כאן אנו מתארים פרוטוקול מפורט לדור בו זמני של תרביות תאים עצביות מבשר, כמו גם monolayers או neurospheres חסיד, מאזור subventricular וgyrus משוננת של עכברים בוגרים בודדים.
מערכת תרבות monolayer חסיד assay וneurosphere הם כלים רבי ערך כדי לקבוע את הפוטנציאל (התפשטות או בידול) של תאי גזע עצביים למבוגרים במבחנה. מבחני אלה יכולים לשמש כדי להשוות את פוטנציאל המבשר של תאים מבודדים מבעלי חיים שונים או טופלו באופן דיפרנציאלי גנטי כדי לקבוע את ההשפעות של גורמים חיצוניים על התפשטות תאים עצביים מבשר ובידול ולייצר שורות תאים עצביות מבשר כי ניתן assayed על מעברים רציפים. Assay neurosphere משמש באופן מסורתי לזיהוי פוסט הוק של תאי גזע, בעיקר בשל חוסר סמנים מוחלטים שבה הם יכולים להיות מבודדים מהרקמה העיקרית ויש לו היתרון הגדול של מתן הערכה מהירה של מספרים סלולריים מבשר ברקמת המוח מקורם בבעלי החיים בודדים. תרבויות monolayer חסיד, בניגוד לכך, לא באופן מסורתי משמשות להשוואת התפשטות בין בעלי חיים הבודדים, כמו כל תרבות היא בדרך כלל יזמה מן הרקמה בשילוב של בין 5-8 בעלי חיים. עם זאת, יש להם היתרון הגדול, שבניגוד neurospheres, הם מורכבים מאוכלוסייה בעיקר הומוגנית של תאים מבשר ושימושיים לבאים בתהליך ההתמיינות בתאים בודדים. כאן, אנו מתארים, בפירוט, את הדור של תרבויות neurosphere ו, בפעם הראשונה, תרבויות חסיד מבעלי חיים בודדים. יש לכך השלכות חשובות רבות, כולל ניתוח לזווג של הפצה ו / או פוטנציאל בידול בשני אזור subventricular (SVZ) ורכס משוננת (DG) של קווי עכבר שטופלו או שונים מבחינה גנטית, כמו גם הפחתה משמעותית בשימוש בבעלי חיים.
Assay neurosphere 1,2 ותרבות חסיד monolayer 3,4, שניהם פותחו בתחילת 1990, עדיין יישארו סטנדרטי במבחני תא גזע עצביים מבחנה הזהב. במבחנים אלה, רקמה העיקרית היא מיקרו גזור מאזור במוח בפרט, ניתק לתוך השעיה תא בודדת ותרבית בנוכחות של גורם הגדילה באפידרמיס mitogens (EGF) וגידול פיברובלסטים גורם-2 (FGF2) ליצירת או חופשי צף אשכולות (neurospheres) או monolayers חסיד. שני המערכות יש מספר היתרונות וחסרונות ושיקול הדעת צריך להינתן לשאלה זו היא לטפל לפני אחד או המערכת אחרת נבחרה.
Neurospheres מאפשרת קריאה מתוך פשוטה של הבדלים במספר תאי מבשר ופוטנציאלי. בנוסף, neurospheres הן גם כלי שימושי כדי ללמוד מפרט פנימי של התאים, כאשר הוסר מן הסביבה החיצונית הרגילה שלהם. Extrinניתן ללמוד רמזים כך במקור פשוט על ידי הוספת הגורם של עניין למדיום הגידול וכימות המספר והגודל של neurospheres שנוצרה. החסרון העיקרי של neurospheres לעומת זאת, הוא שהם יוצרים נישה משלהם, עם התאים במרכזו של neurospheres (neurospheres הגדולה במיוחד) להיות יותר מובחן מאלה על פני השטח 5. Neurospheres מכילה תערובת של תאי גזע, תאי אב מחויבים, ותאים מובחנים ותאי תאי אינטראקציות בתוך neurospheres לנטרל את התחזוקה של תאי הגזע. זו הסיבה neurospheres להכיל רק מספר קטן של תאי גזע אמיתיים 6-8.
תרבויות monolayer חסיד גם לספק מערכת במבחנה טובה למודל בהתפשטות vivo. תרבויות חסיד, שבו התאים נשארים יותר מבודדים והומוגנית, יכולות לחסל את הטבע הטרוגנית של neurosphere. בתנאים אלה צמיחת התאים המבשר להתרבות rapiהאלקי וכמעט כל תאי החלוקה ולהביע סמנים העצביים המבשר האופייניים Nestin, Sox2, וBLBP. החסרון העיקרי של מערכת תרבות monolayer לעומת assay neurosphere הוא ששיבוטים המופק מבשר אדם אינם מסוגלים להיות במעקב וכימות.
חסרון של רוב הפרוטוקולים עבור שני הסוגים של תרבויות היה ההכרח להשתמש במספרים גדולים יחסית של בעלי חיים, משום שהתשואה של אסטרטגיות הבידוד כבר לעתים קרובות עניות. באותו הזמן, זה הפך להיות ברור כי neurogenesis למבוגרים תורמים לindividualization של המוח 9, וכתוצאה מכך, כמו גם בצורך במודלים לשעבר אישית vivo. ניתן לספק צורכים אלה על ידי פרוטוקולים "אחד עכבר אחד תרבות" כפי שתוארו בדוח זה.
הפרוטוקול החזותי הבא מתאר את הדור בו זמני של תרבויות עצביות מבשר משני SVZ וDG של בעלי חיים בודדים או מ 'חסיד כonolayers או כneurospheres. הדור של תרבויות מבעלי החיים בודדים הוא שימושי במיוחד בעת השוואה בין בעלי חיים שטופלו בנפרד או מהונדס בודד שונים או wild-type עכברים נדרשות. פרוטוקול זה כולל הוראות מפורטות לmicrodissection בו זמנית של אזורי SVZ וDG מעכברים בוגרים, הניתוק שלהם לתוך השעיה תא בודדת, בתרבות במבחנה, כמו גם תרבויות חסיד monolayer או neurospheres וניתוח של multipotentiality ופוטנציאל לטווח ארוך, שני קרדינל מאפיינים של תאי גזע בתום עצם.
מאמר זה מציג פרוטוקול מפורט לחניכה של תרבויות עצביות מבשר, שני monolayers וneurospheres חסיד כ, משני האזורים העצביים המרכזיים במוח העכבר המבוגר. ישנן מספר נקודות חשובות שיש לזכור בעת שניסו אחת במבחנת מערכות תרבות אלה. ראשית, הבחירה של שיטת דיסוציאציה היא מאוד חשובה והיא רקמה תלויה. בידיים שלנו, 0.05% טריפסין-EDTA הוא יעילים מאוד לניתוק של רקמת SVZ, ותוצאות במספר גבוה יותר של neurospheres מאשר בעת שימוש בטכניקת ניתוק המבוסס על פפאין. לניתוק של רקמת DG עם זאת, אנו ממליצים בחום גישת דיסוציאציה מבוסס פפאין. כאשר השוואה ישירה בין שתי שיטות ניתוק על רקמת DG, שצפינו תשואה נמוכה יותר באופן משמעותי של תאי קיימא וכ פי 10 פחות neurospheres בעת השימוש בטריפסין. הבדל בניתוק זה יכול להיות בגלל ההבדל בcompositio הרקמהn בין שני האזורים. הרקמה הקומפקטית של DG מוקף neuropil הנרחבת ונזק נרחב של תהליכים תאיים יכול להתרחש במהלך דיסוציאציה.
נקודה חשובה שנייה שיש לשים לב, כי בעוד assay neurosphere יכול להיות שימושי כדי להפוך את ההצהרות כמוני על מספר התאים המבשר נוכחים בדגימת רקמה נתון, קצת זהירות חייבת, עם זאת, להיות מועסקות בפרשנות של מספרים מוחלטים אלה. היתוך של neurospheres יכול להיות גורם בלבול גדול. מספר מחקרים הראו כי תאי עצב הם ניעתי מאוד ויכולים להתמזג, גם במה שהם לכאורה תנאים 'משובטים' 7,19. תדירות neurosphere כתוצאה מכך יכולה להיות מאוד תלויה בגורמים שונים, לרבות רכיבים בינוניים, הליך הנתיחה ואת תהליך הניתוק. אפילו בין מטפלים המנוסים איזו וריאציה במספר neurospheres שנוצרה מדגימות כביכול זהות באה לידי ביטוי (ראה איור 1 א.) יותר שימושי, היא השוואה ישירה של התדירות המבשרת בין שתי דגימות נתון (כלומר לעומת ביקורת שטופל או wild-type לעומת עקום החוצה) יטופלו על ידי אותו האדם בניסוי אחד, ולא הצהרה כמותית בסך הכל תא מבשר מספר.
כאשר מחליט איזו משתי שיטות התרבות הוא מתאים ביותר לניסוי מסוים זה חשוב לציין כי שתי מערכות התרבות אלה שונים בהומוגניות של סוגי התאים שנוצרו. בהשוואה למתרבה תרבויות חסיד תא, אשר מראות בריכה די הומוגנית תא מבשר (~ 98% מתאים הם Sox2 +) 20, neurospheres הן הטרוגנית יותר ומכילה, כמו גם תאים מתרבים מבשר, הנוירונים מובחנים, והאסטרוציטים 21,22. חשובה שneurospheres אינה בתרבית למשך תקופות ממושכות בין קטעים כגדולים neurosphere הפך סביר יותר הוא למצוא סוגי תאים מובחנים בליבה שלהם.
אנחנו באופן מסורתי ליזום תרבויות חסיד monolayer עצביות מבשר מרקמת DG של בין 5-8 עכברים. לכן, כאשר מנסים להקים את תרבויות monolayer חסיד מDG או SVZ של עכבר אחת, בזהירות רבה צריכה להילקח במהלך הליך ניתוק רקמות על מנת למנוע מוות של תאים מוגזמים נגרמים על ידי מעל triturating של הרקמות, או לקחת מורחבת פרקי זמן בין הנתיחה וצעדי culturing סופיים. פרוטוקול זה מתאר, בפעם הראשונה, את הדור של תרבויות המבשרת monolayer חסיד משני SVZ וDG של בעלי חיים בודדים. ישנם מקרים רבים שבם ההשוואה של התפשטות מבשר והבחנה צריכה להיעשות על בסיס חיה אחת. אלה כוללים את היכולת להשוות ישירות DG וSVZ של בעלי חיים בודדים באמצעות סטטיסטיקה לזווג ולשייך נתונים תרבות עם נתונים התנהגותיים או פיסיולוגיים פרט 9. תרבויות חיה אחת גם אלנמוך השימוש בבעלי חיים מהונדסים נדירים, שבו בריכה של 5-8 תורמים לתרבות התאמה בגיל זה אינו אפשרי, כמו גם בעלי חיים ייחודיים (למשל צלבי F2 או בעלי חיים מתוך גידלו) למחקרי קשר גנטי.
The authors have nothing to disclose.
TLW נתמכה על ידי מארי קירי בינלאומית נכנסת מלגה. עבודה זו גם תמומן ממימון מוסדי בסיסי, Bundesministerium פרווה מימון Bildung וForschung (BMBF) ובחלקו בתמיכה עדיפות תכנית המחקר (SFB) 655 לGK. המחברים מבקשים להודות לאנה Karasinsky לטיפול ותחזוקה של כל בעלי החיים המשמשים במחקר זה ואודט לייטר, סוזן Ruhwald, פאני בוהם, וריצ'רד וצל לתרבית תאים וסיוע מיקרוסקופ.
CONSUMABLES | |||
poly-D-lysine | Sigma | P7280-5MG | |
laminin | Roche | 11243217001 | |
glass pastuer pipettes | Volac | BS5732 | |
DMEM:F12 (1:1) 1X | Life Technologies | 21331-020 | |
Neural Basal Medium (1X) | Life Technologies | 21103-049 | |
B27 supplements (50X) | Life Technologies | 17504-044 | |
Glutamax | Life Technologies | 35050-038 | |
Heparain | Sigma | H3393 | |
Penacillin/Streptomycin | Life Technologies | 15140-122 | |
EGF | PeproTech | AF-100-15 | |
bFGF | PeproTech | 100-18B | |
0.05% trypsin-EDTA | Life Technologies | 25300-054 | |
trypsin inhibitor | Sigma | T6522 | |
DNaseI | Roche | 10104159001 | |
Accutase | PAA | L11-007 | |
Papain | Worthington | LS003120 | |
Dispase | Life Technologies | 17105-041 | |
Percoll | GE Healthcare | 17-0891-02 | |
HBSS (with Calcium & Magnesium) | Life Technologies | 14025-050 | |
Glucose | Roth | X997.2 | |
HEPES | Sigma | H3375-500G | |
NaHCO3 | Merck | K39347429847 | |
1mL syringes | Braun | 2016-10 | |
27 Gauge needles | Braun | 4657705 | |
scalpels (#22 disposable) | Braun | BA222 | |
Dumont #7 forceps | FST | 11271-30 | |
Dumont 5/45 forceps | FST | 11251-35 | |
scissors | FST | 14060-10 | |
Iris spatula | FST | 10093-13 | |
70% ethanol | |||
PBS | Life Technologies | 14040-091 | |
flasks/well plates | TPP | 92696 | |
PFA (4%) | Sigma | P6148 | |
hemocytometer | Marienfeld | 650010 | |
trypan blue (0.4%) | Sigma | T8154 | |
NDS | Millipore | 530 | |
TritonX-100 | Sigma | T9284 | |
mouse monoclonal bIII-tubulin antibody | Promega | G712A | |
rabbit polyclonal glial fibrillary acidic protein antibody | Dako | 20334 | |
O4 | R & D systems | MAB1326 | |
Map2a+b | Sigma | M1406 | |
donkey anti-mouse Cy3 antibody | Jackson ImmunoResearch | 715-505-151 | |
donkey anti-rabbit Alexa488 | Dianova | 711-545-152 | |
4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Invitrogen | 861405 | |
Aqua Polymount | Polysciences Inc | 18606 | |
10 ml Combi tips | eppendorf | 30089677 | |
plastic 10ml and 25mL serological pipettes | Corning | 4488/4489 | |
EQUIPMENT | |||
Pipetboy | Integra biosciences | 521942 | |
multidoser pipette | eppendorf | ||
37C waterbath | |||
dissecting microscope | |||
37C:5%Co2 incubator | |||
centrifuge | eppendorf | 5810R |