Embriyonik nöronlar nöral tüp ventriküler bölgesinde doğmuş, ancak uygun hedeflere ulaşmak için göç edilir. Yüz branchiomotor (FBM) nöronlar nöronal göç incelemek için yararlı bir model vardır. Bu protokol FBM göçünü düzenleyen mekanizmaların araştırılması fare embriyo hindbrains arasında Wholemount ex vivo kültür açıklar.
Embriyonik nöronların beynin ventriküler bölgesinde doğmuş, ancak daha sonra uygun hedeflere ulaşmak için yeni hedeflere göç edilir. Işbirliği embriyonik beyinde nöronal göç rehberlik moleküler sinyalleri deşifre karmaşık sinir ağları daha sonra doğum sonrası yaşama destek veren formu nasıl anlamak için önemlidir. Fare embriyosu arka beyin Yüz branchiomotor (FBM) nöronları arka beyin ve R6 türetilmiş bölgesinde eşleştirilmiş yüz çekirdeklerini oluşturmak için rhombomere (r) 4 kaudal göç ederler. Burada FBM göç düzenleyen sinyal yollarını araştırmak için uygun fare embriyo hindbrains arasında Wholemount ex vivo kültür için ayrıntılı bir protokol sağlar. Bu yöntemde, E11.5 fare embriyo hindbrains 24 saat boyunca hücre kültürü ekler üzerinde açık bir kitap hazırlanmasında kesildi ve kültüre edilir. Bu süre boyunca, FBM nöronlar R6 doğru göç kaudal ve bloklama yapmayan antikorların fonksiyon ve küçük Moleküller maruz kalabilirnöronal göç yol gösterilen sinyalleme yolaklarında roller incelemek için, rekombinant proteinleri ile yüklenen kültür ortamı heparin ya da tanelerinde es.
Embriyonik nöronların beynin ventriküler bölgesinde doğmuş, ancak daha sonra büyük bir mesafe bulunmaktadır uygun hedef bölgelerine ulaşmak için yeni hedeflere göç edilir. Gelişmekte olan beynin ön-ventral ve ön-arka eksen boyunca uygun yerlere nöronal hücre organlarının doğru konumlandırma göçmen aşamasında 1-4 sonra doğru kablolama, hayatta kalma ve bu nöronların fonksiyonu için gereklidir. Akson rehberlik 5-7 kontrol moleküler mekanizmalarına benzer, çekici ve itici ipuçlarının birleştirici setleri göç nöronlar 1,8 rehberlik düşünülmektedir. Ancak, birden fazla hücre türlerine etkileşimler, nöronal göçü kontrol sinyalleri daha az yaygın olarak bağımsız hücre incelenebilir akson rehberlik, katılan daha incelenmiştir. Omurgalıların gelişmekte Beyin moleküler ve hücresel mekanizmaları anlamak için birkaç son çalışmalarda kullanılmıştırnöronal göç, civciv, fare ve zebra balığı 1-4,9 örneğin. Bu organ, birkaç precerebellar alt tipleri ve motor nöronlar 5,7,10,11 dahil nöronlar birkaç farklı tiplerini içerir.
Beyin motornöron zemin plakası yakın ventriküler bölgesinde doğmuş ve menşe 1,12 kendi rhombomere göre belirli alt kümeleri ayırt edilir. Yüz branchiomotor (FBM) nöronlar arka beyin bölgesinde rhombomere (r) 4 üretilen ve yüz kasları 2,9,13 innerve ikinci brankial kemer içine dorsal bir r4 çıkış noktasından aksonları uzanır. Zebra balığı ve fareler FBM nöronlar bu nöronlar tekrarlanabilir bir spatiotemporally iyi tanımlanmış süreç içinde somata translocate, çünkü kolayca görüntülenmiştir bir süreçte nöronal göç moleküler ve hücresel mekanizmaları incelemek için mükemmel bir model sağlar. Farelerde, FBM nöronlar ilk cau göççattı r5 yoluyla ve daha sonra hem kaudal ve ventral olarak onlar VII kranial sinir (VIIn) 10,11,14 ve eşleştirilmiş çekirdekleri oluşturmak R6, topraklarında arka beyin ve Pial tarafında kendi nihai konuma ulaşmak için. Zebra balığı, FBM nöronlar başlangıçta ventrale göç ve ardından laminin-bağımlı bir şekilde 4,12,15,16 pial yüzeyine doğru göç devam r4-r5 sınırında yönünü değiştirmek. Bu göç gelişmesinde birkaç günlük bir süre boyunca devam eder ve bu iki farklı süreçleri aracılık moleküllerinin tanımlanmasına izin veren, teğet ve radyal göç evreye ayrılabilir. Buna karşılık olarak, civciv embriyosu arka beyin bölgesinin FBM nöronlar r4 3,13,17-19 kalır.
