Name: electric field-controlled directed migration of neural progenitor cells in 2d and 3d environments
Uploaded: 2012-02-16T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Electric Field-controlled Directed Migration of Neural Progenitor Cells in 2D and 3D Environments at JoVE.com

Detta arbete stöddes av Royal Society URF bidrag UF051616, Storbritannien och det europeiska forskningsrådet StG bidrag 243.261 till BS. Arbetet i MZ lab stöds också av en California Institute of regenerativ medicin bidrag RB1-01.417.

1. Neural stamcellstransplantation isolering <ol><li> Dissekera hela hjärnor från E14-16 möss och lägg i kallt DMEM/F12 basal medium. Ta bort alla hjärnhinnorna under ett anatomiskt mikroskop och hjärnor över till ett 35 mm petriskål. </li><li> Använd fin pincett för att mekaniskt dissociera hjärnor i vävnadsfragment och överföra dem till ett 15 ml rör och centrifugera därefter prover vid 800 rpm i 3 minuter för att avlägsna skräp. </li><li> Lägg DMEM/F12 innehåller bFGF och EGF och finfördela me...

<ol>
	<li>Huttenlocher, A., Horwitz, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wound+healing+with+electric+potential.">Wound healing with electric potential.</a> N. Engl. J. Med. 356, 303-303 (2007).</li><li>McCaig, C. D., Rajnicek, A. M., Song, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+cell+behavior+electrically:+current+views+and+future+potential.">Controlling cell behavior electrically: current views and future potential.</a> Physiol. Rev. 85, 943-943 (2005).</li><li>Borgens, R. B., Jaffe, L. F., Cohen, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+and+persistent+electrical+currents+enter+the+transected+lamprey+spinal+cord.">Large and persistent electrical currents enter the transected lamprey spinal cord.</a> PNAS. 77, 1209-1209 (1980).</li><li>Shapiro, S., Borgens, R., Pascuzzi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oscillating+field+stimulation+for+complete+spinal+cord+injury+in+humans:+a+phase+1+trial.">Oscillating field stimulation for complete spinal cord injury in humans: a phase 1 trial.</a> J. Neurosurg. Spine. 2, 3-3 (2005).</li><li>Zhao, M., Song, B., Pu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+signals+control+wound+healing+through+phosphatidylinositol-3-OH+kinase-gamma+and+PTEN.">Electrical signals control wound healing through phosphatidylinositol-3-OH kinase-gamma and PTEN.</a> Nature. 442, 457-457 (2006).</li><li>Yao, L., Shanley, L., McCaig, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+applied+electric+fields+guide+migration+of+hippocampal+neurons.">Small applied electric fields guide migration of hippocampal neurons.</a> J. Cell. Physiol. 216, 527-527 (2008).</li><li>Li, L., El-Hayek, Y. H., Liu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct-current+electrical+field+guides+neuronal+stem&#47;progenitor+cell+migration.">Direct-current electrical field guides neuronal stem&#47;progenitor cell migration.</a> Stem Cells. 26, 2193-2193 (2008).</li><li>Meng, X., Arocena, M., Penninger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PI3K+mediated+electrotaxis+of+embryonic+and+adult+neural+progenitor+cells+in+the+presence+of+growth+factors.">PI3K mediated electrotaxis of embryonic and adult neural progenitor cells in the presence of growth factors.</a> Exp. Neurol. 227, 210-210 (2011).</li><li>Bonnici, B., Kapfhammer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+marrow+stromal+cells+promote+neurite+extension+in+organotypic+spinal+cord+slice:+significance+for+cell+transplantation+therapy.">Bone marrow stromal cells promote neurite extension in organotypic spinal cord slice: significance for cell transplantation therapy.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 22, 447-447 (2008).</li><li>Shichinohe, H., Kuroda, S., Tsuji, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+marrow+stromal+cells+promote+neurite+extension+in+organotypic+spinal+cord+slice:+significance+for+cell+transplantation+therapy.">Bone marrow stromal cells promote neurite extension in organotypic spinal cord slice: significance for cell transplantation therapy.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 22, 447-447 (2008).</li><li>Song, B., Gu, Y., Pu, j. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+direct+current+electric+fields+to+cells+and+tissues+in+vitro+and+modulation+of+wound+electric+field+in+vivo.">Application of direct current electric fields to cells and tissues in vitro and modulation of wound electric field in vivo.</a> Nature Protocol. 2, 1479-1479 (2007).</li></ol>

Protokollen vi använder är baserade på tidigare studier 5,11. Genom att använda dessa metoder, stabil kultur och elektrisk ström kan upprätthållas samtidigt som en EF via agar broar, Steinbergs lösning, och Ag / AgCl elektroder, till celler eller skivor som odlats i Skräddarsydda electrotactic kammare standardiserade och exakt mått. Djupet av kamrarna kan justeras för att rymma för olika prov tjocklekar 11, och i fallet med celler, kan kammarens storlek modifieras för att rymma emeller...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namnet på reagens </td><td> Företaget </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> FGF-basisk Rekombinant humant </td><td> Invitrogen </td><td> PHG0026 </td><td> 20 ng / ml </td></tr><tr><td> EGF rekombinant humant </td><td> Invitrogen </td><td> PHG0311 </td><td> 20 ng / ml </td></tr><tr><td> N2-Tillägg (100X) vätska </td><td> Invitrogen </td><td> 02.048 </td><td></td></tr><tr><td> DMEM/F12-medium (hög glukos) </td><td> Invitrogen </td><td> 31330-095 </td><td></td></tr><tr><td> Poly-D-Lysin </td><td> Millipore </td><td> En-003-E </td><td></td></tr><tr><td> Naturlig muslaminin </td><td> Invitrogen </td><td> 23017-015 </td><td></td></tr><tr><td> Tillväxtfaktor minskat Matrix basalmembran (Matrigel) </td><td> BD Biosciences </TD&gt; <td> 354.230 </td><td></td></tr><tr><td> HEPES-buffert </td><td> Gibco </td><td> 15.630 </td><td></td></tr><tr><td> Mcllwain vävnad choppern </td><td> Den Mickle Laboratoriet Engineering Co Ltd </td><td> TC752-PD </td><td></td></tr><tr><td> Dow Corning högvakuum silikonfett </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> Z273554 </td><td></td></tr></tbody></table>

electric field-controlled directed migration of neural progenitor cells in 2d and 3d environments

Endogena elektriska fält (EFS) förekommer naturligt in vivo och spelar en avgörande roll under vävnad / organ utveckling och förnyelse, bland annat av det centrala nervsystemet 1,2. Dessa endogena EF alstras genom cellulär reglering av jontransport kombineras med den elektriska resistansen hos celler och vävnader. Det har rapporterats att tillämpas EF behandlingen kan främja funktionell reparation av ryggmärgsskador hos djur och människor 3,4. I synnerhet har EF-riktad cellmigration visats i en mängd olika celltyper 5,6, innefattande neurala progenitorceller (NPC) 7,8. Applicering av likström (DC) EF är inte en allmänt tillgänglig teknik i de flesta laboratorier. Vi har beskrivit detaljerade protokoll för tillämpning av DC EFS för att cell-och vävnadskulturer tidigare 5,11. Här presenterar vi en video demonstration av standardmetoder som bygger på ett beräknat fält styrka att upprätta 2D end 3D miljöer för NPC, samt att undersöka cellulära svar på EF stimulering i både singel förhållanden celltillväxt i 2D, och organotypisk ryggmärgen bit i 3D. Den spinala cordslice är en idealisk mottagande vävnaden för att studera NPC ex vivo beteenden, efter transplantation, eftersom den cytoarchitectonic vävnadsorganisation är väl bevarade i dessa kulturer 9,10. Dessutom möjliggör denna ex vivo modell även förfaranden som inte är tekniskt möjligt att spåra celler in vivo med time-lapse inspelning på en enda cell nivå. Det är kritiskt viktigt att utvärdera cell beteenden inte bara i en 2D-miljö, men också i en 3D-organotypisk tillstånd som härmar in vivo miljö. Detta system ska medge en hög upplösning avbildning med skyddsglas-baserade rätter i vävnad eller organ kultur med 3D spårning av enskild cell migration in vitro och ex vivo och kan vara ett mellansteg innan man går in i vivo paradigm.

Watch this Scientific Journal Video about Electric Field-controlled Directed Migration of Neural Progenitor Cells in 2D and 3D Environments at JoVE.com

Electric Field-controlled Directed Migration of Neural Progenitor Cells in 2D and 3D Environments

Detta protokoll visar metoder för att fastställa 2D-och 3D-miljöer i specialdesignade electrotactic kammare, som kan spåra celler<em&gt; In vivo / ex vivo</em&gt; Med time-lapse inspelning på en enda cell, i syfte att undersöka galvanotaxis / electrotaxis och andra cellulära svar på likström (DC) elektriska fält (EFS).

Electric Field-kontrollerad Riktad Migration av neurala stamceller i 2D-och 3D-miljöer

Endogenous electric fields (EFs) occur naturally in vivo and play a critical role during tissue/organ development and regeneration, including that of the ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Adaptation of a Haptic Robot in a 3T fMRI

Anpassning av en haptisk robot i en 3T fMRI

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) provides excellent functional brain imaging via the BOLD signal 1 with advantages including non-ionizing ...

Cultivation of Human Neural Progenitor Cells in a 3-dimensional Self-assembling Peptide Hydrogel

Odling av mänskliga neurala stamceller i en 3-dimensionell självorganiserande Peptide Hydrogel

The  influence of 3-dimensional (3D) scaffolds on growth, proliferation and finally  neuronal differentiation is of great interest in order to find new ...

A Toolkit to Enable Hydrocarbon Conversion in Aqueous Environments

En verktygslåda så att kolväteomvandling i vattenhaltiga miljöer

This work puts forward a toolkit that enables the conversion of alkanes by Escherichia coli and presents a proof of principle of its applicability. The ...

Ordering Single Cells and Single Embryos in 3D Confinement: A New Device for High Content Screening

Beställa enskilda celler och Single Embryon i 3D Förlossning: En ny enhet för hög halt Screening

Biological cells are usually observed on flat (2D) surfaces. This condition is not physiological, and phenotypes and shapes are highly variable. Screening ...

Engineered 3D Silk-collagen-based Model of Polarized Neural Tissue

Engineered 3D Silk-kollagenbaserad modell av polariserat Neural Tissue

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a ...

Electrotaxis Studies of Lung Cancer Cells using a Multichannel Dual-electric-field Microfluidic Chip

Electrotaxis Studier av lungcancerceller med användning av en Multichannel dubbla elektriskt fält mikroflödes Chip

The behavior of directional cell migration under a direct current electric-field (dcEF) is referred to as electrotaxis. The significant role of ...

Improving 2D and 3D Skin In Vitro Models Using Macromolecular Crowding

Improving 2D and 3D Skin In Vitro Models Using Macromolecular Crowding

Förbättra 2D och 3D Skin<em&gt; In Vitro</em&gt; Modeller Använda Macro Trängsel

The glycoprotein family of collagens represents the main structural proteins in the human body, and are key components of biomaterials used in modern ...

2D and 3D Matrices to Study Linear Invadosome Formation and Activity

2D och 3D matriser för att studera linjär invadosombildning och aktivitet

Cell adhesion, migration, and invasion are involved in many physiological and pathological processes. For example, during metastasis formation, tumor ...

Characterizing Cell Migration Within Three-dimensional In Vitro Wound Environments

Characterizing Cell Migration Within Three-dimensional In Vitro Wound Environments

Karaktärisera cellmigration inom tredimensionell In Vitro sår miljöer

Currently, most in vitro models of wound healing, such as well-established scratch assays, involve studying cell migration and wound closure on ...

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Förbättrad 3D Hydrogel kulturer av primära gliaceller för In Vitro modellering av Neuroinflammation

In the central nervous system, numerous acute injuries and neurodegenerative disorders, as well as implanted devices or biomaterials engineered to enhance ...