Method Article
פרוטוקול זה מתאר מיון תא שיטה מבוססת על טיהור ותרבות של GABAergic פלורסנט או glutamatergic נוירונים מקליפת המוח וההיפוקמפוס של עכברים לאחר הלידה או חולדות.
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא ליצור תרבויות נוירואליות מטוהרים נגזר משני GABAergic או glutamatergic נוירונים. נוירונים מטוהרים יכולים להיות מתורבתים במדיה מוגדרת במשך 16 ימים מחוץ למבחנה והם מוזמנים לניתוח כלשהו שבוצע בדרך כלל על תרבויות שאינן מוצדות, ובכלל זה אלקטרופיזיולוגיה, ניתוח מורפולוגיים והישרדות. היתרון העיקרי של תרבויות אלה הוא כי סוגי תאים ספציפיים ניתן ללמוד באופן סלקטיבי בהעדר השפעות חיצוניות מורכבות, כגון אלה הנובעים מתאי גליה או סוגי נוירונים אחרים. בעת תכנון ניסויים עם תאים מטוהרים, עם זאת, חשוב לציין כי הנוירונים תלויים בחוזקה על מדיה ממוזג של גליה לצמיחה שלהם הישרדות. בנוסף, הנוירונים glutamatergic עוד תלוי בגורמים glia-המופרשים להקמת שידור סינפטית. לפיכך, אנו מתארים גם שיטה עבור נוירונים co-culturing ותאי גליה בסידור ללא מגע. באמצעות שיטות אלה, זיהינו הבדלים משמעותיים בין הפיתוח של הרשתות הנוירורגיות וglutamatergic. כך, לימוד תרבויות של נוירונים מטוהרים יש פוטנציאל גדול לקידום ההבנה שלנו איך מערכת העצבים מפתחת ופונקציות. יתר על כן, תרבויות מטוהרים עשוי להיות שימושי עבור חקירת הפעולה הישירה של סוכני תרופתי, גורמי גדילה או לחקור את ההשלכות של מניפולציות גנטיות על סוגי תאים ספציפיים. ככל שחיות יותר ויותר טרנסגניים הופכות לזמינות, מתייג סוגים נוספים של סוגי תאים מסוימים, אנו מצפים שהפרוטוקולים המתוארים כאן יגדלו בישימות ובפוטנציאל שלהם.
מיון התא הוא כלי רב עוצמה לבידוד של תאים חיים מעניינים מתערובת הטרוגנית של תאים. ניתן למיין תאים בהתאם לקריטריוני גודל וצורה, כמו גם לביטוי של סמני פלורסנט1,2. לעתים קרובות, fluorophore-נוגדנים מצופנים משמשים כדי לסמן סוגי תאים שונים על-ידי פילוח של משטח ספציפי לתא אנטיגנים3,4. לחילופין, בעלי חיים טרנסגניים או מערכות שילוח נגיפי הותכננו לבטא fluorophores תחת היזמים ספציפיים לתא5,6. מבחינה היסטורית, התפתחות הכלים הטרנסגניים ובעלי החיים הייתה יקרה וצורכת זמן רב. לאחרונה, הפחתת עלויות ופחות קשיים טכניים הובילו לעלייה דרמטית במספר שורות הכתב הזמינות. כאשר הזמינות של כלים טרנסגניים ובעלי חיים עיתונאי ממשיכה לצמוח, כך גם התועלת והישימות של שיטות מיון של תאים פלואורסצנטית מבוססי.
הדגמנו לאחרונה כי התא מיון מבעלי חיים טרנסגניים ניתן להחיל באופן שגרתי כדי לטהר את הנוירונים העיקריים לקראת תרבות התא7. על-ידי מיון תאים מחולדות או עכברים, היינו מסוגלים לבודד את הנוירונים התרבות פלורסנט, אשר לבטא העיתונאי פלורסנט חלבונים במיוחד ב gabaergic או glutamatergic נוירונים6,8,9. על ידי לימוד אלה תרבויות נוירואליות מטוהרים, היינו מסוגלים לזהות הבדל חשוב בדרך GABAergic ו glutamatergic נוירונים תלוי בגורמים מופרש גליה להקמת שידור סינפטית7. בנוסף, על ידי co-culturing תאים גליאל עם נוירונים מטוהרים, היינו מסוגלים להאריך על תצפיות קודמות הממחיש את התפקיד הקריטי כי תאי גליה לשחק בצמיחה והישרדות של נוירונים10,11. כך, באמצעות שילוב של מיון התא ותרבות התא, הצלחנו ללמוד לא רק את הפיתוח של סוגי נוירונים ספציפיים בבידוד, אבל היו מסוגלים לחקור את ההשפעה של תאי גליה על תפקידם.