Göçleri sırasında, FBM nöronlar homoeodomain transkripsiyon faktörü adacık 1 (Isl1) 14 kendi ifadesi ile, diğer türleri veya motor nöronları gibi, tespit edilebilir. Bu nedenle, wholFarklı gelişme aşamalarında, bu marker için emount immünofloresan boyama ya da in situ hibridizasyon zebrabalıkları veya fare 4,15,16 olarak R6 r4 uzanan FBM somata en belirgin göç akışı ortaya koymaktadır. Ayrıca, bu tür Isl1-GFP floresan transgenik muhabir zebrabalıkları 3,17-19 içinde FBM nöronlar göç görselleştirmek için uygun bir araç olarak kullanılmıştır. Serbest yaşayan embriyoları hücre nakli teknikleri ve akvaryum suya doğrudan uygulanan farmakolojik bileşikler ile kolayca manipüle edilebilir, çünkü görüntüleme için uygunlukları ek olarak, pek çok araştırmacı, zebra balığı gelişmekte FBM nöronların göç inceledik. Buna karşılık olarak, fare embriyosu rehberlik sufle veya plasenta engeli çapraz olmayan fonksiyonu bloke edici antikorların verilmesini taşıyan boncukların implantasyonu engelleyen, rahim içine geliştirir. Ayrıca, hamile anneye uygulanan farmakolojik bileşikler un olabilirdolaylı embriyojenezinin bozabilir istenen yan etkileri. Bu sınırlama engellemeyi, biz 7,16 explanting sonra 24 saat boyunca FBM nöron göç ve yaşam ile uyumlu tüm fare arka beyin için bir ex vivo kültür yöntemi geliştirdik. Bu yöntem, kolay farmakolojik manipülasyon, rehberlik ipuçları veya fonksiyon-bloke edici antikorların verilmesini taşıyan boncuk yerleştirilebilmesine ve aynı zamanda farklı gelişim aşamalarında arka beyin diğer nöronal alt tiplerinin göçünü incelemek için uyarlanabilir.
Bu protokol FBM nöronların göç incelemek için bir Transwell sistemde E11.5 fare hindbrains en wholemount kültür açıklar. Bu protokol Fare Beyin nörotoksinlerini ex vivo işleme ortamı, 24 saat bir süre için canlı ve göç tutulması sağlar. Bu yöntem, nöronal göç moleküler ve hücresel mekanizmaları tespit etmek isteyen araştırmacılar için çok sayıda deneysel avantajlara sahiptir. Geleneksel geçiş deneyleri kültür çanakları üzerinde matris içine küçük sinir doku parçaları eksplant ve eksojen uyaranlara yanıt olarak tek tek nöronların gözlem olanak ise, transwell tahlilinde önemli bir avantajı, ana organı ortamı içinde göç nöronlar işlemek için uygunluğu ve bu nedenle daha fazla fizyolojik bağlam. Önemli olarak, maddeler, hali hazırda administe ile ilişkili muhtemel yan etkilere engellemeyi, nöronal göç üzerindeki etkisini test etmek için ex vivo arka beyin eksplantlar uygulanabilirhamile bir fare bu maddeleri halka. Son olarak, ex vivo modeli, aynı zamanda, işlevi ve bloklama yapmayan antikorların olarak plasenta engeli, çapraz olmayan maddelerin test edilebilir. Bu sebeplerden dolayı avantajları, ex vivo kültür arka beyin akvaryum su içinde veya özel kullanımını gerektirir embriyonik beyinlerinin utero elektroporasyon, 'de suda çözünür küçük moleküller ile tedavi edilebilir zebra balığı embriyolar, kullanarak alternatif ve tamamlayıcı bir yöntem temin etmektedir Ekipman ve burada açıklanan kültürü tekniği daha usta daha zordur. Burada tarif edilen protokol bir başka avantajı, bu nedenle nöronal göç bir fare modeli civciv embriyo işlemek için geliştirilen bir standart embriyolojik yöntemin uygulanmasını sağlayan, yeniden birleştirici proteini veya diğer reaktifler batırılmış boncuk implante olan amenability olduğunu. Özel olarak, ex vivo kültür modeli genetik olarak farelerin hindbrains tatbik edilebilir arızalıgibi büyüme faktörü reseptörleri ya da yönlendirme gibi nöronal göç karıştığı spesifik molekülleri, in göstermeyen primer ve ligandlara yanıt kayıp olmadığını test etmek için boncuk implantlar ile birlikte. , Farmakolojik manipülasyonlara karşı ek olarak, ex vivo kültür protokolü de ilginç genlerin ekspresyonunu idare edebilir ifade vektörlerini elektroporasyonu için adapte edilebilir, elektroporasyon için uygun yöntemler, daha önce 22,23 tarif edilmiştir. Rosa26Yfp 21; Bu protokol, aynı zamanda, floresanla işaretlenmiş FBM nöronlar, örneğin Isl1-Cre içeren, transjenik farelerden alınan arka beyin eksplantlarında zaman atlamalı mikroskobu ile nöron göç görselleştirmek için uyarlanabilir. Bu büyük embriyonik aşamada hindbrains kullanımını gerektirecektir ve en fazla 48 saat boyunca kültür gerekebilir, ancak son olarak, bu protokol, aynı zamanda, bu tür alt zeytin oluşturdukları gibi arka beyin içinde göç nöron diğer türleri, çalışma için kullanılabilir, nöronal canlılığı bağlı olarak <em> Ex vivo.
Kritik adımlar ve sorun giderme
Bu protokolün başarısı için, embriyolar FBM nöron göçü sadece başladı E11.25, yakın günlük E11.5, erken toplanan çok önemlidir. Bununla birlikte, bunun nedeni birleşme farelerin doğal değişkenlik için bu gelişme aşamasında embriyolar yakalamak ve buna göre farklı deneyler arasında FBM göç uzanan bazı değişkenlik olabilir, her zaman mümkün değildir. Deney Şekil 3E de görülebileceği gibi, atanan zaman çerçevesi içinde, yaklaşık 3 saat tamamlanmaması durumunda FBM göç değişkenlik de gözlenebilir. E11.25 fare embriyoları Beyin dokusu hassastır. Kesme ve eksplant prosedür boyunca, bu FBM nöronların bulunduğu r4-R6 arasındaki alanlarda arka beyin doku yarılmaması önemlidir. Nedeniyle Diss hassas doğasıhindbrains kültürün içine yerleştirilir hangi hız sonucu etkiler ection süreç, çünkü, prosedür kıymetli numuneler veya reaktifler kullanılır özellikle önce, uygulama bir kaç usta çalışır sürebilir. Son olarak, kültür sırasında arka beyin dokusunun katlanır (Şekil 3F bakınız), normal FBM göçünü önler, çünkü arka beyin doku kültürü uçta açık bir kitap konfigürasyonda yerleştirilir önemlidir.
The authors have nothing to disclose.
MT Bir Doktora Öğrenciliği [ref tarafından desteklenmektedir. Yeni Araştırmacı Ödülü [ref tarafından 092839/Z/10/Z] ve CR. 095623/Z/11/Z] Wellcome Trust.
Eppendorf round-bottomed reagent tube, 2.0 ml (Safe-Lock) | VWR | 211-2120 | |
Cell culture plates, 12 well | Thermo Scientific | 150628 | |
Plastic cell culture dish, 100 mm | Thermo Scientific | 150288 | |
15 mm Netwell insert with Mesh Polyester Membrane | Corning | 3477 | |
Watchmaker forceps, no. 5 | Dumont | 91150-20 | |
Phosphate buffered saline | Sigma | P4417 | |
Laminin mouse protein | Life Technologies | 23017-015 | |
Primary antibody, Isl1 | Developmental Hybridoma Bank | 39.4D5 | Dilution 1/100 |
AlexaFluor 488-conjugated goat anti mouse secondary antibody | Life Technologies | A11029 | Dilution 1/200 |
Neurobasal medium | Life Technologies | 21103 | |
B27 supplement (50x) | Life Technologies | 17504-044 | |
Leibovitz’s L-15 | Life Technologies | 21083-027 | |
Penicillin/ streptomycin | Life Technologies | 15070 | |
Glucose | VWR | 101174Y | |
Heat-inactivated goat serum | Sigma | G9023 | |
Triton X-100 | Sigma | T8787 | |
Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | |
Slowfade Antifade Kit | Life Technologies | S-2828 | Alternative mounting solutions may be used |
Microscope slides | VWR | 631-0912 | |
Cover glass | VWR | 631-0137 | |
Affi-Gel Heparin Beads | Biorad | 153-6173 | Glass, latex, or coloured beads may be used alternatively |
Recombinant human VEGF165 | R&D systems | 293-VE | Resuspend in PBS, store aliquots at -80oC |
Stereo Microscope, Leica MZ16 | Leica | ||
Confocal laser scanning microscope LSM710 | Zeiss |