ここでは、脳室下帯と個々の成体マウスの歯状回から、付着性単層またはニューロスフェアのいずれかとして、神経前駆細胞培養を同時に生成するための詳細なプロトコルを記述します。
ニューロスフェアアッセイおよび接着単層培養系は、in vitroで 、成体神経幹細胞の電位(増殖または分化)を決定するための貴重なツールである。これらのアッセイは、神経前駆細胞の増殖および分化に対する外因性因子の効果を決定するために、連続継代にわたってアッセイすることができる神経前駆細胞株を生成するために、遺伝的に異なる又は示差的処置動物から単離された細胞の前駆体の電位を比較するために使用することができる。ニューロスフェアアッセイは伝統的に、主として、それらが一次組織から単離し、脳組織内の前駆細胞数の迅速な推定値を与えるという大きな利点を有することが可能で胚葉マーカーの欠如のために、幹細胞の事後識別のために使用される個々の動物に由来する。接着単層培養物は、対照的に、伝統的に個々の動物間の増殖を比較するために使用されていない、それぞれの文化として、一般的に5〜8の間の動物の複合組織から開始されます。しかしながら、それらは、ニューロスフェアとは異なり、それらは前駆細胞の大部分が均一な集団からなり、単一細胞における分化プロセスを以下のために有用で大きな利点を有する。ここでは、初めて、個々の動物からの接着培養物を、詳細には、ニューロスフェア培養物の生成を説明し。これは脳室下帯(SVZ)および治療または遺伝的に異なるマウス系統の歯状回(DG)の両方での増殖および/または分化能力のペアの分析だけでなく、動物の使用量の大幅な削減など、多くの重要な意味を持っています。
ニューロスフェアアッセイ1,2、付着単層培養3,4、どちらも1990年代初頭に開発されたが、まだ体外神経幹細胞アッセイにおけるゴールドスタンダードのまま。これらのアッセイでは、一次組織は、特定の脳領域から解剖マイクロあり、自由浮動のいずれかを形成するマイトジェンの上皮成長因子(EGF)及び線維芽細胞増殖因子-2(FGF2)の存在下での単一細胞懸濁液培養に解離クラスタ(ニューロスフェア)または付着性単層。どちらのシステムも、長所と短所と慎重に検討の数が1または他のシステムが選択される前に対処すべきである疑問に与えられるべきであります。
神経球前駆細胞数および電位の差の直接的な読み出しを可能にする。加えて、ニューロスフェアはまた彼らの正常な外部環境から取り外したときの細胞の本質的な仕様を研究するための有用なツールである。 Extrin原文の手がかりは、単に成長培地に、目的の因子を添加し、生成された神経球の数と大きさを定量化することによって研究することができる。ニューロスフェアの主な欠点は、しかし、それらが表面5上のものより分化した神経球である(特に、大規模なニューロスフェア)の中心の細胞と、自分自身のニッチを形成することである。ニューロスフェアは、幹細胞、前駆細胞、コミット、および分化した細胞の混合物を含有し、神経球内の細胞 – 細胞相互作用は、幹細胞の維持を打ち消す。ニューロスフェアは、真の幹細胞6-8のわずか数を含む理由である。
接着単層培養も生体内増殖をモデル化するための優れたin vitroの系を提供する。細胞は、より孤立し、均質たままで接着培養は、ニューロスフェアの異質性を排除することができます。これらの成長条件の下で前駆細胞を増殖さRAPIDLYとほとんど全ての細胞は、分裂し、特徴的な神経前駆マーカーネスチン、Sox2及びBLBPを表現している。ニューロスフェアアッセイと比較して、単層培養系の主な欠点は、個々の前駆体由来のクローンをモニターし、定量化することができないことである。
分離戦略の収率は、しばしば貧弱であったため、培養物の両方のタイプのほとんどのプロトコルの欠点は、動物の比較的大きな数字を使用する必要性であった。同時に、それは成体神経新生は、同様に個別化されたex vivoでのモデルの必要性をもたらす、脳9の個別化に寄与することが明らかとなった。この報告書に記載されるように、これらのニーズは、「ワンマウス – オン培養」プロトコルによって満たすことができる。
次の視覚的なプロトコルは、SVZとDGの個々の動物のいずれかとして、付着メートルの両方からの神経前駆体培養物の同時生成を説明しますonolayersまたはニューロスフェアとして。個々の動物からの培養物の生成は、個別に処理された動物または種々の個々のトランスジェニックまたは野生型マウスの間の比較が必要な場合に特に有用である。このプロトコルは、詳細な成体マウスからのSVZとDGの地域を同時にマイクロダイセクションのための命令、単一細胞懸濁液へのそれらの解離、接着単層培養またはニューロスフェアと多能および長期的な可能性の分析のいずれかとして、インビトロ培養、2枢機卿が含まれてい骨善意の幹細胞の特性。