אנו מציגים כאן פרוטוקול לטיהור ותרבות של GABAergic ו glutamatergic נוירונים מן הקליפה ההיפוקמפוס של עכברים הטרנסגניים או חולדות. אנו מציגים גם שיטה עבור שיתוף התרבות ללא קשר של נוירונים מטוהרים ותאי גליה, המותאם מגייסלר ואח '12. כדי ליצור תרבויות GABAergic מטוהרים, יש לנו מיון נוירונים פלורסנט מ VGAT-ונוס-חולדות Wistar8 או vgat-ונוס עכברים13, אשר באופן סלקטיבי לבטא גרסה צהובה משופרת של חלבון פלורסנט (ונוס) ב-> 95% של . נוירונים. כדי ליצור תרבויות glutamatergic מטוהרים, יש לנו מיון נוירונים פלורסנט מ NexCre מיין; Ai9 עכברים6,9, אשר לבטא tdtomato בנוירונים glutamatergic הקליפת העצם. הליך מיון ותרבות כולו ניתן לבצע בתוך 3-4 h והוא יכול לשמש כדי לייצר מאות תרבויות שכפול מתאים אלקטרופיזיולוגיה, מורפולוגית וניתוח הישרדות תאים. השיטה היא פשוטה, הניתנת להפקה ויכולה לייצר תרבויות נוירואליות מטוהרים, כי הם גדולים מ 97% טהור עבור סוג התא של עניין.
כל ההליכים ותחזוקת בעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיות המוסדיים, חוק רווחה בעלי חיים גרמני והוראת המועצה האירופית 86/609/EEC לגבי הגנה על בעלי חיים, בנוכחות הרשאות מקומיות הרשויות (LaGeSo ברלין, T-0215/11).
הערה: פרוטוקול זה מתאר את התרבות של נוירונים מטוהרים מעכבר הטרנסגניים יחיד או גור עכברוש (יום הלידה 0 – 2). יש לבצע את כל הטכניקות בתנאים סטריליים. כל הפתרונות צריך להיות מעוקר באמצעות מסנן 0.2 יקרומטר (ראה טבלת חומרים). שמיכות זכוכית וכלים לחיתוך צריך להיות מעוקר חום עבור 3 h ב 185 ° c.
1. כיסוי זכוכית ציפוי עם פולי-L-ליזין
2. דיסוציאציה של היפוקמאל ורקמה קורטיקלית
3. תא מיון מטוהרים GABAergic או Glutamatergic נוירונים
הערה: כדי למזער את הסיכוי של זיהום חיידקי במהלך מיון לשטוף את אבובים לדוגמה של הסדרן עם 70% אתנול עבור לפחות 5 דקות לפני מיון. פרמטרי מיון מפורטים משתנים בין המכשירים, שיקולים יסודיים הם כדלקמן.
4. culturing של נוירונים מיון
5. אסטרוציט מועשר בתרביות תמיכה גליאל
הערה: הייצור של תרבויות גליה14 והשימוש בתוספות תרבות תאים תואר בעבר12. בקצרה, האסטרוציט מועשר בתרבויות גליה נגזרות של רקמת היפוקמאל (עם הסרת קרום המוח; P2 – P5), אשר היו מתורבתים לשבוע אחד על 20 μg/mL PLL-מצופה בצלחות 6-טוב, בסרום שיושלם DMEM מדיה.
הדיסוציאציה ומיון התא של נוירונים פלורסנט מפני העכבר הטרנסגניים או העכברוש cortico-היפוקמאל רקמות ניתן לבצע בערך 3 – 4 h. התוצאה היא אוכלוסיה של נוירונים טהורים מאוד הניאון, אשר ניתן לגדל בתרבות במשך 16 ימים.
