Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Формирование пресинапсов является динамичным процессом, включая накопление синаптических белков в надлежащем порядке. В этом методе, presynapse образование вызвано бисером конъюгированный с протеином presynapse протеин на аксональных листах культуры «нейронного шара», так что накопление синаптических белков легко быть проанализированным во время образования presynapse.
Во время развития нейронов, формирование синапса является важным шагом для создания нейронных цепей. Для формирования синапсов синаптические белки должны поставляться в надлежащем порядке путем транспортировки из клеточных органов и/или локального перевода в незрелые синапсы. Тем не менее, не до конца понял, как синаптические белки накапливаются в синапсах в надлежащем порядке. Здесь мы представляем новый метод анализа пресинаптического образования с помощью сочетания культуры нейронного шара с бисером, чтобы вызвать формирование пресинапсов. Нейронные шары, которые нейронных клеточных агрегатов обеспечивают аксональные листы вдали от клеточных тел и дендритов, так что слабые флуоресцентные сигналы пресинапсов могут быть обнаружены, избегая подавляющих сигналов клеточных тел. В качестве бисера, чтобы вызвать образование пресинапсов, мы используем бисер, спряженый с леуцином богатых повторить трансмембранных нейронов 2 (LRRTM2), возбуждающие пресинаптический организатор. Используя этот метод, мы продемонстрировали, что везикулярный глутаматный транспортер 1 (vGlut1), синаптический протеин везикл, накопленный в пресинапсах быстрее, чем Munc18-1, активный белок зоны. Munc18-1 накопился перевод-зависимо в presynapse даже после удаления клеточных органов. Этот вывод указывает на накопление Munc18-1 путем локального перевода в аксоны, а не транспорт из клеточных тел. В заключение, этот метод подходит для анализа накопления синаптических белков в пресинапсах и источнике синаптических белков. Поскольку культура нейронного шара проста и не обязательно использовать специальный аппарат, этот метод может быть применим к другим экспериментальным платформам.
Формирование синапса является одним из важнейшихшагов при развитии нейронных цепей 1,2,3. Формирование синапсов, которые являются специализированными отсеками, состоящими из до- и пост-синапсов, представляет собой сложный и многоступенчатый процесс, включающий соответствующее распознавание аксонов и дендритов, формирование активной зоны и постсинаптической плотности, а также правильное выравнивание ионных каналов и нейромедиаторов рецепторов1,2. В каждом процессе, много видов синаптических протеинов аккумулируют к этим специализированным отсекам в правильном времени путем транспортировать синаптические протеины от тел клетки and/or местным переводом в отсеках. Эти синаптические белки считаются организованными, чтобы сформировать функциональные синапсы. Дисфункция некоторых синаптических белков, связанных собразованием синапсов, приводит к неврологическим заболеваниям 4,5. Тем не менее, остается неясным, как синаптические белки накапливаются в надлежащее время.
Чтобы исследовать, как синаптические белки накапливаются организованно, необходимо изучить накопление синаптических белков в хронологическом порядке. Некоторые доклады продемонстрировали живой визуализации наблюдать образование синапсов в разрозненных культуры нейронов6,7. Тем не менее, это отнимает много времени, чтобы найти нейроны, которые только начинают образование синапсов под микроскопией. Чтобы эффективно наблюдать накопление синаптических белков, образование синапса должно начинаться в то время, когда исследователи хотят вызвать образование. Вторая задача состоит в том, чтобы различать накопление синаптических белков из-за переноса из клеточных тел или локального перевода в синапсы. Для этого уровень перевода необходимо измерять при условии, что не допускается перенос синаптических белков из клеточных органов.
Мы разработали новый анализ формирования пресинапсов с использованием сочетания культуры нейронного шара с бисером, чтобы вызвать формирование пресинапсов8. Нейрон мяч культуры разработан для изучения аксонального фенотипа, в связи с образованием аксональных листов окружающих клеточных органов9,10. Мы использовали магнитные бусы, спряженые с леуцином богатых повторить трансмембранных нейронов 2 (LRRTM2), который является пресинаптическим организатором, чтобы вызвать возбуждающие presynapses (Рисунок 1A)11,12,13. С помощью бисера LRRTM2, образование presynapse начинается в то время, когда бусы применяются. Это означает, что формирование пресинапсов начинается в тысячах аксонов нейронного шара в одно и то же время, что позволяет эффективно изучить точный временной ход накопления синаптических белков. Кроме того, культуры нейронов мяч легко блокировать транспортные синаптические белки от сомы, удалив клеточные тела(Рисунок 1B)8. Мы уже подтвердили, что аксоны без клеточных тел могут выжить и здоровы по крайней мере 4 ч после удаления клеточных тел. Таким образом, этот протокол подходит для исследования, откуда получаются синаптические белки (клеточная часть тела или аксон) и как синаптические белки аккумулируются организованно.
Эксперименты, описанные в этой рукописи, были проведены в соответствии с руководящими принципами, изложенными в Институциональном комитете по уходу за животными и использованию Иокогамского городского университета.
1. Подготовка нейронных шаров как висячая культура падения (Дни в пробирке (DIV) 0-3)
ПРИМЕЧАНИЕ: Процедуры, описанные здесь для подготовки культуры нейронов мяч основаны на методе ранее сообщалось группы Сасаки с некоторыми изменениями9,10. Мы также приняли несколько процедур из метода банкира для разобщенной культуры14.
