side of chamber
Dulbecco modified eagle medium high glucose Sigma-Aldrich 11995  
70 mm cell strainer BD Falcon 352350  
Sterile glass bottom dish MatTek Corporation    
Microfluidic culture platforms Xona Microfluidics LLC SND150  
6 wells of the culture plate Cellstar 657 160  
     

Neuron culture medium

  • Neurobasal medium
  • 2% B27 Neurobasal supplement
  • 2 mM glutamate by adding 1% 100x GlutaMAX
  • 1% Penicillin-streptomysin
     

Neuron culture medium for plating cell

  • Neurobasal medium
  • 2% B27 Neurobasal supplement
  • 2 mM glutamate by adding 1% 100x GlutaMAX
  • 1% Penicillin-streptomysin
  • 5% Fetal bovine serum SH30070.03
     

Astrocyte culture medium

  • Dulbecco modified eagle medium high glucose
  • 10% Fetal bovine serum F4135
  • 1% Penicillin-streptomysin
     

Table 1. Materials used in the microfluidic culture platform-based neuronal axon and glia co-culture system.

References

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Cite This Article
Higashimori, H., Yang, Y. Imaging Analysis of Neuron to Glia Interaction in Microfluidic Culture Platform (MCP)-based Neuronal Axon and Glia Co-culture System. J. Vis. Exp. (68), e4448, doi:10.3791/4448 (2012).

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