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側脳室の壁は、成体哺乳動物の脳の最大の胚の領域が含まれています。伝統的に、この地域における神経新生の研究は、組織学的分析のための古典的なセクショニングのテクニックに頼ってきた。ここでは、この胚地域の包括的な、EN -顔のビューを提供する代替的なアプローチ、wholemountテクニックを、提示する。
側脳室の壁は、成体哺乳動物の脳の最大の胚の領域が含まれています。これらの壁の脳室下帯(SVZ)の神経幹細胞と成体のニューロン新生の制御の挙動を理解するための広範囲に研究のモデルシステムです。伝統的に、これらの研究は、組織学的分析のための古典的なセクショニングのテクニックに頼ってきた。ここでは、この胚地域の包括的な、EN -顔のビューを提供する代替的なアプローチ、wholemountテクニックを、提示する。セクションに比べて、wholemountsは完全な細胞構築とSVZ内の細胞の関係を維持する。このアプローチは、最近、大人の神経幹細胞、またはタイプのB1細胞は、側脳室の内側を覆う、分化上衣細胞と混合した神経上皮の一部であることを明らかにした。さらに、このアプローチは、彼らは脳室で生成上衣細胞と脳脊髄液の流れの平面偏光を研究するために使用されています。成体神経幹細胞は、地域的に指定されている不均一な集団であることが最近の証拠で、wholemountアプローチは、おそらくこの幹細胞のニッチの組織とparcellationを理解するために不可欠なツールとなります。
上衣フローアッセイ用蛍光マイクロビーズ(のみ染色の目的のためにwholemountsを準備する場合の手順はスキップされることがあります)で満たされたガラスのマイクロピペットのI.の準備。
II。 Wholemount解剖と固定
III。蛍光マイクロビーズを使用して上衣フロー分析
IV。免疫染色Wholemounts
V.は、共焦点顕微鏡用スライドに免疫染色Wholemountsの取り付け
代表的な結果
Wholemountアプローチは成人SVZの胚の活性にいくつかの重要な洞察を提供している。 SVZの若い神経細胞の移行のチェーンのネットワークは、最初の側脳室の側壁のwholemounts後に観察されたポリシアル酸神経細胞接着分子(PSA - NCAM)1に対する抗体で免疫染色を行った。移行する神経芽細胞のこれらの鎖は、またdoublecortin抗体( 図1)でwholemountsを免疫染色した後に見ることができます。驚くべきことに、チェーンのネットワークは、細胞の2つの一般的な流れ、上の背側に実行しているとの接着点を中心に腹側に実行されているものと、紋切り型のパターンを持っています。 SVZのWholemountsも、 図2におけるKi67染色で見られるように、この地域における前駆細胞の増殖活性の包括的なビューを提供します。興味深いことに、最近の二つの研究では、分割しSVZの細胞と局所血管系2,3( 図2)との間の密接な相互作用を示唆している。
ハイパワー共焦点顕微鏡下で検査する場合、wholemountsが提供する専用バス顔のビューは、脳室系の内側を覆う細胞の先端面のユニークな視点を可能にします。このアンフェイスの視点は、最近、SVZのタイプのB1細胞、成体神経幹細胞は、非分裂、分化上衣細胞4との混合神経上皮の一部であることを明らかにした。心尖部型のB1細胞の接触の表面側脳室と風車の構成( 図3、矢印はB1頂面を示す)における上衣細胞の大頂面に囲まれています。また、上衣細胞の頂端表面の精密検査は、その基礎体の並進位置および回転方向は、その平面極性5の指標であることを明らかにした。上衣細胞基底BO金型は、頂端表面上のパッチにまとまっている。このパッチは、CSFの流れ(並進極性)を基準にして川下"方向に先端面の中心からずれている、このパッチ内に、それぞれの基礎体温はその長軸周りに回転であるように基底の足、基底のアクセサリー体、流れの方向の点(回転極性)。近隣上衣細胞が同じ方向に配向その基礎の体を持っている。重要なのは、上衣フローアッセイのvideomicrographsが直接側壁の特定の領域の流れを比較するために使用することができますその地域における上衣細胞基底体( 図4)の方向へ。
より高い電力のイメージングと、成体脳における最大の胚地域のパノラマの視点を提供することに加えて、wholemountsはSVZにおける個々の細胞の形態のより完全で詳細な分析を可能にする。 wholemountsで免疫染色GFAPのハイパワー共焦点イメージングがそのタイプのB1細胞を明らかにした、彼らの短い心室接触先端突起を加えて、血管( 図5)4と接触して長い基礎プロセスを持っている。基礎プロセスは、心室壁のほとんどが並列実行されるため、この細胞構築は冠状のセクションで既に高く評価されていなかった。シリアルセクショニングは、したがって、細胞の完全な形態を再構築する、またはSVZにおける他の細胞型との関係を理解することは出来なくなりますので、小さな断片に個々のセルをカットします。 wholemountアプローチは、低消費電力顕微鏡と高出力の顕微鏡による個々の細胞の完全な視点でパノラマビューを提供することで、両方の、古典的な切片の技術に比べていくつかの利点があります。この手法は、この成人の脳胚帯の将来の研究を補完する重要な要素であり続けるだろう。
図1。SVZにおける渡り鳥神経チェーンのネットワーク。タイル張りの共焦点画像は、SVZを通して移行する神経芽細胞をラベルするdoublecortin、に対する抗体で染色された側壁wholemountを再構築。アスタリスク(*)で示されるマイグレーションの二つの一般的な流れ、上の背側に実行しているとの接着点を中心に腹側に実行しているが、あります。矢印は、前()と背側(D)の方向を示している。スケールバー= 1 mmである。
図2。SVZにおける血管と細胞分裂の関係。この側壁wholemountは赤の血管系にラベルを付けるために、緑色の分裂細胞を標識するために、Ki67に対する抗体で免疫染色、およびマウス免疫グロブリンに対する抗体れました。このwholemountを染色する前に生理食塩水で灌流されていないため、内在性マウスIgG分子は、血管内に残ると二次抗マウス抗体によって染色されています。最近の研究では、分割しSVZの前駆体(緑)が血管に近接(赤){シェン、2008#6523} {Tavazoie、2008#6522}に置かれていることを示唆している。矢印は、前()と背側(D)の方向を示している。スケールバー= 1 mmである。
図3。外側の壁に心室接触細胞の頂端表面。 wholemountのハイパワー共焦点画像は緑色で細胞膜を標識するために、β-カテニンを免疫染色し、赤色で基礎体にラベルを付けるためにγ-チューブリン、、これらの上皮細胞の平面構成を明らかにする。タイプB1細胞、成体神経幹細胞は、矢印で示される単一基礎体温と小さな先端面を、持っている。これらの細胞の先端面は、風車の構成で上衣細胞の大規模な先端面に囲まれています。上衣細胞は頂端表面上での複数の基底の体の位置によって示される平面極性を持っている。近隣の上衣細胞は脳脊髄液の流れ{Mirzadeh、2010#6573}の方向に対応する先端面の同じ側(この地域では左方向下向きと)上に設定されている基礎体温のクラスタを、持っている。スケールバー=10μmである。
図4。上衣フローアッセイ。上衣フローアッセイ中に撮影動画から100シーケンシャルフレームをマージすることによって作成された合成画像。蛍光マイクロビーズは、背側と接着面積の後方に堆積モンロー孔に向かって、二つの指向ストリーム、上の1つおよび付着下のいずれかで上衣繊毛によって推進された。この指向の流れは、上衣細胞の機能的な平面極性を明らかにする。各フローラインは、時間内の連続する点で、単一のビーズの位置を示しています。スケールバー= 0.5 mmである。
図5。GFAP +タイプのB1細胞は血管のエンドフィートと長い基底繊維を持っている。側壁wholemountから撮影した高パワー共焦点スタックの最大投影は、SVZアストロサイトにラベルを付けるためにGFAP抗体で免疫染色。この染色は、ラベル成体神経幹細胞を、またはタイプのB1細胞、心室表面の頂結末を持って、そしてここに示されているように、長いGFAP +血管(矢印)で終了する基底繊維。二次抗体は、血管内に内因性のマウスIgGを認識するマウス抗GFAP抗体を可視化するために使用されるので、血管がここに染色されています。スケールバー= 50μmの。
心室と脳室帯の神経発生のほとんどの研究は、これらの地域におけるミクロ解剖学と細胞の関係を調べるために古典的なセクショニングのテクニックに頼ってきた。ここでは、抗有糸分裂の治療6次のSVZの幹細胞集団の再生を研究するために使用された最初のSVZ 1で生成された神経芽細胞の遊走チェーンのネットワークを分析するために使用する別の方法を、、説明、および最近では正確な頂を研究するために使用と成体SVZの神経幹細胞2,3,4の基底細胞間の相互作用。興味深いことに、この手法は、成人SVZの神経幹細胞、またはタイプのB1細胞は、差別化された非分裂上衣細胞と混合した神経上皮の一部であることを明らかにした。 EN -顔のwholemountsを用いたイメージングでは、この混合神経上皮が上衣細胞の4大頂面に囲まタイプのB1細胞の頂端部のエンディングで構成される風車のアーキテクチャを持っていることを示しています。このエン顔分析は、血管ニッチに連絡心室表面における心尖部終末と基底のプロセスを持つ細胞で構成されるような胚と成体脳における神経幹細胞の系統の我々の理解を明確にしています。これらの知見は、古典的な切片の技術を使用して、ほぼ不可能だったろう。また、心室接触先端突起を介して神経幹細胞の識別を容易にWholemounts。これらの幹細胞が発見されたために、より特異的なマーカーとして、wholemountsは、神経幹細胞の振る舞いを識別し、分析の不可欠な部分となります。
側脳室の壁のWholemountsも上衣細胞の平面極性を研究するための理想的な視点を提供しています。上衣細胞は、協調的にCSFを推進するために機能する心室の内側を覆うmulticiliated細胞である。 wholemount手法では、全体の上衣上皮はen -顔を露出していると後部との背腹境界に染色し、その前から総合的に検討することができます。さらに、急性解剖、ライブwholemountsで実行上衣フローアッセイは、確実に上衣繊毛によって生成された平面偏光の流れを示しています。 wholemountアプローチを使用して最近の仕事は、この上衣平面極性5の細胞の決定要因を明らかにした。興味深いことに、wholemount研究はまた、上衣、生成されたCSFのフローは、SVZ 7の若い神経細胞の遊走を導くchemorepellentsの勾配を確立することを示唆している。当初は渡り鳥神経チェーンのネットワークを識別Wholemountアプローチはそのためチェーンの移行を調節する機構についての洞察を提供し続けている。
wholemountイメージングによるVZとSVZの分析は、両方とも今後の研究と既存研究の我々の理解を明確にする方法のための新しいアプローチが追加されます。例えば、最近の研究では、成人SVZにおける神経幹細胞が脳室8と接触してCD133 + / CD24 -細胞であることが示唆された。セクションでそれらの免疫染色に基づいて、これらの著者らは、これらの細胞はmulticiliated上衣細胞の亜集団であることを主張した。しかし、全体上衣上皮のより包括的なビューを与えるwholemountアプローチを、使用して私たちの研究で、我々はそのすべての上衣細胞はCD24とのみ心室接触CD133は+ / B1型のサブセットCD24 -であった細胞が見つかりました細胞4。さらに、wholemountテクニックは成人の脳9の神経幹細胞の最近記載されたモザイクの組織を調べ、今後の研究に有用であることを約束。いくつかの研究は、成体脳における神経幹細胞は均一な集団ではないことが示されているが、地域的に指定されており、通常は嗅球の介在ニューロンの特定のサブタイプを生成する。これらの研究は、神経幹細胞の異なる亜集団が特定の転写因子の発現10,11,12,13,14および/ またはの背腹と前後のエクステントに沿ってそれらの局所的配置のいずれかによって区別される可能性があることを提案した側壁9,15,16。成体神経幹細胞の地域指定のサブポピュレーションのより多くの分子マーカーが同定されているとして、wholemountイメージングは、心室壁に沿ってこれらの異なる前駆細胞ドメインのparcelationの包括的なビューを提供する必要があります。
ここで提示wholemount解剖と画像化技術は、胚の心室壁を分析するために使用されることがあります。胚の外側の壁の解離についても同様に、ステップバイステップで、実行されます。難易度のわずかな違いがありますが、胚の心室は解剖が容易に比較的大きいですが、組織は、操作をより困難に柔らかいです。特に、側脳室の同様の暴露は、エンブリーで使用することができます。OSは、皮質神経発生を研究するために心室の皮質壁を細かく分析する。最近の証拠は、非対称中心体の継承は、皮質神経発生17中に心室の表面に放射状グリアを維持することを示唆している。放射状グリア頂面の専用バスの顔画像は、これらの分裂細胞内の中心体が非対称的にどのように継承されるかについての洞察を提供することがあります。
特にほとんどの技術、正確な器用さを伴うものと同様に、支配は練習が必要です。より良い結果への鍵となる解剖のいくつかの要素が、しかし、があります:1)照明は、影を作成するサンプルの照明を調整することのような鉗子を使用して)そうでなければ、2は比較的均質である組織の解剖中に貴重なコントラストを提供します。このテクニックの2つの昆虫ピン鉗子を一緒に挟んだり、組織をピックアップするために使用されることはありませんが、)、穏やかな収縮のバランス03を切断し、ナイフを切断いけないしながら組織を安定させるために継続的に再調整することができる機動性のピンとして使用されるのみカットするだけでなく、この解剖の大半は実際には断続切削で穏やかな収縮を介して実行されていることを思い出して、内側と外側の壁を分離するために穏やかな撤回を提供するために使用される。
NIHの助成金HD - 32116、財団、ジョンボウズ幹細胞の基金、文部科学省、厚生労働省、及びHFSPの支援サンドラファミリーでサポートされて働く。 ZMはカルロスBaldoceda財団とUCSF Krevansフェローシップでサポート。 AA - B。ヘザーとメラニーは、寄附をクシャクシャに保持しています。
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