A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يقدم هنا بروتوكول للجيل التلقائي من المجالات العصبية المخصب في الخلايا السلف العصبية من الخلايا العصبية مطلي عالية الكثافة. خلال نفس التجربة، عندما يتم طلاء الخلايا العصبية في كثافة أقل، والبروتوكول يؤدي أيضا في الثقافات العصبية الفئران الأولية لفترات طويلة.
ثقافة الخلايا العصبية الأولية هي تقنية أساسية في مجال علم الأعصاب. للحصول على رؤى ميكانيكية أعمق في الدماغ، فمن الضروري أن يكون لديك نموذج قوي في المختبر التي يمكن استغلالها لمختلف دراسات علم الأحياء العصبية. على الرغم من أن الثقافات العصبية الأولية (أي، الثقافات فرس النهر على المدى الطويل) قدمت العلماء مع النماذج، فإنه لا يمثل حتى الآن تعقيد شبكة الدماغ تماما. في أعقاب هذه القيود، ظهر نموذج جديد باستخدام المجالات العصبية، والتي تحمل تشابها أوثق إلى أنسجة الدماغ. يصف هذا البروتوكول طلاء الكثافات العالية والمنخفضة من الخلايا العصبية القشرية وفرس النهر المختلطة المعزولة من جنين اليوم الجنيني 14-16 الفئران سبراغ داولي. وهذا يسمح لتوليد المجالات العصبية وثقافة الخلايا العصبية الأولية على المدى الطويل كمنصتين مستقلتين لإجراء مزيد من الدراسات. هذه العملية بسيطة للغاية وفعالة من حيث التكلفة, كما أنه يقلل من عدة خطوات والكواشف تعتبر سابقا ضرورية لثقافة الخلايا العصبية. هذا هو بروتوكول قوي مع الحد الأدنى من المتطلبات التي يمكن تنفيذها مع نتائج قابلة للتحقيق ومزيد من الاستخدام لتنوع الدراسات المتعلقة بعلم الأعصاب.
الدماغ هو دوائر معقدة من الخلايا العصبية وغير العصبية. لسنوات، يحاول العلماء الحصول على نظرة ثاقبة في هذه الآلية المعقدة. وللقيام بذلك، لجأ علماء الأعصاب في البداية إلى مختلف خطوط الخلايا القائمة على الأعصاب المحولة لإجراء التحقيقات. ومع ذلك، فإن عدم قدرة هذه الخطوط الخلية clonal لتشكيل اتصالات متشابكة قوية والمحاور المناسبة أو dendrites قد تحولت الاهتمام العلمي إلى الثقافات العصبية الأولية1،2. الجانب الأكثر إثارة من ثقافة الخلايا العصبية الأولية هو أنه يخلق فرصة لمراقبة والتلاعب الخلايا العصبية الحية3. وعلاوة على ذلك، فإنه أقل تعقيدا بالمقارنة مع الأنسجة العصبية، مما يجعلها مرشحا مثاليا لدراسة وظيفة ونقل البروتينات العصبية المختلفة. في الآونة الأخيرة، ولدت العديد من التطورات في مجالات الفحص المجهري، وعلم الجينوم، والبروتيوميات فرصا جديدة لعلماء الأعصاب لاستغلال الثقافات العصبية4.
وقد سمحت الثقافات الأولية لعلماء الأعصاب باستكشاف الآليات الجزيئية وراء التطور العصبي، وتحليل مختلف مسارات الإشارات العصبية، وتطوير فهم أكثر تماسكا لنقاط الاشتباك العصبي. على الرغم من أن عددا من الأساليب قد ذكرت الثقافات من الخلايا العصبية الأولية (معظمها من أصل فرس النهر5و6و7)،بروتوكول موحد مع وسيلة محددة كيميائيا التي تمكن ثقافة طويلة الأجل من الخلايا العصبية هو لا تزال هناك حاجة. ومع ذلك، لوحظت الخلايا العصبية مطلية في كثافة منخفضة في معظم الأحيان، والتي لا البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل، على الأرجح بسبب عدم وجود الدعم الغذائي8 التي يتم توفيرها من قبل الخلايا العصبية المجاورة والخلايا الغليفية. وقد اقترحت بعض الأساليب حتى المشاركة في زراعة الخلايا العصبية الأولية مع الخلايا الدبقية، حيث يتم استخدام الخلايا الدبقية كطبقة مغذية9. ومع ذلك، فإن الخلايا الغليفية تشكل الكثير من المشاكل بسبب فرط نموها، والتي تتجاوز في بعض الأحيان نمو الخلايا العصبية10. وبالتالي، وبالنظر إلى المشاكل المذكورة أعلاه، مطلوب بروتوكول أبسط وأكثر فعالية من حيث التكلفة للثقافة العصبية الأولية، والتي يمكن استخدامها من قبل كل من علماء الأحياء العصبية والكيميائيين العصبيين للتحقيقات.
ثقافة الخلايا العصبية الأولية هي أساسا شكل من أشكال الثقافة 2D ولا تمثل اللدونة، والسلامة المكانية، أو عدم تجانس الدماغ. وقد أدى هذا إلى الحاجة إلى نموذج 3D أكثر تصديقا يسمى neurospheres11,12. المجالات العصبية تقدم منصة جديدة لعلماء الأعصاب، مع تشابه أقرب إلى الحقيقي، في الدماغ في الجسم الحي13. المجالات العصبية هي مجموعات ثلاثية الجوانب غير ملتصقة من الخلايا الغنية بالخلايا الجذعية العصبية (NSCs)، والخلايا السلف العصبية (NPCs)، والخلايا العصبية، والخلايا النجمية. فهي مصدر ممتاز لعزل الخلايا الجذعية العصبية والخلايا السلف العصبية، والتي يمكن استخدامها لدراسة التمايز في مختلف السلالات العصبية وغير العصبية. ومرة أخرى، يشكل التغير داخل ثقافات الغلاف العصبي المنتجة باستخدام البروتوكولات المبلغ عنها سابقا عائقا أمام صياغة بروتوكول موحد لثقافة الغلاف العصبي14.