2. Размещение нейронных шаров на PLL покрытием стеклянные крышки и содержание культуры (DIV 3-11)
ПРИМЕЧАНИЕ: Перед покрытием стеклянных покрывающих листы поли-L-лизином (PLL), мытье обложек с помощью моющего средства имеет важное значение. Стеклянные крышки иногда не так чисты для нейронной культуры и равномерного покрытия с PLL. Неравномерное покрытие PLL может привести к неравномерному аксональному расширению нейронных шариков.
3. Применение бисера LRRTM2 на культуру нейронного шара с или без клеточных тел (DIV 11-12)
ПРИМЕЧАНИЕ: Перед применением LRRTM2 шарики на нейрон мяч культуры, рекомендуется удалить клеточные тела. Поэтому сначала приготовьте бисер LRRTM2, затем удалите клеточные тела, а затем нанесите на культуру бусины LRRTM2 как можно раньше. Биотинилатированный LRRTM2 предоставляется группой Ноги (Городской университет Иокогамы) в качестве условной среды. Они используют вектор выражения, включая последовательность приема биотина и биотин лигаза от E. кишечная палочка (Бира) Я не против. 15 лет , 16 прикрепить биотин к LRRTM2, и вектор выражения трансфицируется к клеткам Expi293F, включенным в систему экспрессии Expi293. Информация о переносчиках доступна на дополнительной диаграмме 1. Биотинилатированные LRRTM2-конъюгированные стрептавидиновые бусы значительно снизили фон иммуностоинга значительно по сравнению с LRRTM2-Fc - конъюгированным белок Бусин, которые используются для прототипа системы LRRTM28.
4. Иммуностоинирование и микроскопия
ПРИМЕЧАНИЕ: Исправить клетки в течение 4 ч через инкубацию с LRRTM2 бусы в экспериментальных условиях с и без клеточных тел, как аксоны, как правило, постепенно умирают в отсутствие клеточных тел после 4 ч. В случае курса времени с бисером LRRTM2, зафиксировать клетки в указанное время.
Здесь мы показываем репрезентативные результаты накопления пресинапических белков в LRRTM2-индуцированных пресинапсах аксональных листов культуры нейронного шара. Как пресинаптические белки, мы проанализировали возбуждая синаптический протеин везикл vGlut1 и активный белок зоны Munc18-1. М?...
Мы разработали новый метод для изучения образования пресинапсов, стимулируемых LRRTM2-шариками с использованием культуры нейронного шара. В настоящее время большая часть пресинапсового образования асса включает в себя поли-D-лизин (PDL)покрытием бисера и диссоциированной культуры / микро?...
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа частично поддерживается JSPS Грант-в-помощь для научных исследований (KAKENHI) (C) (No 22500336, 25430068, 16K07061) (Y. Сасаки). Мы благодарим д-ра Терукадзу Ноги и г-жу Макико Неязазаки (Городской университет Иокогамы) за любезное предоставление биотинилапопротого белка LRRTM2. Мы также благодарим Хонами Уэчи и Ри Исии за техническую помощь.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Antibody diluent | DAKO | S2022 | |
Alexa Fluor 594 AffiniPure Donkey Anti-Mouse IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 715-585-151 | |
Alexa Fluor 488 AffiniPure Donkey Anti-Rabbit IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 711-545-152 | |
mouse anti-Munc18-1 | BD Biosciences | 610336 | |
B-27 Supplement (50X), serum free | Thermo Fisher Scientific | 17504044 | |
Bovine Serum Alubumin (BSA) | Nacalai Tesque | 01863-48 | |
Cell-Culture Treated Multidishes (4 well dish) | Nunc | 176740 | |
Complete EDTA-free | Roche | 11873580001 | |
cooled CCD camera | Andor Technology | iXON3 | |
Coverslip | Matsunami | C015001 | Size: 15 mm, Thickness: 0.13-0.17 mm |
Cytosine β-D-arabinofuranoside (AraC) | Sigma-Aldrich | C1768 | |
4',6-Diamidino-2-phenylindole Dihydrochloride (DAPI) | Nacalai Tesque | 11034-56 | |
Deoxyribonuclease 1 (DNase I) | Wako pure chemicals | 047-26771 | |
Expi293 Expression System | Thermo Fisher Scientific | A14635 | |
Horse serum | Sigma-Aldrich | H1270 | |
image acquisition software | Nikon | NIS-element AR | |
Image analysis software | NIH | Image J | https://imagej.nih.gov/ij/ |
Inverted fluorecent microscope | Nikon | Eclipse Ti-E | |
GlutaMAX | Thermo Fisher Scientific | 35050061 | |
Neurobasal media | Thermo Fisher Scientific | #21103-049 | |
Normal Goat Serum (NGS) | Thermo Fisher Scientific | #143-06561 | |
N-propyl gallate | Nacalai Tesque | 29303-92 | |
Paraformaldehyde (PFA) | Nacalai Tesque | 26126-25 | |
Paraplast Plus | Sigma-Aldrich | P3558 | |
Poly-L-lysine Hydrobromide (MW > 300,000) | Nacalai Tesque | 28359-54 | |
poly (vinyl alcohol) | Sigma | P8136 | |
Prepacked Disposable PD-10 Columns | GE healthcare | 17085101 | |
rabbit anti-vesicular glutamate transporter 1 | Synaptic Systems | 135-302 | |
SCAT 20X-N (neutral non-phosphorous detergent) | Nacalai Tesque | 41506-04 | |
Streptavidin-coated magnetic particles | Spherotech Inc | SVM-40-10 | diameter: 4-5 µm |
TritonX-100 | Nacalai Tesque | 35501-15 | |
Trypsin | Nacalai Tesque | 18172-94 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены