Name: imaging analysis of neuron to glia interaction in microfluidic culture platform (mcp)-based neuronal axon and glia co-culture system
Uploaded: 2012-10-14T14:00:00
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Wir möchten Dr. Jeffrey Rothstein für die Bereitstellung von BAC GLT1 eGFP Mäusen und GLT1 Antikörper danken; Tufts Center for Neuroscience Research (NIH P30 NS047243; PI, Rob Jackson) für die Bereitstellung von wertvollen Core Facilities; New Fakultät Rekrutierung Zuschuss (NIH P30 5P30NS069254-02 , PI, Phil Haydon) in Tufts Neuroscience Department.

Ein. Versammlung der Mikrofluidik Kultur Kammer (MCP) <ol><li> MCP (Abbildung 1) offenen Kammern für kompartimentierten Kulturen verschiedener Zelltypen 4 ausgebildet ist. Es hat typischerweise zwei Abteile, die durch die mittleren Kanäle (3 um im Durchmesser) verbunden sind. Versammlung des MCP mit Glasboden-Gerichte ist zur Vorbereitung Kulturen und anschließende Bildanalyse. </li><li> Erstens Mantel sterilen Glasbodengondel Gerichte mit Polyornithin (Sigma-Aldrich, 1 mg / ml) in Natri...

     

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	<li>Stevens, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuron-astrocyte+signaling+in+the+development+and+plasticity+of+neural+circuits.">Neuron-astrocyte signaling in the development and plasticity of neural circuits.</a> Neuro-Signals. 16, 278-288 (2008).</li><li>Paixao, S., Klein, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuron-astrocyte+communication+and+synaptic+plasticity.">Neuron-astrocyte communication and synaptic plasticity.</a> Current opinion in neurobiology. 20, 466-473 (2010).</li><li>Fields, R. D., Stevens-Graham, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insights+into+neuron-glia+communication.">New insights into neuron-glia communication.</a> Science. 298, 556-562 (2002).</li><li>Park, J. W., Vahidi, B., Taylor, A. M., Rhee, S. W., Jeon, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+culture+platform+for+neuroscience+research.">Microfluidic culture platform for neuroscience research.</a> Nature. 1, 2128-2136 (2006).</li><li>Wang, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+neuromuscular+synapse+development+by+glial+cell+line-derived+neurotrophic+factor+and+neurturin.">Regulation of neuromuscular synapse development by glial cell line-derived neurotrophic factor and neurturin.</a> The Journal of biological chemistry. 277, 10614-10625 (2002).</li><li>Yang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presynaptic+regulation+of+astroglial+excitatory+neurotransmitter+transporter+GLT1.">Presynaptic regulation of astroglial excitatory neurotransmitter transporter GLT1.</a> Neuron. 61, 880-894 (2009).</li><li>Regan, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variations+in+promoter+activity+reveal+a+differential+expression+and+physiology+of+glutamate+transporters+by+glia+in+the+developing+and+mature+CNS.">Variations in promoter activity reveal a differential expression and physiology of glutamate transporters by glia in the developing and mature CNS.</a> The Journal of neuroscience. 27, 6607-6619 (2007).</li><li>Swanson, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+regulation+of+glutamate+transporter+subtype+expression+in+astrocytes.">Neuronal regulation of glutamate transporter subtype expression in astrocytes.</a> The Journal of neuroscience. 17, 932-940 (1997).</li><li>Schlag, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+the+glial+Na+-dependent+glutamate+transporters+by+cyclic+AMP+analogs+and+neurons.">Regulation of the glial Na+-dependent glutamate transporters by cyclic AMP analogs and neurons.</a> Molecular pharmacology. 53, 355-369 (1998).</li><li>Ponomarev, E. D., Novikova, M., Maresz, K., Shriver, L. P., Dittel, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+culture+system+that+supports+adult+microglial+cell+proliferation+and+maintenance+in+the+resting+state.">Development of a culture system that supports adult microglial cell proliferation and maintenance in the resting state.</a> Journal of immunological. 300, 32-46 (2005).</li><li>Espinosa-Jeffrey, A., Wakeman, D. R., Kim, S. U., Snyder, E. Y., de Vellis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Culture+system+for+rodent+and+human+oligodendrocyte+specification,+lineage+progression,+and+maturation.">Culture system for rodent and human oligodendrocyte specification, lineage progression, and maturation.</a> Current protocols in stem cell biology. Chapter 2, (2009).</li><li>Barres, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mystery+and+magic+of+glia:+a+perspective+on+their+roles+in+health+and+disease.">The mystery and magic of glia: a perspective on their roles in health and disease.</a> Neuron. 60, 430-440 (2008).</li><li>Debanne, D., Rama, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Astrocytes+shape+axonal+signaling.">Astrocytes shape axonal signaling.</a> Science signaling. 4, pe11 (2011).</li></ol>