تقدم هذه المخطوطة بروتوكولًا يمكن فيه توليد منصات ثلاثية المدة وثلاثية المدة بالتناوب مع كثافات طلاء الخلايا من ثقافة القشرية وفرس النهر المختلطة. ويلاحظ أنه في غضون 7 أيام يتم الحصول على المجالات العصبية العائمة الحرة من الخلايا العصبية مطلي عالية الكثافة معزولة عن E14-E16 Sprague Dawley الفئران الجنين، والتي على مزيد من الثقافة، وتشكيل الجسور والترابط من خلال ملحقات شعاعي مثل glial. وبالمثل، في الخلايا العصبية مطلي منخفضة الكثافة، يتم الحصول على ثقافة الخلايا العصبية الأولية التي يمكن الحفاظ عليها لمدة تصل إلى 30 يوما عن طريق تغيير وسط الصيانة مرتين في الأسبوع.
وقد وافقت اللجنة المؤسسية لأخلاقيات الحيوان التابعة للمعهد الهندي للبيولوجيا الكيميائية على جميع الإجراءات التجريبية المتعلقة بالحيوان (IICB/AEC/Meeting/Apr/2018/1).
1- الكاشف وإعداد وسائل الإعلام
2- إعداد الأغطية
3. إعداد لوحات بولي د-يسين المغلفة لثقافة الخلايا العصبية
4. إزالة وقطع رأس الجنين
ملاحظة: تعقيم جميع الأدوات الجراحية معبأة في رقائق الألومنيوم في الأوتوكلاف في 121 درجة مئوية (15 رطل لكل بوصة مربعة) لمدة 30 دقيقة. وهذا يشمل زوج من مقص نهاية حادة، ملقط، ملقط غرامة، مقص ينفء، وملقط شريان واحد للإجراء بأكمله.
5. إزالة الدماغ وتشريح القشرة مع الحصين
6. تفكك الأنسجة القشرية وفرس النهر في الخلايا العصبية واحدة
في هذا البروتوكول، تم توضيح استراتيجية بسيطة يتم فيها الحصول على كثافات طلاء الخلايا المتغيرة من اثنين من منصات الفحص العصبي المختلفة. الشكل 1A،B يوضح التزام الخلايا بعد 4 ساعة من طلاء الخلايا العصبية في الخلايا المطلي عالية ومنخفضة الكثافة ، على...
يصف هذا البروتوكول كيف يتم الحصول على اثنين من المنصات العصبية المتغيرة عن طريق تغيير كثافات طلاء الخلايا من الخلايا العصبية الأولية. على الرغم من أن هذا هو أسلوب بسيط، يجب تنفيذ كل خطوة بدقة لتحقيق النتائج المرجوة. وقد أبلغت طرق سابقة أخرى إما على المدى الطويل الثقافات العصبية الأولية أو...
ولا يعلن صاحبا البلاغ عن أي مصالح مالية متنافسة.
نشكر مرفق الحيوانات CSIR-IICB. G. D. شكرا ICMR، J. K. و V. G. أشكر DST إلهام، وD. M. شكرا DBT، الهند على زمالاتهم. س. غ. تتكرم بـ "الصرب" (EMR/2015/002230) الهند لتقديمها الدعم المالي.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anti-GFAP | Abcam | AB7260 | |
Anti- Nestin | Abcam | AB92391 | |
Anti-O4 | Millipore | MAB345 | |
Anti-Tau | Abcam | AB76128 | |
Anti-Tuj1 | Millipore | MAB1637 | |
B27 Serum Free Supplement | Gibco | 17504-044 | |
Cell Counter | Life technologies | Countess II FL | |
CO2 Incubator | Eppendorf | Galaxy 170 R | |
D-glucose | SDFCL | 38450-K05 | |
Ethanol | Merck Millipore | 100983 | |
Fluorescence Microscope | Olympus | IX83 Model | |
Formaldehyde | Sigma Aldrich | 47608 | |
GlutaMax-I Supplement | Gibco | 35050-061 | |
GtXMs IgG Fluor | Millipore | AP1814 | |
GtXMs IgG (H+L) | Millipore | AP124C | |
HEPES | SRL | 16826 | |
Hoechst 33258 | Calbiochem | 382061 | |
Horse Serum | HiMedia | RM10674 | |
Hydrochloric Acid | Rankem | H0100 | |
Laminar Hood | BioBase | BBS-V1800 | |
MEM Eagle’s with Earle’s BSS | Sigma Aldrich | M-2279 | |
Microscope | Dewinter | Victory Model | |
Neurobasal Medium | Gibco | 21103-049 | |
Plasticware (24 well plate, cell strainers, and low adherence plates) | BD Falcon | 353047, 352350 and 3471 | |
90 mm Petridishes | Himedia | PW001 | |
Penicillin/Streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
Poly-D-Lysine | Millipore | A.003.E | |
Potassium Chloride | Fisher Scientific | BP366-500 | |
Potassium Phosphate Monobasic | Merck | MI6M562401 | |
Sodium Chloride | Qualigem | 15918 | |
Sodium Phosphate Dibasic | Merck | MI6M562328 | |
Stereomicrosope | Dewinter | Zoomstar Model | |
Triton-X 100 | SRL | 2020130 | |
Trypan Blue Solution | Gibco | 15250-061 | |
0.25 % Trypsin-EDTA | Gibco | 25200-072 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved