Organotypic Hipokampal dilim kültürler çalışma Neuroprotection ve tümör hücrelerinin Invasiveness Model olarak
Summary
Organotypic Hipokampal dilim kültürler (OHSC) vivo durumu çok iyi taklit bir vitro modeli temsil. Burada biz vibratome tabanlı açıklar yüksek kaliteli dilimleri tümör hücreleri biyolojik davranışını veya yeni maddeler nöroprotektif potansiyelini değerlendirmek amacıyla elde etmek için iletişim kuralı Dilimleme geliştirilmiş.
Abstract
Organotypic Hipokampal dilim kültürler (OHSC), sinir hücreleri ve gliyal hücreler morfolojik ve fonksiyonel özellikleri iyi korunmuş. Bu model dahil çalışmaları nöronlar, nöronal ağlar veya tümör işgali üzerinde Elektrofizyolojik deneyler neuroprotection üzerinde farklı araştırma soruları ele almak için uygundur. Hipokampal mimarisi ve multisynaptic devrelerde nöronal aktivite iyi OHSC, düz-se bile Dilimleme yordam başlangıçta lezyonlar ve gliyal yara oluşumuna yol açar korunmuş. Yara oluşumu muhtemelen mekanik özellikleri ve küçük moleküller, vbdiffusive davranışını değiştirir. Dilimleri Saat bağımlı süreçlerinin beyin hasarı hayvan cerrahi ve çeşitli beyin türetilmiş hücre tipleri, yani astrocytes, microglia ve fizyolojik ve patolojik altında nöronlar arasındaki etkileşimler çalışmaları olmadan sonra izleme izin koşullar. Bu model kararsız bir yönünü kan akımı ve bağışıklık kan hücreleri olmaması. Nöronal yaralanma ilerleme sırasında bağışıklık hücreleri kan oynamak önemli bir rol geçirme. Bu hücreleri dilimler halinde eksik olduğundan, içsel süreçleri kültür dış müdahale gözlenen. Ayrıca, OHSC orta-dış ortam bileşimi tam olarak kontrol edilir. Bu yöntem bir başka kurban hayvanların standart hazırlıkları için karşılaştırıldığında daha düşük sayıda avantajdır. Birkaç OHSC birden çok tedavileri ile eşzamanlı çalışmalar bir hayvan edinerek bir hayvandan elde edilebilir. Bu nedenlerden dolayı OHSC sonra doku hasarı veya tümör işgali sırasında yeni koruyucu tedavi etkilerini çözümlemek için uygundur.
Sunulan Protokolü burada üreten son derece tekrarlanabilir sağlar OHSC hazırlama yöntemi açıklar, iyi korunmuş deneysel araştırma, neuroprotection veya tümör işgali çalışmalar gibi çeşitli için kullanılan dilimler.
Introduction
OHSC nöronlar, astrocytes ve microglia1fizyolojik ve patolojik özelliklerini incelemek için iyi karakterize vitro modeli vardır. Hücre dışı ortam kontrol etmek ve hücresel ve morfolojik değişiklikler sonra çeşitli uyaranlara izlemek kolaydır. Hipokampal nöronlar organizasyonu ve bağlantıları sonra hazırlık2,3iyi korunmuş. Çeşitli yararları dışarı OHSC izin hayvan ameliyat olmadan beyin hasarı ve tümör işgalinin izleme. Altı ya da sekiz OHSC tek bir kemirgen beyinden elde edilebilir. OHSC bu nedenle önemli ölçüde hayvan sayısını azaltmak ve birden fazla ilaç konsantrasyonları, genetik manipülasyon veya farklı lezyon modelleri aynı hayvan test izin vermek için yardımcı olur. Dilim tabanlı deneyleri içinde deneysel koşullar tam olarak kontrol edilebilir. Ayrıca, ikincil hasar gibi patolojik durumlardan zaman bağımlı geliştirme kolayca zaman hata görüntüleme tarafından izlenebilir.
Başlangıçta Stoppini ve ark. tarafından kurulan belirli iletişim kuralı 4, hazırlık adımları açıklanmıştır ve uygun dilimleri seçimi için önemli morfolojik yerler vurgulanır. Doğum sonrası gün 7-9 fareler veya doğum sonrası 4-5 gün fareler hazırlanması tavsiye ediyoruz. Bu dönemlerde OHSC mekanik travmalar ve nöronal devreler yeniden yapılanma yüksek bir potansiyel güçlü bir direnç gösteriyor. Buna ek olarak, ürünleri embriyonik veya yetişkin fareler üzerinden hızla yapılarını değiştirmek ve onların organotypic Morfoloji ekimi sırasında kaybetmek ve bu nedenle temel araştırma5,6 ‘ uzun vadeli işlemler çalışmak için daha az uygun , 7 , 8 , 9 , 10 , 11. Difüzyon ve böylece besin kaynağı sınırlı12,13,14OHSC hayatta kalma oranı için başka bir kritik nokta dilim kalınlığı ‘s.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mevcut protokolünü OHSC hazırlanması açıklar. Bu model iç yetenekleri ve beyin dokusu reaksiyonları fizyolojik ve patolojik bir çekim gücü uygulamadan sonra test sağlar. Elektrofizyolojik parametrelerinin analizler, yanı sıra OHSC lesioned olabilir ve hasar etkisi tüm hücre türleri belirlenebilir. Farklı maddeler ve lesioning işlemler veya makrofajlar ve lenfositler yokluğunda şifa ayrıntılı açıklaması ile tedavi mümkündür.
The Most kritik adımlar için bir başa…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Christine Auste onun desteğiyle video kayıt ve stadyum Ghadban onun mükemmel teknik destek için teşekkür etmek istiyorum. Urszula Grabiec, Roux Programm FKZ 29/18 tarafından desteklenmiştir.
Materials
| 6-Well | Falcon | 35-3046 | |
| Agar | Fluka | 5040 | |
| Autoclav | Systec | DX-45 | |
| CFDA | Thermo Fisher | V12883 | |
| Confocal laser scanning microscope (CLSM) LSM700 | Carl Zeiss | ||
| Eagle´s Minimal Essential Medium | Invitrogen | 32360-034 | |
| Fluorescein labeled Griffonia (Bandeiraea) Simplicifolia Lectin I | Vector Labs | FL-1101 | |
| Fluorescein labeled GSL I – isolectin B4 | Vector Labs | FL-1201 | |
| Glucose | Merk | 1083371000 | |
| Glutamin | Invitrogen | 25030-024 | |
| Hank´s Balanced Salt Solution (with Ca2+ and Mg2+) | Invitrogen | 24020-133 | |
| Hank´s Balanced Salt Solution (without Ca2+ and Mg2+) | Invitrogen | 14170-138 | |
| Insulin | Sigma Aldrich | I5500 | |
| L-ascorbic acid | Sigma Aldrich | A5960 | |
| L-Glutamin | Invitrogen | 25030-024 | |
| LN229 | Cell-Lines-Service | 300363 | |
| Medical cyanoacrylate glue (Histoacryl glue) | B.Braun | 1050052 | |
| Millicell Culture Inserts | Millipore | PICMORG50 | |
| NMDA N-methyl-D-aspartic acid | Sigma Aldrich | M3262 | |
| Normal Horse Seum | Invitrogen | 26050-088 | |
| Penicillin Streptomycin | Invitrogen | 15140-122 | |
| Petri dishes (all sizes) | Greiner | 627160/664160/628160 | |
| PFA | Roth | 0335.1 | toxic |
| Propidium iodid (PI) | Sigma Aldrich | 81845-25MG | toxic |
| U138 | ATCC | HTB-14 | |
| Vibratome | Leica | Leica VT 1200 |
References
- Gähwiler, B. Organotypic slice cultures: a technique has come of age. Trends Neurosci. 20 (10), 471-477 (1997).
- Bahr, B. A. Long-Term Hippocampal Slices: A Model System for Investigating Synaptic Mechanisms and Pathologic Processes. J Neurosci Res. 42 (3), 294-305 (1995).
- Dailey, M. E., Eyo, U., Fuller, L., Hass, J., Kurpius, D. Imaging microglia in brain slices and slice cultures. Cold Spring Harbor Protoc. 2013 (12), 1142-1148 (2013).
- Stoppini, L., Buchs, P. A., Muller, D. A simple method for organotypic cultures of nervous tissue. Journal of Neurosci Methods. 37 (2), 173-182 (1991).
- Kleinberger-Doron, N., Schramm, M. Culture of mature hippocampus slices for 4 days in a newly developed medium: preservation of transmitter release and leucine incorporation into protein. Brain Res. 533 (2), 239-247 (1990).
- Legradi, A., Varszegi, S., Szigeti, C., Gulya, K. Adult rat hippocampal slices as in vitro models for neurodegeneration Studies on cell viability and apoptotic processes. Brain Res Bull. 84 (1), 39-44 (2011).
- Gähwiler, B. H. Organotypic Monolayer Cultures of Nervous Tissue. J Neurosci Methods. 4, 329-342 (1981).
- Gähwiler, B. H. Organotypic cultures of neural tissue. Trends Neurosci. 11 (11), 484-489 (1988).
- Leutgeb, J. K., Frey, J. U., Behnisch, T. LTP in cultured hippocampal-entorhinal cortex slices from young adult (P25-30) rats. J Neurosci Methods. 130 (1), 19-32 (2003).
- Kim, H., Kim, E., Park, M., Lee, E., Namkoong, K. Organotypic hippocamal slice culture from the adult mouse brain: A versatile tool for translational neuropsychopharmacology. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 41, 36-43 (2013).
- Xiang, Z., Hrabetova, S., et al. Long-term maintenance of mature hippocampal slices in vitro. J Neurosci Methods. 98, 145-154 (2000).
- Adamchik, Y., Frantseva, M. V., Weisspapir, M., Carlen, P. L., Perez Velazquez, J. L. Methods to induce primary and secondary traumatic damage in organotypic hippocampal slice cultures. Brain rRes Brain Res Protoc. 5, 153-158 (2000).
- Cho, S., Wood, A., Bowlby, M. R. Brain slices as models for neurodegenerative disease and screening platforms to identify novel therapeutics. Curr Neuropharmacol. 5 (1), 19-33 (2007).
- Noraberg, J., Poulsen, F. R., et al. Organotypic hippocampal slice cultures for studies of brain damage, neuroprotection and neurorepair. Curr Drug Targets CNS Neurol Disord. 4 (4), 435-452 (2005).
- De Simoni, A., Griesinger, C. B., Edwards, F. a Development of rat CA1 neurones in acute versus organotypic slices: role of experience in synaptic morphology and activity. J Physiol. 550 (Pt 1), 135-147 (2003).
- Poindrom, P., Piguet, P., Förster, E. . New Methods for Culturing Cells from Nervous Tissues. , (2005).
- Berger, T., Frotscher, M. Distribution and morphological characteristics of oligodendrocytes in the rat hippocampus in situ and in vitro: An immunocytochemical study with the monoclonal Rip antibody. J Neurocytol. 23 (1), 61-74 (1994).
- Haber, M., Vautrin, S., Fry, E. J., Murai, K. K. Subtype-specific oligodendrocyte dynamics in organotypic culture. Glia. 57 (9), 1000-1013 (2009).
- Bonde, C., Sarup, A., Schousboe, A., Gegelashvili, G., Zimmer, J., Noraberg, J. Neurotoxic and neuroprotective effects of the glutamate transporter inhibitor DL-threo-beta-benzyloxyaspartate (DL-TBOA) during physiological and ischemia-like conditions. Neurochem Int. 43 (4-5), 371-380 (2003).
- Derouiche, A., Heimrich, B., Frotscher, M. Loss of layer-specific astrocytic glutamine synthetase immunoreactivity in slice cultures of hippocampus. Eur J Neurosci. 5 (2), 122-127 (1993).
- Hailer, N. P., Jarhult, J. D., Nitsch, R. Resting microglial cells in vitro: analysis of morphology and adhesion molecule expression in organotypic hippocampal slice cultures. Glia. 18 (4), 319-331 (1996).
- Hailer, N. P., Wirjatijasa, F., Roser, N., Hischebeth, G. T. R., Korf, H. W., Dehghani, F. Astrocytic factors protect neuronal integrity and reduce microglial activation in an in vitro model of N-methyl-D-aspartate-induced excitotoxic injury in organotypic hippocampal slice cultures. Eur J Neurosci. 14 (2), 315-326 (2001).
- Bahr, B. A., Kessler, M., et al. Stable maintenance of glutamate receptors and other synaptic components in long-term hippocampal slices. Hippocampus. 5 (5), 425-439 (1995).
- Holopainen, I. E. Organotypic hippocampal slice cultures: A model system to study basic cellular and molecular mechanisms of neuronal cell death, neuroprotection, and synaptic plasticity. Neurochem Res. 30 (12), 1521-1528 (2005).
- Guy, Y., Rupert, A. E., Sandberg, M., Weber, S. G. A simple method for measuring organotypic tissue slice culture thickness. J Neurosci Methods. 199 (1), 78-81 (2011).
- Grabiec, U., Koch, M., et al. The endocannabinoid N-arachidonoyldopamine (NADA) exerts neuroprotective effects after excitotoxic neuronal damage via cannabinoid receptor 1 (CB 1). Neuropharmacology. 64 (4), 1797-1807 (2012).
- Daviaud, N., Garbayo, E., Schiller, P. C., Perez-Pinzon, M., Montero-Menei, C. N. Organotypic cultures as tools for optimizing central nervous system cell therapies. Exp Neurol. 248, 429-440 (2013).
- Ebrahimi, F., Hezel, M., Koch, M., Ghadban, C., Korf, H. W., Dehghani, F. Analyses of neuronal damage in excitotoxically lesioned organotypic hippocampal slice cultures. Ann Anat. 192 (4), 199-204 (2010).
- He, S., Shao, L. R., Wang, Y., Bausch, S. B. Synaptic and extrasynaptic plasticity in glutamatergic circuits involving dentate granule cells following chronic N-methyl-D-aspartate receptor inhibition. J Neurophysiol. 109 (6), 1535-1547 (2013).
- Kann, O., Taubenberger, N., et al. Muscarinic receptor activation determines the effects of store-operated Ca2+-entry on excitability and energy metabolism in pyramidal neurons. Cell Calcium. 51 (1), 40-50 (2012).
- Pérez-Gómez, A., Tasker, R. A. Enhanced neurogenesis in organotypic cultures of rat hippocampus after transient subfield-selective excitotoxic insult induced by domoic acid. Neuroscience. 208, 97-108 (2012).
- Raineteau, O., Rietschin, L., Gradwohl, G., Guillemot, F., Gähwiler, B. H. Neurogenesis in hippocampal slice cultures. Mol Cell Neurosc. 26 (2), 241-250 (2004).
- Pozzo Miller, L. D., Mahanty, N. K., Connor, J. A., Landist, D. M. D. Pyramidal Cell Death in Slice Cultures From Rat Hippocampus Is Prevented By Glutamate Receptor Antagonists. Neuroscience. 63 (2), (1994).
- Koch, M., Kreutz, S., et al. The cannabinoid WIN 55,212-2-mediated protection of dentate gyrus granule cells is driven by CB 1 receptors and modulated by TRPA1 and Ca v2.2 channels. Hippocampus. 21 (5), 554-564 (2011).
- Pukrop, T., Dehghani, F., et al. Microglia promote colonization of brain tissue by breast cancer cells in a Wnt-dependent way. Glia. 58 (12), 1477-1489 (2010).
- Kohl, A., Dehghani, F., Korf, H. W., Hailer, N. P. The bisphosphonate clodronate depletes microglial cells in excitotoxically injured organotypic hippocampal slice cultures. Exp Neurol. 181 (1), 1-11 (2003).
- Matsumura, H., Ohnishi, T., Kanemura, Y., Maruno, M., Yoshimine, T. Quantitative analysis of glioma cell invasion by confocal laser scanning microscopy in a novel brain slice model. Biochem Biophys Res Commun. 269 (2), 513-520 (2000).
- Aaberg-Jessen, C., Nørregaard, A., Christensen, K., Pedersen, C. B., Andersen, C., Kristensen, B. W. Invasion of primary glioma- and cell line-derived spheroids implanted into corticostriatal slice cultures. Int J Clin Exp Pathol. 6 (4), 546-560 (2013).
- Vinci, M., Box, C., Eccles, S. A. Three-dimensional (3D) tumor spheroid invasion assay. J Vis Exp. (99), e52686 (2015).
- Hagemann, C., Fuchs, S., et al. Impact of MACC1 on human malignant glioma progression and patients ‘ unfavorable prognosis. Neuro Oncol. 15 (12), 1696-1709 (2013).
- Hohmann, T., Grabiec, U., Ghadban, C., Feese, K., Dehghani, F. The Influence of Biomechanical Properties and Cannabinoids on Tumor Invasion. Cell Adh Migr. 11 (1), 54-67 (2016).
