Imaging and Curing Umweltstoffwechselkrankheiten, durch die Initiative und Netzwerkfonds der Helmholtz-Gemeinschaft, einen Zuschuss von der Else Kröner-Fresenius-Stiftung, und ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (- Diese Arbeit wurde von der Helmholtz-Allianz ICEMED finanziert (teilweise) SFB 655: Zellen in Gewebe).

Die Arbeit hält sich an die Erklärung der Helsinski und der ARVO Tiererklärung. Die Tiere wurden für die Gewebesammlung nach den Anweisungen der Tierhaltung an der Universität Dresden verwendet und alle relevanten Methoden verfolgt. Die Tiere wurden behandelt und untergebracht nach den Bundesrichtlinien für die Nutzung und Pflege von Labortieren, und die Studie wurde von der Landesdirektion Dresden genehmigt. Bitte wenden Sie sich an die Veterinärpolitik Ihrer Institution (IACUC oder andere board) zu entsprechenden Euthanasie-Methodik. Besondere Lager-und Arbeits Konzentrationen der Reagenzien in den dieses Protokoll beigefügten Tabellen Reagenz gefunden werden. 1. Kulturschale Vorbereitung <ol><li> Coat Gerichte mit einem ausreichenden Volumen von 75 ug / ml Poly-L-Ornithin (dh 2 ml / Well einer 6-Well-Platte) über Nacht in der Zellkultur-Inkubator 2 Tage vor dem geplanten Datum Dissektion. </li><li&gt; Absaugen des Poly-L-Ornithin am nächsten Tag waschen und jede Vertiefung 2x mit 3 ml PBS für 5 min. </li><li> Nehmen Sie die letzte Wäsche, dann fügen Fibronektin (1:250 verdünnt, 4 ug / ml in PBS) auf die Platte und legen die Gerichte in den Inkubator über Nacht. </li><li> Saugen Sie den Fibronektin am Tag der Präparation und waschen das Geschirr 2x mit PBS. Bringen Sie die Platten noch mit der endgültigen PBS zu waschen, um den Brutschrank, bis die dissoziierten Gewebe ist bereit für die Kultivierung. Zu dieser Zeit, entfernen Sie die PBS vor, um die Gewebebeschichtung. </li><li> Mit Poly-L-ornithinein den Inkubator für bis zu 3 Wochen beschichtet Speicher-Platten. Platten mit Fibronectin beschichtet ist, kann für bis zu 1 Woche gelagert werden. Fibronektin-Beschichtung kann in weniger als 2 Stunden durchgeführt werden, wenn dringend. Fibronektin ist anfällig für Denaturierung, nicht die Lösung zu rühren oder lassen Geschirr trocknen. </li></ol> 2. Dissection / Auflage <ol><li> Dieses Protokoll gilt für die Verwendung von 3 erwachsenen Ratten (3-6 Monate alt). </li><li> Chill das Gehirn vor dem Einschläfern die Ratte Schnittblock auf Eis. </li><li> Legen Sie ein 15 ml-Falcon-Röhrchen, die 5 ml N2 Medium mit bFGF auf Eis enthält. </li><li> Euthanize die Ratten nach Veterinärpolitik Ihrer Einrichtung. </li><li> Entfernen Sie das Gehirn aus dem Schädel durch einen Einschnitt auf der Mittellinie des Kopfes. Verwenden Pinzette abziehen der Knochen so dass für das Gehirn vorsichtig herausgezogen werden. </li><li> Legen Sie das Gehirn in einer 10 cm Petrischale mit eiskaltem PBS. Dadurch werden alle Rest Haar und Blut zu entfernen. (1A) </li><li> Legen Sie das Gehirn in den Schneideblock gekühlt. (1B) </li><li> Stecken Sie eine neue, saubere Rasierklinge in den Block wie in 1C dargestellt. </li><li> Legen Sie eine zweite saubere Rasierklinge 3 mm kaudal der ersten wie in 1D dargestellt. </li><li> Die Blätter vorsichtig anheben aus dem Block, und mit ihnen den Abschnitt von Interesse. </li><li> Float der SECTion vor der Klinge durch Eintauchen in PBS. (1E) </li><li> Ernte Gewebe