A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
الخلايا النجمية هي خلايا معقدة من الناحية الشكلية، وتتمثل في عملياتها المتعددة وأراضيها الكثيفة. لتحليل مورفولوجيا تفصيلا، ونحن نقدم بروتوكول موثوق بها لأداء الأيونتوبهوريس الأصفر داخل الخلايا في الأنسجة الثابتة طفيفة.
الخلايا النجمية هي مكونات أساسية للدوائر العصبية. أنها البلاط الجهاز العصبي المركزي بأكمله (CNS) وتشارك في مجموعة متنوعة من الوظائف, التي تشمل إزالة الناقل العصبي, تنظيم أيون, تعديل متشابك, دعم التمثيل الغذائي للخلايا العصبية, وتنظيم تدفق الدم. الخلايا النجمية هي خلايا معقدة تحتوي على سوما، والعديد من الفروع الرئيسية، والعديد من العمليات الدقيقة التي تتصل بالعناصر الخلوية المتنوعة داخل neuropil. من أجل تقييم مورفولوجيا الخلايا النجمية ، من الضروري أن يكون لديك طريقة موثوقة واستنساخ لتصور بنيتها. نحن الإبلاغ عن بروتوكول موثوق به لأداء الأيونتوبهوريس داخل الخلايا من الخلايا النجمية باستخدام الفلورسنت لوسيفر الأصفر (LY) صبغ في أنسجة الدماغ ثابتة طفيفة من الفئران الكبار. هذه الطريقة لديها العديد من الميزات التي هي مفيدة لوصف مورفولوجيا الخلايا النجمية. وهو يسمح بإعادة بناء الخلايا النجمية الفردية ثلاثية الأبعاد، وهو أمر مفيد لإجراء تحليلات مورفولوجية على جوانب مختلفة من هيكلها. الكيمياء المناعية جنبا إلى جنب مع الأيونتوبهوريسيسي LY يمكن أيضا أن تستخدم لفهم تفاعل الخلايا النجمية مع مكونات مختلفة من الجهاز العصبي وتقييم التعبير عن البروتينات داخل الخلايا النجمية المسمى. ويمكن تنفيذ هذا البروتوكول في مجموعة متنوعة من نماذج الماوس من اضطرابات الجهاز العصبي المركزي لفحص دقيق مورفولوجيا الخلايا النجمية مع الفحص المجهري الخفيف. يوفر داء الأيونتوبهوريس لي نهجا تجريبيا لتقييم بنية الخلايا النجمية، وخاصة في سياق الإصابة أو المرض حيث يقترح أن تخضع هذه الخلايا لتغيرات مورفولوجية كبيرة.
الخلايا النجمية هي الخلايا الغليفية الأكثر وفرة في الجهاز العصبي المركزي (CNS). أنها تلعب أدوارا في التوازن أيون, تنظيم تدفق الدم, تشكيل متشابك، فضلا عن القضاء, والناقل العصبي التناول1. وينعكس مجموعة واسعة من وظائف الخلايا النجمية في بنيتها المورفولوجية المعقدة2،3. تحتوي الخلايا النجمية على العديد من الفروع الأولية والثانوية التي تنقسم إلى الآلاف من الفروع الدقيقة والمنشورات التي تتفاعل مباشرة مع نقاط الاشتباك العصبي، dendrites، المحاور، الأوعية الدموية، وغيرها من الخلايا الدبقية. يختلف مورفولوجيا الخلايا النجمية عبر مناطق الدماغ المختلفة، والتي قد تلمح إلى قدرتها على أداء وظائفها بشكل تفاضلي في الدوائر العصبية4. وعلاوة على ذلك، من المعروف أن الخلايا النجمية لتغيير مورفولوجيا أثناء التنمية، وخلال الظروف الفسيولوجية، وفي حالات المرض متعددة3،5،6.