Die MCP basierte Neuron und Astrozyten Co-Kultur-System ermöglicht Dissektion detaillierte Neuron Astroglia Signalwege, indem nur die Axone leiten die zentralen Kanäle und Interaktion mit den Astrozyten. Diese Co-Kultur-System bequem eingerichtet werden mit herkömmlichen Neuron und Astrozyten Kultur Verfahren. Beschrieben wir auch eine praktische Anwendung dieser Co-Kultur-System durch den Einsatz eines eGFP basierte Reporter für den Nachweis Axon-abhängige GLT1 Promotoraktivierung in Astrozyten. <p class="jove...

<table border="1"><tbody><tr><td> Fötales Rinderserum </td><td> Hyclone </td><td> SH30070.03 </td><td> für die Beschichtung Neuron für Neuron cutlure Medium </td></tr><tr><td> Fötales Rinderserum </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F4135 </td><td> für Astrozyten Kulturmedium </td></tr><tr><td> Glialem Nerven Faktor </td><td> R &amp; D-Systeme </td><td> 212-GD </td><td> Anwenden 10-20 ng / ml bis Neuron Seite der Kammer </td></tr><tr><td> Dulbecco modifiziertes Eagle-Medium hoher Glukose </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 11995 </td><td></td></tr><tr><td> 70 mm Zellsieb </td><td> BD Falcon </td><td> 352350 </td><td></td></tr><tr><td> Sterile Glasboden Gericht </td><td> MatTek Konzern </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Mikrofluidische Kultur Plattformen </td><td> Xona Microfluidics LLC </td><td> SND150 </td><td></td></tr><tr><td> 6 Vertiefungen der Kulturplatte </td&gt; <td> CELLSTAR </td><td> 657 160 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Neuron Kulturmedium <ul><li> Neurobasalmedium </li><li> 2% B27 Neurobasal Ergänzung </li><li> 2 mM Glutamat durch Zugabe von 1% 100x GlutaMAX </li><li> 1% Penicillin-streptomysin </li></ul></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Neuron Nährboden für Galvanisierzelle <ul><li> Neurobasalmedium </li><li> 2% B27 Neurobasal Ergänzung </li><li> 2 mM Glutamat durch Zugabe von 1% 100x GlutaMAX </li><li> 1% Penicillin-streptomysin </li><li> 5% Fötales Rinderserum SH30070.03 </li></ul></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Astrocyte Kulturmedium <ul><li> Dulbecco modifiziertem eagle mittel hoch Glukose </li><li> 10% Fötales Rinderserum F4135 </li><li> 1% Penicillin-streptomysin </li></ul></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Tabelle 1. Materialien in der mikrofluidischen Kultur plattformbasierte neuronalen Axonen und Glia Co-Kultursystem benutzt. </td></tr></tbody></table>

imaging analysis of neuron to glia interaction in microfluidic culture platform (mcp)-based neuronal axon and glia co-culture system

