A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يلعب إفراز الدماغ دورا محوريا في تطور الجهاز العصبي المركزي وعمله الطبيعي. في هذه المقالة ، نقدم بروتوكولا مفصلا لعزل إفراز الدماغ عن ثقافات شرائح الدماغ خارج الجسم الحي .
يتكون إفراز الدماغ من بروتينات إما تفرز بنشاط أو تتساقط من سطح الخلية عن طريق الانقسام المحلل للبروتين في المصفوفة خارج الخلية للجهاز العصبي. تشمل هذه البروتينات مستقبلات عامل النمو وبروتينات الغشاء ، من بين أمور أخرى ، تغطي مجموعة واسعة من الأدوار في التطور والأداء الطبيعي للجهاز العصبي المركزي. الإجراء الحالي لاستخراج الإفرازات من السائل النخاعي معقد ويستغرق وقتا طويلا ، ومن الصعب عزل هذه البروتينات عن أدمغة التجريبية. في هذه الدراسة ، نقدم بروتوكولا جديدا لعزل إفراز الدماغ عن مزارع شرائح دماغ الفأر. أولا ، تم عزل الأدمغة وتقطيعها إلى شرائح واستزراعها من الجسم الحي. ثم تم ترشيح وسط الثقافة وتركيزه لعزل البروتينات عن طريق الطرد المركزي بعد بضعة أيام. أخيرا ، تم حل البروتينات المعزولة باستخدام الرحلان الكهربائي لجل دوديسيل كبريتات الصوديوم بولي أكريلاميد (SDS-PAGE) ثم تم فحصها لاحقا لتوصيف النقاء بواسطة اللطخة الغربية. يمكن استخدام إجراء العزل هذا لإفراز الدماغ من مزارع شرائح الدماغ خارج الجسم الحي للتحقيق في تأثيرات الإفرازات على مجموعة متنوعة من أمراض النمو العصبي ، مثل اضطرابات طيف التوحد.
تتكون المصفوفة خارج الخلية للجهاز العصبي من بروتينات يتم إفرازها بنشاط أو التخلص منها من سطح الخلية ، تسمى "الإفراز". يحتوي إفراز الدماغ على بروتينات مثل مستقبلات عامل النمو وبروتينات الغشاء1 ، والتي تشمل مجموعة واسعة من الأدوار في التطور والأداء الطبيعي للجهاز العصبي المركزي. يعكس عدد كبير من البروتينات التي تفرزها الخلايا الدبقية ، بما في ذلك الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية على وجه الخصوص ، مجموعة متنوعة من الحالات الدبقية ، بما في ذلك الالتهاب العصبي في الجهاز العصبيالمركزي 2. ثبت أن إفراز البروتين له تأثيرات عصبية وسامة للأعصاب. على سبيل المثال ، تم العثور على الجينات التي تشفر neuroligin ، وهو بروتين عبر الغشاء موجود في ما بعد المشابك التي تنظم بنية ووظيفة التقاطعات المشبكية3 ، لتكون عامل خطر لاضطرابات طيف التوحد. يخضع Neuroligin لعملية تسمى التخلص من المجال الخارجي ، حيث يتم إطلاق النطاقات الخارجية للبروتينات عبر الغشاء من سطح الخلية عن طريق الانقسام من الغشاء في شكل إفرازات4،5.
يمكن اكتشاف العديد من البروتينات الموجودة في الإفراز داخل الدماغ في السائل النخاعي. وبالتالي ، يمكن أن يساعد التحليل البروتيني لهذا السائل في تحديد الآليات الفسيولوجية والمرضية الجديدة والمؤشرات الحيوية للأمراض العصبية6،7. لا تزال العديد من الوظائف الفسيولوجية لبروتينات إفرازات الدماغ غير معروفة وتتطلب مزيدا من الاستكشاف. يعد إنشاء إجراء فعال لاستخراج إفراز الدماغ أمرا بالغ الأهمية لهذه الدراسات. ومع ذلك ، فإن الإجراء الحالي لاستخراج الإفرازات من السائل النخاعي معقد ويستغرق وقتا طويلا ، ومن الصعب عزل هذه البروتينات عن أدمغة التجريبية8. في هذه المقالة ، نقدم بروتوكولا جديدا لعزل السكرتوم عن شرائح دماغ الفأر.
تحتوي شرائح الدماغ المزروعة في المختبر على نفس أنواع الخلايا وبنية الخلايا ثلاثية الأبعاد مثل أنسجة المخ ، مما يحافظ على الدوائر المشبكية الطبيعية والسليمة ، وتوزيع المستقبلات ، ونقل المرسل ، والوظائف الفسيولوجية الأخرى. يحاكي النموذج نمو الخلايا العصبية وعملها في الفئران عندما يتم وضع شرائح الدماغ في وسط استزراع مناسب لضمان نمو الخلايا المستدام وبقائها على قيد الحياة. في هذه الدراسة ، استمرت شرائح دماغ الفأر في إفراز البروتينات الإفرازية العصبية9 ، وتم تشريح الدماغ المعزول ووضعه على مرشح في ظل ظروف معقمة. تم وضع إدخالات المرشح في ألواح ذات 6 آبار تحتوي على وسط الاستزراع. بالنظر إلى أن البروتينات التي تفرزها الخلايا العصبية والخلايا الدبقية يمكن أن تخترق غشاء الإدخال ولكن ليس الخلايا ، يمكن بالتالي جمع إفراز الدماغ من وسط الثقافة الشرطية.
تصف هذه المقالة الإجراءات الأساسية ل (أنا) عزل شرائح الدماغ ، (ب) جمع شرائح الدماغ ، (3) جمع ثقافات شرائح الدماغ من الوسط الشرطي ، (4) تحليلات اللطخة الغربية ، و (5) التحليل البروتيني (الشكل 1).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تمت الموافقة على هذا البروتوكول ويتبع إرشادات رعاية التي وضعتها لجنة رعاية واستخدام بالجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا (SUSTech-JY202112006). تم استخدام الفئران البالغة من الذكور والإناث C57BL / 6J (6-8 أسابيع ، 22-30 جم) في هذه الدراسة. تم إيواء الفئران عند 22-25 درجة مئوية في دورة يومية من 12 ساعة من الضوء و 12 ساعة من الظلام ، مع إمكانية الوصول إلى الطعام والماء. يتم سرد خطوات البروتوكول على النحو التالي.
1. عزل شرائح الدماغ
2. جمع شريحة الدماغ
3. مجموعة من ثقافة شريحة الدماغ الوسط المشروط (سم)
4. تحليلات اللطخة الغربية
5. تحليل البروتينات
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
لتحديد إفراز البروتينات خارج الخلية في شرائح الدماغ ، قمنا بفحص تركيزات البروتين لعينات شريحة الدماغ وعينات الوسط المكيفة من خلال تجارب فحص BCA. تحتوي عينات شرائح الدماغ والعينات المتوسطة المكيفة على تركيزات عالية من البروتين (الجدول 1 والشكل 2
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
يشير إفراز الدماغ إلى مجموعة جزيئات الإشارات ، والمعروفة باسم منتجات الإفراز العصبي أو الببتيد العصبي ، والتي يتم إطلاقها بواسطة الخلايا العصبية أو الخلايا الدبقية في البيئة خارج الخلية. يحمل إفراز الدماغ وظائف حاسمة في العديد من العمليات البيولوجية والفسيولوجية في ا?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
يذكر أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم أي تضارب في المصالح.
تم دعم هذا البحث من قبل مركز شنتشن للبحوث السريرية للاضطرابات العقلية (20210617155253001) ، وصندوق شنتشن للتخصصات السريرية عالية المستوى في مقاطعة قوانغدونغ (SZGSPO13) ، ولجنة الابتكار في العلوم والتكنولوجيا في شنتشن (JCYJ20200109150700942) ، وبرنامج البحث والتطوير في المنطقة الرئيسية لمقاطعة قوانغ دونغ (2019B030335001) ، وصندوق بناء الانضباط الطبي الرئيسي في شنتشن (SZXK042) نحن ممتنون للمساعدة من مختبر مقاطعة قوانغدونغ الرئيسي المواد الحيوية المتقدمة.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.22 μm Non-Sterile Millex Syringe Filters with PES Membrane | Millipore | SLGPR33RB | |
1,4-Dithio-DL-threitol (DTT) | Merck (Sigma Aldrich) | DTT-RO | |
6-well plates | CORNING | 3516 | |
Actin antibody | Cell Signaling Technology | #3700 | |
APP Antibody | Cell Signaling Technology | 2452 | |
BioRad Mini-Protean TGX precast gels | BioRad | #1610185 | |
Bovine serum albumin (BSA) | Merck (Sigma Aldrich) | 10735094001 | |
Bromophenol Blue | Merck (Sigma Aldrich) | B0126 | |
Brush pen | Deli | 1.00008E+11 | |
CaCl2 | Merck (Sigma Aldrich) | C1016 | |
CF3COOH | Merck (Sigma Aldrich) | 302031 | |
CH3CN | Merck (Sigma Aldrich) | 34851 | |
Clusterin antibody | Cell Signaling Technology | #42143 | |
D-Glucose | Merck (Sigma Aldrich) | G8270 | |
Easy-nLC1200 | Thermo Fisher Scientific | Easy-nLC1200 | |
Filter paper | ROHU | ROHU-DLLZ00105 | |
GAPDH antibody | Cell Signaling Technology | # 5174S | |
Glycerol | Merck (Sigma Aldrich) | G5516-100ML | |
Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS) | Invitrogen (Gibco) | 14175095 | |
Human/Rat NLGN2 Antibody | R&D Systems | AF5645 | |
ICH2CONH2 | Merck (Sigma Aldrich) | I6125 | |
Immun-Blot PVDF membranes | BIO-RAD | #1620177 | |
KCl | Merck (Sigma Aldrich) | P3911 | |
L-Ascorbic Acid | Merck (Sigma Aldrich) | A92902 | |
Map2 antibody | Cell Signaling Technology | # 4542S | |
MgSO4 | Merck (Sigma Aldrich) | M7506 | |
m-IgGκ BP-HRP | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-516102 | |
Millicell-CM 0.4 μm | Millipore | PIHP03050 | |
Millipore AmiconUltra-0.5ML | Millipore | UFC5010 | |
mouse anti-rabbit IgG-HRP | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-2357 | |
NaH2PO4 | Merck (Sigma Aldrich) | S0751 | |
NaHCO3 | Merck (Sigma Aldrich) | S5761 | |
NH4HCO3 | Merck (Sigma Aldrich) | A6141 | |
Parenzyme | Thermo Fisher Scientific | R001100 | |
Penicillin-Streptomycin Solution(P/S) | Invitrogen (Gibco) | 15070063 | |
Pierce BCA Protein Assay Kit | Thermo Fisher Scientific | 23225 | |
QEactive | Thermo Fisher Scientific | IQLAAEGAAPFALGMAZR | |
Rabbit Anti-Goat IgG (H&L)-HRP Conjugated | Easybio | BE0103-100 | |
Razor blade | BFYING EAGLE | HX-L146-1H | |
Sodium chloride NaCl | Merck (Sigma Aldrich) | S6150 | |
Sodium dodecylsulfate (SDS) | Merck (Sigma Aldrich) | V900859 | |
Sodium Pyruvate | Merck (Sigma Aldrich) | P2256 | |
SpeedVac SRF110 Refrigerated Vacuum Concentrator (German) | Thermo Fisher Scientific | SRF110P2-115 | |
Sucrose | Merck (Sigma Aldrich) | G8270 | |
Tissue grinder | SCIENTZ | SCIENTZ-48 | |
Tris (Hydroxymethyl) | Merck (Sigma Aldrich) | TRIS-RO | |
TritonX-100 | Merck (Sigma Aldrich) | T8787 | |
Tween-20 | Merck (Sigma Aldrich) | P1379 | |
Vibratory slicer | Leica | Leica VT 1000S |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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