כדי ליצור תרבויות מטוהרים, בעלי חיים הטרנסגניים זוהו לראשונה באמצעות מנורת פלורסנט עם ערכות סינון המתאים (דוגמאות של ונוס הפלואורסצנטי VGAT ו-NexCre ונים; Ai9 גורי העכבר מוצגים באיור 1A). בעקבות הזיהוי של בעלי חיים טרנסגניים, לגזור רקמה היה הנתק, ואת הנוירונים הניאון החזק ביותר היו ממוינים כדי לייצר אוכלוסיית תאים מטוהרים. דוגמה מגרשים בעוצמה פלואורסצנטית נקודה עבור NexCre; Ai9 ו VGAT ונוס נוירונים העכבר, המתקבלים במהלך FACS, מוצגים באיור 1B. כאשר אופטימיזציה, ניתן לקצור בין 500,000 ו 800,000 תאים מן הקליפה ואת ההיפוקמפוס של הפרט P0-2 NexCre. Ai9 או העכברים של ונוס VGAT. תאים ניתן למיין במהירות כלפי מעלה של 600 אירועים/s. הערכות של טוהר התא בוצעו באמצעות DAPI כסמן גרעיני (איור 1C). על ידי מיון תאים חיוביים מאוד, טוהר של יותר מ 97% ניתן להשיג באופן שגרתי7.
בעקבות מיון מוצלח, נוירונים מצופה צריך להופיע סביב הצורה, יש ממברנה חלקה יש לראות נבט neurites לאחר כ 1 h ב מבחנה (איור 2A, B). על ידי 7 ימים של מבחנה, למרות כמה מוות תאים עשוי להיות גלוי, תאים קיימא צריך להיות נוכח בכל תנאי התרבות (איור 2C, D). בגיל 12-16 ימים בתחום החוץ, באמצעות הקלטות מהדק-הדבקת תאים וביולוציטין מילוי15, ניתן לחקור את ההתפתחות האלקטרולוגית והאלקטרו-פיזיולוגית של הנוירונים המטוהרים (איור 3). ניתוח של תרבויות מטוהרים חושף כי הן הנוירונים glutamatergic ו-gabaergic הצליחו להאריך אקסונים ו דנדריטים מגופם תאים (איור 3a, B) ולשמור על היכולת ליצור פוטנציאל פעולה בתגובה suprathreshold הקיטוב זריקות הנוכחי (איור 3C, D). בעיקר, עם זאת, בעקבות טיהור, רק הנוירונים GABAergic שהתקבלו כמויות משמעותיות של שידור סינפטית ספונטנית, ואת הנוירונים glutamatergic לקבל הילוכים הסינפטית מעט מאוד בהעדר תאי גליה (איור 3E , F) 7. לאחר מכן
כפי שדווחו בעבר, תאים בתרבויות מטוהרים נוטים לשרוד גרוע יותר מאשר אלה בתרבויות שאינן ממוינות ויש להם דנדריטים קטנים באופן משמעותי ו אקסונים7. כדי להתגבר על החסרונות הללו, יש לנו שיטות מותאם ומיושם לתמיכה בפיתוח של תרבויות מטוהרים עם תאים גליה12,14. הרכב הסלולר של תרבויות התמיכה גליה שלנו (DIV7) מוצג באיור 4a. התרבויות הללו הכילו חלבון חומצי בעיקר מסוג גליה fibrillary (gfap) האסטרוציטים חיוביות, אבל גם הכילו כמה מקבץ של מולקולה בידול (CD11b) מיקרוגליה חיוביים וחלבון בסיסי המיאלין (mbp) oligodendrocytes הפוך חיובית. לאחר DIV 7, תאים אלה יכולים להיות מיושנים לתוך מוסיף תרבות התא כדי לספק תמיכה ללא מגע של נוירונים מטוהרים (איור 4B, C). ניתוח של glia-נוירונים שיתוף תרבויות מגלה כי כ 40,000 התאים גליה היו מספיקים כדי לשפר את ההישרדות לטווח ארוך וצמיחה של שני glutamatergic מטוהרים ו gabaergic נוירונים (איור 4d, E)7. יתר על כן, ניתוח אלקטרולוגי מגלה כי הנוירונים glutamatergic, co-תרבותי עם תאי גליה, היו פעילים מאוד והיה מוגבר מאוד פעילות הרשת (אחוז של גליה נתמך glutamatergic הנוירונים יורה התפרצויות של פעולה פוטנציאל: 62%; n = 28; איור 4F , G). תמיכה glial ולכן חשוב לא רק לקידום הצמיחה העצב והישרדות, אלא גם לקידום שידור סינפטית והקמת פעילות הרשת בתרבויות glutamatergic.
איור 1: טיהור הglutamatergic והנוירונים הגאייגיים. (א) תמונות המציגות אות פלורסנט מהביטוי הטרנזגנטי של TdTomato בנקמין; Ai9 עכברים (למעלה) ונוס בעכברים VGAT ונוס (למטה). קנה מידה ברים = 5 מ"מ. (ב) עוצמה פיזור מגרשים של TdTomato ו ונוס הזריחה של היפוטיקו-ההיפוקמאל תאים הנתק מתוך nexcre; Ai9 עכברים (למעלה) ועכברים VGAT ונוס (למטה). מאוד פלורסנט TdTomato או ונוס נוירונים נבחרו עבור מיון (המצוין על ידי תיבות ה, לעבור). (ג, שמאל) תמונות confocal וקד של TdTomato ממוין (למעלה) ו ונוס (למטה) נוירונים חיוביים. (ג, ימין) תמונה ממוזגת המציגה תאים מוכתמים באמצעות DAPI (בצבע כחול-מדומה). זריחה TdTomato הוא אנדוסוגני והוא נשאר חזק למרות הקיבעון (בצבע פסאודו מגנטה). ביטוי ונוס משופר באמצעות שילוב של נוגדן העיקרי בבימויו של GFP ו אלקסה Fluor-488-מצומת נוגדן משני (בצבע מדומה ירוק). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: תרבות התא של glutamatergic מטוהרים או הנוירונים. (A) תמונות אינפרא-אדום (שדה בהיר) משולב עם אות פלורסנט מתוך TdTomato (משמאל) ו-ונוס (מימין) נוירונים בצורה חיובית תרבותית עבור 1 h ב מבחנה. חיצים לבנים מציינים את המיקום של neurites גדל. (ב) מיקוד תמונות של TdTomato (משמאל) ו ונוס (מימין) נוירונים בצורה חיובית תרבותית עבור 1 h ב מבחנה. (ג, ד) שדה בהיר (למעלה) ומשולבים בתמונות פלורסנט (למטה) של TdTomato (C) ו-ונוס נוירונים (D) תרבותי במשך 7 ימים בתחום החוץ (DIV). חיצים לבנים מראים את המיקום. של גרעין מרוכז מתאים מתים חיצים צבעוניים לזהות הנוירונים בעלי תווית בעקשנות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: תכונות מורפולוגיות, אלקטרופיזיולוגיות וסינפטית של נוירונים מטוהרים. (א, ב) תמונות confocal וקד של TdTomato (A) ו ונוס חיובי נוירונים (ב) ב DIV 13 ו-DIV 14, בהתאמה. תאים מוצגים בשחור באמצעות שולחן המראה הפוכה כדי לסייע neurite הדמיה. מערכות insets מציגות את אות הפלורסנט המבוטאת על ידי הנוירונים שזוהו. (ג, ד) תגובת מתח של TdTomato (ג) ו-ונוס תא העצב (D) כדי להיפרפולזציה (200 to-20 הרשות הפלסטינית, ב 20 הצעדים הפלסטינית) ו לבצע הקיטוב (200 pA) הזרמים הנוכחיים, המתקבלים על ידי הקלטה שלמה של התיקון-מלחציים. Insets להציג את הנוירונים המוקלט המתאימים. פוטנציאל הממברנה המנוחה של כל תא מסומן משמאל למעקב אחר ההקלטה. (E, F) הקלטות מהדק מתח הנציג (10 s) המתקבלים TdTomato (E) ו-ונוס הנוירונים חיוביים (F). האירועים הEPSCs מרגש ספונטנית (הקלטה) הוקלטו מתוך נוירונים חיוביים TdTomato, מתוחזק בפוטנציאל מחזיק של 50 mV. באופן ספונטני אירועים פוסט סינפטית מעכבות (IPSCs) נרשמו מתוך ונוס הנוירונים חיוביים המתוחזקות בפוטנציאל מחזיק 0 mV. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: תמיכה בפיתוח תא העצב עם שיתוף התרבות גליה. (א) מיקוד תמונות של תרבויות גליה החיסונית עבור גליה fibrillary חלבון חומצי (gfap, שמאל), אשכול של מולקולה בידול (CD11b, באמצע) וחלבון בסיסי המיאלין (mbp, ימין). תאים גליאל היו מתורבתים עבור DIV 7. (ב) תמונות של תרבות התא מוסיפה לשימוש בתאי גליה משותפים עם נוירונים מטוהרים בסידור שאינו קשור למגע. (ג) סכמטי של ההסדר המרחבי המשמש לשיתוף הנוירונים והתרבות של גליה. (ד, ה) תמונות confocal וקד של tdtomato (D) ו-ונוס הנוירונים חיוביים (E), גדל עבור 14 ימים, בהעדר (שמאל) או נוכחות (מימין) של תמיכה גליה. (F, G) הקלטות נוכחיות-קלאמפ (60 s) מ-tdtomato (F) ו-ונוס נוירונים (G) תרבותית עבור 14 ימים בהעדר (למעלה) או נוכחות (למטה) של תמיכה גליה. נוירונים הוקלטו הפוטנציאל שלהם הממברנה מנוחה (מוצג משמאל של כל מעקב הקלטה). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
אנו מתארים כאן שיטה המשלבת את המיון והculturing של נוירונים ראשוניים כדי ליצור תרביות תאים עצביים מטוהרים. שיטה זו לוקח בערך 1 h יותר מאשר פרוטוקול אופייני העיקרי התרבות העצבית הבסיסית עדיין מאפשר את הדור של מאות תרבויות שכפול המכיל סוגים עצביים ספציפיים. הנוירונים מטוהרים, אשר ניתן לגדל בבידוד לפחות 16 ימים, להאריך אקסונים ודנדריטים והוא יכול לפטר רכבות חוזרות של פוטנציאל פעולה (איור 2 ואיור 3). וחשוב מכך, תאים אלה הם מקבילות לאותם מנתח ניסיוני כמו תרבויות נוירואליות העיקרי הנתק הראשוני, כולל אלקטרופיזיולוגיה, ניתוח מורפולוגיים והישרדות. היתרון העיקרי של עבודה עם תרבויות אלה מטוהרים הוא כי התפתחות של סוגי תאים ספציפיים ניתן ללמוד בבידוד. כדי לתמוך בפיתוח של תרבויות מטוהרים, אנו גם מציגים פרוטוקול עבור שיתוף culturing נוירונים מטוהרים עם תאי גליה. כפי שמוצג קודם לכן, co-culturing מטוהרים נוירונים עם תאים גליה משפר את ההישרדות שלהם, צמיחה והוא יכול לקדם את היווצרות הרשת7 (איור 4). כך, אנו מציגים כאן שילוב של שיטות שאמורות לקדם את המחקר של האינטראקציות גליה-נוירונים והוא עשוי להיות שימושי לחקר הפיתוח והאינטראקציה בין סוגי תאים אחרים של העניין.
מחקרים על תרבויות של מטוהרים glutamatergic נוירונים חשפו תובנות בסיסיות לדרך תאים גליה להפריש גורמים המקדמים את הפיתוח של רשתות נוירוונאליות והיווצרות סינפסה16,17,18 . באופן כללי, שיטות לטיהור סוגים ספציפיים של תא העצב הוחלו בהצלחה רבה יותר כדי ללמוד את התפתחותם של הנוירונים הglutamatergic במקום נוירונים GABAergic. זה הוביל לפער בהבנת האופן שבו שני סוגי תאים אלה מתפתחים. בהינתן כי GABAergic ו glutamatergic הנוירונים שונים באופן משמעותי במונחים של האנטומיה שלהם, פיזיולוגיה ומקורות התפתחותיות, זה חיוני כי אנו לומדים הנוירונים GABAergic בזכות שלהם, כדי להבין טוב יותר את תפקידם ואת הפיזיולוגיה. באמצעות הפרוטוקול המוצג כאן, זיהינו בעבר הבדלים חשובים בדרך GABAergic ו glutamatergic נוירונים תלוי בגורמים גליה-מופרש להקמת שידור סינפטית7. על ידי פרסום פרוטוקול זה אנו מקווים כי אחרים יכולים לעשות תובנות נוספות לתוך האינטראקציות החשובות בין נוירונים ותאי גליה.
בפרוטוקול זה, אנו מתארים את הזרימה cy, לנסות שיטת מיון התא, אשר השתמשנו כדי לטהר GABAergic או glutamatergic נוירונים מתוך קווי מכרסמים שונים הטרנסגניים. ונוס הנוירונים בצורה חיובית GABAergic ממוינים VGAT ונוס עכברים13 או חולדות8 ו-tdtomato חיובי glutamatergic הנוירונים היו ממוינים מתוך nexcre Ai9 עכברים (שנולדו במקור מ NexCre9 ו Ai9 שורות הכתב6, ראה turko et al., 20187). בשנים האחרונות, בגלל הפיתוחים הטכנולוגיים, הפכו הדור של חיות הטרנסגניים לקלים יותר באופן משמעותי. ככזה, הזמינות של בעלי חיים המבטא מולקולות פלורסנט, בסוגים רבים של תאים שונים, גדל במהירות. זה, בתורו, הגביר את השימוש והישימות של מיון התא המופעל פלורסנט. בעוד ששיטות חלופיות לבידוד תאי עניין הקיימות כיום16,19,20, הן מודרכים במידה מסוימת על ידי התלות שלהם על הזמינות של נוגדנים מתאימים למשטח טבעי אנטיגנים. זה מגביל את צדדיות שלהם בהשוואה עם שיטות מיון מבוסס-פלואורסצנטית תא, אשר ניתן כבר להשתמש כדי למיין תאים מתוך הרבים תאים מסוימים העיתונאי הטרנסגניים שכבר זמינים. עם זאת, כאשר ממוטבת, מבוססי נוגדן שיטות מיון יכול להיות מהיר ומניב גבוה, ואולי אפילו טוב יותר לשמר את אנטומיה התא, על ידי התרת טיהור של תאים עם אקסונים שלהם ו דנדטים21שלמים. לפיכך, שיטות מיון נוגדנים צריכות להיחשב עדיין כאשר מחליטים על אסטרטגיית מיון. בסופו של דבר, סוג התא של עניין, את הגיל שבו תאים ממוינים, הזמינות של בעלי חיים טרנסגניים או אנטיגנים פני השטח ואת מספר התאים הדרושים יהיו הגורמים המכריע בעת בחירת אסטרטגיית המיון המתאימה ביותר.
למרות מיון התא המבוסס על קרינה פלואורסצנטית הוא שיטה פשוטה ומיועלת לטיהור תאים, יש לנקוט טיפול בשלבים מסוימים של הפרוטוקול כדי לשמר את איכות התאים. למשל, לאחר כל צעד צנטריפוגה, חשוב לוודא כי הגלולה התא מושעה מחדש מהר ככל האפשר, תאים ששוחזרו בהצלחה. לעיתים, ניתן להפריע לגלולה הסלולרית בעת הסרת הסופרנטאנט. לכן מומלץ, בין צנטריפוגה צעדים, כדי לבדוק את נוכחות של תאים תחת המיקרוסקופ כדי לשלול כל אובדן התאים הנרחב. לאחר ציפוי התא, יש לאפשר לתאים לדבוק לפחות 1 h לפני האכלה. אם התאים מוזנים מוקדם מדי, תאים מסוימים עלולים להיות מחליקים מתוך הכיסויים, ובכך להקטין את צפיפות התרבות. לאחר 1 h בתרבות, זה נבון להעריך את בריאות התא. אם תאים אינם מופיעים בריאים (דוגמה לתאים בריאים מוצג באיור 2A), או שיש מוות משמעותי בתאים, הדבר עשוי להוות אינדיקציה לבעיה במהלך הליך הדיסוציאציה או המיון. שיקול חשוב נוסף, כאשר culturing כל סוג תא, היא לדאוג בעת ניהול מדיה תרבות התא. מדיית ה-NBA מכילה אדום פנול, המשמש כמחוון pH22. אם המדיה הופכת צהובה מדי בצבע, אז זה מצביע על כך pH הוא חומצי מדי; אם המדיה נעשית ורודה מדי, הדבר מצביע על כך שהפתרון הוא בסיסי מדי. פתרונות מניות פתוחים לפרקי זמן ארוכים, בעיקר אמצעי תקשורת המצוטטים בצינורות חרוטיים, נוטים להפוך ליותר אלקליין לאורך זמן. לכן מומלץ ליצור מדיה חדשה מלאה ב-NBA בכל שבוע ומדיה להשלים כל שבועיים (מאגרי בינוני תחת תנאים אטמוספריים ולכן צריך להיות יציב יותר). לקיחת נקודות אלה בחשבון זה צריך להיות אפשרי כדי ליצור תרביות תאים מטוהרים בכל מעבדה עם גישה מיון התא וציוד תרבות התא.