本論文では、成体マウスの脳の二つの主要な神経性の領域からの神経前駆体培養物、などの付着性単層およびニューロスフェアの両方の開始のための詳細なプロトコルを提示します。これらのin vitro培養系のいずれかをしようとしたときに留意しなければならない重要なポイントがいくつかあります。まず、解離方法の選択は非常に重要であり、組織に依存する。我々の手では、0.05%トリプシン-EDTAは、SVZ組織の解離のために非常に有効であり、パパイン解離系技術を用いた場合よりも、より多数の神経球をもたらす。 DG組織の解離のためにしかし、我々は強く、パパインベースの解離方法をお勧めします。直接DG組織上の2つの解離方法を比較すると、我々は、生存細胞の有意に低い収量を観察し、トリプシンを用いたときより少ない神経球を、約10倍。解離のこの差は、組織compositioの差に起因する可能性が両地域間のn。 DGのコンパクトな組織は、大規模な神経網に囲まれ、細胞プロセスの甚大な被害は、解離の際に発生する可能性があります。
注意すべき第二の重要な点は、ニューロスフェアアッセイは、所与の組織試料中に存在する前駆細胞の数に関する定量的ステートメントを作成するのに有用であり得るが、いくつかの注意が、しかしながら、これらの絶対数の解釈に用いなければならない、ということである。ニューロスフェアの融合は、主要な交絡因子であり得る。いくつかの研究では、神経細胞は非常に運動性であってもおそらく「クローン性」の条件7,19は何かの下で、融合できることが示されている。生じたニューロスフェア周波数は培地成分、解剖手順と解離過程などの要因に大きく依存することができます。でも、経験豊富なハンドラとの間で、おそらく同一のサンプルから生成されたニューロスフェアの数はいくつかのバリエーションが明らかである( 図1Aを参照してください。。)より有用なノックアウト2与えられたサンプル間の前駆体頻度の直接比較( すなわち治療対対照または野生型対で)一回の実験ではなく、全体の定量的なステートメント内で同じ人が扱う前駆細胞数。
それは、これらの2つの培養システムが生成した細胞型の均一性が異なることに留意することが重要である特定の実験のために最も適している2つの培養法のどちらかを決定する。かなり均質な前駆細胞プール(〜細胞の98%がSox2の+で)を示し、接着性細胞培養、増殖中と比較して20、ニューロスフェアはより不均一であり、含まれているだけでなく、増殖している前駆細胞、分化したニューロンおよびアストロサイト21,22。これは、ニューロスフェアを大きくなどの通路の間に長時間培養されないことが重要で、それが彼らのコア中の分化細胞型を見つけることである可能性が高くなってニューロスフェア。
私たちは、伝統的に5〜8の間のマウスのDG組織からの接着単層神経前駆培養を開始。単一のマウスのDG又はSVZから接着単層培養物を確立しようとするとそのため、細心の注意は、組織摩砕にわたってによる過剰な細胞死を回避するために、組織解離手順の間に取られる必要があり、または拡張を服用解剖して、最終的な培養ステップ間の時間の期間。このプロトコルは、初めて、個々の動物のSVZとDGの両方から接着単層前駆体培養物の生成を説明しています。前駆体の増殖および分化の比較は単一の動物に基づいて行われる必要があるときに多くの例がある。これらは、直接対に統計を使用して個々の動物のDGとSVZを比較すると、個々の行動や生理的データ9で培養データをペアリングする機能があります。単一の動物培養もアル遺伝的関連研究のための文化当たり5-8ドナーの年齢に合致するプールが不可能な希少なトランスジェニック動物、だけでなく、ユニークな動物( 例えば 、F2交雑またはOUT飼育された動物)の低い使用。
The authors have nothing to disclose.
TLWはマリー·キュリー国際着信フェローシップによってサポートされていました。この作品は、基本的な制度の資金から融資された、BundesministeriumはBildungとForschung(BMBF)の資金調達、一部重点研究プログラム(SFB)、GKへの655の支援を受けて毛皮。著者らは、細胞培養および顕微鏡の支援のために本研究で用いたすべての動物の世話やメンテナンスのためのアンKarasinskyとオデットライター、スーザンRuhwald、ファニーボイーム、リチャードウェッツェルに感謝したいと思います。
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 |