Использование первичных культур нейросферы для изучения первичных ресничек

Первичная ресничка является микротрубочек на основе динамического субклеточная отсек , который функционирует в качестве сенсорной антенны в координации клеточных сигнальных путей, в том числе Звуковой еж (Тсс) пути во время эмбрионального развития нейронов ^{1, 2,} и на секции субклеточном сигнализации во взрослой нейрональной функции ^{3, 4} , Сигнальные компоненты этих путей, такие как рецептор Shh исправленного ^5; Путь активатора Smoothened (SMO) ^6; и Gpr161 ^7, сирота G-белком рецептор (GPCR) , которые негативно регулирует путь Shh, чтобы локализовать ресничек в динамической моде. Несколько GPCRs сообщалось, локализуется в реснички в нейронах в головном мозге ^{7, 8, 9, 10} </^{SUP>, 11, 12, 13, 14, 15, 16.} Дефекты ресничек и реснички генерируемых сигнальных путей влияют множественные ткани и все вместе известны как цилиопатии ^{17, 18, 19.} Спектр болезни цилиопатии часто включает в себя психомоторный дефекты, такие как черепно – лицевые аномалии ^{20, 21, 22.} Кроме того, первичные реснички в гипоталамических нейронах регулируют центральные пути сытости, и дефекты приводят к центральному ожирению ^23, отражая ожирения у синдромальных цилиопатий , такие как синдром Барды Biedel ^24. Кроме того, нейропептид рецепторы сигнализации в ресничках регулируют Centrаль сытость дорожки ^{11, 14.} Цилиарная локализация аденилатциклазы III (ACIII) и GPCR , такие как рецептор соматостатина 3 в нейронах гиппокампа приводит к новым дефектам распознавания объекта и нарушению памяти ^{25, 26} и параллельна отсутствие целостности цилиарных ^27. Аспекты развития ресничек генерируемых сигналов тесно связаны с гомеостазом ткани; в частности, реснички играют важную роль в прогрессировании Тсс-подтипа медуллобластомы , вытекающих из клеток – предшественников гранул в мозжечке ^{28, 29.} Таким образом, первичные реснички играют важную роль в процессе эмбрионального, послеродовом и взрослых нейронов развития и функции.

Нейрональные стволовые клетки (NSC,) находятся в субвентрикулярной зоне (SVZ) бокового желудочек, то субгранулярная зона зубчатой ​​извилины гиппокампа, ажелудочковая зона третьего желудочка в гипоталамусе у млекопитающих ^{30, 31, 32.} NSCs мультипотентны, обладают способностью к самообновлению, и имеют важное значение для развития мозга и регенеративной медицины ^30. Большинство NSCs в СВЗЕ находится в состоянии покоя и обладает уединенной первичной ресничкой , что во многих случаях проходит к боковому желудочку ^33. Первичные сигналы реснички через локализацию различных рецепторов, индуцирующую вниз по течению клеточных реакций, в частности , по отношению к Shh, TGF – beta, и пути киназы рецептора тирозина ^{2, 34, 35, 36.} Так как первичные реснички проходят в боковой желудочек, она выдвинута гипотеза , что первичные реснички обнаружить цитокины в спинномозговой жидкости (CSF) , чтобы активировать NSCs ³⁷ </sвверх>. Недавние исследования показали, что сигнальный путь Тсс и первичные реснички являются критическими для активации стволовых клеток в ремонте и регенерации нескольких тканей, в том числе обонятельного эпителия, легких, почек и ^{38, 39, 40, 41.} Однако механизмы, с помощью которых CSF взаимодействует с NSC, и является ли первичными ресничками участвуют не известны. Прикрепленные NSCs в культуре реснитчатые; локализовать компоненты путей метаболизма SHH, такие как Smo и Gpr161 в ресничках; и Тсс отзывчивым ^42. Таким образом, NSC, может служить в качестве важной модельной системы для изучения пути Shh, мерцательной торговли и нейронных путей дифференцировки. Кроме того, нейроны, дифференцированные из NSC, также могут быть использованы для анализов торговли людьми цилиарного.

Нейросферы состоят из кластеров свободно плавающих клеток, возникающих из пролиферации neuraл стволовых / клетки – предшественники , которые растут в присутствии специфических факторов роста и неадгезивных поверхностей ^{43, 44.} Нейросферы служат важными в пробирке моделей культуры для изучения нейронных стволовых клеток / клеток – предшественников в нормальном развитии и болезнях ^{31, 45, 46, 47.} Здесь мы описываем анализ нейросфера основе для культивирования нервных стволовых клеток / клеток-предшественников и дифференцировки в нейроны / глии. В частности , мы подчеркиваем торговлю сигнализации компоненты ресничек нервных стволовых / клеток – предшественников и дифференцированных нейронов (рисунок 1). В отличие от культивирования первичных нейронов, первичных нейросферы относительно легко культуры, поддаются множественных пассажей и заморозить-оттаивания циклов, и может проходить дифференциацию в нейроны / глии. Важно отметить, что мы определили, что нейросфера полученных нейронныестволовые клетки / клеток-предшественников и дифференцированные нейроны в культуре мерцательные и локализовать сигнальные молекулы, имеющие отношение к функции цилиарной в этих отсеках. культуральные методы нейросферы основы могут служить в качестве идеальной модели системы для изучения цилиогенезом и цилиарные торговель NSCs и дифференцированных нейронов.