Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Beyin sekretomunu, merkezi sinir sisteminin gelişiminde ve normal işleyişinde çok önemli bir rol oynar. Bu yazıda, ex vivo beyin dilimi kültürlerinden beyin sekretomunun izolasyonu için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz.
Beyin sekretomunu, sinir sisteminin hücre dışı matrisinde proteolitik bölünme ile hücre yüzeyinden aktif olarak salgılanan veya dökülen proteinlerden oluşur. Bu proteinler, diğerlerinin yanı sıra, merkezi sinir sisteminin gelişimi ve normal işleyişinde geniş bir rol yelpazesini kapsayan büyüme faktörü reseptörlerini ve transmembran proteinleri içerir. Beyin omurilik sıvısından sekretomu çıkarmak için mevcut prosedür karmaşık ve zaman alıcıdır ve bu proteinleri deneysel hayvan beyinlerinden izole etmek zordur. Bu çalışmada, fare beyin dilimi kültürlerinden beyin sekretomunu izole etmek için yeni bir protokol sunuyoruz. İlk olarak, beyinler ex vivo olarak izole edildi, dilimlendi ve kültürlendi. Kültür ortamı daha sonra süzüldü ve birkaç gün sonra santrifüjleme ile proteinleri izole etmek için konsantre edildi. Son olarak, izole edilen proteinler sodyum dodesil-sülfat poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) kullanılarak çözüldü ve daha sonra western blot ile saflık karakterizasyonu için incelendi. Beyin sekrettomunun ex vivo beyin dilimi kültürlerinden bu izolasyon prosedürü, sekretomun otizm spektrum bozuklukları gibi çeşitli nörogelişimsel hastalıklar üzerindeki etkilerini araştırmak için kullanılabilir.
Sinir sisteminin hücre dışı matrisi, "sekretom" adı verilen, hücre yüzeyinden aktif olarak salgılanan veya dökülen proteinlerden oluşur. Beyin sekretomunu, merkezi sinir sisteminin gelişimi ve normal işleyişinde geniş bir rol yelpazesini kapsayan büyüme faktörü reseptörleri ve transmembran proteinler1 gibi proteinler içerir. Özellikle mikroglia ve astrositler de dahil olmak üzere glial hücreler tarafından salgılanan çok sayıda protein, merkezi sinir sistemindeki nöroinflamasyon da dahil olmak üzere çok çeşitli glial durumları yansıtır2. Protein sekretomunun hem nöroprotektif hem de nörotoksik etkilere sahip olduğu gösterilmiştir. Örneğin, sinaptik kavşakların3 yapısını ve işlevini düzenleyen post-sinapslarda bulunan bir transmembran protein olan nöroligini kodlayan genlerin, otizm spektrum bozuklukları için bir risk faktörü olduğu bulunmuştur. Nöroligin, transmembran proteinlerin ektodomainlerinin hücre yüzeyinden sekretom4,5 şeklinde zardan bölünme yoluyla salındığı ektodomain dökülmesi adı verilen bir süreçten geçer.
Beyin omurilik sıvısında beyin içindeki sekretomda bulunan birçok protein tespit edilebilir; Bu nedenle, bu sıvının proteomik analizi, nörolojik hastalıkların yeni fizyolojik ve patolojik mekanizmalarının ve biyobelirteçlerinin tanımlanmasına yardımcı olabilir 6,7. Beyin sekretom proteinlerinin fizyolojik işlevlerinin çoğu bilinmemektedir ve daha fazla araştırma gerektirir. Beyin sekretomunu çıkarmak için etkili bir prosedürün oluşturulması bu çalışmalar için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, beyin omurilik sıvısından sekretomu çıkarmak için mevcut prosedür karmaşık ve zaman alıcıdır ve bu proteinleri deneysel hayvan beyinlerinden izole etmek zordur8. Bu yazıda, sekretomu fare beyin dilimlerinden izole etmek için yeni bir protokol sunuyoruz.
İn vitro olarak kültürlenen beyin dilimleri, normal ve sağlam sinaptik devreleri, reseptör dağılımını, verici iletimini ve diğer fizyolojik fonksiyonları koruyarak beyin dokusu ile aynı hücre tiplerini ve üç boyutlu hücre yapısını içerir. Model, hücre büyümesinin ve hayatta kalmasının sürdürülmesini sağlamak için beyin dilimleri uygun bir kültür ortamına yerleştirildiğinde farelerde sinir hücrelerinin büyümesini ve işleyişini taklit eder. Bu çalışmada, fare beyin dilimleri nörosekretuar proteinleri9 salgılamaya devam etti ve izole edilen beyin diseke edildi ve steril koşullar altında bir filtre ekine yerleştirildi. Filtre ekleri, kültür ortamını içeren 6 oyuklu plakalara yerleştirildi. Nöronlar ve glial hücreler tarafından salgılanan proteinlerin, ekin zarına nüfuz edebileceği, ancak hücrelere nüfuz edemediği göz önüne alındığında, beyin sekretomu bu nedenle koşullu kültür ortamından toplanabilir.
Bu makale, (i) beyin dilimlerinin izolasyonu, (ii) beyin dilimlerinin toplanması, (iii) koşullu ortamdan beyin dilimi kültürlerinin toplanması, (iv) western blot analizleri ve (v) proteomik analiz için temel prosedürleri açıklamaktadır (Şekil 1).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu protokol onaylanmıştır ve Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (SUSTech-JY202112006) tarafından belirlenen hayvan bakımı yönergelerini takip etmektedir. Bu çalışmada yetişkin erkek ve dişi C57BL / 6J fareleri (6-8 haftalık, 22-30 g) kullanıldı. Fareler, 22-25 ° C'de, 12 saat ışık ve 12 saat karanlıktan oluşan bir sirkadiyen döngüde, yiyecek ve suya ad libitum erişimi ile barındırıldı. Protokolün adımları aşağıdaki gibi sıralanmıştır.
1. Beyin dilimlerinin izolasyonu
2. Beyin dilimi toplama
3. Beyin dilimi kültürü şartlandırılmış ortamın (CM) toplanması
4. Western blot analizleri
5. Proteomik analiz
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Beyin dilimlerinde hücre dışı proteinlerin salgılanmasını ölçmek için, beyin dilimi örneklerinin protein konsantrasyonlarını inceledik ve BCA tahlil deneyleri yoluyla ortam örneklerini şartlandırdık. Beyin dilimi örnekleri ve şartlandırılmış ortam örneklerinin tümü yüksek protein konsantrasyonlarına sahipti (Tablo 1 ve Şekil 2). Ortama çok sayıda hücre dışı protein salgılandığını ve ş...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Beyin sekretomunu, nöronlar veya glial hücreler tarafından hücre dışı ortama salınan nörosekretuar veya nöropeptit ürünleri olarak bilinen sinyal moleküllerinin toplanmasını ifade eder. Beyin sekretomu sinir sistemindeki birçok biyolojik ve fizyolojik süreçte kritik işlevlere sahiptir17,18. Beyin sekretomunu ve işlevlerini anlamak, beyin fonksiyonu ve bozukluklarının altında yatan mekanizmalar hakkında fik...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması olmadığını belirtmektedirler.
Bu araştırma, Shenzhen Ruhsal Bozukluklar Klinik Araştırma Merkezi (20210617155253001), Guangdong Eyaleti Üst Düzey Klinik Anahtar Uzmanlıklar için Shenzhen Fonu (SZGSPO13), Shenzhen Bilim ve Teknoloji İnovasyon Komitesi (JCYJ20200109150700942), Guang Dong Eyaleti Anahtar Alan Araştırma ve Geliştirme Programı (2019B030335001) ve Shenzhen Anahtar Tıbbi Disiplin İnşaat Fonu (SZXK042) tarafından desteklenmiştir. Guangdong İl Anahtar Laboratuvarı'nın yardımı için minnettarız. İleri Biyomalzemeler.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.22 μm Non-Sterile Millex Syringe Filters with PES Membrane | Millipore | SLGPR33RB | |
1,4-Dithio-DL-threitol (DTT) | Merck (Sigma Aldrich) | DTT-RO | |
6-well plates | CORNING | 3516 | |
Actin antibody | Cell Signaling Technology | #3700 | |
APP Antibody | Cell Signaling Technology | 2452 | |
BioRad Mini-Protean TGX precast gels | BioRad | #1610185 | |
Bovine serum albumin (BSA) | Merck (Sigma Aldrich) | 10735094001 | |
Bromophenol Blue | Merck (Sigma Aldrich) | B0126 | |
Brush pen | Deli | 1.00008E+11 | |
CaCl2 | Merck (Sigma Aldrich) | C1016 | |
CF3COOH | Merck (Sigma Aldrich) | 302031 | |
CH3CN | Merck (Sigma Aldrich) | 34851 | |
Clusterin antibody | Cell Signaling Technology | #42143 | |
D-Glucose | Merck (Sigma Aldrich) | G8270 | |
Easy-nLC1200 | Thermo Fisher Scientific | Easy-nLC1200 | |
Filter paper | ROHU | ROHU-DLLZ00105 | |
GAPDH antibody | Cell Signaling Technology | # 5174S | |
Glycerol | Merck (Sigma Aldrich) | G5516-100ML | |
Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS) | Invitrogen (Gibco) | 14175095 | |
Human/Rat NLGN2 Antibody | R&D Systems | AF5645 | |
ICH2CONH2 | Merck (Sigma Aldrich) | I6125 | |
Immun-Blot PVDF membranes | BIO-RAD | #1620177 | |
KCl | Merck (Sigma Aldrich) | P3911 | |
L-Ascorbic Acid | Merck (Sigma Aldrich) | A92902 | |
Map2 antibody | Cell Signaling Technology | # 4542S | |
MgSO4 | Merck (Sigma Aldrich) | M7506 | |
m-IgGκ BP-HRP | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-516102 | |
Millicell-CM 0.4 μm | Millipore | PIHP03050 | |
Millipore AmiconUltra-0.5ML | Millipore | UFC5010 | |
mouse anti-rabbit IgG-HRP | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-2357 | |
NaH2PO4 | Merck (Sigma Aldrich) | S0751 | |
NaHCO3 | Merck (Sigma Aldrich) | S5761 | |
NH4HCO3 | Merck (Sigma Aldrich) | A6141 | |
Parenzyme | Thermo Fisher Scientific | R001100 | |
Penicillin-Streptomycin Solution(P/S) | Invitrogen (Gibco) | 15070063 | |
Pierce BCA Protein Assay Kit | Thermo Fisher Scientific | 23225 | |
QEactive | Thermo Fisher Scientific | IQLAAEGAAPFALGMAZR | |
Rabbit Anti-Goat IgG (H&L)-HRP Conjugated | Easybio | BE0103-100 | |
Razor blade | BFYING EAGLE | HX-L146-1H | |
Sodium chloride NaCl | Merck (Sigma Aldrich) | S6150 | |
Sodium dodecylsulfate (SDS) | Merck (Sigma Aldrich) | V900859 | |
Sodium Pyruvate | Merck (Sigma Aldrich) | P2256 | |
SpeedVac SRF110 Refrigerated Vacuum Concentrator (German) | Thermo Fisher Scientific | SRF110P2-115 | |
Sucrose | Merck (Sigma Aldrich) | G8270 | |
Tissue grinder | SCIENTZ | SCIENTZ-48 | |
Tris (Hydroxymethyl) | Merck (Sigma Aldrich) | TRIS-RO | |
TritonX-100 | Merck (Sigma Aldrich) | T8787 | |
Tween-20 | Merck (Sigma Aldrich) | P1379 | |
Vibratory slicer | Leica | Leica VT 1000S |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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