Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Sunulan protokol, küçük molekül bileşiklerinin nörat dışı büyüme testini ve nörotoksisite değerlendirmesi için bir yöntem tanımlamaktadır.
Neurite outgrowth tsay ve nörotoksisite değerlendirmesi burada sunulan yöntem kullanılarak yapılabilir iki önemli çalışmalardır. Bu protokol, nöronal morfolojinin, küçük molekül bileşikleri ile tedavi üzerine nötrit uzunluğu ve sinaptik protein lokalizasyonu ve bolluğu üzerine yapılan değişikliklerin nicel ölçümleri ile birlikte güvenilir bir analiz sağlar. Neurite outgrowth çalışmalarında sunulan yöntemin uygulanmasına ek olarak, potansiyel gelişimsel nörotoksisite etkisine göre ticari kimyasal bileşikleri değerlendirmek, ayırt etmek ve sıralamak için nörotoksisite değerlendirmesi yapılabilir.
Hücre hatları günümüzde yaygın olarak nörolojik bileşik tarama tahlillerinde kullanılan olsa da, genellikle genetik ve fenotipik doku kökenlerinden farklıdır. Birincil hücreler ise in vivo gözlenen önemli belirteçleri ve işlevleri korurlar. Bu nedenle, çeviri potansiyeli ve fizyolojik alaka nedeniyle bu hücrelerin neurite outgrowth çıkış ve nörotoksisite değerlendirmesi sunabilir önemli ölçüde birincil insan hücre modeli olarak insan nöral progenitor hücreleri (hNPCs) kullanarak yararlanabilir.
Burada sunulan yöntem, bileşiklerin insan nöral progenitor hücre kaynaklı nöronlardan yararlanarak nötrat büyümesini ve nörotoksisiteyi tetikleme yeteneğini taramak için kullanılabilir."
Neurite büyüme nöronal ağ ve sinir rejenerasyon oluşumu için temel bir süreçtir1,2. Bir yaralanma sonrasında, neurite outgrowth sinir sisteminin yenilenmesinde önemli bir rol oynar. Neurite outgrowth da nörodejeneratif,bozukluklar ve nöronal yaralanma3,4,5,6sonuçlarını artırmak için nöronal rejeneratif faaliyetleri indükleyen ekstrasellüler sinyal önemli bir unsurdur .
Çeşitli nöral soy üreten kendi farklılaşma potansiyelini koruyarak, insan nöral progenitor hücreleri (hNPCs) merkezi sinir sistemi çalışmaları için bir model sistemi sağlayabilir (CNS) fonksiyonu ve gelişimi7,8,9. HNP'lerin birincil insan hücresi modeli olarak yüksek çeviri potansiyeli ve fizyolojik önemi, neurite büyümeye bağlı ilaç keşif taramalarında önemli bir avantaj sağlamaktadır. Ancak, bakım ve yüksek iş gücü tahlilleri için birincil hücre modelleri ölçekleme zaman alıcı ve emek yoğunolabilir 10,11,12,13.
Neurite outgrowth çalışmalarında sunulan yöntemin uygulanmasına ek olarak, nörotoksisite değerlendirmesi hNPC kaynaklı nöronlar kullanılarak başka bir uygulamadır. Ya incelenmemiş ya da kötü anlaşılmış nörotoksisite potansiyeline sahip binlerce ticari kimyasal bileşik vardır. Bu nedenle, daha güvenilir ve etkili tarama deneyleri değerlendirmek için, ayırt etmek ve gelişimsel nörotoksisite ortaya potansiyeline dayalı bileşiklersıralamak için yüksek talep14. Ortamda denenmemiş bileşiklerin bolluğu ile birlikte nörolojik hastalıkların yaygınlık ve insidansı artış nörotoksisite 15 oluşturabilecek tehlikeli çevresel bileşikleri belirlemek için daha güvenilir ve verimli deneylergeliştirilmesini gerektirir15.
Burada sunulan yöntem, bileşiklerin insan nöral progenitor hücre kaynaklı nöronlardan yararlanarak nötrat büyümesini ve nörotoksisiteyi tetikleme yeteneğini taramak için kullanılabilir.
Etik Açıklama: Fetal örnekler, Seattle'daki Washington Üniversitesi Doğum Kusurları Araştırma Laboratuvarı'ndan Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH) tarafından desteklenen bir doku dağıtım programı ile alındı. Doğum Kusurları Araştırma Laboratuvarı velilerden uygun yazılı bilgilendirilmiş onam aldı ve doku ların temini Washington Üniversitesi Kurumsal İnceleme Kurulu tarafından izlendi. Tüm çalışma MiamiÜniversitesi'ndeİnsan Konu Araştırma Ofisi tarafından onaylanması ile yapıldı 8 .
1. İnsan nöral progenitor hücrelerinin (hNPCs) izolasyonu ve kültürü
Tutar | Bileşen |
100 μL | EGF (20 ng/mL) |
100 μL | FGF (10 ng/mL) |
2 mL | B-27, Eksi A vitamini (50X) |
1 mL | L-alanyl-L-glutamin (100X) (bkz. malzeme tablosu) |
4 μL | Heparin (2 g/mL) |
96,8 mL | Nöronal hücre kültürü ortamı (bkz. malzeme tablosu) |
Tablo 1. 100 mL kültür ortamı yapmak için gerekli bileşenler
2. HNPC'lerin geçişi
3. HNP'lerin dondurulması
4. HNP'lerin farklılaşması ve tedavisi
NOT: Farklılaşmayı sağlamak için nöroküreler tek hücrelere ayrıştırılır, sayılmaktadır ve 5 gün boyunca kaplanmış plakalar üzerinde tohumlanır. Daha sonra farklılaşmış hücreler immünboyama ve floresan nicelleştirme den önce test bileşikleri ile 24 saat tedavi edilir.
Tutar | Bileşen |
49 mL | DMEM/F-12 |
0,5 mL | N2 takviyesi (100X) |
0,5 mL | MEM esansiyel olmayan amino asitler (100X) |
2 μL | Heparin (2 μg/mL) (Stok Conc. 50 mg/mL'dir) |
Tablo 2. NIM 50 mL yapmak için gerekli bileşenler
Tutar | Bileşen |
1 mL | B-27 (50X) |
500 μL | Antibiyotik-Antimikotik (100X) |
5 μL | Retinoik asit (0.1 μM) |
50 μL | GDNF (10 g/mL) |
50 μL | BDNF (10 g/mL) |
5 μL | Askorbik asit (0.2 μg/mL) (Stok Conc. 2 mg/mL'dir) NOT: Taze yapılması önerilir. |
48,5 mL | Nim |
Tablo 3. 50 mL farklılaştırma ortamı yapmak için gerekli bileşenler
5. İmmünositokimya (ICC)
NOT: Hücreler %4 formaldehit ile sabitlenir. Permeabilizasyon ve engelleme daha sonra penetrasyonu artırmak ve antikorların nonspesifik bağlanmasını önlemek için yapılır. Hücreler daha sonra bir gecede primer antikorlar ile kuluçkaya yatırılır. Daha sonra hücreler floresan olarak etiketlenmiş ikincil antikorlarla kuluçkaya yatırılır. Son olarak, çekirdeği lekelemek için DAPI kullandıktan sonra, oda slaytlar monte edilir.
Tutar | Bileşen |
1.75 g | NaCl (150 mM) |
1.2 g | TrisBase (50 mM) |
2 g | BSA 1% |
3.6 g | L-lizin (100 mM) |
8 g | Sodyum Azit (%4) |
200 mL | Distile su. NOT: Başlangıçta gerekli bileşenleri 150 mL suda çözün, ardından 200 mL'ye ayarlayın. |
Tablo 4. 200 mL Antikor tamponu yapmak için gerekli bileşenler
Tutar | Bileşen |
600 μL | %20 Keçi serumu |
6 μL | %0.2 Triton-X100 |
2394 μL | Antikor tamponu. NOT: Başlangıçta gerekli bileşenleri 2 mL Ab arabelleği içinde çözün ve sonra pH 7.4'e ayarlayın. Daha sonra 3 mL'nin son hacmine ayarlamak için daha fazla Ab arabelleği ekleyin ve sterilize edin. |
Tablo 5. 3 mL hücre permeabilizasyonu ve engelleme çözeltisi yapmak için gerekli bileşenler
6. Görüntü edinimi, neurite büyüme ve floresan yoğunluğu nicelleştirme
NOT: Boyamadan sonra, tedavi edilen hücrelerin görüntülerini elde etmek için 20x nesnel ve 1024 x 1024 piksel görüntü boyutuna sahip bir konfokal mikroskop kullanın. Her koşul da biyolojik çoğaltma başına en az iki alandan görüntü alın. Sonra neurit uzunluğu niteleme için Fiji görüntü analizi yazılımı (ImageJ 1.51u) kullanın. Kısaca, her nöron için en uzun neurit uzunluğunu ölçmek ve tedavi başına değerleri ortalama sonra, deneysel gruplar ve kontrol grubu arasındaki araçları karşılaştırmak için bağımsız gruplar için öğrencinin t testi kullanın.
NOT: Çeşitli ticari (Imaris, Volocity, Amira) ve açık kaynak (ImajeJ, CellProfiler, Vaa3D, BioImageXD, Buzlu, KNIME) görüntü işleme programları mevcuttur. Bu programlar arasında, ImageJ biyolojik görüntü analizi için tercih edilen araç haline gelmiştir20,21. https://imagej.net/Introduction'daki ImageJ portalı, ImageJ'in temel ve görüntü işleme, kolokalizasyon, dekonvolution, kayıt, segmentasyon, izleme ve görselleştirme gibi yerleşik işlevlerinin ayrıntılı bir açıklamasını sağlayan yararlı bir bilgi kaynağıdır.
7. Nörotoksisite değerlendirmesi
NOT: Test bileşiklerinin sitotoksisitesi 384 kuyulu plakalarda değerlendirilir (Bkz. Malzemeler Tablosu) Parlak hücre canlılığı testi kullanılarak (bkz. Malzemeler Tablosu). HNPC'ler aynı yöntemle hazırlanır, hafif değişiklikler dışında, "HNPC'lerin Farklılaşması ve Tedavisi" bölümünde açıklanmıştır. Daha sonra, bir mikroplaka okuyucu kullanılarak ışıldayan hücre canlılık tsay tarafından oluşturulan bir Parlak sinyal ölçülür. Parlak sinyal hücresel ATP konsantrasyonu ile orantılıdır ve kendisi her kuyuda bulunan canlı hücre sayısıyla doğru orantılıdır.
El yazmasısunulan protokol başarıyla iki yeni yayınlanan kağıtları22,23kullanılmıştır . Şekil 3, HDAC inhibitörlerinin epigenetik bileşikler olarak nötrit lerin uzantısı üzerindeki etkisini incelerken hNPC'lerden türetilmiş nöronların kullanımını göstermektedir.
Ayrıca, Şekil 4'te test edilen bileşiklerin nörotoksisitesi (HDAC inhibitörleri) ayn?...
Bu protokol, test bileşikleri ile tedavi üzerine neurite uzunluğu için test açıklayan birkaç yayınlanan makalelerden biridir. Ayrıca, bir neurite outgrowth tsay ve nörotoksisite değerlendirmesi için hNPCs nasıl kullanılacağını açıklar. HNCs kaynaklı nöronlar bu neurite outgrowth ve nörotoksisite değerlendirmesi kullanarak, epigenetik küçük molekül bileşikleri bir kategorinörojenik potansiyeli, HDAC inhibitörleri, neurite outgrowth indükleyen22gösterilmiştir . Ayrı...
Tüm yazarlar hiçbir çıkar çatışması olduğunu belirtmez.
Bu araştırma MAF'ye verilen NIMAD araştırma hibesi (940714) tarafından finanse edilmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
4-well Glass Chamber Slides | Sigma | PEZGS0816 | |
Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11001 | |
Alexa Fluor 594 | Invitrogen | R37117 | |
Antibiotic-Antimycotic | Gibco | 15240062 | |
Anti-β-Tubulin III | Thermo | MA1-118X | |
B27 | Thermo | 17504001 | |
B27 - minus vitamin A | Thermo | 12587010 | |
BDNF | PeproTech | 450-02 | |
BSA | Sigma | A8531 | |
CellTiter-Glo | Promega | G7572 | |
CoolCell | Corning | 432000 | Cell freezing containers ensuring standardized controlled-rate -1°C/minute cell freezing in a -80°C freezer |
CryoStor CS10 | StemCell Technologies | 7930 | Cryopreservation medium containing 10% DMSO |
DAPI | Thermo | D1306 | |
DMEM/F12 | Gibco | 11320033 | |
DMSO | Sigma | 34869-100ML | |
EGF | Gibco | PHG0311 | |
FGF | Gibco | PHG6015 | |
Formaldehyde | Thermo | FB002 | |
GDNF | PeproTech | 450-10 | |
Glutamax | Gibco | 35050061 | L-alanyl-L-glutamine supplement |
Goat Serum | Thermo | 50062Z | |
Heparin | Calbiochem | 375095 | |
Laminin | Sigma | L2020-1MG | |
L-Ascorbic Acid | Sigma | A92902-25G | |
L-lysine | Sigma | L5501 | |
MEM non-essential amino acids | Gibco | 11140050 | |
mFreSR | StemCell Technologies | 5854 | Serum-free cryopreservation medium designed for the cryopreservation of human embryonic and induced pluripotent stem cells |
N2 | Gibco | 17502048 | |
NaCl | Sigma | 71376 | |
Neurobasal Medium | Gibco | 21103049 | |
Nunc 384-Well Polystyrene White Microplates | Thermo | 164610 | |
PBS | Thermo | 10010-049 | |
Poly-L-lysine | Sigma | P5899-5MG | |
ProLong Gold Antifade Mountant | Thermo | P10144 | |
Retinoic Acid | Sigma | R2625 | |
Sodium Azide | Sigma | S2002 | |
StemPro Accutase | Gibco | A1110501 | Cell dissociation reagent containing proteolytic and collagenolytic enzymes |
Synaptophysin | Thermo | MA5-14532 | |
Tris Base | Sigma | 10708976001 | |
Triton X-100 | Sigma | X100-100ML |
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