Burada subventricular bölgesi ve bireysel yetişkin farelerin kıvrımlarının gelen yapışkan tek katman veya neurospheres ya gibi, sinir öncü hücre kültürlerinin eş zamanlı üretimi için ayrıntılı bir protokol açıklar.
Neurosphere deneyi ve yapışkan tek tabakalı kültürü sistemi potansiyeli, in vitro olarak yetişkin nöral kök hücreler (proliferasyon veya farklılaşma) belirlenmesi için değerli araçlardır. Bu deneyler sinir öncü hücre proliferasyonu ve farklılaşması üzerinde dışsal faktörlerinin etkilerini belirlemek için ve sürekli geçişleri üzerinde analiz edilebilir sinir öncü hücre hatları oluşturmak için genetik olarak farklı ya da farklı olarak tedavi edilen hayvanlardan izole edilen hücrelerin ön-madde potansiyelini karşılaştırmak için kullanılabilir. Neurosphere deney geleneksel öncelikle bunlar birincil dokusundan izole edilmiş olup, beyin dokusunda öncü hücre sayıları hızlı bir tahmini veren en önemli avantajı vardır edilebildiği kesin markerlerinin eksikliği nedeniyle, kök hücrelerin post-hoc tanımlanması için kullanılır ayrı ayrı hayvanlardan elde. Yapışık tek tabaka kültürleri, aksine, geleneksel tek tek hayvanlar arasında proliferasyonunu karşılaştırmak için kullanılmaz, Her kültür, genellikle 5-8 arasında hayvanların birleşik doku olarak başlatılır. Ancak, neurospheres aksine, ön-madde hücreleri, bir çok homojen bir popülasyonundan oluşur ve tek hücre farklılaşma işlem için de yararlıdır büyük bir avantaja sahiptir. Burada, ilk kez için, ayrı ayrı hayvanlardan yapışkan kültürler, ayrıntılı olarak, neurosphere kültürlerin üretimi tarif ve. Bu subventricular bölgesi (SVZ) ve işlenmiş ya da genetik olarak farklı fare hatları kıvrımlarının (DG) hem de çoğalma ve / veya farklılaşma potansiyeli eşleştirilmiş analizi, hem de hayvan kullanımında önemli bir azalma da dahil olmak üzere bir çok önemli etkileri vardır.
Neurosphere tahlil 1,2 ve yapışık tek tabaka kültürü 3,4, hem de 1990'ların başında geliştirilen, halen vitro nöral kök hücre deneylerinde altın standart kalır. Bu deneylerde, ana doku belli bir beyin bölgesinden mikro kesilmiş olduğu, serbest bir ya faktörü-2 (FGF2) oluşturmak için tek bir hücre süspansiyonu ile mitojenlerdir epidermal büyüme faktörü (EGF) ve fibroblast büyüme mevcudiyetinde kültürlenmiş ayrışması kümeler (neurospheres) ya da yapışık mono tabakalar. Her iki sistem de avantajları ve dezavantajları ve dikkatli dikkate bir numara ya da başka bir sistem seçilir önce ele alınması için olan söz verilmelidir sahiptir.
Neurospheres öncü hücre sayısı ve potansiyel farklılıkları doğrudan bir okunmasını sağlar. Buna ek olarak, aynı zamanda, normal neurospheres dış ortamdan uzaklaştırıldı, hücrelerin iç özelliklerini incelemek için yararlı bir araçtır. Extrinsic ipuçları sadece büyüme ortamına ilgi faktörü eklenerek ve üretilen neurospheres sayısını ve boyutunu miktarının ele alınabilir. Neurospheres en büyük dezavantajı, ancak, üst yüzeyi 5 üzerine daha fazla farklı olan neurospheres (özellikle bir neurospheres) merkezinde hücrelerle, kendi niş formu olmasıdır. Neurospheres kök hücreler, kararlı soylarının ve farklı hücre ve neurospheres içindeki hücre-hücre etkileşimleri ve kök hücrelerin bakım karşı bir karışımını içerir. Neurospheres gerçek kök hücrelerin 6-8 sadece küçük bir numarası içeren nedeni budur.
Yapışık tek tabaka kültürleri de vivo çoğalmasında Modele iyi bir in vitro sistem sağlar. Hücreler daha izole ve homojen kaldığı yapışık kültürler, neurosphere heterojen doğasını ortadan kaldırabilir. Bu büyüme koşulları altında, ön-madde hücreleri çoğalır RAPIdly ve hemen hemen tüm hücreler bölünerek ve karakteristik nöral prekürsör belirteçleri Nestin, Sox2 ve BLBP ifade edilmektedir. Neurosphere deneyi ile karşılaştırıldığında tek tabakalı kültürü sisteminin en önemli dezavantajı ayrı ön-madde türetilen klonlar izlenmesi ve anlaşılabilir olması için mümkün olmasıdır.
Izolasyon stratejilerin verimi genellikle kötü olmuştur, çünkü kültürlerin her iki tip için en protokollerin bir dezavantajı, göreceli olarak büyük bir hayvan numaralarını kullanmak zorunlu hale gelmiştir. Aynı zamanda, bu yetişkin nöron hem de tek tek ex vivo modelleri için ihtiyaç sonuçlanan, beyin 9'un bireyselleştirilmesine katkı olduğu açık hale gelmiştir. Bu raporda açıklanan şekilde bu ihtiyaçlarını "tek-fare-tek-kültür" protokolleri ile karşılanabilir.
Aşağıda görsel protokol SVZ'unda ve DG bireysel hayvanların ya gibi yapışkan m hem de sinir öncü kültürlerinin eşzamanlı üretimini tarifonolayers veya neurospheres gibi. Ayrı hayvanlardan olan kültürlerin üretimi tek tek muamele edilmiş hayvanlar ya da transgenik çeşitli bireysel veya vahşi tip fareler arasında karşılaştırmalar gerekli olduğunda özellikle yararlıdır. Bu protokol ayrıntılı yetişkin farelerden SVZ ve DG bölgelerin aynı anda mikro-kesim için talimatlar, tek bir hücre süspansiyonu içine ayrışma, yapışkan ya da tek tabakalı kültürler neurospheres ve multipotentiality ve uzun süreli potansiyel analizi ya da in vitro olarak kültür, iki kardinal içerir Bir kemik niyetli kök hücre özellikleri.
Bu çalışma, yetişkin fare beyin iki ana nörojenik bölgelerden sinir ön kültürler olarak tek katmanlar ve yapışkan neurospheres hem başlatılması için ayrıntılı bir protokol sunar. Bu in vitro kültür sistemleri ya da çalışırken akılda tutulmalıdır önemli noktaları vardır. İlk olarak, ayrışma yönteminin seçimi çok önemlidir ve doku bağlıdır. Elimizde olanlar,% 0.05 tripsin-EDTA SVZ doku ayrılması için çok etkili olduğunu ve bir papain tabanlı bir ayırma tekniği kullanılarak zaman daha neurospheres daha yüksek bir sayı ile sonuçlanmaktadır. DG doku ayrılması için ancak, biz güçlü bir papain-temelli ayrışma yaklaşımı öneriyoruz. Doğrudan DG doku üzerinde iki ayırma yöntemleri karşılaştırırken, hayatta kalabilen hücreler önemli ölçüde daha düşük verim gözlendi ve tripsin kullanılırken yaklaşık olarak daha az neurospheres 10-kat. Ayrışma bu fark doku compositio farkı nedeniyle olabiliriki bölge arasında n. DG kompakt doku geniş neuropil çevrilidir ve hücresel süreçleri kapsamlı hasar ayrışma sırasında oluşabilir.
Unutulmaması gereken ikinci önemli nokta neurosphere tahlil verilen bir doku numunede mevcut öncü hücrelerin sayısı hakkında nicel ifadeler yapmak için yararlı olabilir iken, bazı dikkatli, ancak bu mutlak sayıların yorumlanması istihdam edilmelidir olmasıdır. Neurospheres Fusion önemli bir karıştırıcı faktör olabilir. Çeşitli çalışmalar nöronlar son derece hareketli ve hatta sözde 'klonal' koşullar 7,19 ne altında, sigorta olduğunu göstermiştir. Elde edilen neurosphere frekans ortam bileşenleri, diseksiyon prosedürü ve ayrışma işlemi de dahil olmak üzere çok faktöre bağlı olabilir. Hatta tecrübeli işleyicileri arasındaki sözde özdeş örneklerinden üretilmiştir neurospheres sayısındaki bir değişim (Şekil 1a belirgindir.) Daha kullanışlı, verilen iki örnekte (örn. kontrol vs işlenmiş veya yabani tip vs knock-out) değil, toplam bir nicel ifadesi yerine, tek bir deney içinde aynı kişi tarafından ele arasındaki öncü frekans doğrudan bir karşılaştırma öncül hücre sayısı.
Bu iki kültür sistemleri üretilen hücre tiplerinin homojen olarak farklı olduğunu belirtmek önemlidir, belirli bir deney için en uygun olan, iki kültür yöntemleri hangi karar verirken. Oldukça homojen öncü hücre havuzu (~ hücrelerin% 98 Sox2 + olan) göstermektedir yapışık hücre kültürleri, çoğalan karşılaştırıldığında 20, neurospheres daha heterojendir ve içeren, hem de ön-madde hücreleri, proliferasyon, farklı nöron ve astrositler 21,22. Bu neurospheres büyük olarak geçitler arasında uzun bir süre boyunca kültüre değildir önemlidir onların çekirdekte farklılaşmış hücre türleri bulmak daha olası hale neurosphere.
Bu, geleneksel olarak, 5-8 arasındaki farelerin DG dokusundan yapışkan tek tabakalı ön-madde sinir kültürlerini başlatmak. Tek bir fare Müdürlüğü veya SVZ'unda gelen yapışık tek tabaka kültürleri kurmaya çalışırken nedenle, son derece dikkatli doku öğütülerek üzerinde yol açtığı aşırı hücre ölümünü önlemek için doku ayrışma işlemi sırasında alınması gereken veya genişletilmiş tutma, diseksiyon ve son kültürleme adımlar arasında zaman dönemleri. Bu protokol, ilk kez tarif bireysel hayvanların SVZ'da ve DG hem yapışkan olmayan tek tabakalı ön-madde kültürlerin üretimi. Öncü çoğalması ve farklılaşması karşılaştırma tek bir hayvan olarak yapılması gerekiyor birçok örnekleri vardır. Bunlar doğrudan doğruya DG ve eşleştirilmiş istatistikleri kullanarak bireysel hayvanların svz karşılaştırmak ve bireysel davranışsal veya fizyolojik verilerle 9 ile kültür verileri eşleştirmek için yeteneği vardır. Tek hayvan kültürleri de alGenetik dernek çalışmaları için yaş-eşleştirme kültür başına 5-8 donör havuzu mümkün değildir nadir transgenik hayvanlar, hem de benzersiz hayvanların (F2 haçlar veya dışında yetiştirilmiş hayvanlar) düşük kullanımı.
The authors have nothing to disclose.
TLW Marie Curie Uluslararası Gelen Bursu ile desteklenmiştir. Bu çalışma aynı zamanda temel kurumsal finansman ile finanse edildi, Bundesministerium Bildung ve Forschung (Bmbf) finansman ve kısmen GK için Öncelikli Araştırma Programı (SFB) 655 desteği ile für. Yazarlar bakım ve bu çalışmada kullanılan hayvanların ve Odette Leiter'e, Susann Ruhwald, Fanny Boehme ve hücre kültürü ve mikroskopi yardım için Richard Wetzel bakımı için Anne Karasinsky teşekkür etmek istiyorum.
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 |