هناك حاجة إلى طريقة متسقة، قابلة للاستنساخ لحل بدقة تعقيد مورفولوجيا الخلايا النجمية. تقليديا، وقد استخدمت الكيمياء المناعية لتصور الخلايا النجمية مع استخدام علامات البروتين الغنية بالخلايا النجمية أو astrocyte محددة. ومع ذلك، تكشف هذه الطرق عن نمط التعبير البروتين بدلاً من بنية الخلايا النجمية. علامات شائعة الاستخدام، مثل البروتين الحمضي الفيبريلي الغليفي (GFAP) وS100 بروتين الكالسيوم ملزمة β (S100β)، لا تعبر في حجم الخلية بأكمله، وبالتالي لا تحل مورفولوجيا كاملة7. يمكن للنهج الوراثية للتعبير عن البروتينات الفلورية في كل مكان في الخلايا النجمية (الحقن الفيروسية أو خطوط مراسل الماوس المعدلة وراثيا) تحديد الفروع الدقيقة والأراضي عموما. ومع ذلك، فمن الصعب التمييز بين الخلايا النجمية الفردية، والتحليلات قد تكون متحيزة من قبل السكان astrocyte المستهدفة من قبل المروج محددة8. وقد استخدم المقطع التسلسلي مجهري الإلكترون للكشف عن صورة مفصلة للتفاعلات من عمليات الخلايا النجمية مع نقاط الاشتباك العصبي. بسبب الآلاف من عمليات الخلايا النجمية الاتصال نقاط الاشتباك العصبي، فإنه من غير الممكن حاليا لإعادة بناء خلية كاملة مع هذه التقنية9، على الرغم من أن هذا من المتوقع أن تتغير مع استخدام نهج التعلم الآلي لتحليل البيانات.
في هذا التقرير، نركز على إجراء لتوصيف الخلايا النجمية للماوس باستخدام أيونتوبهوريس داخل الخلايا مع صبغة لوسيفر الصفراء (LY)، وذلك باستخدام أشعة الطبقة CA1 كمثال. ويستند الأسلوب على العمل السابق الرائد من قبل اريك Bushong ومارك Ellisman10،11. يتم تحديد الخلايا النجمية من شرائح الدماغ ثابتة بخفة من خلال شكل هاسيما مميزة ومليئة LY. ثم يتم تصوير الخلايا مع الفحص المجهري البؤري. نبين كيف يمكن استخدام الأيونوفوريسيس LY لإعادة بناء الخلايا النجمية الفردية وإجراء تحليلات مورفولوجية مفصلة لعملياتها وأراضيها. أيضا، يمكن تطبيق هذه الطريقة جنبا إلى جنب مع الكيمياء المناعية لتحديد العلاقات المكانية والتفاعلات بين الخلايا النجمية والخلايا العصبية، والخلايا الدبقية الأخرى، والأوعية الدموية في الدماغ. ونحن نعتبر LY iontophoresis لتكون أداة مناسبة جدا لتحليل مورفولوجيا في مناطق الدماغ المختلفة ونماذج الماوس من الظروف الصحية أو المرض7،12،13.
أجريت التجارب الحيوانية في هذه الدراسة وفقا للمعهد الوطني للصحة دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية ووافقت عليها لجنة البحوث الحيوانية المستشار في جامعة كاليفورنيا، لوس انجليس. استخدمت الفئران البالغة (6-8 أسابيع) من الجنس المختلط في جميع التجارب.
1. إعداد الحلول
2. الماوس عبر التسريب وتشريح الدماغ
3. إعداد شريحة
4. إعداد القطب الكهربائي
5. ملء الخلايا النجمية مع الأيونة
6. تلطيخ مع الكيمياء المناعية (اختياري)
البيانات الواردة في هذه الدراسة هي من 7-12 خلية من 4 فئران في كل تجربة. ويُبلَّغ عن متوسط البيانات في أفرقة الأرقام حسب الاقتضاء.
لتقييم مورفولوجيا الخلايا النجمية، قمنا بإجراء تيونات الخلايا باستخدام صبغLY لملء الخلايا النجمية في الطبقة CA1 رادياتوم، والتي يتم تلخيصها في
الطريقة المبينة في هذه الورقة تصف طريقة لتصور مورفولوجيا الخلايا النجمية باستخدام الأيونتوبهوريس داخل الخلايا من صبغ LY في شرائح الدماغ ثابتة قليلا. هناك العديد من العوامل الحاسمة التي تم تسليط الضوء عليها في هذا البروتوكول التي تسهم في نجاح LY الأيونتوبهوريسوإعادحي المورفولوجية للخلايا...
وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
ويشكر أصحاب البلاغ السيدة سوتو والدكتور يو والدكتور أوكتو على التوجيه وكذلك على التعليقات على النص. هذا العمل معتمد من قبل NS060677.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10% Buffered Formalin Phosphate | Fisher | SF 100-20 | An identical alternative can be used |
Acrodisc Syringe Filters with Supor Membrane | Pall | 4692 | An identical alternative can be used |
Ag/AgCl ground pellet | WPI | EP2 | A similar alternative can be used |
Alexa Fluor 546 goat anti-chicken IgG (H+L) | Thermo Scientific | A-11040 | A similar alternative can be used |
Alexa Fluor 647 goat anti-rabbit IgG (H+L) | Thermo Scientific | A27040 | A similar alternative can be used |
Anti Aquaporin-4 antibody | Novus Biologicals | NBP1-87679 | A similar alternative can be used |
Anti GFAP antibody | Abcam | ab4674 | A similar alternative can be used |
Borosilicate glass pipettes with filament | World precision instruments | 1B150F-4 | |
C57BL/6NTac mice | Taconic Stock | B6 | A similar alternative can be used |
Calcium Chloride | Sigma | 21108 | An identical alternative can be used |
Confocal laser-scanning microscope | Olympus | FV1000MPE | A similar alternative can be used |
D-glucose | Sigma | G7528 | An identical alternative can be used |
Disodium Phosphate | Sigma | 255793 | An identical alternative can be used |
Electrode puller- Model P-97 | Sutter | P-97 | A similar alternative can be used |
Fluoromount-G | Southern Biotech | 0100-01 | An identical alternative can be used |
Heparin sodium injection (1,000 USP per mL) | Sagent Pharmaceuticals | 400-10 | An identical alternative can be used |
Imaris software (Version 7.6.5) | Bitplane Inc. | A similar alternative can be used | |
Isofluorane | Henry Schein Animal Health | 29404 | An identical alternative can be used |
Lidocaine Hydrochloride Injectable (2%) | Clipper | 1050035 | An identical alternative can be used |
Lucifer Yellow CH dilithium salt | Sigma | L0259 | |
Lucifer Yellow CH dipotassium salt | Sigma | L0144 | |
Magnesium Chloride | Sigma | M8266 | An identical alternative can be used |
Microscope Cover Glass | Thermo Scientific | 24X60-1 | An identical alternative can be used |
Microscope Slides | Fisher | 12-544-2 | An identical alternative can be used |
Normal Goat Serum | Vector Laboratories | S-1000 | An identical alternative can be used |
Objective lens (40x) | Olympus | LUMPLFLN 40XW | A similar alternative can be used |
Objective lens (60x) | Olympus | PlanAPO 60X | A similar alternative can be used |
PBS tablets, 100 mL | VWR | VWRVE404 | An identical alternative can be used |
Pipette micromanipulator- Model ROE-200 | Sutter | MP-285 / ROE-200 / MPC-200 | A similar alternative can be used |
Potassium Chloride | Sigma | P3911 | An identical alternative can be used |
Sodium Bicarbonate | Sigma | S5761 | An identical alternative can be used |
Sodium Chloride | Sigma | S5886 | An identical alternative can be used |
Stimulator- Model Omnical 2010 | World precision instruments | Omnical 2010 | A similar alternative can be used |
Triton X 100 | Sigma | T8787 | An identical alternative can be used |
Vibratome- Model #3000 | Pelco | 100-S | A similar alternative can be used |
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