Method Article
Çevresel toksinlere maruz akut gelişmekte olan embriyo etkileyebilir. Bisphenols sinir sistemi üzerinde olumsuz bir etkisi olduğu bilinmektedir gibi kimyasallar engellemeden endokrin. Burada bir vitro Omurgalılar (civciv embriyo) nöronal ağ modeli toksin pozlama erken embriyo üzerinde fonksiyonel etkisini incelemek için bir iletişim kuralı'nı açıklar.
BIS-fenoller, bis-fenol A (BPA) ve BIS-fenol-S (bit/sn) gibi yaygın olarak kullanılan plastik ve çok sayıda günlük ürünleri üretiminde aracılar polymerizing. Endokrin dağıtmak bileşikler (EDC) estradiol benzeri özelliklere sahip olarak sınıflandırılır. EDCs, uzun süreli maruz kalma düşük dozlarda bile, erken gelişim dönemleri sırasında büyük güvenlik açığı ile kanser, davranış bozuklukları ve kısırlık, dahil olmak üzere çeşitli sağlık kusurları ile bağlantılı olmuştur. BPA nöronal fonksiyon gelişimi üzerine etkisi, biz erken piliç embriyonik beyin bir model olarak türetilen bir vitro nöron ağı çalışırdım. Bu maruz kalma bulduk BPA etkilenen ağ etkinliğini, gelişimi özellikle etkinlik ve eşitleme yükseliyor. Bir ilacın veya bileşik moleküler hedef ve davranış sonucu üzerindeki etkisi arasında çok önemli bağlantı ağ etkinliğini bir değişimdir. Çoklu elektrot dizilerin giderek ağ aktivite içinde in vitroilaç etkilerini incelemek için yararlı araçlar hale gelmektedir. Var birkaç sistemleri elde edilebilir içinde belgili tanımlık çarşı ve rağmen elektrotlar, türü ve elektrot dizi ve analiz yazılımı, temel temel ilkeleri, kalite farklılığı ve elde edilen veriler arasında aynıdır farklı sistemleri. Şu anda iki boyutlu vitro kültür analizi için sınırlı olmasına rağmen in vivo ağ etkinliğini beyin dilimleri içinde etkinleştirmek için bu MEA sistemleri geliştirilmektedir. Burada, embriyonik pozlama ve nöronal ağ etkinliğini ve senkronizasyonu, temsilcisi sonuçları ile birlikte kaydetmek için detaylı bir protokol sağlar.
4, 4 '-Isopropylidenediphenol, yaygın olarak Bisfenol-A atıfta veya BPA, bir anti-oksidan katkı polikarbonat zengin çeşitte bulundu ve epoksi reçine bazlı ürünler, termal kağıt arasında değişen CD ve paramparça geçirmez Cam, iç kaplanması İçecek kutular. BPA östrojen1taklit eden dağıtmak menajer endokrin anılmasına karşın, hasta etkileri BPA her gün rahat maruz üzerinde çalışmalar çoğunlukla son 10-15 yıl içinde dışarı geldi. BPA maruz kalma bile düşük düzeylerinin en derin embriyogenez aracılığıyla pozlama anneler2,3sırasında da dahil olmak üzere erken gelişimsel dönemlerde sonuçlarıdır. Kadın embriyolar rahim içinde maruz kimyasallar engellemeden endokrin da artan hastalığı duyarlılık vajinal meme kanseri4,5üzerinden bağlanmıştır. Hayvan çalışmaları atipik beyin yapısı ve fonksiyonel anormallikler davranış6' tecelli BPA maruz yol gösterdi. Sonuç olarak, bebek besleme şişe BPA kullanımında Avrupa ve Kuzey Amerika, FDA da dahil olmak üzere en düzenleyici kurumlar tarafından yasaklandı. Düzenlemeleriyle uyum sağlamak için birçok üretici 4, 4'-sulfonyldiphenol ya da Bisfenol-S (BPS) geçiş yaptınız. BPA ve BPS yapısal analogları ve son raporlar östrojenik transkripsiyon7' BPS karşılaştırılabilir potens gösterdi vardır dayanarak gerçeğine, bileşik bu göreceli olarak BPA toksisite eğitim önemlidir.
Burada nöronların omurgalı manken civciv embriyo kullanarak ağlar üzerinde BPA (ve diğer EDCs) etkilerini sınamak için bir protokol açıklayın. Vitro kültür nöronların sinaptik kişiler oluşturmak ve aksiyon potansiyelleri (ani olarak da bilinir) oluşturur. Bu kültürlerin spiking etkinlik çoklu elektrot dizi (MEA) sistemleri kullanılarak kaydedilir. Sivri 5 ms içinde oluştuğunda senkronizasyonu kabul edilir. Sonunda eşitler ilk rastgele spiking faaliyet nöronal ağları8,9geliştirme önemli bir özelliktir. Senkronizasyonu çeşitli yöntemlerle ölçülebilir ve çeşitli algoritmalar edebiyat9,10,11' açıklanmıştır. Bizim analizleri, MEA koordinat belirleme sistemi sürücüler kayıt yazılımı entegre Paiva ve iş12 tarafından geliştirilen bir algoritma kullanıyoruz. Sağlam spiking faaliyeti embriyonik piliç nöronların BPA etkisi neural ağ etkinlik13eğitim için bir prototip sağlar. Kayıt spiking etkinlik için çoklu elektrot dizileri kullanarak, BPA maruz kalma nöronal spiking senkronizasyonu9,14gelişimi inhibe görülmektedir. Burada, BPA maruz civciv embriyo nöronlar piliç embriyonik kültürlerde nöronal spiking senkronizasyonu geliştirme temsilcisi sonuçları ile birlikte kültür üzerinde çalışmak için detaylı bir metodoloji sağlamak.
Aşağıda belirtilen iletişim kuralı etkileri BPA maruz kalma sırasında (erken) embriyo test etmek için standart ve bit/sn, BPF veya diğer EDC piliç embriyonik nöronlar içinde kullanılmak üzere değiştirilebilir.
Bu iletişim kuralı Delaware Eyalet Üniversitesi Kurumsal ilkeleri ve kuş embriyo NIH poliçesinin izler. Protokol Ayrıca onay DSU'ın malzeme ve kimyasal güvenlik yönergeleri ile mevcuttur.
1. malzeme Kur
2. piliç embriyonik nöron kültürü ve ağ etkinliğini
3. kayıt nöronal ağ etkinliğini
4. veri analizi
Senkronizasyonu geliştirme civciv embriyo nöronal kültürlerde BPA etkisi incelenmiştir. Etkinlik spiking eşitleme nöronal ağları içinde vitronormal gelişimi bir göstergesidir. İki sivri 5 ms içinde oluştuğunda, onlar zaman uyumlu olarak kabul edilir. Vitro nöron kültürler başlangıçta rasgele spiking etkinliği görüntülemek — sivri ortaya rastgele ve arası spike aralıkları bir normal dağılım gösterir. Kültürler olgun, spiking etkinlik daha senkronize olur ve arası spike aralıkları sabittir. Zaman uyumlu spiking etkinliği bir kültürün çapraz korelasyon analizi spike senkronizasyonu dizin (SI) türetmek için yazılım12 kayıt kullanarak kez quantitated. BPA maruz kalma olumsuz azaltarak spiking etkinlik ve senkronizasyonu dizin (Şekil 2bir ve 2b) ağ etkinliğini geliştirme etkiler bulduk. Özet olarak, biz bir embriyo zararlı etkileri BPA maruz kalma kültür nöronlarda piliç senkronizasyonu geliştirilmesi yoluyla tespit edilebilir nöronal işlevi de dahil olmak üzere onun gelişme etkileri göstermiştir.
Şekil 1: Şematik diseksiyon piliç ön adımları ayrılma, kaplama ve ağdaki etkinliğini kaydetmek için tasvir Protokolü'nün. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2: (A) sivri ortalama sayısı önemli ölçüde daha düşük BPA tedavi kontrol kültürler için karşılaştırıldığında E7 piliç ön kültürler. Sivri ortalama sayısı kayıt yazılımı kullanarak ayıklandı. Anlamına gelir (kontrolü, 14,890 ± 949.0, N = 15 ve BPA, 5,624 ± 465.9, N = 22) önemli ölçüde farklı olduğunu (unpaired t-Testi, p < 0.0001). (B) ortalama senkronizasyonu (SI) önemli ölçüde daha düşük dizinidir BPA tedavi kontrol kültürler için karşılaştırıldığında E7 piliç ön kültürler. SI sinirsel istatistikleri derleyici modülü içinde kayıt yazılımı kullanarak ayıklandı. SI anlamına gelir (kontrolü, 0.5159 ± 0.06547 N = 15 ve BPA, 0.1140 ± 0.01840 N = 22) önemli ölçüde farklı olduğunu (unpaired t-Testi, p < 0.0001). Hata çubukları standart sapma tasvir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Hızlı büyüme ve embriyogenez gibi geliştirme aşamalarını BPA de dahil olmak üzere çeşitli endokrin engellemeden bileşikler zararlı etkilerini özellikle güvenlik açığından etkilenir. Detaylı iletişim kuralları etkileri BPA maruz kalma bir vitro omurgalı nöronal ağ modeli eğitim için sağlar. Bu iletişim kuralını kullanan, BPA spike oranı yanı sıra gelişmekte olan nöron ağları (Şekil 2a-b) senkronizasyonu dizinde düşürür kurdu.
Metodolojimiz BPA maruz kalma sırasında erken embriyogenez çalışmak için tasarlanmış ve kolayca diğer EDCs etkileri çalışmaya adapte edilebilir. Civciv embriyonik nöronal kültürler fare veya fareyi de dahil olmak üzere diğer omurgalı modellerle karşılaştırıldığında kurmak nispeten kolaydır. Ayrıca, ayrı bir hayvan odası için bir gereksinim olduğunu — bir laboratuvar tezgah üzerinde basit bir kuluçka bu deneyleri taşımak için yeterli. Biz EDC, BPA, etkisi ağ etkinliğini değerlendirmek için bir çoklu elektrot sistemi (MEA) nasıl kullanılacağını açıklar. Burada açıklanan protokoller diğer sistemlere uygulanabilir. Önemli bir özelliği bu iletişim kuralı, kısırlık korumaktır. Bu embriyo steril koşullar altında diseksiyon içerir — % 70 etanol ve steril Hank'in dengeli çözüm tuzlar kullanımı ile aletleri sterilize yeterli. Bir hafta boyunca toplanan verileri gibi bana steril işleme korumak için önemlidir. Kez kurulan nöronal kültürler uzun vadeli - en fazla üç ay için kültürlü — ve böylece uzun vadeli maruz EDCs ve diğer bileşikler nöronal ağ üzerinde çalışmak için yararlıdır. Bu iletişim kuralı bir başka önemli yönü kaplama diseksiyon üzerinden vakti geldi. 30 dk kuluçka dokusunun tripsin ile de dahil olmak üzere, en iyi zamanı. Uzun geçen, hücrelerin yoksul hayatta kalma süre.
Biz burada, herhangi bir kimyasal veya davranış ve sinir işlevi etkiler uyuşturucu değerlendirilmesi için uygulanacak temel protokol tanımlamak. Burada, mm2başına 2.200 hücre hücre yoğunluğu kullandık; Ancak, bu değiştirilebilir ve diğer hücre yoğunluğu kullanılabilir. Genel olarak, hücre yoğunluğu artan ağ aktivite - daha kısa sürede daha fazla sivri artar bulduk. Yöntem tarif, ağ etkinliğinin değerlendirilmesi etkileri kimyasalların çok yararlı olsa da kısıtlamalar bulunmaktadır. Bir yöntemin en büyük sınırlamalar bu tüp bebek kültürleri iki boyutlu omurgalı beyin üç boyutlu mimari yansıtmıyor olabilir olmasıdır. Bu dilim kayıtları kullanarak üstesinden gelebilir. Başka bir alternatif tedaviler gelişmekte olan civciv embriyo tarafından uygulamak için yumurta15geniş sonuna kesip küçük bir pencere tedavi rejimi sonunda beynini incelememize, kalın bir vibratome bölümlerde yapmak ve MEA için üzerine yerleştirin. ağ etkinliğini kaydetme.
Bizim iletişim kuralı ağ etkinliğini geliştirme EDCs etkisi incelenmesi sağlar ve bir mekanik olarak bu kimyasalların etkileri için keşif sunmaktadır önemlidir.
Yazarlar onlar rakip hiçbir ilgi alanlarına sahip bildirin.
Bu çalışmada NSF (HBCU-UP araştırma başlatma Ödülü, HRD 1401426 ve EPSCoR EPS-0814251) ve NIH (COBRE 1P20GM103653-01A1) tarafından desteklenmektedir. K.S. Delaware INBRE-III 6404 bir bursu tarafından desteklenmektedir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
#5 foreceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
Axion Muse MEA | Axion Biosystems | M64-GL1-30Pt200 | Will be called MEA system in manuscript |
Axis Software | Axion Biosystems | Will be called recording software in the manuscript | |
BPA | Sigma-Aldrich | 239658-250g | |
curved forceps | Fine Science Tools | 11272-50 | |
EtOH | Sigma-Aldrich | 64-17-5 | |
Fertilized chicken eggs | from any local farm or Spafas | ||
HBSS | Fisher | 14170112 | |
Hemacytometer | Fisher | 02-671-6 | |
Matrigel Growth Factor Reduced, Phenol Red-Free | BD Biosciences | 356231 | Will be called Extra Cellular Matrix (ECM) in the manuscript |
Neurobasal medium | BrainBits | Nb4-500 | |
Neuroexplorer statistical software | Nex Technologies | Neuroexplorer version 5 | |
Pasteur pipettes | Fisher | 13-678-20A | |
spring scissors | Fine Science Tools | 15514-12 | |
Sylgard bottom dissection dishes | Living Systems Instrumentaion | DD-90-S-BLK-3PK | |
Trypan Blue dye | Fisher | 15-250-061 | |
Trypsin-EDTA | Fisher | 15400054 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır