This work is supported by the National Institute for Health Research, Academy of Medical Sciences and the British Society for Surgery of the Hand. We also gratefully acknowledge the continuing supply of GGF-2 from Acorda Therapeutics, USA. The authors would finally like to acknowledge Prof. Giorgio Terenghi for his valuable support and guidance in our group over the past years that led to the development and optimization of this protocol.

<ol>
	<li>Wiberg, M., Terenghi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Will+it+be+possible+to+produce+peripheral+nerves.">Will it be possible to produce peripheral nerves.</a> Surg Technol Int. 11, 303-310 (2003).</li><li>Terzis, J. K., Sun, D. D., Thanos, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+and+basic+science+review:+past,+present,+and+future+of+nerve+repair.">Historical and basic science review: past, present, and future of nerve repair.</a> J Reconstr Microsurg. 13 (3), 215-225 (1997).</li><li>Bruyns, C. N., Jaquet, J. B., Schreuders, T. A., Kalmijn, S., Kuypers, P. D., Hovius, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictors+for+return+to+work+in+patients+with+median+and+ulnar+nerve+injuries.">Predictors for return to work in patients with median and ulnar nerve injuries.</a> J Hand Surg Am. 28 (1), 28-34 (2003).</li><li>Geuna, S., Raimondo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+3:+Histology+of+the+peripheral+nerve+and+changes+occurring+during+nerve+regeneration.">Chapter 3: Histology of the peripheral nerve and changes occurring during nerve regeneration.</a> Int Rev Neurobiol. 87 (09), 27-46 (2009).</li><li>Kingham, P. J., Kalbermatten, D. F., Mahay, D., Armstrong, S. J., Wiberg, M., Terenghi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-derived+stem+cells+differentiate+into+a+Schwann+cell+phenotype+and+promote+neurite+outgrowth+in+vitro.">Adipose-derived stem cells differentiate into a Schwann cell phenotype and promote neurite outgrowth in vitro.</a> Exp Neurol. 207 (2), 267-274 (2007).</li><li>Stoll, G., Jander, S., Myers, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degeneration+and+regeneration+of+the+peripheral+nervous+system:+From+Augustus+Waller&#8217;s+observations+to+neuroinflammation.">Degeneration and regeneration of the peripheral nervous system: From Augustus Waller&#8217;s observations to neuroinflammation.</a> J Peripher Nerv Syst. 7 (1), 13-27 (2002).</li><li>Schmidt, C. E., Leach, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+tissue+engineering:+strategies+for+repair+and+regeneration.">Neural tissue engineering: strategies for repair and regeneration.</a> Annu Rev Biomed Eng. 5, 293-347 (2003).</li><li>Johnson, E. O., Zoubos, A. B., Soucacos, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+and+repair+of+peripheral+nerves.">Regeneration and repair of peripheral nerves.</a> Injury. 36S (4), S24-S29 (2005).</li><li>Liu, R., Lin, G., Xu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+efficient+method+for+dorsal+root+ganglia+neurons+purification+with+a+one-time+anti-mitotic+reagent+treatment.">An efficient method for dorsal root ganglia neurons purification with a one-time anti-mitotic reagent treatment.</a> PloS One. 8 (4), e60558 (2013).</li><li>Stettner, M., Wolffram, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+reliable+in+vitro+model+for+studying+peripheral+nerve+myelination+in+mouse.">A reliable in vitro model for studying peripheral nerve myelination in mouse.</a> J Neurosci Meth. 214 (1), 69-79 (2013).</li><li>Kingham, P. J., Mantovani, C., Terenghi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+and+neuron+co-cultures+for+the+study+of+nerve+regeneration.">Stem cell and neuron co-cultures for the study of nerve regeneration.</a> Method Mol Biol. 695, 115-127 (2011).</li><li>Nissinen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myelination+in+mouse+dorsal+root+ganglion/Schwann+cell+cocultures.">Myelination in mouse dorsal root ganglion/Schwann cell cocultures.</a> Mol Cell Neurosci. 37 (3), 568-578 (2008).</li><li>Daud, M. F. B., Pawar, K. C., Claeyssens, F., Ryan, A. J., Haycock, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+aligned+3D+neuronal-glial+co-culture+model+for+peripheral+nerve+studies.">An aligned 3D neuronal-glial co-culture model for peripheral nerve studies.</a> Biomaterials. 33 (25), 5901-5913 (2012).</li><li>Lewallen, K. a., Aa Shen, Y. -., De la Torre, A. R., Ng, B. K., Meijer, D., Chan, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+role+of+the+cadherin/catenin+complex+at+the+Schwann+cell-axon+interface+and+in+the+initiation+of+myelination.">Assessing the role of the cadherin/catenin complex at the Schwann cell-axon interface and in the initiation of myelination.</a> J Neurosci. 31 (8), 3032-3043 (2011).</li><li>Evans, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+to+nerve+regeneration.">Challenges to nerve regeneration.</a> Semin Surg Oncol. 19 (3), 312-318 (2000).</li><li>Webber, C., Zochodne, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+nerve+regenerative+microenvironment:+early+behavior+and+partnership+of+axons+and+Schwann+cells.">The nerve regenerative microenvironment: early behavior and partnership of axons and Schwann cells.</a> Exp Neurol. 223 (1), 51-59 (2010).</li><li>Tobita, M., Orbay, H., Mizuno, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-derived+stem+cells:+current+findings+and+future+persperctives.">Adipose-derived stem cells: current findings and future persperctives.</a> Discov Med. 11 (57), 160-170 (2011).</li><li>Faroni, A., Terenghi, G., Reid, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-derived+stem+cells+and+nerve+regeneration:+promises+and+pitfalls.">Adipose-derived stem cells and nerve regeneration: promises and pitfalls.</a> Int Rev Neurobiol. 108, 121-136 (2013).</li><li>Strem, B. M., Hicok, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multipotential+differentiation+of+adipose+tissue-derived+stem+cells.">Multipotential differentiation of adipose tissue-derived stem cells.</a> Keio J Med. 54 (3), 132-141 (2005).</li><li>Xu, Y., Liu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myelin-forming+ability+of+Schwann+cell-like+cells+induced+from+rat+adipose-derived+stem+cells+in+vitro.">Myelin-forming ability of Schwann cell-like cells induced from rat adipose-derived stem cells in vitro.</a> Brain Res. 1239, 49-55 (2008).</li><li>Tomita, K., Madura, T., Sakai, Y., Yano, K., Terenghi, G., Hosokawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glial+differentiation+of+human+adipose-derived+stem+cells:+implications+for+cell-based+transplantation+therapy.">Glial differentiation of human adipose-derived stem cells: implications for cell-based transplantation therapy.</a> Neuroscience. 236, 55-65 (2013).</li><li>Clauser, L., Tieghi, R., Palmieri, A., Carinci, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-derived+stem+cells+secrete+neurotrophic+factors.">Adipose-derived stem cells secrete neurotrophic factors.</a> Annals of Oral and Maxillofacial Surgery. 1 (2), 1-5 (2013).</li><li>Di Summa, P. G., Kingham, P. J., Raffoul, W., Wiberg, M., Terenghi, G., Kalbermatten, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-derived+stem+cells+enhance+peripheral+nerve+regeneration.">Adipose-derived stem cells enhance peripheral nerve regeneration.</a> Journal of Plastic, Reconstructive &amp; Aesthetic Surgery. 63 (9), 1544-1552 (2010).</li><li>Di Summa, P. G., Kalbermatten, D. F., Pralong, E., Raffoul, W., Kingham, P. J., Terenghi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+in+vivo+regeneration+of+peripheral+nerves+through+bioengineered+nerve+grafts.">Long-term in vivo regeneration of peripheral nerves through bioengineered nerve grafts.</a> Neuroscience. 181, 278-291 (2011).</li><li>Sun, F., Zhou, K., Mi, W., Qiu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+use+of+decellularized+allogeneic+artery+conduits+with+autologous+transdifferentiated+adipose-derived+stem+cells+for+facial+nerve+regeneration+in+rats.">Combined use of decellularized allogeneic artery conduits with autologous transdifferentiated adipose-derived stem cells for facial nerve regeneration in rats.</a> Biomaterials. 32 (32), 8118-8128 (2011).</li><li>Zhang, Y., Luo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+nerve+graft+constructed+with+xenogeneic+acellular+nerve+matrix+and+autologous+adipose-derived+mesenchymal+stem+cells.">A nerve graft constructed with xenogeneic acellular nerve matrix and autologous adipose-derived mesenchymal stem cells.</a> Biomaterials. 31 (20), 5312-5324 (2010).</li><li>Gomillion, C. T., Burg, K. J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cells+and+adipose+tissue+engineering.">Stem cells and adipose tissue engineering.</a> Biomaterials. 27 (36), 6052-6063 (2006).</li><li>Bottenstein, J. E., Sato, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+a+rat+neuroblastoma+cell+line+in+serum-free+supplemented+medium.">Growth of a rat neuroblastoma cell line in serum-free supplemented medium.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 76 (1), 514-517 (1979).</li><li>Mantovani, C., Raimondo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological,+molecular+and+functional+differences+of+adult+bone+marrow-+and+adipose-derived+stem+cells+isolated+from+rats+of+different+ages.">Morphological, molecular and functional differences of adult bone marrow- and adipose-derived stem cells isolated from rats of different ages.</a> Exp Cell Res. 318 (16), 2034-2048 (2012).</li><li>Luca, A. C., Faroni, A., Downes, S., Terenghi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiated+adipose-derived+stem+cells+act+synergistically+with+RGD-modi+fi+ed+surfaces+to+improve+neurite+outgrowth+in+a+co-culture+model.">Differentiated adipose-derived stem cells act synergistically with RGD-modi fi ed surfaces to improve neurite outgrowth in a co-culture model.</a> J Tissue Eng Regen Med. , (2013).</li><li>Summa, P. G., Kalbermatten, D., Raffoul, W., Terenghi, G., Kingham, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+Matrix+Molecules+Enhance+the+Neurotrophic+Effect+of+Schwann+Cell-Like+Differentiated.">Extracellular Matrix Molecules Enhance the Neurotrophic Effect of Schwann Cell-Like Differentiated.</a> Tissue Eng. 19 (3-4), 368-379 (2013).</li><li>Fudge, N. J., Mearow, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+matrix-associated+gene+expression+in+adult+sensory+neuron+populations+cultured+on+a+laminin+substrate.">Extracellular matrix-associated gene expression in adult sensory neuron populations cultured on a laminin substrate.</a> BMC Neurosci. 14 (15), 1-19 (2013).</li><li>Stabenfeldt, S. E., LaPlaca, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variations+in+rigidity+and+ligand+density+influence+neuronal+response+in+methylcellulose-laminin+hydrogels.">Variations in rigidity and ligand density influence neuronal response in methylcellulose-laminin hydrogels.</a> Acta Biomater. 7 (12), 4102-4108 (2011).</li><li>Terenghi, G., Wiberg, M., Kingham, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+21:+Use+of+stem+cells+for+improving+nerve+regeneration.">Chapter 21: Use of stem cells for improving nerve regeneration.</a> Inl Revi Neurobiol. 87 (09), 393-403 (2009).</li><li>Richardson, J. a., Rementer, C. W., Bruder, J. M., Hoffman-Kim, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidance+of+dorsal+root+ganglion+neurites+and+Schwann+cells+by+isolated+Schwann+cell+topography+on+poly(dimethyl+siloxane)+conduits+and+films.">Guidance of dorsal root ganglion neurites and Schwann cells by isolated Schwann cell topography on poly(dimethyl siloxane) conduits and films.</a> J Neural Eng. 8 (4), 046015 (2011).</li><li>Seggio, a. M., Narayanaswamy, A., Roysam, B., Thompson, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-aligned+Schwann+cell+monolayers+demonstrate+an+inherent+ability+to+direct+neurite+outgrowth.">Self-aligned Schwann cell monolayers demonstrate an inherent ability to direct neurite outgrowth.</a> J Neural Eng. 7 (4), 046001 (2010).</li><li>Xu, F. J., Wang, Z. H., Yang, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+functionalization+of+polycaprolactone+films+via+surface-initiated+atom+transfer+radical+polymerization+for+covalently+coupling+cell-adhesive+biomolecules.">Surface functionalization of polycaprolactone films via surface-initiated atom transfer radical polymerization for covalently coupling cell-adhesive biomolecules.</a> Biomaterials. 31 (12), 3139-3147 (2010).</li><li>Armstrong, S. J., Wiberg, M., Terenghi, G., Kingham, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ECM+molecules+mediate+both+Schwann+cell+proliferation+and+activation+to+enhance+neurite+outgrowth.">ECM molecules mediate both Schwann cell proliferation and activation to enhance neurite outgrowth.</a> Tissue Eng. 13 (12), 2863-2870 (2007).</li></ol>

The authors confirm that there are no conflicts of interest associated with this publication.

وكثيرا ما تستخدم الخلايا العصبية DRG بين الخلايا العصبية للثقافة الأولية لدراسة تجديد الخلايا العصبية بعد axotomy في الجسم الحي. هنا يرد بروتوكول دقيقة لDRG الحصاد من الفئران الكبار، تهدف إلى الحد من عدد السكان من الخلايا الأقمار الصناعية في البيئة المحيطة دون المساومة على بقاء الخلايا العصبية. كما ASC متباينة في النمط الظاهري مثل SC هي بديل صالح لSC لعلاجات الخلايا، كما وصف أحد ASC / DRG نظام المشاركة في ثقافة تشبه SC بالتفصيل. ومن المعروف على نطاق واسع أن laminin (أو تسلسل الببتيد laminin المشتقة) يكون لها تأثير مفيد على بقاء الخلايا العصبية وتشكيل محوار 31-33. ولذلك عند تنفيذ الثقافات الخلايا العصبية DRG ينصح لمعطف من قبل كل الركيزة مع laminin من أجل تجنب أي خسارة في الأداء الوظيفي للخلايا العصبية. ينطبق عليها مفهوم الطلاء laminin أيضا إلى ركائز بيولوجية لتصميميبني هندسة الأنسجة، مثل بولي - caprolactone (PCL) كثيرا ما تستخدم لتصنيع خطوط الأنابيب العصبية 30. أيضا، تظاهر الأعمال السابقة التي المصفوفات الفيبرين هي المواد المناسبة للثقافات العصبية في ثلاثة أبعاد 11. بالإضافة إلى البروتين والطلاء، وشارك في نماذج من الثقافة توفر الظروف ثمينة للبقاء DRG الخلايا العصبية وبيئة مناسبة لدراسة التفاعلات التي تحدث بين الخلايا العصبية وSC في الجهاز العصبي المحيطي التالية الإصابة. ويمكن أيضا أن خلايا زرعها في الجسم الحي باستخدام الأجهزة العصبية من أجل اختصار الوقت تجنيد خلايا ذاتي في موقع الإصابة. هذا مهم بشكل خاص في إصابات خطيرة، والتي يمكن أن تؤدي إلى الشيخوخة خلية / الموت وضمور العضلات. على الرغم من أن SC هي الخلايا الدبقية أهم المشاركين في عملية تجديد الطرفية العصبية وتكون الميالين، توافرها محدود ومعدل انتشار بطيء بهم يجعلها غير صالحةلتطبيقات هندسة الأنسجة (34). ASC هي بديل صالح بسبب وفرة وقدرتها على التمايز إلى النمط الظاهري للSC، معربا عن علامات الدبقية محددة وإظهار أوجه التشابه وظيفية لالأصلي SC 19. ASC هي أيضا قادرة على انتاج البروتينات ونمو العوامل 5 التي يمكن أن تكون مفيدة لتكوين وتمديد neurites التي كتبها الخلايا العصبية DRG في نظام المشاركة في الثقافة. ومع ذلك، يمكن تعيين نظامين مختلفين ثقافة مشتركة على النحو ظيفة احتياجات التجريبية. الطريقة المقترحة في هذه الورقة هو نسخة منقحة من بروتوكول راسخة في مختبرنا 11 وأنها تنطوي على اتصال مباشر بين أنواع الخلايا اثنين (شارك في ثقافة مباشرة)، والتي هي نوع من الخلايا المصنف الثاني (الخلايا العصبية DRG) في الجزء العلوي من الآخرين (مثل SC ASC). ويستند هذا النهج على النتائج السابقة التي أظهرت أهمية وجود طبقة الخلايا الدبقية على الركيزة عندما البذر الثقافات العصبية 35 <sup&gt; - 37. ومن المرجح بسبب التفاعلات خلية خلية من خلال integrins DRG والجزيئات ECM المودعة من ASC والعظة أخرى على سطح الخلايا الجذعية هذا التأثير. ولوحظ أيضا أن خفض البروتين في الدم على المدى المتوسط ​​خفض انتشار تلويث الخلايا الأقمار الصناعية التي يمكن أن تجنيها من تفكك الخلايا العصبية DRG، دون التأثير على وظائف ASC. ومع ذلك، الخلايا الأقمار الصناعية، بما في ذلك عدد صغير من السكان SC، من الصعب القضاء نهائيا من الثقافات من الخلايا العصبية DRG وعدد قليل من الخلايا المتبقية ستكون أيضا موجودة في نظام المشاركة في الثقافة. ولذلك فمن المهم أن نلاحظ أن هؤلاء السكان الفرعي صغير يمكن أن يشارك أيضا في العمليات تكون الميالين خلال الدراسات في المختبر، إذ يشير إلى الخلايا ذاتي التي تكون موجودة في الجسم الحي بعد الاصابة. النهج الثاني (وليس المقدمة هنا) ينطوي على استخدام إدراج ثقافة الخلية، تجنب الاتصال المباشر بين اثنين من أنواع مختلفة من الخلايا (غير المباشرة المشارك الثقافة). Howevإيه، فإنه ليس ممثل الأوضاع في الجسم الحي خلال تجديد الأعصاب (خفض قدرة الخلايا العصبية لتطوير neurites التي طويلة)، ولكن يتم استخدامه لدراسة تأثير العوامل إنتشاري صدر في المتوسط ​​من السكان خلية معينة على 38 آخرين .

إصابات الأعصاب الطرفية شائعة مع ما يقرب من 9،000 حالة في المملكة المتحدة التي تحدث كل عام في الغالب الشباب والسكان 1 العامل. وعلى الرغم من تقنيات إصلاح العصبية المجهرية، واستعادة وظيفة طبيعية مستحيلة التحقيق مع ما يترتب على ضعف الإحساس جهة، وانخفاض وظيفة الحركة وآلام متكررة والتعصب الباردة 2. مثل هذه الإصابات يكون لها تأثير عميق ودائم على المريض وقدرتها على أداء أنشطة الحياة اليومية، مع أقل من 60٪ العودة إلى العمل 3. بعد الإصابة، النمط الظاهري ومورفولوجيا الخلايا العصبية وخلايا شوان (SC) التغيير من أجل خلق بيئة مناسبة للسماح للتنتشر محور عصبي. في حالة transection، وينقسم العصب إلى الداني والقاصي جذوعها. الجدعة الداني كونها نقطة من عملية التجدد التي تجري، في حين أن الجدعة البعيدة يخضع ولري انحطاط فتقوم SC فصلمن محاور عصبية المصاب، دي يفرق وتتكاثر. وهذا أمر أساسي من أجل إزالة الحطام الميلين وإعداد الجدعة البعيدة عن العصبية إعادة الجيل 4،5. ويدعم أكسون تنتشر عن طريق إنتاج العوامل وكيموكينات عصبية الصادرة عن SC في الجدعة البعيدة، وتسترشد الصفيحة القاعدية تركت وراءها التالية انحطاط ولري 6،7. SC محاذاة إلى جانب محور عصبي تجديد تشكيل عصابات من Büngner، التي تساعد على نمو محور عصبي تجاه الجهاز المستهدف، والحد من المتفرعة خارج الأنبوب غمد الليف العصبي. وبعد عودة التعصيب، SC تشكيل غمد المايلين جديد التفاف المحاور مجدد، ولكن فقط استعادة الوظيفة الحسية والحركية جزئيا 8. العقد الجذرية الظهرية (DRG) والهياكل الموجودة في الثقب فقرات العمود الفقري، التي تحتوي على الخلايا العصبية الحسية التعصيب الأجهزة الطرفية. عندما ينفصل، ويمكن استخدامها بوصفها مناسبة في المختبر وزارة الدفاعشرم لدراسة العصبية تجديد 9-11، بما في ذلك التحقيقات في تشكيل المايلين. على وجه الخصوص، الخلايا العصبية DRG الكبار تحاكي خصائص في الجسم الحي من هذه الخلايا وتوفر أداة هائلة لدراسة استراتيجيات جديدة لإصلاح الأعصاب الطرفية في هندسة الأنسجة. شارك في الثقافات تمثل النظام الديناميكي الذي يحاكي في المختبر التفاعل بين اثنين (أو أكثر) أنواع الخلايا في بيئة خاصة في الجسم الحي. واحدة من المزايا من هذه النماذج خلية ثقافة مشتركة هي المرونة والتحكم العالية التي يمكن أن تمارس على البيئة خارج الخلية. وقد استخدمت الخلايا العصبية DRG في كثير من الأحيان في النظم شارك في الثقافة مع SC لمحاكاة التفاعلات الفعلية التي تحدث بين أنواع الخلايا اثنين في الجهاز العصبي المحيطي 10،12 - 14. وقد تبين أن SC تفرز المصفوفة خارج الخلية (ECM) البروتينات وعوامل النمو التي يمكن بشكل ملحوظ تحسينقدرة الخلايا العصبية DRG من أجل البقاء وتنبت neurites التي 15،16. ومع ذلك، SC تتطلب فترات طويلة من الزمن لتتكاثر وعلى الرغم من التقدم في تقنية زراعة الخلايا، فإنه لا يزال من الصعب على توليد عدد مناسب من الخلايا لتطبيقات هندسة الأنسجة. وبالإضافة إلى ذلك، هناك ضرورة للتضحية من العصبية صحي لموسم الحصاد SC ذاتي. ولذلك، فإن الاختلاف في مصادر SC مهم لكلا هندسة الأنسجة واختبار المختبر من تجديد الأعصاب. في طريقة العرض هذه، يمكن اعتبار ASC بديلا قيما للتنمية بناء الأنسجة المهندسة لاستخدامها في إصلاح الأعصاب الطرفية 17،18. أظهرت الأعمال السابقة من قدرة هذه الخلايا على التمايز إلى مثل SC ASC، معربا مميزة الدبقية-علامات، مثل S-100، P75 وييفي الدبقية البروتين الحمضية (GFAP) 19، وكذلك البروتين المايلين صفر (P0) 20 . إفراز عوامل النمو الدبقية، مثل المشتقة من الدماغ عامل التغذية العصبية (BDNF)، لوحظ عامل نمو الأعصاب (NGF) والدبقية مشتقة من خلية عصبية عامل (GDNF) أيضا 21،22. لذلك، مثل SC ASC يمكن استخدام مروج للتجديد الأعصاب الطرفية، كما يتبين من على حد سواء في التجارب المختبرية والدراسات المجراة 23-26. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تحصد ASC من خلال إجراءات الحد الأدنى الغازية في عدد أكبر بالمقارنة مع أنواع الخلايا الجذعية الأخرى؛ تردد للخلايا الجذعية في الأنسجة الدهنية غير 100- إلى 1،000 أضعاف عما كانت عليه في نخاع العظم 27 عاما، وكان لديهم معدل انتشار أعلى مقارنة مع SC ونخاع العظم الخلايا الجذعية الوسيطة. ويهدف هذا العمل إلى توفير بروتوكول مفصلة لأداء المحاصيل كفاءة عالية من الخلايا العصبية DRG فصل وASC على التوالي، وهذا الأخير يجري متباينة إلى خلايا تشبه SC. لذا فإن الثقافة المشتركة من هذه أنواع الخلايا اثنين من توفير نظام عملي جدا والتي يمكن استخدامها للدراسات المستقبلية على قدرة DRG شمال شرقurons لتنبت neurites التي وآليات تشكيل المايلين على سقالة مختلفة لهندسة الأنسجة العصبية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="618">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:116px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">100 &#181;m cell strainer</td>
			<td style="width:116px;">BD Biosciences</td>
			<td style="width:119px;">352360</td>
			<td style="width:167px;">70 &#956;m strainers (ref. 352350) can be used as alternative</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">15 mL plastic tubes</td>
			<td style="width:116px;">Sarstedt</td>
			<td style="width:119px;">62.554.002</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">50 mL plastic tubes</td>
			<td style="width:116px;">Sarstedt</td>
			<td style="width:119px;">62.547.004</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">75 cm2 flasks</td>
			<td style="width:116px;">Corning</td>
			<td style="width:119px;">BC301</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Retinoic Acid &#62;98% HPLC</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">R2625</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">ARA-C supplement</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">C6645</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Recombinant Human FGF-basic (154 aa)</td>
			<td style="width:116px;">Peprotech</td>
			<td style="width:119px;">100-18B</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Bovine Serum Albumin (BSA)</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">A9205</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Collagenase type I</td>
			<td style="width:116px;">Gibco</td>
			<td style="width:119px;">17100-017</td>
			<td style="width:167px;">Note: this collagenase is only used for fat tissue digestion</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="84" rowspan="2" style="height:84px;width:216px;">Collagenase type IV</td>
			<td rowspan="2" style="width:116px;">Worthington Biochemical</td>
			<td rowspan="2" style="width:119px;">LS004188</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;">Note: this collagenase is only used to dissociate DRG explants</td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Foetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td style="width:116px;">Biosera</td>
			<td style="width:119px;">FB-1001</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Forskolin&#160;</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">F3917</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Glass pipettes</td>
			<td style="width:116px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">FB50253</td>
			<td style="width:167px;">Sharp material to be disposed accordingly</td>
		</tr>
		<tr height="253">
			<td height="253" style="height:253px;width:216px;">Glial Growth Factor-2 (GGF-2)</td>
			<td style="width:116px;">Acorda Therapeutics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">GGF-2 was kindly donated by Acorda Therapeutics. For a commercially available alternative, we recommend NRG1-&#946;1 (R &#38; D Systems, Abingdon) for stem cell differentiation to be used at the final concentration of 200ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Nutrient Mix F12 HAM</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">N6658</td>
			<td style="width:167px;">Warm at 37 &#176;C in a water bath unless specified</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Hank&#8217;s Balanced Salt Solution (HBSS)</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">H9394</td>
			<td style="width:167px;">Warm at 37 &#176;C in a water bath unless specified</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">N-2 supplement (100x)</td>
			<td style="width:116px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">17502</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Nerve Growth Factor 2.5s Protein, Mouse Submaxillary Glands&#160; (NGF)</td>
			<td style="width:116px;">Millipore</td>
			<td style="width:119px;">NC011</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Penicillin-Streptomycin (PS)</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">P0781</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Petri dishes</td>
			<td style="width:116px;">Corning</td>
			<td style="width:119px;">430165</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Recombinant Human PDGF-AA</td>
			<td style="width:116px;">Peprotech</td>
			<td style="width:119px;">100-13A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:216px;">Trypsin&#160;</td>
			<td style="width:116px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">25200-056</td>
			<td style="width:167px;">Warm at 37 &#176;C in a water bath. This is used for cell detachment from tissue culture flasks</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Trypsin (2x bovine pancreatic)</td>
			<td style="width:116px;">Worthington Biochemical</td>
			<td style="width:119px;">LS003703</td>
			<td style="width:167px;">This is used for DRG dissociation</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Minimum Essential Medium Eagle (MEM)</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">M8042</td>
			<td style="width:167px;">Warm at 37 &#176;C in a water bath unless specified</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">2-mercaptoethanol</td>
			<td style="width:116px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">M3148</td>
			<td style="width:167px;">Prepare the solution in the biological cabinet</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dorsal root ganglia neurons and differentiated adipose-derived stem cells: an in vitro co-culture model to study peripheral nerve regeneration

Dorsal root ganglia (DRG) neurons, located in the intervertebral foramina of the spinal column, can be used to create an in vitro system facilitating the study of nerve regeneration and myelination. The glial cells of the peripheral nervous system, Schwann cells (SC), are key facilitators of these processes; it is therefore crucial that the interactions of these cellular components are studied together. Direct contact between DRG neurons and glial cells provides additional stimuli sensed by specific membrane receptors, further improving the neuronal response. SC release growth factors and proteins in the culture medium, which enhance neuron survival and stimulate neurite sprouting and extension. However, SC require long proliferation time to be used for tissue engineering applications and the sacrifice of an healthy nerve for their sourcing. Adipose-derived stem cells (ASC) differentiated into SC phenotype are a valid alternative to SC for the set-up of a co-culture model with DRG neurons to study nerve regeneration. The present work presents a detailed and reproducible step-by-step protocol to harvest both DRG neurons and ASC from adult rats; to differentiate ASC towards a SC phenotype; and combines the two cell types in a direct co-culture system to investigate the interplay between neurons and SC in the peripheral nervous system. This tool has great potential in the optimization of tissue-engineered constructs for peripheral nerve repair.

ثقافات الخلايا العصبية DRG فصلها تمثل مناسبة في نموذج المختبر لدراسة تجديد الأعصاب. ومع ذلك، لا ركائز غير المعالجة لا توفر بيئة مناسبة لمرفق DRG وتمديد neurites التي. -SC مثل ASC قادرون على إنتاج عوامل النمو وكيموكينات 19 التي يمكن أن تحسن قدرة الخلايا العصبية DRG تنبت neurites التي عندما يتم اطلاق سراحهم في مستنبت. وبالتالي يمكن وجود مثل SC ASC في نظام الثقافة تلعب دورا هاما في تنظيم وظائف DRG. يوضح هذا البروتوكول (الشكل 1) الإجراء لإجراء المباشرة المشارك ثقافة ASC وDRG الخلايا العصبية تشبه SC خلالها الخلايا العصبية في الحصول على اتصال مباشر مع المصنف سابقا مثل SC ASC. والصعوبة الرئيسية المرتبطة بهذا الإجراء هو تباين عال من عدد من الخلايا العصبية DRG تحصد من الحيوانات المختلفة. لهذا السبب، يمكن أن تكون النتائج في بعض الأحيان من الصعب comparوينبغي إيلاء البريد واهتماما خاصا أثناء إجراء البذر من أجل الحصول دائما على كثافة الخلايا المماثلة في كل تجربة. وقد تم تحسين بروتوكول للحد على الأقل من عدد الخلايا الأقمار الصناعية المتبقية من التفكك DRG الخلايا العصبية باستخدام التدرج BSA (الخطوة 3.11). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن إضافة السيتوزين-أرابينوز (ARA-C) ملحق المتوسطة BS من أجل مواصلة تقليل السكان الخلية الأقمار الصناعية، كما وصفها Kingham وآخرون. 11. ومع ذلك، واختيار الوقت العلاج يحتاج إلى أن تكون متوازنة بعناية مع DRG وتشبه SC ASC حيوية، تضررت أيضا من وجود ARA-C الملحق في مستنبت. ولذلك، فمن الصعب جدا إنجاز خلية الأقمار الصناعية نظام حر. ويبين الشكل (2) وأهمية مثل SC ASC لDRG محوار تنتشر في نموذج التعاون ثقافة استخدام بولي غير المعالجة ومعدلة كيميائيا - caprolactone (PCL) الأفلام بمثابة ركائز. وكانت الخلايا العصبية DRG مايntained في الثقافة لمدة 3 أيام في وجود أو عدم وجود مثل SC ASC، وذلك باستخدام حل مختلط يحتوي على 50٪ من BS المتوسطة و 50٪ من الخلايا الجذعية التمايز المتوسطة، كما هو موضح في الخطوة 4.5. وبعد هذه الفترة، كانت ثابتة الخلايا في بارافورمالدهيد 4٪ وملطخة β-III تويولين (الخلايا العصبية DRG) وS100 (مثل SC ASC) للتحقيق في مورفولوجيا الخلايا ودراسة قدرة الخلايا العصبية DRG لتبرز neurites التي. لم يلاحظ أي neurites التي على الأسطح غير المعالجة في غياب مثل SC ASC (الشكل 2A)، في حين تشكيل neurites التي تم تحسين واضح في النظام شارك في ثقافة (الشكل 2C). في المتوسط، وعدد من neurites التي في جسم الخلية زيادة كبيرة 0-3 في وجود الخلايا الجذعية. أعطيت تأكيد هذه النتائج أيضا عن طريق المجهر الإلكتروني (SEM) التحليل، كما هو موضح في الشكل (3). وعلى وجه الخصوص، وتظهر الصور SEM أن قدرة الخلايا العصبية DRG تنبت neurites التي تحدث بشكل تفضيلي بالتزامنمع مثل SC ASC، كما يتضح من الأسهم الصفراء في الشكل 3C. وتجدر الإشارة إلى أن استخدام ركائز المعدلة laminin (بما في ذلك الببتيدات المستمدة laminin) في نظم الاستزراع التي تحتوي على الخلايا العصبية DRG تم في كثير من الأحيان يعرف بأنه حالة مناسبة لزراعة الخلايا العصبية، وجود آثار ملحوظة على تشكيل Neurite النوعي والإرشاد 30-32 . ومع ذلك، فإن النتائج هو مبين في الشكل 2D و 3D الشكل يدل على أن الجمع بين الاشارات الكيميائية والبيولوجية يمكن من تعزيز استجابة الخلايا العصبية DRG. <img alt="الشكل (1)" src="/files/ftp_upload/52543/52543fig1highres.jpg" /> وتستمد الشكل 1. إعداد مثل DRG-SC نظام ASC شارك في ثقافة المباشر. DRG الخلايا العصبية وASC التوالي من العمود الفقري والدهون الحشوية والإربي من سوء الكبارالفئران البريد سبراغ داولي. بعد الهضم من الأنسجة الدهنية من خلال سلسلة من التفاعلات الإنزيمية، يتم التمييز ASC إلى خلايا تشبه SC وحافظت في ظروف شبه متموجة لحين الحاجة إليها. مثل SC ASC هي ما قبل المصنف على كل الركيزة 24 ساعة قبل الحصاد DRG. في اليوم، يتم استخراج الخلايا العصبية DRG وفصلها من خلال سلسلة من الإجراءات الأنزيمية والميكانيكية. ثم هي المصنفة الخلايا العصبية في الجزء العلوي من المصنف سابقا مثل SC ASC والحفاظ عليها في الثقافة حتى يعاير (متوسطة مختلطة: تحتوي على 50٪ من تمايز الخلايا الجذعية المتوسطة و 50٪ من المعدل المتوسط ​​BS). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52543/52543fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض أكبر نسخة من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/52543/52543fig2highres.jpg" /> الشكل 2. صور الإسفار من الخلايا العصبية DRG في ظروف ثقافة متنوعة.(A) الأفلام PCL غير المعالجة؛ (ب) الأفلام PCL تعديل RGD؛ (C) المشارك مثقف مع مثل SC ASC على الأفلام PCL غير المعالجة؛ (د) التعاون مع مثقف مثل SC ASC على الأفلام PCL تعديل RGD. واستمرت الخلايا في الثقافة لمدة 3 أيام باستخدام حل مختلط يحتوي على 50٪ من المعدل BS المتوسطة و 50٪ من الجذعية تمايز الخلايا المتوسطة. بعد هذا الوقت، كانت ثابتة الخلايا في بارافورمالدهيد 4٪، permeabilized في حل تريتون-X، وسدت مواقع الربط غير محددة مع 1٪ BSA. الخلايا العصبية ثم تم ملطخة ضد β-III تويولين (FITC؛ الخضراء) وتشبه SC ASC ضد S-100 (AlexaFluor568، الحمراء) الأجسام المضادة. وأخيرا كانت ملطخة النوى مع دابي (الأزرق). تم الحصول على الصور باستخدام مجهر مضان (أوليمبوس BX60، اليابان). (إعادة طباعة بإذن من دي لوكا وآخرون. 30. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52543/52543fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض أكبر قيود التصدير الطوعية</a>أيون من هذا الرقم. <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/52543/52543fig3highres.jpg" /> الشكل 3. الصور SEM من الخلايا العصبية DRG في ظروف ثقافة متنوعة (A) الأفلام PCL غير المعالجة (B) الأفلام PCL تعديل RGD؛. (C) المشارك مثقف مع مثل SC ASC على الأفلام PCL غير المعالجة، (D) المشارك مثقف مع مثل SC ASC على تعديل RGD الأفلام PCL. الأسهم الصفراء تشير إلى نقاط الاتصال بين تشبه SC ASC وDRG، مؤكدا تفاعلها المباشر في نظام المشاركة في الثقافة. واستمرت الخلايا في الثقافة لمدة 3 أيام وثابتة في 2.5٪ غلوتارالدهيد. وبعد الجفاف في سلسلة متدرجة الايثانول (50٪، 70٪، 90٪، 100٪)، وتشطف الخلايا أخيرا في hexamethyldisilazane وتجفيفها قبل التركيب على بذرة والذهب الاخرق لتحليل SEM. تم الحصول على الصور باستخدام SEM (زايس EVO60، المملكة المتحدة) مع المجلد تسريعالمئوية من 10KV. (إعادة طباعة بإذن من دي لوكا وآخرون. 30. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52543/52543fig3large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Dorsal Root Ganglia Neurons and Differentiated Adipose-derived Stem Cells: An In Vitro Co-culture Model to Study Peripheral Nerve Regeneration at JoVE.com

Dorsal Root Ganglia Neurons and Differentiated Adipose-derived Stem Cells: An In Vitro Co-culture Model to Study Peripheral Nerve Regeneration

العقد الجذرية الظهرية (DRG) والهياكل التي تحتوي على الخلايا العصبية الحسية في الجهاز العصبي المحيطي. عندما فصلها، فإنها يمكن أن تكون شارك في تربيتها مع الخلايا الجذعية الدهنية المشتقة مثل SC (ASC)، وتوفير نموذجا قيما للدراسة في المختبر تجديد الأعصاب وتكون الميالين، ومحاكاة البيئة في الجسم الحي في موقع الإصابة.

الظهرية جذر العقد الخلايا العصبية والخلايا الجذعية المتباينة الدهنية المشتقة: ل<em&gt; في المختبر</em&gt; المشارك الثقافة نموذج لدراسة الأعصاب الطرفية التجديد

Dorsal root ganglia (DRG) neurons, located in the intervertebral foramina of the spinal column, can be used to create an in vitro system facilitating the ...

dorsal-root-ganglia-neurons-differentiated-adipose-derived-stem-cells

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Dorsal Root Ganglia Neurons and Differentiated Adipose-derived Stem Cells: An In Vitro Co-culture Model to Study Peripheral Nerve Regeneration

21.1K Views.  EPFL | STI | IMT/IBI | LSBI.  العقد الجذرية الظهرية (DRG) والهياكل التي تحتوي على الخلايا العصبية الحسية في الجهاز العصبي المحيطي. عندما فصلها، فإنها يمكن أن تكون شارك في تربيتها مع الخلايا الجذعية الدهنية المشتقة مثل SC (ASC)، وتوفير نموذجا قيما للدراسة في المختبر تج?...

Video: Dorsal Root Ganglia Neurons and Differentiated Adipose-derived Stem Cells: An In Vitro Co-culture Model to Study Peripheral Nerve Regeneration

Laser Capture Microdissection of Drosophila Peripheral Neurons

The dendritic arborization (da) neurons of the Drosophila peripheral nervous system (PNS) provide an excellent model system in which to investigate the molecular mechanisms underlying class-specific dendrite morphogenesis1,2. To facilitate molecular analyses of class-specific da neuron development, it is vital to obtain these cells in a pure population. Although a range of different cell, and tissue-specific RNA isolation techniques exist for Drosophila cells, including magnetic bead based cell purification3,4, Fluorescent Activated Cell Sorting (FACS)5-8, and RNA binding protein based strategies9, none of these methods can be readily utilized for isolating single or multiple class-specific Drosophila da neurons with a high degree of spatial precision. Laser Capture Microdissection (LCM) has emerged as an extremely powerful tool that can be used to isolate specific cell types from tissue sections with a high degree of spatial resolution and accuracy. RNA obtained from isolated cells can then be used for analyses including qRT-PCR and microarray expression profiling within a given cell type10-16. To date, LCM has not been widely applied in the analysis of Drosophila tissues and cells17,18, including da neurons at the third instar larval stage of development. 
Here we present our optimized protocol for isolation of Drosophila da neurons using the infrared (IR) class of LCM. This method allows for the capture of single, class-specific or multiple da neurons with high specificity and spatial resolution. Age-matched third instar larvae expressing a UAS-mCD8::GFP19 transgene under the control of either the class IV da neuron specific ppk-GAL420 driver or the pan-da neuron specific 21-7-GAL421 driver were used for these experiments. RNA obtained from the isolated da neurons is of very high quality and can be directly used for downstream applications, including qRT-PCR or microarray analyses. Furthermore, this LCM protocol can be readily adapted to capture other Drosophila cell types a various stages of development dependent upon the cell type specific, GAL4-driven expression pattern of GFP.

Laser Capture Microdissection of Drosophila Peripheral Neurons

In this video-article we present a method for isolating single or multiple Drosophila da neurons from third instar larvae using the infrared capture (IR) class of Laser Capture Microdissection (LCM). RNA obtained from the isolated neurons can be readily used for downstream applications including qRT-PCR or microarray analyses.

القبض على الليزر Microdissection ذبابة الفاكهة الخلايا العصبية المحيطية

The dendritic arborization (da) neurons of the Drosophila peripheral nervous system (PNS) provide an excellent model system in which to investigate the ...

Chromatin Immunoprecipitation from Dorsal Root Ganglia Tissue following Axonal Injury

Axons in the central nervous system (CNS) do not regenerate while those in the peripheral nervous system (PNS) do regenerate 
to a limited extent after injury (Teng et al., 2006). It is recognized that transcriptional programs essential for neurite and axonal outgrowth are 
reactivated upon injury in the PNS (Makwana et al., 2005). However the tools available to analyze neuronal gene regulation in vivo are limited and 
often challenging.
The dorsal root ganglia (DRG) offer an excellent injury model system because both the CNS and PNS are innervated by a 
bifurcated axon originating from the same soma. The ganglia represent a discrete collection of cell bodies where all transcriptional events occur, 
and thus provide a clearly defined region of transcriptional activity that can be easily and reproducibly removed from the animal. Injury of nerve 
fibers in the PNS (e.g. sciatic nerve), where axonal regeneration does occur, should reveal a set of transcriptional programs that are distinct from 
those responding to a similar injury in the CNS, where regeneration does not take place (e.g. spinal cord). Sites for transcription factor binding, 
histone and DNA modification resulting from injury to either PNS or CNS can be characterized using chromatin immunoprecipitation (ChIP). 
Here, we describe a ChIP protocol using fixed mouse DRG tissue following axonal injury. This powerful combination provides a means for characterizing the pro-regeneration chromatin environment necessary for promoting axonal regeneration.

We present a method for chromatin immunoprecipitation from dorsal root ganglia tissue following axonal injury. The approach can be used to identify specific transcription factor binding sites and epigenetic modification of histone and DNA important for the regeneration of injured axons in both the peripheral and central nervous system.

مناعي لونين من الظهرية جذر الأنسجة العقد التالي من الإصابات محواري

Axons in the central nervous system (CNS) do not regenerate while those in the peripheral nervous system (PNS) do regenerate 
to a limited extent after ...

Genetic Study of Axon Regeneration with Cultured Adult Dorsal Root Ganglion Neurons

It is well known that mature neurons in the central nervous system (CNS) cannot regenerate their axons after injuries due to diminished intrinsic ability to support axon growth and a hostile environment in the mature CNS1,2. In contrast, mature neurons in the peripheral nervous system (PNS) regenerate readily after injuries3. Adult dorsal root ganglion (DRG) neurons are well known to regenerate robustly after peripheral nerve injuries. Each DRG neuron grows one axon from the cell soma, which branches into two axonal branches: a peripheral branch innervating peripheral targets and a central branch extending into the spinal cord. Injury of the DRG peripheral axons results in substantial axon regeneration, whereas central axons in the spinal cord regenerate poorly after the injury. However, if the peripheral axonal injury occurs prior to the spinal cord injury (a process called the conditioning lesion), regeneration of central axons is greatly improved4. Moreover, the central axons of DRG neurons share the same hostile environment as descending corticospinal axons in the spinal cord. Together, it is hypothesized that the molecular mechanisms controlling axon regeneration of adult DRG neurons can be harnessed to enhance CNS axon regeneration. As a result, adult DRG neurons are now widely used as a model system to study regenerative axon growth5-7.
Here we describe a method of adult DRG neuron culture that can be used for genetic study of axon regeneration in vitro. In this model adult DRG neurons are genetically manipulated via electroporation-mediated gene transfection6,8. By transfecting neurons with DNA plasmid or si/shRNA, this approach enables both gain- and loss-of-function experiments to investigate the role of any gene-of-interest in axon growth from adult DRG neurons. When neurons are transfected with si/shRNA, the targeted endogenous protein is usually depleted after 3-4 days in culture, during which time robust axon growth has already occurred, making the loss-of-function studies less effective. To solve this problem, the method described here includes a re-suspension and re-plating step after transfection, which allows axons to re-grow from neurons in the absence of the targeted protein. Finally, we provide an example of using this in vitro model to study the role of an axon regeneration-associated gene, c-Jun, in mediating axon growth from adult DRG neurons9.

An in vitro model for genetic study of axon regeneration using cultured adult mouse dorsal root ganglion neurons is described. The method includes a re-suspension/re-plating step to allow axon re-growth from neurons undergoing genetic manipulation. This approach is especially useful for loss-of-function studies of axon regeneration using RNAi-based protein knockdown.

دراسة وراثية من التجديد أكسون مع الكبار الظهرية مثقف الخلايا العصبية العقدة الجذر

It is well known that mature neurons in the central nervous system (CNS) cannot regenerate their axons after injuries due to diminished intrinsic ability ...

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These neurotropic cancer cells have a unique ability to migrate unidirectionally along nerves towards the central nervous system (CNS). The dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model is a three dimensional (3D) in vitro model frequently used for studying the interaction between neural stroma and cancer cells. In this model, mouse or human cancer cell lines are grown in ECM adjacent to preparations of freshly dissociated cultured DRG. In this article, the DRG isolation protocol from mice, and implantation in petri dishes for co-culturing with pancreatic cancer cells are demonstrated. Five days after implantation, the cancer cells made contact with the DRG neurites. Later, these cells formed bridgeheads to facilitate more extensive polarized, neurotropic migration of cancer cells.

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

This video article shows the use of the dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model in pancreatic ductal adenocarcinoma.

في المختبر نمذجة السرطانية العصبية الغزو: وظهري الجذر العقدة نموذج

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These ...

An Approach to Enhance Alignment and Myelination of Dorsal Root Ganglion Neurons

Axon regeneration is a chaotic process due largely to unorganized axon alignment. Therefore, in order for a sufficient number of regenerated axons to bridge the lesion site, properly organized axonal alignment is required. Since demyelination after nerve injury strongly impairs the conductive capacity of surviving axons, remyelination is critical for successful functioning of regenerated nerves. Previously, we demonstrated that mesenchymal stem cells (MSCs) aligned on a pre-stretch induced anisotropic surface because the cells can sense a larger effective stiffness in the stretched direction than in the perpendicular direction. We also showed that an anisotropic surface arising from a mechanical pre-stretched surface similarly affects alignment, as well as growth and myelination of axons. Here, we provide a detailed protocol for preparing a pre-stretched anisotropic surface, the isolation and culture of dorsal root ganglion (DRG) neurons on a pre-stretched surface, and show the myelination behavior of a co-culture of DRG neurons with Schwann cells (SCs) on a pre-stretched surface.

This protocol describes the isolation of dorsal root ganglion (DRG) neurons isolated from rats and the culture of DRG neurons on a static pre-stretched cell culture system to enhance axon alignment, with subsequent co-culture of Schwann Cells (SCs) to promote myelination.

مدخل لتعزيز التوافق وتكون الميالين في ظهري الجذر العقدة العصبية

Axon regeneration is a chaotic process due largely to unorganized axon alignment. Therefore, in order for a sufficient number of regenerated axons to ...

Dorsal Root Ganglion Injection and Dorsal Root Crush Injury as a Model for Sensory Axon Regeneration

Achieving axon regeneration after nervous system injury is a challenging task. As different parts of the central nervous system (CNS) differ from each other anatomically, it is important to identify an appropriate model to use for the study of axon regeneration. By using a suitable model, we can formulate a specific treatment based on the severity of injury, the neuronal cell type of interest, and the desired spinal tract for assessing regeneration. Within the sensory pathway, DRG neurons are responsible for relaying sensory information from the periphery to the CNS. We present here a protocol that uses a DRG injection with a viral vector and a concurrent dorsal root crush injury in the lower cervical spinal cord of an adult rat as a model to study sensory axon regeneration. As demonstrated using a control virus, AAV5-GFP, we show the effectiveness of a direct DRG injection in transducing DRG neurons and tracing sensory axons into the spinal cord. We also show the effectiveness of the dorsal root crush injury in denervating the forepaw as an injury model for evaluating axon regeneration. Despite the requirement for specialized training to perform this invasive surgical procedure, the protocol is flexible, and potential users can modify many parts to accommodate their experimental requirements. Importantly, it can serve as a foundation for those in search of a suitable animal model for their studies. We believe that this article will help new users to learn the procedure in a very efficient and effective manner.

This protocol presents the use of a dorsal root ganglion (DRG) injection with a viral vector and a concurrent dorsal root crush injury in an adult rat as a model to study sensory axon regeneration. This model is suitable for investigating the use of gene therapy to promote sensory axon regeneration.

الظهرية جذر حقن العقدة وظهري الجذر سحق إصابة نموذجا لالحسية أكسون التجديد

Achieving axon regeneration after nervous system injury is a challenging task. As different parts of the central nervous system (CNS) differ from each ...

Dorsal Root Ganglia Isolation and Primary Culture to Study Neurotransmitter Release

Dorsal root ganglia (DRG) contain cell bodies of sensory neurons. This type of neuron is pseudo-unipolar, with two axons that innervate peripheral tissues, such as skin, muscle and visceral organs, as well as the spinal dorsal horn of the central nervous system. Sensory neurons transmit somatic sensation, including touch, pain, thermal, and proprioceptive sensations. Therefore, DRG primary cultures are widely used to study the cellular mechanisms of nociception, physiological functions of sensory neurons, and neural development. The cultured neurons can be applied in studies involving electrophysiology, signal transduction, neurotransmitter release, or calcium imaging. With DRG primary cultures, scientists may culture dissociated DRG neurons to monitor biochemical changes in single or multiple cells, overcoming many of the limitations associated with in vivo experiments. Compared to commercially available DRG-hybridoma cell lines or immortalized DRG neuronal cell lines, the composition and properties of the primary cells are much more similar to sensory neurons in tissue. However, due to the limited number of cultured DRG primary cells that can be isolated from a single animal, it is difficult to perform high-throughput screens for drug targeting studies. In the current article, procedures for DRG collection and culture are described. In addition, we demonstrate the treatment of cultured DRG cells with an agonist of neuropeptide FF receptor type 2 (NPFFR2) to induce the release of peptide neurotransmitters (calcitonin gene-related peptide (CRGP) and substance P (SP)).

Dorsal root ganglia (DRG) primary cultures are frequently used to study physiological functions or pathology-related events in sensory neurons. Here, we demonstrate the use of lumbar DRG cultures to detect the release of neurotransmitters after neuropeptide FF receptor type 2 stimulation with a selective agonist.

عزل العقد الجذرية الظهرية والثقافة الأولية لدراسة الإفراج عن ناقل عصبي

Dorsal root ganglia (DRG) contain cell bodies of sensory neurons. This type of neuron is pseudo-unipolar, with two axons that innervate peripheral ...

Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration

This protocol describes consistent and reproducible methods to study axonal regeneration and inhibition in a rat facial nerve injury model. The facial nerve can be manipulated along its entire length, from its intracranial segment to its extratemporal course. There are three primary types of nerve injury used for the experimental study of regenerative properties: nerve crush, transection, and nerve gap. The range of possible interventions is vast, including surgical manipulation of the nerve, delivery of neuroactive reagents or cells, and either central or end-organ manipulations. Advantages of this model for studying nerve regeneration include simplicity, reproducibility, interspecies consistency, reliable survival rates of the rat, and an increased anatomic size relative to murine models. Its limitations involve a more limited genetic manipulation versus the mouse model and the superlative regenerative capability of the rat, such that the facial nerve scientist must carefully assess time points for recovery and whether to translate results to higher animals and human studies. The rat model for facial nerve injury allows for functional, electrophysiological, and histomorphometric parameters for the interpretation and comparison of nerve regeneration. It thereby boasts tremendous potential toward furthering the understanding and treatment of the devastating consequences of facial nerve injury in human patients.

This protocol describes a reproducible approach to facial nerve surgery in the rat model, including descriptions of various inducible patterns of injury.

جراحة الأعصاب الوجه في نموذج الفئران لدراسة تثبيط أكسونال وتجديد

This protocol describes consistent and reproducible methods to study axonal regeneration and inhibition in a rat facial nerve injury model. The facial ...

A Scalable Model to Study the Effects of Blunt-Force Injury in Adult Zebrafish

Blunt-force traumatic brain injuries (TBI) are the most common form of head trauma, which spans a range of severities and results in complex and heterogenous secondary effects. While there is no mechanism to replace or regenerate the lost neurons following a TBI in humans, zebrafish possess the ability to regenerate neurons throughout their body, including the brain. To examine the breadth of pathologies exhibited in zebrafish following a blunt-force TBI and to study the mechanisms underlying the subsequent neuronal regenerative response, we modified the commonly used rodent Marmarou weight drop for the use in adult zebrafish. Our simple blunt-force TBI model is scalable, inducing a mild, moderate, or severe TBI, and recapitulates many of the phenotypes observed following human TBI, such as contact- and post-traumatic seizures, edema, subdural and intracerebral hematomas, and cognitive impairments, each displayed in an injury severity-dependent manner. TBI sequelae, which begin to appear within minutes of the injury, subside and return to near undamaged control levels within 7 days post-injury. The regenerative process begins as early as 48 hours post-injury (hpi), with the peak cell proliferation observed by 60 hpi. Thus, our zebrafish blunt-force TBI model produces characteristic primary and secondary injury TBI pathologies similar to human TBI, which allows for investigating disease onset and progression, along with the mechanisms of neuronal regeneration that is unique to zebrafish.

We modified the Marmarou weight drop model for adult zebrafish to examine a breadth of pathologies following blunt-force traumatic brain injury (TBI) and the mechanisms underlying subsequent neuronal regeneration. This blunt-force TBI model is scalable, induces a mild, moderate, or severe TBI, and recapitulates injury heterogeneity observed in human TBI.

نموذج قابل للتطوير لدراسة آثار إصابة القوة الحادة في سمك الحمار الوحشي البالغ

Blunt-force traumatic brain injuries (TBI) are the most common form of head trauma, which spans a range of severities and results in complex and ...

Organotypic Cultures of Adult Human Cortex as an Ex vivo Model for Human Stem Cell Transplantation and Validation

Neurodegenerative disorders are common and heterogeneous in terms of their symptoms and cellular affectation, making their study complicated due to the lack of proper animal models that fully mimic human diseases and the poor availability of post-mortem human brain tissue. Adult human nervous tissue culture offers the possibility to study different aspects of neurological disorders. Molecular, cellular, and biochemical mechanisms could be easily addressed in this system, as well as testing and validating drugs or different treatments, such as cell-based therapies. This method combines long-term organotypic cultures of the adult human cortex, obtained from epileptic patients undergoing resective surgery, and ex vivo intracortical transplantation of induced pluripotent stem cell-derived cortical progenitors. This method will allow the study of cell survival, neuronal differentiation, the formation of synaptic inputs and outputs, and the electrophysiological properties of human-derived cells after transplantation into intact adult human cortical tissue. This approach is an important step prior to the development of a 3D human disease modeling platform that will bring basic research closer to the clinical translation of stem cell-based therapies for patients with different neurological disorders and allow the development of new tools for reconstructing damaged neural circuits.

Organotypic Cultures of Adult Human Cortex as an Ex vivo Model for Human Stem Cell Transplantation and Validation

This protocol describes long-term organotypic cultures of adult human cortex combined with ex vivo intracortical transplantation of induced pluripotent stem cell-derived cortical progenitors, which present a novel methodology to further test stem cell-based therapies for human neurodegenerative disorders.

الثقافات العضوية للقشرة البشرية البالغة كنموذج خارج الجسم الحي لزراعة الخلايا الجذعية البشرية والتحقق من صحتها

Neurodegenerative disorders are common and heterogeneous in terms of their symptoms and cellular affectation, making their study complicated due to the ...