Пиальных поверхности зона является уникальной предшественников в ЦНС, что уделяется все большее внимание. При этом мы подробно способ быстрого генетической манипуляции этой зоны предшественников с использованием модифицированного метода электропорации. Эта процедура может быть использована для клеточных и молекулярных исследований клеточных линий и сигнальных путей, участвующих в дифференцировке клеток и выяснить судьбу и свойства дочерние клетки.
За последние несколько лет пиальных поверхность была определена в качестве зародышевого нише значение во время эмбрионального, перинатальной и взрослых нейро-и глиогенеза, в том числе после травмы. Тем не менее, методы генетически допрашивать этих групп населения предшественников и отслеживания их клоны были ограничены из-за отсутствия специфичности или времени производство вирусов. Таким образом, прогресс в этой области был довольно медленным только с горсткой исследований этого месте. Электропорация была использована уже более десяти лет, чтобы изучить нервные свойства стволовых клеток в эмбрион, а в последнее время в послеродовом мозга. Здесь мы опишем эффективную, быструю и простую технику для генетических манипуляций пиальных поверхностных предшественников на основе адаптированной для электропорации подхода. Пиальных поверхность электропорации позволяет легкому генетической маркировки и манипуляции этих предшественников, тем самым представляя экономия времени и экономичный подход к изучению этих клеток.
Нервные стволовые и клетки-предшественники присутствуют в ЦНС млекопитающих 1, 2. Их природа и свойства в эмбриональных и взрослых зародышевых зонах, окружающих желудочковой области мозга и спинного мозга были хорошо документированы в последнее десятилетие 1-3. В значительной степени это было связано с развитием более точных генетических инструментов, таких как нервная система конкретного Cre рекомбинации floxed аллелей или ретровирусов линии трассировки 4. Тем не менее, один регион-прародитель относящийся к мягкой мозговой оболочке поверхность предшественников зона-недавно был описан только в деталях 5-7 и ждет комплексное обследование.
Пиальных поверхность мозга определяется как интерфейс между поверхностью мозга и окружающих мозговых оболочек 8. Во время развития нейроэпителиальные, а позднее, радиальные глиальные конечные футов приложить к этой поверхности 9,10. Некоторые из пихтыул нейроны в мозге человека и многих нейронных митозов наблюдаются в этом регионе 11. Позже, во время эмбрионального нейрогенеза, корковых интернейронов, как известно, пройти пиальных регион, в дополнение к их миграционных путей в промежуточной зоне и субвентрикулярной зоне 12-14. В течение этого периода, стволовые клетки можно культивировать из этой зоны, и это, кажется, активный центр нейро-и глиогенеза 5. Во взрослом мозге, было сообщено, что интернейроны может родиться от пиальных поверхностных предшественников следующее гипоксического вызов 7. Тем не менее, вклад этой области, чтобы его в genensis во время эмбрионального и постнатального развития остается неясным, в частности в связи с трудностью специально расследование этого региона 6. В верхний бугорок и в коре головного мозга, поверхностные (или слой I в коре) интернейроны может модулировать схему вывода основных возбуждающих популяций нейронов и тем самым способствовать significantly к функции этих структур. В частности, слой 1 интернейроны находятся в позиции, чтобы регулировать возбуждения нейронов на протяжении верхних слоях коры головного мозга с учетом их Широкие возможности подключения к поверхностных и глубоких слоев коры колонн 15,16. Аналогичным образом, горизонтальные интернейронов возбуждающих получать ввод от коры и сетчатки волокон, проекта в относительно широком области и предположили, посредником ингибирование нейрональных популяций, ответивших на удаленном зрительных стимулов 17,18. Кроме того, их морфология хорошо подходит играть потенциальную роль в узорной волновой активности в развивающихся зрительной системы 19. Интересно, что развитие интернейронов и созревание происходит в значительной степени после рождения. Кроме того, этот процесс созревания было установлено, регулируется нейронной активности и, следовательно, субстрат пластичности развития с пожизненных последствий для функции схемы 20,21. Примечательно, что пO промоторы описаны который может специфически нацелены эти клетки трансгенно. Разделительные предшественники могут быть направлены с ретровируса 7, но производство вируса занимает много времени и требует навыков, получая высокие титры клеток, необходимых для трансдукции.
Электропорацию привело к возрождению в изучении нервной системы, так как позволяет для быстрого и эффективного генетического допроса сигнальных путей в нейронных клеток-предшественников 4, 22, 23. Электропорации включает инъекции плазмидной ДНК, после чего доставки электрических импульсов к внешней части головы, в одном направлении приведения в действие ДНК в пролиферирующих клеток-предшественников, окружающих желудочки 4, 22, 23. Электропорации, как представляется, требуют транзит через клеток М-фазе клеточного цикла для экспрессии трансгенов плазмидных 24. В частности, было обнаружено, что толькоклетки, проходящие через M фазы в 8 часов электропорации плазмид выразит трансгены, несмотря на их эффективной доставки всех клеток в ~ 160 мкм желудочковой стенки 24. Он предположил, что это связано с необходимостью срыва ядерной оболочки в разрешении ядерной доступа из эписомные плазмид, как химические вещества, вызывающие ядерной пермеабилизации может индуцировать экспрессию плазмид в пост митотических клеток 25. Первоначально использовали в эмбрионе 22, электропорацию был адаптирован для использования в послеродовом мозга гораздо позже 26, 27. В последнее время мы приспособились электропорации для использования в генетических манипуляций пиальных поверхностных предшественников 6. Кроме того, с помощью этого подхода мы показали, что там, по-видимому два различных происхождений предшественников в этой области-межнейронной и астроцитов 6. Этот протокол детали простой, быстрый, и мощный способ предназначаться эти клетки для допросаразвития механизмов, регулирующих этих клеток.
Самый важный аспект для успешного электропорации пиальных поверхностных предшественников являются: 1) адресности плазмиды смеси, чтобы пиальных поверхности; 2) предотвращение генерацию гематом в месте инъекции; и 3) избежать смертности, связанных с среднего мозга электропорации.
<p cla…The authors have nothing to disclose.
Авторы хотели бы выразить признательность поддержки со стороны Самуэль Ошина всеобъемлющем институт рака онкологического научного форума премии, а также средства от регенеративной медицины Института Cedars-Sinai, и Герена семьи. Проект описывается была поддержана в виде CTSI Основной ваучером, финансируемого Национальным центром исследований ресурсов, Грант UL1RR033176, и в настоящее время в Национальном центре для продвижения поступательного науки, Грант UL1TR000124. Содержание является исключительной прерогативой авторов и не обязательно отражают официальную точку зрения NIH.
Item Name | Vendor | Catalog Number |
Fire Polished Borosilicate Tubing | World Precision Instruments, Inc. | 1B100F-4 |
Micropipette Puller | Sutter Instruments Company | P-30 |
Fast Green FCF | Sigma Aldrich, Inc. | F7528 |
XenoWorks Digital Microinjector | Sutter Instruments Company | |
ECM 830 Generator | Harvard Apparatus, BTX Instrument Div | 45-0052 |
3mm Platinum Tweezertrodes | Harvard Apparatus, BTX Instrument Div | 45-0487 |
SignaGel Electrode Gel | Cardinal Health | 70315-025 |
Tris-EDTA Buffer, pH 8.0 | Integrated DNA Technologies, Inc. | 11-01-02-05 |
Infrared Heat Lamp | VWR | 36547-009 |
Fine Scissors Sharp | Fine Science Tools | 14060-09 |