ברוב הניסויים שלנו הצלחנו לייצר תרבויות מטוהרים מחיה אחת. עם זאת, בעת טיהור תאים עבור ניתוחים ביוכימיים, ייתכן שיהיה צורך לבריכה יחד בעלי חיים מרובים למיון. בהצלחה מוינו עד 8 עכברים עובריים (יום מעובריים 13 בעלי חיים) באמצעות פרוטוקול הנ ל (נתונים לא מוצגים). עם זאת, אם יש יותר בעלי חיים להיות ממוינים, ייתכן שיהיה צורך להגדיל את הנפח של שניהם פפאין ו-bsa פתרונות (מתוארים בשלבים 2.1.1 – 2.1.4) כדי להתאים את הגידול בכמות הרקמה. בנוסף, אם יותר תאים מצופים בתרבות, ייתכן שיידרש לוח זמנים תכוף יותר להזנה. כנקודת התחלה, תאים יכולים להיות מוזנים כל 7 ימים על ידי הסרת 100 μL של מדיה ממוזג והוספת 200 μL של מדיה חדשה להשלים ה-NBA. למען יכולת הקיום של הנוירונים, אם למיין יותר בעלי חיים, המחשבה צריכה להיות ניתנת כדי למזער את זמן המיון ככל האפשר. זה דורש לעתים קרובות אופטימיזציה קפדנית של ניתוחי במורד הזרם לשימוש יעיל של תאים מטוהרים. יש לנו מיון שגרתי הנוירונים בעכבר בשיעור של 600 אירועים/s, עד 500000 – 800000 תאים לכל בעל חיים (לאחר לידה 0 – 2). עם זאת, זה היה ללא אופטימיזציה ממצה של מהירויות מיון ותנאים. לכן, שיפורים נוספים במהירות המיון ובתשואה צריכים להיות אפשריים.
הנוירונים מטוהרים דורשים מדיה ממוזג להישרדותה. זה כבר הוכח בעבר על ידי הנוירונים culturing ותאי גליה בנפרד, לפני טיפול בנוירונים עם מזגן גליה מדיה10. בניסויים שלנו, בחרנו לתמוך בנוירונים מטוהרים על ידי תאים גליה culturing על למחצה חדיר תרבות התא מוסיף, אשר ממוקמים בתוך לוחית התרבות התא. שיטה זו חלה בהצלחה ללמוד מטריקס הנגזרים מטריצות חלבונים האינטראקציה שלהם עם נוירונים12. התמיכה הרציפה המסופקת באמצעות שיטה זו כוללת מספר יתרונות בהשוואה לתרבות התאים הנפרדת. בעיקר, שיתוף התרבות של תאים גליה עם נוירונים מאפשר רגולציה רציפה ומיזוג של התקשורת תרבות התא, אשר דומה יותר במצב vivo. בנוסף, שיתוף התרבות הרציפה של תאים מאפשר איתות משוב פוטנציאלי בין נוירונים ו גליה, אשר אינו אפשרי בתרבויות מופרדות. בפרוטוקול שלנו, אם נדרש, שיטת שיתוף התרבות הרציפה ניתן להשמיט בקלות וטיפול קלאסי של נוירונים עם מדיה ממוזג-glia ניתן לבצע.
