Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • протокол
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Мы опишем способ получения органотипической срезах гиппокампа, которые могут быть легко адаптированы для других областей мозга. Мозг ломтики укладываются на пористые мембраны и культура СМИ позволили сформировать интерфейс. Этот метод сохраняет валового архитектуры гиппокампа на срок до 2-х недель в культуре.

Аннотация

Гиппокампе, компонент лимбической системы, играет важную роль в долговременной памяти и пространственной навигации 1. Нейронов гиппокампа может изменять силу своих связей после коротких периодов сильной активации. Это явление, известное как долгосрочные потенцирования (LTP) может длиться в течение нескольких часов или дней и стал лучшим кандидатом механизм обучения и памяти 2. Кроме того, четко определены анатомии и связи гиппокампа 3 сделал классической модельной системой для изучения синаптической передачи и синаптической пластичности 4.

Как наше понимание физиологии гиппокампа синапсов вырос и молекулярных игроков стал отождествляться, должны манипулировать синаптические белки стало императивом. Органотипической гиппокампа культур дают возможность для облегчения работы генов и точное фармакологического вмешательства, но сохранить синаптических организация, которая имеет решающее значение для понимания синапсов функционировать в более натуралистическом контексте, чем обычный культуре диссоциированных методы нейронов.

Здесь мы представляем метод для подготовки и культуры срезах гиппокампа, которые могут быть легко адаптированы для других областей мозга. Этот метод позволяет легко добраться до срезы для генетических манипуляций, используя различные подходы, такие как вирусная инфекция или 5,6 biolistics 7. Кроме того, ломтики может быть легко восстановлено для биохимических анализов 8, или переведены на микроскопы для работы с изображениями 9 или электрофизиологических экспериментов 10.

протокол

1. Перед началом Подготовка срезах гиппокампа.

  1. Подготовка ткани слайсер, размещая часть листа тефлона и монтаж нового лезвия.
  2. Протрите культуре ткани (ТС) капюшон с 70% этанола и установить рассекает микроскопом внутри. Стерилизовать капот, микроскоп, ткани резки и все рассекающих инструментов в течение 15 минут с УФ-светом.
  3. Подготовка шесть хорошо пластин ТК. Добавить 750 мкл часть питательных сред (SCM) в каждую лунку и место вставки культуре клеток в каждой лунке. Убедитесь, что мембраны тщательно мокрые, без пузырьков внутри. Место пластин в инкубаторе при температуре 35 ° C газом с 5% CO 2, пока это необходимо.
  4. Налейте 50 мл низкой Na + ACSF (рассечение раствора) в 100 мл стакан и положите его на льду-солевой смесью. Bubble низкой Na + ACSF с 5% CO 2 / 95% O 2 до изменения цвета и формы ACSF суспензии смесь замороженных и жидкого раствора (10-20 мин).
  5. Получить P5-P7 крысят. До трех щенков могут быть использованы.

2. Гиппокампа Подготовка Slices.

  1. Вырезать голова животного с острыми ножницами полезности. Разрежьте кожу и выставить череп. Откройте череп, сокращая из стороны в сторону вдоль interaural линии, а затем вдоль стреловидного шва с небольшими ножницами. Дополнительно вырезать из стороны в сторону в передней можно сделать для облегчения удаления костей и экспозиции головного мозга. Совок из мозга быстро с округлыми ложку микро шпателем и поместить его в суспензию рассекает решение для охлаждения в течение ~ 1 минуты. Налейте ~ 10 мл ледяной рассекает раствор на 60 мм блюдо и передачи мозг от стакана к блюду. Мозг должен быть покрыт рассекает решение.
  2. Под микроскопом рассекает: Место мозг и держать его на средней линии с рассекает щипцы прижат к нижней части 60 мм блюдо. Используйте гиппокампе рассекает инструмент для разделения полушарий выходя из среднего мозга. Гиппокампе которые затем выставляются на каждом полушарии. Затем осторожно совок гиппокамп с гиппокампе рассекает инструмент. Используйте рассекает иглу, чтобы полностью изолировать гиппокампе и почистите его как можно больше.
  3. Использование отрезал кончик P1000 кончика пипетки фильтр, мягко аспирата гиппокампе и перенести его на лист тефлоновой ткани на срез. Позиция гиппокампа на вогнутой стороне.
  4. Совместите перпендикулярно гиппокампе, чтобы лезвие, чтобы получить корональные разделы и слейте избыток жидкости.
  5. Нарежьте гиппокампе через каждые 400 мкм.
  6. Налейте ~ 10 мл холодного SCM в 60 мм блюдо и передачи нарезанный гиппокампе от резки с использованием другого отрезал P1000 Фильтр наконечника и холодного SCM. Избегайте пузырей.
  7. С помощью шпателя радужной оболочкой и прямой шпатель мягко отдельных ломтиков друг от друга.
  8. Отдельные четко определены и неповрежденной ломтики с поврежденных ломтиками.

3. Гиппокампа культуры Ломтики

  1. Принесите шесть-луночных планшетах с СКМ и вставляет культуре клеток из инкубатора. С помощью другого отрезал P1000 Фильтр наконечника, передача отдельных ломтиков на мембране. Место 4-5 ломтика в мембране. Будьте осторожны, чтобы не место ломтики либо близко к стене или вставить близко друг к другу. При необходимости использовать диафрагму лопаточку, чтобы отдельные кусочки. Удалите излишки среды. Сенсорный ломтиками как можно меньше, когда они находятся на мембране.
  2. Перемещение пластины обратно в инкубатор и культуры при 35 ° С и 5% СО 2.
  3. Изменение СКМ каждые 48 часов внутри капота ТС на аспирационных СКМ с пипетки Пастера. Добавить 750 мкл свежего подогретого СКМ на лунку. Убедитесь в отсутствии пузырьков образуются под мембраной.

4. Решения

  1. Низкий Na + ACSF - Пройдя Решение для срез культуры
    Для деионизированной и стерильные H 2 O добавить:
    На 500 мл За 1000 мл Конечная концентрация
    CaCl 2 (1 М) 0,5 мл 1 мл 1 мМ
    D-глюкозы 0,901 г 1,802 г 10 мМ
    KCl 0,149 г 0,298 г 4 мМ
    MgCl 2 (1 М) 2,5 мл 5 мл 5 мМ
    NaHCO 3 1,092 г 2,184 г 26 мм
    Сахароза 40 г 80 г 234 мм
    Фенол красный раствор 0,5% в DPBS 0,5 мл 1 мл 0,1% об. /

    Смешайте ~ 30 мин
    SterilИзе пропусканием через 0.22μm фильтр
    Сделайте 50 мл аликвоты и хранить при 4 ° С не более 2 месяцев.
  2. Фрагмент культуральной среде (SCM)
    На 500 мл За 1000 мл Конечная концентрация
    MEM Eagle среда 4,2 г 8,4 г 8,4 г / л
    Лошадиной сыворотки тепла инактивированной 100 мл 200 мл 20%
    L-глютамин (200 мм) 2,5 мл 5 мл 1 мМ
    CaCl 2 (1 М) 0,5 мл 1 мл 1 мМ
    MgSO 4 (1 М) 1 мл 2 мл 2 мМ
    Инсулин (1 мг / мл), растворенный в 0,01 н HCl 0,5 мл 1 мл 1 мг / л
    Аскорбиновая кислота, раствор (25% вес / объем) 0,024 мл 0,048 мл 0,00125%
    D-глюкозы 1.16g 2.32g 13 мм
    NaHCO 3 0.22g 0.44g 5,2 мм
    Hepes 3.58g 7.16g 30 мМ

    Смешайте пока полностью не растворяется и довести до комнатной температуры.
    Отрегулируйте рН до 7.27-7.28 с 1 N NaOH
    Мера осмолярности. Отрегулируйте до 320 ммоль / кг деионизированной и стерилизовать H 2 O. Ожидать, чтобы добавить примерно 25-40 мл. Проверьте осмолярность снова.
    *** РН может немного измениться во время настройки осмолярность, это нормально, это более важно, что осмолярность находится в правильном диапазоне (317-323).
    Стерилизовать прохождения через фильтр 0,22 мкм.
    Сделайте 20 мл аликвоты и хранить в течение двух-трех недель при температуре 4 ° C.
    Gluatamine складе: подготовить в концентрации 200 мМ и хранить при температуре -20 ° С в аликвоты 2,5 мл.
    Акции Аскорбиновая кислота: подготовить в концентрации 25% (м / о) и хранили при -20 ° С в аликвоты 100 мкл.

5. Представитель Результаты:

Ломтики должны выглядеть белой под рассекает сферу без черных пятен и четко определены и неповрежденной CA1, СА3 и зубчатой ​​извилине регионах. Бактериальное загрязнение легко видеть, как движущиеся черные точки в средне-и мутность СКМ. При помещении под микроскопом, поверхность среза должна выглядеть чистым после 4 дней в культуре с четкими и ощутимо органами клетки. Если нет четкого органов ячейки видел и много мусора покрывает поверхность после 4 дней, то это не здоровое срез.

Обсуждение

Этот метод основан на методе, впервые описанный Stoppini и соавт. 11 и предлагает быстрый способ к культуре срезах гиппокампа. Наиболее важным аспектом этого протокола заключается в поддержании ломтиками стерильной, поэтому очень важно использовать соответствующие методы и сте?...

Раскрытие информации

Нет конфликта интересов объявлены.

Благодарности

Эта работа финансировалась NINDS - NIH R01NS060756

Материалы

Material NameTypeCompanyCatalogue NumberComment
NameCompanyCatalog NumberComments
Cell culture inserts MilliporePICM03050 
6 well plates BD Falcon353046 
Tissue Slicer Stoelting51425/51415 
Microscope OlympusSZX7-ILLD2-100 
Hippocampus dissecting tool F.S.T10099-15 
Large utility scissors. Perfection F.S.T37500-00/37000-00 Right/ Left handed 
Iris Spatula F.S.T10093-13 
Straight spatula F.S.T10094-13 
Rounded spoon micro spatula VWR57949-039 
Dissecting single cutting edge needle Electron Microscopy Science72946 
Dissecting tweezers Dummont#2 
Small dissecting scissors F.S.T14060-10 
MEM Eagle medium Cellgro50-019 PB 
Horse serum heat inactivated Invitrogen26050-88 
L-Glutamine (200 mM) Invitrogen25030081 
CaCl2 (1 M) SigmaC3881 
MgSO4 (1 M) SigmaM2773 
Insulin (1 mg/ml), dissolved in HCl 0.01 N SigmaI0516 
Ascorbic Acid, solution (25%) SigmaA4544 
D-Glucose SigmaG5767 
NaHCO3 SigmaS6014 
Hepes SigmaH7523 
Sucrose SigmaS5016 
Phenol Red Solution 0.5% in DPBS SigmaP0290 
KCl SigmaP3911 
MgCl2 (1 M) SigmaM9272 

Ссылки

  1. Martin, S. J., Grimwood, P. D., Morris, R. G. Synaptic plasticity and memory: an evaluation of the hypothesis. Annu Rev Neurosci. 23, 649-711 (2000).
  2. Bliss, T. V., Collingridge, G. L., Morris, R. G. I. n. t. r. o. d. u. c. t. i. o. n. Long-term potentiation and structure of the issue. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 358, 607-611 (2003).
  3. Shepherd, G. M. . The synaptic organization of the brain. , (2004).
  4. Malinow, R., Tsien, R. W. Presynaptic enhancement shown by whole-cell recordings of long-term potentiation in hippocampal slices. Nature. 346, 177-180 (1990).
  5. Malinow, R. Introduction of green fluorescent protein (GFP) into hippocampal neurons through viral infection. Cold Spring Harb Protoc. , (2010).
  6. Shi, S., Hayashi, Y., Esteban, J. A., Malinow, R. Subunit-specific rules governing AMPA receptor trafficking to synapses in hippocampal pyramidal neurons. Cell. 105, 331-343 (2001).
  7. Woods, G., Zito, K. Preparation of gene gun bullets and biolistic transfection of neurons in slice culture. J Vis Exp. , (2008).
  8. Esteban, J. A. PKA phosphorylation of AMPA receptor subunits controls synaptic trafficking underlying plasticity. Nat Neurosci. 6, 136-143 (2003).
  9. Mainen, Z. F. Two-photon imaging in living brain slices. Methods. 18, 231-239 (1999).
  10. Barria, A., Malinow, R. Subunit-specific NMDA receptor trafficking to synapses. Neuron. 35, 345-353 (2002).
  11. Stoppini, L., Buchs, P. A., Muller, D. A simple method for organotypic cultures of nervous tissue. J Neurosci Methods. 37, 173-182 (1991).
  12. Simoni, A. D. e., Griesinger, C. B., Edwards, F. A. Development of rat CA1 neurones in acute versus organotypic slices: role of experience in synaptic morphology and activity. J Physiol. 550, 135-147 (2003).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

Neuroscience48BrainSynaptic

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены