Summary

Analizzando lo sviluppo delle cellule di Schwann Murine lungo gli assoni in crescita

Published: November 21, 2012
doi:

Summary

Qui descriviamo una delle cellule di Schwann (SC) saggio transizione, in cui SC sono in grado di sviluppare lungo gli assoni si estendono.

Abstract

Lo sviluppo dei nervi periferici è un processo intrigante. I neuroni inviano assoni per innervare obiettivi specifici, che negli esseri umani sono spesso più di 100 cm di distanza dal soma del neurone. Sopravvivenza neuronale durante lo sviluppo dipende destinazione fattori di crescita derivati ​​ma anche sul supporto di cellule di Schwann (SC). A questo fine assoni ensheath SC della regione del soma neuronale (o il passaggio dalla centrale per il sistema nervoso periferico) alla sinapsi o giunzione neuromuscolare. Le cellule di Schwann sono derivati ​​della cresta neurale e la migrazione come precursori lungo gli assoni emergenti fino a quando l'assone è coperto con SCS. Ciò dimostra l'importanza di SC migrazione per lo sviluppo del sistema nervoso periferico e sottolinea la necessità di studiare questo processo. Al fine di analizzare lo sviluppo SC, una messa a punto è necessario che accanto alle SC comprende anche la loro substrato fisiologico per la migrazione, l'assone. Grazie allo sviluppo intrauterino <em> in vivo time-lapse imaging, tuttavia, non è fattibile in vertebrati placentari come topo (mus musculus). Per ovviare a questo, abbiamo adattato il ganglio cervicale superiore (SCG) tecnica di espianto. Dopo il trattamento con il fattore di crescita nervosa (NGF) espianti SCG estendere assoni, seguiti da precursori SC migrano lungo gli assoni dal ganglio alla periferia. La bellezza di questo sistema è che la SC sono derivati ​​da un pool di SC endogena e che migrano lungo i loro assoni proprie fisiologici che crescono contemporaneamente. Questo sistema è particolarmente interessante, in quanto lo sviluppo SC lungo gli assoni possono essere analizzati con time-lapse imaging, aprendo ulteriori possibilità di acquisire conoscenze in migrazione SC.

Protocol

1. Preparazione del gel di collagene Preparare un mezzo magazzino, contenente 455 microlitri MEM 10x, 112 microlitri NaHCO 7,5% 3, 50 microlitri glutammina e NaOH. La concentrazione e la quantità di NaOH dipende dalla coda di topo preparazione collagene (vedere 1.2), il volume finale del mezzo magazzino essendo 1.000 microlitri. Preparare coda di topo collagene secondo Ebendal (1). Conservare la soluzione di collagene a 4 ° C. Una degradazione del collagene soluzione no…

Representative Results

Crescita assonale è facilitato dal SCG espianti seguito al trattamento con NGF (4) (regime film S1 Figura 1 schema). Questo processo è facilmente visibile da qualsiasi microscopio invertito e può essere seguito da time-lapse imaging (film S2). Se uno scienziato è una novità per la dissezione SCG da embrioni di topo si consiglia vivamente una validazione della tecnica da un semplice anti-tirosina idrossilasi (TH) immunoistochimica. TH è un marker comune per i neuroni catecolamine (…

Discussion

Lo sviluppo del sistema nervoso periferico è un processo eccitante. Quando l'elaborazione è completata, assoni sono ensheathed da SCS per tutta la lunghezza, che può, in esseri umani, spesso oltre 100 cm. A tal fine il numero corretto dei SCs necessari deve essere stabilito durante lo sviluppo e la SCS devono anche muoversi lungo assoni si estendono verso la periferia per garantire la copertura completa assonale. Questo vale per assoni unmeylinated mielinizzati ma anche per. In entrambi i casi tutti assoni sono i…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vogliamo ringraziare Arumae Urmas per la condivisione di un protocollo di collagene e Jutta Fey e Ursula Hinz per un'eccellente assistenza tecnica. Inoltre vogliamo ringraziare Christian F. Ackermann, Ulrike Engel e la Nikon Imaging Center presso l'Università di Heidelberg e anche per Joachim Kirsch aiuto gentile per il Shoting video. Il lavoro è stato parzialmente finanziato attraverso la Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 592).

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalogue Number Comments
10x MEM Gibco 21430
Sodium Bicarbonate (7.5%) Gibco 25080
Glutamine Gibco 25030
NaOH Merck 109137
NGF Roche 1058231 R&D#556-NG-100
Neurobasal Medium Gibco 21103
B27 Supplement Gibco 17504
antibiotics Gibco 15640
d-PBS Gibco 14040
insect needles FST 26002-20
syringe needle Braun BD # 300013
8 well chamber slide Lab tek 177402

References

  1. Ebendal, T., Rush, R. A. . Use of collagen gels to bioassay nerve growth factor activity. IBRO Handh, (1989).
  2. Heermann, S., SchmÃcker, J., Hinz, U., Rickmann, M., Unterbarnscheidt, T., Schwab, M. H., Krieglstein, K. Neuregulin 1 type III/ErbB signaling is crucial for Schwann cell colonization of sympathetic axons. PloS One. 6 (12), e28692 (2011).
  3. Zuo, Y., Lubischer, J. L., Kang, H., Tian, L., Mikesh, M., Marks, A., Scofield, V. L. Fluorescent proteins expressed in mouse transgenic lines mark subsets of glia, neurons, macrophages, and dendritic cells for vital examination. The Journal of Neuroscience. The Official Journal of the Society for Neuroscience. 24 (49), 10999-11009 (2004).
  4. Levi-Montalcini, R., Booker, B. EXCESSIVE GROWTH OF THE SYMPATHETIC GANGLIA EVOKED BY A PROTEIN ISOLATED FROM MOUSE SALIVARY GLANDS. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 46 (3), 373-384 (1960).
  5. Meintanis, S., Thomaidou, D., Jessen, K. R., Mirsky, R., Matsas, R. The neuron-glia signal beta-neuregulin promotes Schwann cell motility via the MAPK pathway. Glia. 34 (1), 39-51 (2001).
  6. Yamauchi, J., Miyamoto, Y., Chan, J. R., Tanoue, A. ErbB2 directly activates the exchange factor Dock7 to promote Schwann cell migration. The Journal of cell biology. 181 (2), 351-365 (2008).
  7. Anton, E. S., Weskamp, G., Reichardt, L. F., Matthew, W. D. Nerve growth factor and its low-affinity receptor promote Schwann cell migration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (7), 2795-2799 (1994).
  8. Mahanthappa, N. K., Anton, E. S., Matthew, W. D. Glial growth factor 2, a soluble neuregulin, directly increases Schwann cell motility and indirectly promotes neurite outgrowth. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 16 (15), 4673-4683 (1996).
  9. Yamauchi, J., Chan, J. R., Shooter, E. M. Neurotrophins regulate Schwann cell migration by activating divergent signaling pathways dependent on Rho GTPases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (23), 8774-8779 (2004).
  10. Gumy, L. F., Bampton, E. T. W., Tolkovsky, A. M. Hyperglycaemia inhibits Schwann cell proliferation and migration and restricts regeneration of axons and Schwann cells from adult murine DRG. Molecular and Cellular Neurosciences. 37 (2), 298-311 (2008).
  11. Sakaue-Sawano, A., Kurokawa, H., Morimura, T., Hanyu, A., Hama, H., Osawa, H., Kashiwagi, S. Visualizing spatiotemporal dynamics of multicellular cell-cycle progression. Cell. 132 (3), 487-498 (2008).
  12. Park, D., Don, A. S., Massamiri, T., Karwa, A., Warner, B., MacDonald, J., Hemenway, C. Noninvasive imaging of cell death using an Hsp90 ligand. Journal of the American Chemical Society. 133 (9), 2832-2835 (2011).
  13. Shcherbo, D., Souslova, E. A., Goedhart, J., Chepurnykh, T. V., Gaintzeva, A., Shemiakina, I. I., Gadella, T. W. J., Lukyanov, S., Chudakov, D. M. Practical and reliable FRET/FLIM pair of fluorescent proteins. BMC Biotechnology. 9, 24 (2009).

Play Video

Cite This Article
Heermann, S., Krieglstein, K. Analyzing Murine Schwann Cell Development Along Growing Axons. J. Vis. Exp. (69), e50016, doi:10.3791/50016 (2012).

View Video