aus dem Bereich von Interesse (in diesem Beispiel verwendeten wir die vordere Kommissur (anterior) ACA, 1F) unter Verwendung von # 5 Pinzette und Sammeln in einem 15 ml konischen Röhrchen mit 1 ml N2-Medium, das bFGF. </li><li> Bewegen des Rohres in einer laminaren Strömung Zellkulturhaube, weiterhin den Rest des Protokolls unter sterilen Bedingungen. </li><li> Mechanisch distanzieren das Gewebe mit einer 1 ml Pipettenspitze auf eine P1000 Pipette befestigt. Pipette nach oben und unten mehrmals (ca. 20x mit einer Rate von 1 Pipettieren Zyklus pro Sekunde), während Sie die Öffnung der Pipettenspitze an der Unterseite des konischen Rohrs (Abbildungen 1G 1-3). Verreiben stoppen, wenn die Lösung homogen. </li><li> Lassen Sie die Lösung für 2 Minuten ruhen lassen, damit ein größeres nondissociated Gewebe am Boden absetzen. (1G 4) </li><li> Sammeln Sie die homogeneous Überstand und in einen konischen Röhrchen mit 8,5 ml N2 Medien plus 20 ng / ml bFGF, 500 ng / ml Dll4, 500 ng / ml Ang2 und 200 nMJAK Inhibitor. </li><li> Platten sie in drei Vertiefungen einer 6-Well-Platte mit 3 ml verdünnten Zelllösung / gut. </li><li> Die Platte wird in einer befeuchteten Zell Inkubator bei 37 ° C, 5% CO 2, 5% O 2. </li></ol> 3. Daily Care <ol><li> Ersetzen Sie das Medium, auf den Kulturschalen mit N2-Medium, das bFGF, Ang2, Dll4 und JAK Inhibitor 24 Stunden nach dem Ausstreichen. </li><li> Fügen Sie einen Bolus von bFGF, Dll4, Ang2 und JAK-Inhibitor auf den nächsten Tag. </li><li> Setzen Sie diesen Wechsel Prozess der Medienwechsel und Ergänzungen Faktor für insgesamt 10-14 Tage. </li></ol> 4. Induktion der Differenzierung <ol><li> Ziehen bFGF, Dll4, Ang2 und JAK-Inhibitor enthält, mittel-und ersetzen Sie es mit N2-Medium, das keine zusätzliche Faktoren enthält. </li><li> Ändern Sie jeden zweiten Tag das Medium. </li><li> Befestigen Sie die Zellen nach 10 Tagen und durchzuführen, Immunzytochemie. </li></ol> 5. Immunzytochemische Erkennung <ol><li> Saugen Sie das Medium und fixieren Zellkultur-Platten mit 2 ml 4% Paraformaldehyd für 20 min. </li><li> Wasch 2x mit 3 ml PBS für jeweils 5 min. </li><li> Aspirat PBS permeabilisiert und dann blockieren die Zellen durch Zugabe von 2 ml PBS mit 5% normalem Eselserum (NDS) und 0,1% Triton X-100 für 20 min. </li><li> Bereiten Sie den primären Antikörper-Mix in PBS mit 5% NDS. Anti-Nestin-Antikörpers zur Identifizierung VZ verwendet werden, während TuJ1 (Klasse III β-Tubulin), GFAP und CNPase Antikörper können zusammen für eine Dreifachfärbung von Differenzierungsmarkern verwendet werden. </li><li> Absaugen Blockierungslösung und 1,5 ml der primären Antikörpermischung in jedes Well. Inkubieren bei Raumtemperatur für 90 min. </li><li> Entfernen der Primärantikörper und 2x Waschen mit 3 ml PBS, und 1x mit 3 ml PBS, enthaltend 5% NDS für jeweils 5 Minuten. </li><li> Prepare die Sekundärantikörper in PBS mit 5% NDS. </li><li> Saugen Sie den letzten Waschen und fügen Sie 1,5 ml Sekundärantikörperlösung in jede Vertiefung. Inkubieren im Dunkeln für 40 min bei Raumtemperatur. </li><li> Entfernen Sie die Sekundärantikörperlösung und 2 ml einer frisch hergestellten DAPI-Färbung (500 ng / ml in PBS). Inkubation für 3 min. </li><li> Saugen Sie den DAPI-Lösung dann waschen 3x mit 3 ml PBS für jeweils 5 min. Die Zellen können nun mit einem Fluoreszenzmikroskop sichtbar gemacht werden. </li></ol>

<ol>
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Wir haben nichts zu offenbaren.

Viele der Schritte für eine erfolgreiche Isolierung, Expansion und Differenzierung von neuronalen Stammzellen aus adulten Gehirn sind gemeinsam mit Standardgewebekulturtechniken geteilt. Das Ziel zu bedenken ist, dass NSCs aus dem erwachsenen Gehirn isoliert als viele ihrer in-vivo-Eigenschaften wie möglich (2J) zu halten. Oft ist eine Balance zwischen notwendigen Vorsicht und angemessener Geschwindigkeit muss gefunden werden. Pflege mit der Isolierung des Gehirn aus dem Schädel machen die I...

Das zentrale Dogma der Neurobiologie, den von den grundlegenden Beobachtungen des Gehirns Zytoarchitektur von Ramón Y. Cajal vor über einem Jahrhundert gemacht gelegt, entschieden, dass die Neurogenese unwahrscheinlich war, nach der Adoleszenz angesichts der Komplexität der neuronalen Netze im ZNS 1 gefunden. Trotz der Arbeit von Altman in den 1960er Jahren und später Kaplan, die zeigen, dass 3 H-Thymidin konnte in reifen Neuronen darauf hinweist, dass in der Tat Neuronen wurden in verschiedenen Bereichen des erwachsenen Gehirns erzeugt gefunden werden, das Dogma weiterhin halten 2, 3. Evidence weiterhin mit Forschungs Nottebohms die jahreszeitlichen Veränderungen in der Anzahl der Singvogel in Gehirnen 4 vorhanden Neuronen beschreiben, zu montieren. Es war nicht bis 1999, als Gould et al. Veröffentlichten Arbeiten über die Erzeugung von Neuronen im Hippocampus steigt mit der Leistung der assoziativen Lernaufgaben in Ratte, sowie die Beobachtungen von Kornack und Rakic ​​DemonstrationTing fortgesetzt Neurogenese im erwachsenen Makaken, die das Konzept einer weniger starren, plastischer Gehirn wurde erkannt 5, 6. Die Suche nach der zellulären Quelle für diese de novo generierten Neuronen führen zur Entdeckung einer diskreten Population von Stammzellen (VZ), die in Bereichen des Gehirns befinden sich die als Nischen 7. Die Subventrikularzone und Unter körnige Zone des Hippocampus gelten als die beiden wichtigsten neurogenen Regionen 8,9 sein. Zellen aus diesen Standorten isoliert zeigen die klassische Merkmal der embryonalen oder fötalen abgeleitet VZ, Selbsterneuerung und Differenzierungspotenzial. Im Fall von neuralen Stammzellen (NSC), können sie in Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten differenzieren. Darüber hinaus sind diese VZ Fleck positive fötale NSC Marker wie der Zwischen Filamentprotein Nestin 10. Neuere Arbeiten betont, dass SCs vielleicht nicht zu diesen t begrenzt werdenWO Bereiche auf und sind in der Tat im gesamten Gehirn lokalisiert als weitgehend ruhenden Zellpopulation fest mit dem Gefäßsystem 11 verbunden. Die Beobachtungen, die VZ in Reaktion auf eine Verletzung mobilisiert legt die Möglichkeit, in der Lage, diese Zellen für regenerative Zwecke zu nutzen, um bei der Rückgewinnung von neurodegenerativen Erkrankung und Schlaganfall 12, 13 zu unterstützen. Das ist nicht anders als die Rolle, die mesenchymalen Stammzellen (MSCs) bei der Heilung von Bindegewebe spielen, die als perivaskuläre Zellen, die das Potenzial haben, Osteoblasten, Chondrozyten, und Fettzellen werden 14 zu finden sind. Jedoch NSC nicht in der gleichen Weise wie MSCs aus dem Knochenmark durch Routine Aspiration und Dichtegradientenzentrifugation Techniken geerntet und anschließend in autologe Zelltherapien verwendet. Als Folge müssen auch andere Zellen, wie etwa die Verwendung von fetalen NSC oder neuronalen Vorläuferzellen abgeleitet von embryonic Stammzellen wurden ausführlich in der Tier Krankheiten und Verletzungen Modelle mit unterschiedlichem Erfolg 15 erforscht. Induzierte pluripotente Stammzellen-Technologien nutzen somatischen Zellquellen bieten eine weitere Möglichkeit dazu bietet der zur Herstellung therapeutisch nützlichen Zell-basierte Therapien für eine Vielzahl von Anwendungen, die Überwindung der begrenzten Verfügbarkeit und ethische Bedenken hinsichtlich der Verwendung von embryonalen Zellen und fetalen Gewebe 16. Allerdings klinische Umsetzung dieser Erkenntnisse hat sich als eine schwierige Aufgabe sein, wie in den Kämpfen der Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen mit SC-basierten therapeutischen Ansätze gezeigt, 17,18 sowie einen gewundenen Pfad zu Regulierungsfreiheit. Als Alternative kann die Einführung von spezifischen pharmakologischen Behandlungen NSC Zahlen modulieren und zu erleichtern Erholung in Modellen der Parkinson-Krankheit und Schlaganfall 19. Was auch immer die Strategie könnte sein, zu verstehen, wie diese Zellen effektiv zu manipulierenerfordert eine in vitro-System zugänglich. Kulturen von NSC kann entweder als Aggregatkulturen, auch bekannt als Neurosphären, oder als Monoschicht 8,20 durchgeführt werden. Beide Verfahren sind weit verbreitet, die die Einführung von definierten Kulturbedingungen, zB die Verwendung des epidermalen Wachstumsfaktors (EGF) oder basischen Fibroblastenwachstumsfaktor (bFGF) als Mitogen Quelle, die für die Expansion von multi Vorstufen bereitzustellen. Während Neurosphärenkulturen zur Untersuchung klonale Vermehrung Fähigkeit eines isolierten Zelltyp besser geeignet ist das System gezeigt, um eine gemischte Population von Zellen während der Expansion 21 zu erzeugen. Darüber hinaus ist die geschlossene Struktur von Neurosphären die pharmakologische Manipulation der Zellen unpraktisch, und die Interpretation der Einfluss diese Faktoren haben könnten, aufgrund der in der Neurosphäre etabliert Mikroumgebung verwechselt werden. Monolayer-Kulturen, andererseits kann seinin der Hochdurchsatz-Screening von Bibliotheken kleiner Moleküle verwendet, wodurch ein leistungsfähiges Werkzeug, um die Signalübertragungsmechanismen, die SC Wachstum und Differenzierung regulieren und eröffnet die Möglichkeit, neue Verbindungen, die speziell auf diese Zellpopulation entdecken, zu erkunden. Als Folge kann die Fähigkeit, reproduzierbar Kulturen adulter NSC aus unterschiedlichen Bereichen von Interesse im Gehirn generiert in einem breiten Spektrum von Forschungsanwendungen verwendet werden, die von Entwicklungsstudien des zentralen Nervensystems (ZNS) zu erforschen neuartige regenerative Medizin Ansätze . Die hier vorgestellte Protokoll zeigt, wie zu sezieren und bewerten die Differenzierungspotenzial von ZNS-VZ von der erwachsenen Gehirn von Nagetieren isoliert.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="596">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">6-well tissue culture dishes</td>
			<td style="width:95px;">BD Biosciences</td>
			<td style="width:119px;">353934</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="190" rowspan="1" style="height:190px;width:216px;">Poly-L-ornithine</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">P-3655</td>
			<td style="width:167px;">
			5 mg/ml stock solution prepared in double distilled water (Stable for several months at -20 &#176;C).
			Working concentration 0.5 mg/ml in water (Stable for 1 month at 4 &#176;C).
			</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Fibronectin</td>
			<td style="width:95px;">R&#38;D Systems</td>
			<td style="width:119px;">1030-Fn</td>
			<td style="width:167px;">Do not agitate stock solution</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Filtration Apparatus</td>
			<td style="width:95px;">Corning Life Sciences</td>
			<td style="width:119px;">430769</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">DMEM/F-12</td>
			<td style="width:95px;">Mediatech</td>
			<td style="width:119px;">10-090-CV</td>
			<td style="width:167px;">See note below for complete N2 media preparation</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Apo-transferrin</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">T-2036</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Insulin</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">I-0516</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:216px;">Putrescine</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P-5780</td>
			<td style="width:167px;">1 M stock solution in ddH2O (Stable at 20 &#176;C for 6 months)</td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:216px;">Sodium Selenite</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S-5261</td>
			<td style="width:167px;">500 &#181;M stock solution in ddH2O (Stable at -20 &#176;C for 6 months)</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Progesterone</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P-8783</td>
			<td style="width:167px;">100 &#181;M stock solution in ethanol (Stable at -20&#176;C for 6 months)</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Penicillin/Streptomycin</td>
			<td style="width:95px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">15140-122</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Phosphate Buffered Saline</td>
			<td style="width:95px;">Mediatech</td>
			<td style="width:119px;">21-040-CV</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Basic Fibroblast Growth Factor (bFGF)</td>
			<td style="width:95px;">R&#38;D Systems</td>
			<td style="width:119px;">233-FB</td>
			<td style="width:167px;">Working concentration 20 ng/ml&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Delta4 (Dll4)</td>
			<td style="width:95px;">R&#38;D Systems</td>
			<td style="width:119px;">1389-D4</td>
			<td style="width:167px;">Working concentration&#160; 500 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Angiopoetin 2 (Ang2)</td>
			<td style="width:95px;">R&#38;D Systems</td>
			<td style="width:119px;">623-AN</td>
			<td style="width:167px;">Working concentration&#160; 500 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">JAK Inhibitor</td>
			<td style="width:95px;">Calbiochem</td>
			<td style="width:119px;">420099</td>
			<td style="width:167px;">Working concentration 200 nM&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Bovine Serum Albumin</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A-2058</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">15- and 50-ml Conical tubes</td>
			<td style="width:95px;">Corning Life Sciences</td>
			<td style="width:119px;">430053, 430829</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="243">
			<td colspan="4" height="243" style="height:243px;width:596px;">Other necessary items include: General dissection instruments, including razor blade and forceps, Adult rat (3-6 months old; Sprague-Dawley or Long Evans), CO2 intoxication chamber, Laminar flow hood for cell culture and incubator Incubator (humidified, 37 &#176;C, 5% CO2, 5% O2). Note: For complete N2 media preparation, to one bottle of DMEM/F-12 (500 ml) add 0.05 g of apotransferin, 0.0125 g of insulin (freshly predissolved in 1 ml of 10 mM NaOH), 50 &#956;l of putrescine, 30 &#956;l of sodium selenite, 100 &#956;l of progesterone stocks, and 5 ml of penicillin/streptomycin solution.&#160; Adjust pH to 7.2, if needed. Filter-sterilize and store at 4 &#176;C for up to 3 weeks and protect from light.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;"></td>
			<td style="width:95px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>[header]</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td colspan="2" height="22" style="height:22px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Immunofluorescence Reagents Table</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Paraformaldehyde</td>
			<td style="width:95px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:119px;">15719</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Normal Donkey Serum (NDS)</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D-9663</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Triton X-100</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">T-8787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">4,6-Diamidino-2-phenylindole (DAPI)</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D-8417</td>
			<td style="width:167px;">5 mg/ml stock solution in methanol</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>[header]</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;"></td>
			<td style="width:95px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Primary Antibody Table</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="1" style="height:43px;width:216px;">Nestin</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">Chemicon</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">MAB353</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor: 1:400
			Species: Mouse IgG1
			</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="1" style="height:43px;width:216px;">Hes3</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">Santa Cruz</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">sc-25393</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor: 1:100
			Species: Rabbit IgG
			</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="1" style="height:43px;width:216px;">Sox2</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">R&#38;D Systems</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">MAB2018&#160;</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor: 1:100
			Species: Mouse IgG2a
			</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="1" style="height:43px;width:216px;">CNPase</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">Chemicon</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">MAB326</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor: 1:200
			Species: Mouse IgG1
			</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="1" style="height:43px;width:216px;">&#946;-tubulin III (TUJ1)</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">R&#38;D Systems</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">MAB1195</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor: 1:500
			Species: Mouse IgG2a
			</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="1" style="height:43px;width:216px;">Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP)</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">Dako North America</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">Z0334</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor 1:500
			Species: Rabbit
			</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>[header]</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;"></td>
			<td style="width:95px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Secondary Antibody Table</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="64" rowspan="1" style="height:64px;width:216px;">Alexa&#160;&#160; 568</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">Invitrogen</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">A-21124</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor: 1:200
			Species: Goat anti Mouse IgG1
			</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="64" rowspan="1" style="height:64px;width:216px;">Alexa 488</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">Invitrogen</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">A-21131</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor: 1:200
			Species: Goat anti Mouse IgG2a
			</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="64" rowspan="1" style="height:64px;width:216px;">Cy5</td>
			<td rowspan="1" style="width:95px;">Jackson ImmunoResearch</td>
			<td rowspan="1" style="width:119px;">59883</td>
			<td style="width:167px;">
			Dilution Factor: 1:200
			Species: Goat anti Rabbit
			</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

growing neural stem cells from conventional and nonconventional regions of the adult rodent brain

Neuere Arbeiten zeigen, dass das zentrale Nervensystem (ZNS) Regeneration und Tumorgenese beinhaltet Populationen von Stammzellen (SC) mit Wohnsitz im erwachsenen Gehirn. Aber die Mechanismen, diese normalerweise ruhenden Zellen beschäftigen, um die ordnungsgemäße Funktionsweise von neuronalen Netzwerken, sowie ihre Rolle in der Erholung von Verletzungen und Eindämmung von neurodegenerativen Prozessen sicherzustellen wenig verstanden. Diese Zellen befinden sich in Regionen als &quot;Nischen&quot;, die eine tragende Umwelt mit modulierenden Signale sowohl von der Gefäß-und Immunsystem bieten bezeichnet. Die Isolierung, die Wartung und die Differenzierung von ZNS VZ unter definierten Kulturbedingungen, die unbekannte Faktoren auszuschließen, zugänglich macht Behandlung durch pharmakologische oder genetische Mittel, um Einblicke in ihre in vivo-Verhalten. Hier bieten wir detaillierte Informationen über die Methoden zur Erzeugung von Kulturen von ZNS-VZ aus verschiedenen Regionen des erwachsenen Gehirns und Ansätze zu ihrer d beurteilenifferentiation Potential in Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten in vitro. Diese Technik ergibt eine homogene Zellpopulation als eine Monokultur, die sichtbar auf einzelne SCs und ihre Nachkommen zu untersuchen. Darüber hinaus kann es in verschiedenen Tiermodellsystemen und klinischen Proben angewendet werden kann, wobei zuvor zur regenerativen Antworten in der geschädigten adulten Nervensystems vorherzusagen.

Identifizieren des interessierenden Bereichs, von dem neuralen Stammzellen zu ernten ist die kritische erste Stufe und die Zeit, die es braucht, um einen konfluenten Platte von Zellen zu definieren. Zum Beispiel ist das SVZ eine klassische neurogener Bereich und hat daher einen höheren relativen Anteil von neuralen Stammzellen. Jedoch kann das hier vorgestellte Verfahren mit anderen Regionen nicht oft eine robuste neurogene Potential im Erwachsenenalter erkannt werden. Für die Zwecke dieses Protokolls haben wir die Co...

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Growing Neural Stem Cells from Conventional and Nonconventional Regions of the Adult Rodent Brain

Neuronale Stammzellen aus dem erwachsenen Gehirn geerntet steigen in Anwendungen, die von der Grundlagenforschung der Entwicklung des Nervensystems zu erforschen mögliche klinische Anwendungen in der regenerativen Medizin eingesetzt. Dies macht eine strenge Kontrolle bei der Isolierung und Kultivierungsbedingungen verwendet werden, um diese Zellen entscheidend für experimentelle Ergebnisse klingen wachsen.

Wachsende neuronale Stammzellen aus konventionellen und Nonconventional Regionen der Volks Nagetier Gehirn

Recent work demonstrates that central nervous system (CNS) regeneration and tumorigenesis involves populations of stem cells (SCs) resident within the ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.1K Aufrufe.  University of Dresden.  Neuronale Stammzellen aus dem erwachsenen Gehirn geerntet steigen in Anwendungen, die von der Grundlagenforschung der Entwicklung des Nervensystems zu erforschen mögliche klinische Anwendungen in der regenerativen Medizin eingesetzt. Dies macht eine strenge Kontrolle bei der Isolierung und Kultivierungsbedingungen verwendet werden, um diese Zellen entscheidend für experimentelle Ergebnisse klingen wachsen. 

Serie: Growing Neural Stem Cells from Conventional and Nonconventional Regions of the Adult Rodent Brain

Growth and Differentiation of Adult Hippocampal Arctic Ground Squirrel Neural Stem Cells

Arctic ground squirrels (Urocitellus parryii, AGS) are unique in their ability to hibernate with a core body temperature near or below freezing 1. These animals also resist ischemic injury to the brain in vivo 2,3 and oxygen-glucose deprivation in vitro 4,5. These unique qualities provided the impetus to isolate AGS neurons to examine inherent neuronal characteristics that could account for the capacity of AGS neurons to resist injury and cell death caused by ischemia and extremely cold temperatures. Identifying proteins or gene targets that allow for the distinctive properties of these cells could aid in the discovery of effective therapies for a number of ischemic indications and for the study of cold tolerance. Adult AGS hippocampus contains neural stem cells that continue to proliferate, allowing for easy expansion of these stem cells in culture. We describe here methods by which researchers can utilize these stem cells and differentiated neurons for any number of purposes. By closely following these steps the AGS neural stem cells can be expanded through two passages or more and then differentiated to a culture high in TUJ1-positive neurons (~50%) without utilizing toxic chemicals to minimize the number of dividing cells. Ischemia induces neurogenesis 6 and neurogenesis which proceeds via MEK/ERK and PI3K/Akt survival signaling pathways contributes to ischemia resistance in vivo7 and in vitro 8 (Kelleher-Anderson, Drew et al., in preparation). Further characterization of these unique neural cells can advance on many fronts, using some or all of these methods.

Neural stem cells were prepared from the hippocampus of adult non-hibernating yearling Arctic ground squirrels (AGS). These neural stem cells can be expanded through numerous passages, differentiated and maintained as a nearly 50:50 neuron to glial culture.

Wachstum und Differenzierung von adulten Hippocampus Arctic Ground Squirrel Neural Stem Cells

Arctic ground squirrels (Urocitellus parryii, AGS) are unique in their ability to hibernate with a core body temperature near or below freezing 1. These ...

Forschung

Neurowissenschaften

Isolation and Expansion of the Adult Mouse Neural Stem Cells Using the Neurosphere Assay

Isolation and expansion of the putative neural stem cells (NSCs) from the adult murine brain was first described by Reynolds and Weiss in 1992 employing a chemically defined serum-free culture system known as the neurosphere assay (NSA). In this assay, the majority of differentiated cell types die within a few days of culture but a small population of growth factor responsive precursor cells undergo active proliferation in the presence of epidermal growth factor (EGF) and/ basic fibroblastic growth factor (bFGF). These cells form colonies of undifferentiated cells called neurospheres, which in turn can be subcultured to expand the pool of neural stem cells. Moreover, the cells can be induced to differentiate, generating the three major cell types of the CNS i.e. neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. This assay provides an invaluable tool to supply a consistent, renewable source of undifferentiated CNS precursors, which could be used for in vitro studies and also for therapeutic purposes.
This video demonstrates the NSA method to generate and expand NSCs from the adult mouse periventricular region, and provides technical insights to ensure one can achieve reproducible neurosphere cultures. The procedure includes harvesting the brain from the adult mouse, micro-dissection of the periventricular region, tissue preparation and culture in the NSA. The harvested tissue is first chemically digested using trypsin-EDTA and then mechanically dissociated in NSC medium to achieve a single cell suspension and finally plated in the NSA. After 7-10 days in culture, the resulting primary neurospheres are ready for subculture to reach the amount of cells required for future experiments.

This video protocol demonstrates the neurosphere assay method to generate and expand neural stem cells from the adult mouse periventricular region, and provides technical insights to ensure one can achieve reproducible neurosphere cultures.

Isolation und Expansion der erwachsenen Maus Neural Stem Cells mit dem Neurosphäre Assay

Isolation and expansion of the putative neural stem cells (NSCs) from the adult murine brain was first described by Reynolds and Weiss in 1992 employing a ...

Isolation and Culture of Neural Crest Cells from Embryonic Murine Neural Tube

The embryonic neural crest (NC) is a multipotent progenitor population that originates at the dorsal aspect of the neural tube, undergoes an epithelial to mesenchymal transition (EMT) and migrates throughout the embryo, giving rise to diverse cell types 1-3. NC also has the unique ability to influence the differentiation and maturation of target organs4-6. When explanted in vitro, NC progenitors undergo self-renewal, migrate and differentiate into a variety of tissue types including neurons, glia, smooth muscle cells, cartilage and bone. 
NC multipotency was first described from explants of the avian neural tube7-9. In vitro isolation of NC cells facilitates the study of NC dynamics including proliferation, migration, and multipotency. Further work in the avian and rat systems demonstrated that explanted NC cells retain their NC potential when transplanted back into the embryo10-13. Because these inherent cellular properties are preserved in explanted NC progenitors, the neural tube explant assay provides an attractive option for studying the NC in vitro. 
To attain a better understanding of the mammalian NC, many methods have been employed to isolate NC populations. NC-derived progenitors can be cultured from post-migratory locations in both the embryo and adult to study the dynamics of post-migratory NC progenitors11,14-20, however isolation of NC progenitors as they emigrate from the neural tube provides optimal preservation of NC cell potential and migratory properties13,21,22. Some protocols employ fluorescence activated cell sorting (FACS) to isolate a NC population enriched for particular progenitors11,13,14,17. However, when starting with early stage embryos, cell numbers adequate for analyses are difficult to obtain with FACS, complicating the isolation of early NC populations from individual embryos. Here, we describe an approach that does not rely on FACS and results in an approximately 96% pure NC population based on a Wnt1-Cre activated lineage reporter23. 
The method presented here is adapted from protocols optimized for the culture of rat NC11,13. The advantages of this protocol compared to previous methods are that 1) the cells are not grown on a feeder layer, 2) FACS is not required to obtain a relatively pure NC population, 3) premigratory NC cells are isolated and 4) results are easily quantified. Furthermore, this protocol can be used for isolation of NC from any mutant mouse model, facilitating the study of NC characteristics with different genetic manipulations. The limitation of this approach is that the NC is removed from the context of the embryo, which is known to influence the survival, migration and differentiation of the NC2,24-28.

Isolation of embryonic neural crest from the neural tube facilitates the use of in vitro methods for studying migration, self-renewal, and multipotency of neural crest.

Isolierung und Kultivierung von Zellen der Neuralleiste aus embryonalen murinen Neuralrohr

The embryonic neural crest (NC) is a multipotent progenitor population that originates at the dorsal aspect of the neural tube, undergoes an epithelial to ...

One Mouse, Two Cultures: Isolation and Culture of Adult Neural Stem Cells from the Two Neurogenic Zones of Individual Mice

The neurosphere assay and the adherent monolayer culture system are valuable tools to determine the potential (proliferation or differentiation) of adult neural stem cells in vitro. These assays can be used to compare the precursor potential of cells isolated from genetically different or differentially treated animals&#160;to determine the effects of exogenous factors on neural precursor cell proliferation and differentiation and to generate neural precursor cell lines that can be assayed over continuous passages. The neurosphere assay is traditionally used for the post-hoc identification of stem cells, primarily due to the lack of definitive markers with which they can be isolated from primary tissue&#160;and has the major advantage of giving a quick estimate of precursor cell numbers in brain tissue derived from individual animals. Adherent monolayer cultures, in contrast, are not traditionally used to compare proliferation between individual animals, as each culture is generally initiated from the combined tissue of between 5-8 animals. However, they have the major advantage that, unlike neurospheres, they consist of a mostly homogeneous population of precursor cells and are useful for following the differentiation process in single cells. Here, we describe, in detail, the generation of neurosphere cultures and, for the first time, adherent cultures from individual animals. This has many important implications including paired analysis of proliferation and/or differentiation potential in both the subventricular zone (SVZ) and dentate gyrus (DG) of treated or genetically different mouse lines, as well as a significant reduction in animal usage.

Here we describe a detailed protocol for the simultaneous generation of neural precursor cell cultures, as either adherent monolayers or neurospheres, from the subventricular zone and dentate gyrus of individual adult mice.

Eine Maus, zwei Kulturen: Isolierung und Kultur von adulten neuralen Stammzellen aus dem Zwei Neurogene Zonen der einzelnen Mäuse

The neurosphere assay and the adherent monolayer culture system are valuable tools to determine the potential (proliferation or differentiation) of adult ...

Feeder-free Derivation of Neural Crest Progenitor Cells from Human Pluripotent Stem Cells

Human pluripotent stem cells (hPSCs) have great potential for studying human embryonic development, for modeling human diseases in the dish and as a source of transplantable cells for regenerative applications after disease or accidents. Neural crest (NC) cells are the precursors for a large variety of adult somatic cells, such as cells from the peripheral nervous system and glia, melanocytes and mesenchymal cells. They are a valuable source of cells to study aspects of human embryonic development, including cell fate specification and migration. Further differentiation of NC progenitor cells into terminally differentiated cell types offers the possibility to model human diseases in vitro, investigate disease mechanisms and generate cells for regenerative medicine. This article presents the adaptation of a currently available in vitro differentiation protocol for the derivation of NC cells from hPSCs. This new protocol requires 18 days of differentiation, is feeder-free, easily scalable and highly reproducible among human embryonic stem cell (hESC) lines as well as human induced pluripotent stem cell (hiPSC) lines. Both old and new protocols yield NC cells of equal identity.

Neural crest (NC) cells derived from human pluripotent stem cells (hPSC) have great potential for modeling human development and disease and for cell replacement therapies. Here, a feeder-free adaptation of the currently widely used in vitro differentiation protocol for the derivation of NC cells from hPSCs is presented.

Feeder freie Ableitung von Neural Crest Vorläuferzellen aus menschlichen pluripotenten Stammzellen

Human pluripotent stem cells (hPSCs) have great potential for studying human embryonic development, for modeling human diseases in the dish and as a ...

Cell Sorting of Neural Stem and Progenitor Cells from the Adult Mouse Subventricular Zone and Live-imaging of their Cell Cycle Dynamics

Neural stem cells (NSCs) in the subventricular zone of the lateral ventricles (SVZ) sustain olfactory neurogenesis throughout life in the mammalian brain. They successively generate transit amplifying cells (TACs) and neuroblasts that differentiate into neurons once they integrate the olfactory bulbs. Emerging fluorescent activated cell sorting (FACS) techniques have allowed the isolation of NSCs as well as their progeny and have started to shed light on gene regulatory networks in adult neurogenic niches. We report here a cell sorting technique that allows to follow and distinguish the cell cycle dynamics of the above-mentioned cell populations from the adult SVZ with a LeX/EGFR/CD24 triple staining. Isolated cells are then plated as adherent cells to explore in details their cell cycle progression by time-lapse video microscopy. To this end, we use transgenic Fluorescence Ubiquitination Cell Cycle Indicator (FUCCI) mice in which cells are red-fluorescent during G1 phase due to a G1 specific red-Cdt1 reporter. This method has recently revealed that proliferating NSCs progressively lengthen their G1 phase during aging, leading to neurogenesis impairment. This method is easily transposable to other systems and could be of great interest for the study of the cell cycle dynamics of brain cells in the context of brain pathologies.

We report a Fluorescent Activated Cell Sorting (FACS)-based method to isolate neural stem cells (NSCs) and their progeny from the subventricular zone (SVZ) of the adult mouse brain. Applied to Fluorescence Ubiquitination Cell Cycle Indicator (FUCCI) transgenic mice, it allows the study of cell cycle progression by live imaging.

Zellsortierung von Neural Stamm- und Vorläuferzellen aus dem erwachsenen Maus Subventrikularzone und Live-Bildgebung ihrer Zellzyklus Dynamics

Neural stem cells (NSCs) in the subventricular zone of the lateral ventricles (SVZ) sustain olfactory neurogenesis throughout life in the mammalian brain. ...

Isolation and Culture of Adult Neural Stem Cells from the Mouse Subcallosal Zone

Adult neural stem cells (aNSCs) can be used for the regeneration of damaged brain tissue. NSCs have the potential for differentiation and proliferation into three types of cells: neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. Identifying aNSC-derived regions and characterizing the aNSC properties are critical for the potential use of aNSCs and for the elucidation of their role in neural regeneration. The subcallosal zone (SCZ), located between white matter and the hippocampus, has recently been reported to contain aNSCs and continuously give rise to neuroblasts. A low percentage of aNSCs from the SCZ is differentiated into neurons; most cells are differentiated into glial cells, such as oligodendrocytes and astrocytes. These cells are suggested to have a therapeutic potential for traumatic cortical injury. This protocol describes in detail the process to generate SCZ-aNSCs from an adult mouse brain. A brain matrix with intervals of 1 mm is used to obtain the SCZ-containing coronal slices and to precisely dissect the SCZ from the whole brain. The SCZ sections are initially subjected to a neurosphere culture. A well-developed culture system allows for the verification of their characteristics and can increase research on NSCs. A neurosphere culture system provides a useful tool for determining proliferation and collecting the genuine NSCs. A monolayer culture is also an in vitro system to assay proliferation and differentiation. Significantly, this culture system provides a more homogenous environment for NSCs than the neurosphere culture system. Thus, using a discrete brain region, these culture systems will be helpful for expanding our knowledge about aNSCs and their applications for therapeutic uses.

Establishing culture systems for the expansion of adult neural stem cells (aNSCs) allows for the examination and application of aNSCs for therapy. The subcallosal zone (SCZ) has recently been recognized as a novel neuroblast-forming region in adult mice. Here, methods for the isolation, expansion, and differentiation of SCZ-aNSCs are described.

Isolierung und Kultur von adulten neuralen Stammzellen aus der Maus subcallosa Zone

Adult neural stem cells (aNSCs) can be used for the regeneration of damaged brain tissue. NSCs have the potential for differentiation and proliferation ...

Use of Synaptic Zinc Histochemistry to Reveal Different Regions and Laminae in the Developing and Adult Brain

Characterization of anatomical and functional brain organization and development requires accurate identification of distinct neural circuits and regions in the immature and adult brain. Here we describe a zinc histochemical staining procedure that reveals differences in staining patterns among different layers and brain regions. Others have utilized this procedure not only to reveal the distribution of zinc-containing neurons and circuits in the brain, but also to successfully delineate areal and laminar boundaries in the developing and adult brain in several species. Here we illustrate this staining procedure with images from developing and adult ferret brains. We reveal a zinc-staining pattern that serves as an anatomical marker of areas and layers, and can be reliably used to distinguish visual cortical areas in the developing and adult visual cortex. The main goal of this protocol is to present a histochemical method that allows the accurate identification of layers and regions in the developing and adult brain where other methods fail to do so. Secondarily, in conjunction with densitometric image analysis, this method allows one to assess the distribution of synaptic zinc to reveal potential changes throughout development. This protocol describes in detail the reagents, tools, and steps necessary to successively stain frozen brain sections. Although this protocol is described using ferret brain tissue, it can easily be adapted for use in rodents, cats, or monkeys as well as in other brain regions.

We describe a histochemical procedure that reveals characteristic laminar and areal zinc staining patterns in different brain regions. The zinc-staining pattern may be used in conjunction with other anatomical markers to reliably distinguish layers and regions in the developing and adult brain.

Verwendung von synaptischen Zink Histochemie, verschiedene Regionen und Schichten im Entwicklungs- und Erwachsenen Gehirn zu offenbaren

Characterization of anatomical and functional brain organization and development requires accurate identification of distinct neural circuits and regions ...

Collection of Frozen Rodent Brain Regions for Downstream Analyses

As our understanding of neurobiology has progressed, molecular analyses are often performed on small brain areas such as the medial prefrontal cortex (mPFC) or nucleus accumbens. The challenge in this work is to dissect the correct area while preserving the microenvironment to be examined. In this paper, we describe a simple, low-cost method using resources readily available in most labs. This method preserves nucleic acid and proteins by keeping the tissue frozen throughout the process. Brains are cut into 0.5&#8211;1.0 mm sections using a brain matrix and arranged on a frozen glass plate. Landmarks within each section are compared to a reference, such as the Allen Mouse Brain Atlas, and regions are dissected using a cold scalpel or biopsy punch. Tissue is then stored at -80 &#176;C until use. Through this process rat and mouse mPFC, nucleus accumbens, dorsal and ventral hippocampus and other regions have been successfully analyzed using qRT-PCR and Western assays. This method is limited to brain regions that can be identified by clear landmarks.

This procedure describes the collection of discrete frozen brain regions to obtain high-quality protein and RNA using inexpensive and commonly available tools.

Sammlung von gefrorenen Nagetier-Hirnregionen für Downstream-Analysen

As our understanding of neurobiology has progressed, molecular analyses are often performed on small brain areas such as the medial prefrontal cortex ...

Intra-Arterial Delivery of Neural Stem Cells to the Rat and Mouse Brain: Application to Cerebral Ischemia

Neural stem cell (NSC) therapy is an emerging innovative treatment for stroke, traumatic brain injury and neurodegenerative disorders. As compared to intracranial delivery, intra-arterial administration of NSCs is less invasive and produces a more diffuse distribution of NSCs within the brain parenchyma. Further, intra-arterial delivery allows the first-pass effect in the brain circulation, lessening the potential for trapping of cells in peripheral organs, such as liver and spleen, a complication associated with peripheral injections. Here, we detail the methodology, in both mice and rats, for delivery of NSCs through the common carotid artery (mouse) or external carotid artery (rat) to the ipsilateral hemisphere after an ischemic stroke. Using GFP-labeled NSCs, we illustrate the widespread distribution achieved throughout the rodent ipsilateral hemisphere at 1 d, 1 week and 4 weeks after postischemic delivery, with a higher density in or near the ischemic injury site. In addition to long-term survival, we show evidence of differentiation of GFP-labeled cells at 4 weeks. The intra-arterial delivery approach described here for NSCs can also be used for administration of therapeutic compounds, and thus has broad applicability to varied CNS injury and disease models across multiple species.

A method for delivering neural stem cells, adaptable for injecting solutions or suspensions, through the common carotid artery (mouse) or external carotid artery (rat) after ischemic stroke is reported. Injected cells are distributed broadly throughout the brain parenchyma and can be detected up to 30 d after delivery.

Intra-arterielle Lieferung von neuronalen Stammzellen an das Ratten- und Maushirn: Anwendung auf zerebrale Ischämie

Neural stem cell (NSC) therapy is an emerging innovative treatment for stroke, traumatic brain injury and neurodegenerative disorders. As compared to ...