לסיכום, הפרוטוקול המוצג כאן שואפת לספק לקורא בסיס מוצק שממנו הם יכולים לבסס את הניסויים שלהם בתרבות התא הטהור. אנו מנבאות כי הזמינות של בעלי חיים טרנסגניים ומבנים ויראליות תמשיך להגדיל לעתיד הקרוב. לכן, טכניקות מיון התא מבוסס על הזריחה צפויים להיות אפילו יותר נפוץ ויקר.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
המחברים רוצים להודות לתמיכה טכנית מעולה שסופקו על ידי ג'ני קירש ואנה טאיצ'יולר בזרם CyDeutsches Try ליבה מתקן, Rheuma-Forschtok, ברלין. אנחנו רוצים להודות לג'אי סונג. על עזרתו בניתוח הישרדות כמו כן, אנו רוצים להודות לריטה לוברו על עזרתה בלכידת התמונות של עכברי פלורסנט וכריסטיאן אבנר לקריאה קריטית של הפרוטוקול. החולדות הטרנסגניות של VGAT-ונוס הופקו על ידי ד"ר י. יאנגאווה, מ. היגיאייאשי וכואגוצ'י במכון הלאומי למדעי הפיזיולוגיה, וקאזאקי, יפן, באמצעות pCS2-ונוס שסיפק ד ר א. מיאקי. עבודה זו נתמכת על ידי מועצת המחקר הגרמנית (דויטשה פורשונגססמייםהגבורהאחייסהאחג, DFG EXC 257 עד IV).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Neural Basal A media (NBA) | ThermoFisher Scientific | 10888022 | Cell Culture Buffer |
B27 | ThermoFisher Scientific | 17504001 | Culture supplement |
Glutamax | ThermoFisher Scientific | 35050-038 | Culture supplement |
Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | ThermoFisher Scientific | 15140-122 | Antibiotic |
Poly-L-Lysine | SIGMA | P1399 | Coverslip coating |
Papain | SIGMA | P4762-1G | Enzyme |
Bovine Serum Albumin | SIGMA | A3294-100G | Serum |
Hibernate A low fluorescence media | Brain Bits Ltd | HALF | Cell Transport media |
Dulbeccos Modified Eagles Medium (DMEM) | Biochrom | F0435 | Glial Culture Buffer |
Fetal Calf Serum (FCS) | Biochrom | S0115 | Serum |
Trypsin/EDTA | Biochrom | L2163 | Enzyme |
Fine Tip Pasteur Pipette | Neo Labs | - | Used for trituration of cells |
24-well plates | BD | 353047 | Culture plate |
50 mL Falcon tubes | BD | 352070 | - |
15 mL Falcon tubes | BD | 352096 | - |
Glass coverslips: 12 mm round | Roth | P231.1 | - |
35 mm Petri dish | Corning | 353001 | - |
100 mm Petri dish | Corning | 353003 | - |
30 µm CellTrics Cell Sieve | sysmex | 04-004-2326 | To remove cell clumps before cell sorting |
Round bottom polystyrene tubes | BD | 352054 | Transport tube for sorted cells |
Round bottom polypropylyne tubes | BD | 352063 | Collection tube for sorted cells |
Cell culture inserts – 0.4 µm transparent PET | Falcon | 353 095 | For the co-culture of neurons and glia |
Extra fine Bonn Scissors | Fine Scientific Tools | 14084-08 | To remove overlying skin and bone of mice |
Extra narrow Scissors | Fine Scientific Tools | 14088-10 | To remove overlying skin and bone of rats |
Forceps | Fine Scientific Tools | 11242-40 | To hold the head in place |
Spatula (130 mm long/5 mm tip width) | Fine Scientific Tools | 3006.1 | To remove the brain to filter paper |
Scalpel Blades | Swan-Morton | #0308 | To mechanically dissociate neural tissue |
Haemocytometer (Neubauer Imroved) | Optik Labor | - | To cell count dissociated cells |
Fluorescent Miners Goggles (excitation light) | Biological Laboratory Equipment Maintenance and Servce Ltd (BLS) | FHS/LS-1G | To excite TdTomato |
Fluorescent Miners Goggles (emission filter) | Biological Laboratory Equipment Maintenance and Servce Ltd (BLS) | FHS/EF-4R2 | Td Tomato compatible emission filter |
Fluorescent Miners Goggles (excitation light) | Biological Laboratory Equipment Maintenance and Servce Ltd (BLS) | FS/ULS-02B2 | To excite Venus |
Fluorescent Miners Goggles (emission filter) | Biological Laboratory Equipment Maintenance and Servce Ltd (BLS) | FS/TEF-3GY1 | Venus compatible emission filter |
Mouse-Anti-GFP primary antibodies | UC Davis | 75-132 | To enhance Venus signal following fixation |
Mouse-Anti-GFAP primary antibodies | SIGMA | G-3893 | The identification of reactive astrocytes |
Rabbit-Anti-CD11b primary antibodies | Southern Biotech | 1561-15 | The identification of microglial cells |
Rabbit-Anti-MBP primary antibodies | Millipore | AB980 | The identification of oligodendrocyes |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved