Summary

Низкая плотность первичного гиппокамп Нейрон культура

Published: April 18, 2017
doi:

Summary

В этой статье описан протокол для культивирования низкой плотности первичных нейронов гиппокампа, растущие на покровных стеклах инвертированных над глиальной монослое. Нейрон и глиальные слои разделены парафиновых бусин. Нейроны, выращенные этот метод являются подходящими для высокого разрешения оптических изображений и функциональных анализов.

Abstract

Возможность исследовать структуру и физиологию отдельных нервных клеток в культуре имеет решающее значение для изучения нейробиологии, и обеспечивает гибкость в генетической и химической манипуляции отдельных клеток или определенных сетей. Такая легкость манипуляции проще в сокращенной системе культуры по сравнению с интактной тканью мозга. Хотя многие методы выделения и рост этих первичных нейронов существуют, каждый из них имеет свои ограничения. Этот протокол описан способ культивирования низкой плотности и грызуны высокой чистоты эмбриональных нейронов гиппокампа на покровных стекла, которые затем подвешенный над монослоем глиальных клеток. Эта «сэндвич культура» позволяет исключительно для долгосрочного роста популяции нейронов, позволяя для трофической поддержки со стороны основного глиальных монослоя. Когда нейроны достаточного возраста и уровня зрелости, то нейрон покровный может быть перевернут отказ от глиального блюда и используется в визуализации или функциональных анализах. Нейроны гrown этого методом, как правило, выживает в течение нескольких недель и разработать обширные беседки, синаптические связи и сетевые свойства.

Introduction

Мозг состоит из запутанных сетей нейронов. Вклад отдельных нейронов к сетевой активности и функции мозга могут быть изучены путем селективного изменения их молекулярного состава и perturbance их физиологических свойств. Генетическая и химическая обработка отдельных нейронов в культуре нейронов, возможно, легче, чем в интактной ткани мозга, обремененная клеточной гетерогенности последнего и сложности. Нейроны в культуре развиваются хорошо определенные аксонами и дендритные беседки и образуют обширные синаптические связи друг с другом.

В то время как нейрон культура от взрослых животных или из других областей нервной системы возможно, эмбриональный гиппокамп культура часто предпочтительна из – за их определенные пирамидальную популяцию клеток и относительно низкой плотность глиальной 1, 2. Нейроны гиппокампа, выращенные при низкой плотности в культуре особенно AMENable к изучению внутриклеточной локализации, торговли белка, нейрональной полярности и развитие синапсов. Нейроны в культуре также широко используют в исследовании молекулярных процессов в синаптической пластичности 3, 4, 5, 6. Препараты Нейрона культуры мышея с глобальными генетическими удалениями , которые не выживают послеродовым были особенно полезны при изучении клеточной и синаптической роли определенных генов 7.

Как и в головном мозге, культивируемые нейроны гиппокампа зависят от трофической поддержки со стороны глиальных клеток. Это усложняет их культуру, и привел к разработке нескольких различных методов, с помощью которых поставляется эта поддержка. Один из часто используемый способ включает нанесение непосредственно на нейроны монослой клеток глии 8, или позволять загрязняющие глиальные клетки от приобретенной Hippocampal ткани пролиферировать и образуют монослой под нейронах 9. Хотя этот метод нашел некоторый успех, примесь в результате нейронного культуры является невыгодной для экспериментов с изображениями. Другим часто используемый метод нейронной культуры , чтобы оставить выход глиальных фидерного слоя в целом, и вместо того, чтобы оказывать трофическую поддержку в виде определенной среды для выращивания 10.

Здесь мы описываем «сэндвич» или «Banker» метод нейрон культуры 2, 11. Этот способ включает в себя нанесение нейронов гиппокампа на покровные стекла, которые затем подвешенных над монослой глиальных клеток, разделенных парафиновых шариков. Это облегчает долгосрочную культуру гомогенной популяции нейронов без загрязнения глии допуская при этом трофической поддержке со стороны основной глиальной монослое. Когда нейроны достаточного возраста и уровня зрелости,Нейрон покровные может быть перевернута из-глиальных блюдо и используется в визуализации или функциональных анализов.

Protocol

Все эксперименты и протоколы с использованием лабораторных животных были одобрены Университет Манитобы комитета по этике животных и были в соответствии с инструкциями Канадского совета по уходу за животными. 1. Подготовка инструментов, Буферы и растворы Стерили?…

Representative Results

В этом «сэндвиче» методе первичной культуры нервных клеток, нейроны гиппокампа (Рисунок 3) растут на ложе из глиальных клеток (рисунок 1) , разделенных парафиновых гранулы (рисунок 2). Это гарантирует, что нейроны избирательно растут на покров?…

Discussion

В то время как метод «сэндвич» из культивирования нейронов был хорошо описан в другом месте 2, 11, есть несколько шагов , на протяжении протокола, которые довольно трудно описать только текст, который может привести к расстройству для исследователей , кото?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Эта работа была поддержана CIHR СС-142209 в Сомони.

Materials

Dissection Instruments
Micro Dissecting Scissors Roboz RS-5910
Micro Dissecting Spring Scissors Roboz RS-5650
Micro Dissecting Spring Scissors Roboz RS-5605
Dumont Forceps (#5) Roboz RS-5045
Dumont Forceps (#PP) Roboz RS-4950
Name Company Catalog Number Comments
Tissue Preparation
Trypsin (2.5%) Gibco 15-090-046
Trypsin-EDTA (0.25%) Gibco 25-200-072
Swinnex Filter Holder, 25 mm EMD Millipore SX0002500 Used as cell strainer. Assemble first with filter and autoclave
Isoflorane Pharmaceutical Partners of Canada Inc. CP0406V2
Hemocytometer Hausser Scientific 1492
Grade 105 Lens Cleaning Tissue GE Healthcare 2105-841 Used as cell strainer. Assemble first in filter holder and autoclave
Glass Pasteur pipettes with cotton filter VWR 14672-412
HEPES (1 M) Gibco 15-630-080
Hank's Balanced Salt Solution without Calcium, Magnesium, Phenol Red (HBSS, 10x) Gibco 14-185-052
Glass Pasteur pipettes VWR 14672-380
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas (Dnase) Sigma-Aldrich DN25-100mg
Butane bunsen burner Wall-Lenk Mfg. Co. Model 65
Centrifuge Eppendorf 5810R
Name Company Catalog Number Comments
Tissue Culture
Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) Gibco 15-140-122
Petri Dish (100 mm) Fisher FB0875712
Petri Dish (60 mm) Fisher FB0875713A
Horse Serum Gibco 16050-122 Can be used in place of BGS, but each lot must be tested due to inter-lot variation. Heat-inactivation of serum is recommended.  
Sodium Hydroxide Fisher Scientific S318-1
Sodium Pyruvate Sigma-Aldrich P2256
Minimum Essential Medium (MEM) Gibco 11-095-080
Neurobasal Medium Gibco 21-103-049
L-Glutamine (200 mM) Gibco 25-030-081
GlutaMAX Supplement Gibco 35050061 Can be used in place of L-Glutamine in the NBG medium
Culture Dish (60 mm) Corning, Inc 353002
Culture Flasks (75 cm^2) Greiner Bio-One 658170
Cytarabine (Ara-C) Sigma-Aldrich C3350000
D-(+)-Glucose Sigma-Aldrich G8270
Bovine Growth Serum (BGS) HyClone SH3054103 Heat-inactivation is recommended before use.
B27 Supplement (50x) Gibco 17-504-044
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Sigma-Aldrich D8418-100ml
Cryogenic Vials VWR 89094-806
DL-2-Amino-5-phosphonopentanoic acid (APV) Sigma-Aldrich A5282
Name Company Catalog Number Comments
Coverslip Preparation
Sodium tetraborate decahydrate (borax) Sigma-Aldrich B9876-1KG
Poly-L-Lysine Hydrobromide Sigma-Aldrich P2636
Histoplast Paraffin Wax Fisher 22-900-700
Gravity Convection Oven VWR 89511-404 Used for alternative coverslip cleaning method discussed in protocol
Ultrasonic Bath (Sonicator) Fisher Scientific 15337400
Nitric Acid Anachemia 62786-460
Ceramic Staining Racks Thomas Scientific 8542E40 Used for alternative coverslip cleaning method discussed in protocol
Coverslips Glaswarenfabrik Karl Hecht GmbH 1001/18 Manufacturer is very important, as neurons do not adhere well to lower quality glass 
Boric Acid Sigma-Aldrich B0252
Name Company Catalog Number Comments
Miscellaneous
Sterile Syringe Filters VWR 28145-477 Used with BD syringe for filter-sterilization
Syringe  BD 302832 Used with VWR sterile syringe filters for fliter-sterilization
Water Bath Fisher Scientific 15-460-16Q
Inverted Microscope Olympus CKX41
15 mL Conical Sterile Centrifuge Tubes ThermoScientific 339650
50 mL Conical Sterile Centrifuge Tubes ThermoScientific 339652

References

  1. Banker, G. A., Cowan, W. M. Rat hippocampal neurons in dispersed cell culture. Brain Res. 126, 397-425 (1977).
  2. Kaech, S., Banker, G. Culturing hippocampal neurons. Nat Protoc. 1, 2406-2415 (2006).
  3. Adamantidis, A., et al. Optogenetics: 10 years after ChR2 in neurons–views from the community. Nat Neurosci. 18, 1202-1212 (2015).
  4. Ho, V. M., Lee, J. A., Martin, K. C. The cell biology of synaptic plasticity. Science. 334, 623-628 (2011).
  5. Huganir, R. L., Nicoll, R. A. AMPARs and synaptic plasticity: the last 25 years. Neuron. 80, 704-717 (2013).
  6. Luscher, C., et al. Role of AMPA receptor cycling in synaptic transmission and plasticity. Neuron. 24, 649-658 (1999).
  7. Varoqueaux, F., et al. Neuroligins determine synapse maturation and function. Neuron. 51, 741-754 (2006).
  8. Huettner, J. E., Baughman, R. W. Primary culture of identified neurons from the visual cortex of postnatal rats. J Neurosci. 6, 3044-3060 (1986).
  9. Lester, R. A., Quarum, M. L., Parker, J. D., Weber, E., Jahr, C. E. Interaction of 6-cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione with the N-methyl-D-aspartate receptor-associated glycine binding site. Mol Pharmacol. 35, 565-570 (1989).
  10. Brewer, G. J., Torricelli, J. R., Evege, E. K., Price, P. J. Optimized survival of hippocampal neurons in B27-supplemented Neurobasal, a new serum-free medium combination. J Neurosci Res. 35, 567-576 (1993).
  11. Goslin, K., Asmussen, H., Banker, G., Banker, G., Goslin, K. Rat hippocampal neurons in low-density culture. Culturing nerve cells. 2, 339-370 (1998).
  12. Hanisch, U. K. Microglia as a source and target of cytokines. Glia. 40, 140-155 (2002).

Play Video

Cite This Article
Roppongi, R. T., Champagne-Jorgensen, K. P., Siddiqui, T. J. Low-Density Primary Hippocampal Neuron Culture. J. Vis. Exp. (122), e55000, doi:10.3791/55000 (2017).

View Video