Ordnungsgemäße Neuron zu Glia-Wechselwirkung ist entscheidend für physiologische Funktion des zentralen Nervensystems (ZNS). Diese bidirektionale Kommunikation wird raffiniert durch spezifische Signalwege zwischen Neuron und Glia 1,2 vermittelt. Identifizierung und Charakterisierung dieser Signalwege ist wesentlich für das Verständnis, wie Neuron zu Glia-Wechselwirkung Formen CNS Physiologie. Zuvor haben Neuron und Glia Mischkulturen weithin zum Testen und Charakterisieren Signalwege zwischen Neuronen und Glia ausgenutzt. Was wir von diesen Präparaten und anderen Werkzeugen in vivo gelernt hat jedoch vorgeschlagen, dass die gegenseitige Signalisierung zwischen Neuronen und Glia häufig in speziellen Kompartimenten innerhalb von Neuronen (dh Axon, Dendrit oder Soma) 3 aufgetreten ist. Daher ist es wichtig, eine neue Kultur System, Trennung der Fächer ermöglicht neuronalen Entwicklung und speziell untersucht die Wechselwirkung zwischen Glia und neuronal Axone / Dendriten. Darüber hinaus ist das herkömmliche System Mischkultur nicht fähig Differenzieren der löslichen Faktoren und direkte Membrankontakt Signalen zwischen Neuronen und Gliazellen. Außerdem fehlt die große Menge von Neuronen und Gliazellen im herkömmlichen Co-Kultursystem die Auflösung notwendig, die Wechselwirkung zwischen einem einzelnen Axon und einer Gliazelle beobachten. In dieser Studie beschreiben wir eine neue Axone und Glia Kokultur System mit der Verwendung eines mikrofluidischen Kulturplattform (MCP). Auf diese Co-Kultur-System sind Neuronen und Gliazellen in zwei getrennte Kammern, die durch mehrere zentrale Kanäle angeschlossen sind, kultiviert. In diesem mikrofluidischen Kultur-Plattform, kann nur neuronale Prozesse (insbesondere Axone) die Gliazellen Seite durch den zentralen Kanälen geben. In Kombination mit leistungsfähigen fluoreszierendes Protein Etikettierung, ermöglicht dieses System eine direkte Untersuchung von Signalwegen zwischen axonalen / dendritischen und Glia Interaktionen, eine solches Axon-vermittelten Transkriptionsregulation in Glia, Glia-vermittelte Rezeptor-in neuronalen Terminals und Glia-vermittelten Axon Wachstum. Die schmalen Durchmesser der Kammer ebenfalls signifikant verbietet die Strömung des Neurons angereicherten Mediums in die Kammer gliale, Erleichterung Sondieren des direkten Membran-Protein-Wechselwirkung zwischen Axone / Dendriten und glialen Oberflächen.

Zeitraffer-Aufnahmen Analyse der Axon-induzierte GLT1 Promotoraktivierung in Astrozyten Der Fächerwagen Neuron und Astrozyten Kokultur System erlaubt nur die neuronalen Prozesse, insbesondere die Axone, um selektiv mit Astrozyten interagieren. Nach der erfolgreichen Etablierung der Axon und Astrozyten (oder andere Gliazellen) Co-Kultur im zusammengebauten MCP, können verschiedene Arten von Axon-Glia Interaktionen wie studiert werden; Axon-induzierte Aktivierung von Astrozyten-Gen-Promotor-Akt...

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Imaging Analysis of Neuron to Glia Interaction in Microfluidic Culture Platform MCP-based Neuronal Axon and Glia Co-culture System

Diese Studie beschreibt die Verfahren für die Einrichtung einer neuartigen neuronalen Axon und (astro) Glia Co-Kultur-Plattform. Auf diese Co-Kultur-System wird Manipulation direkte Wechselwirkung zwischen einem einzelnen Axon (und einzigen Gliazelle) durchführbar ist, so dass mechanistischen Analyse des gegenseitigen Neuron zu glialen Signalisierung.

Imaging Analyse von Neuron zu Glia Interaktionen in Microfluidic Kultur Platform (MCP)-basierte Neuronale Axon und Glia Co-Kultur-System

Proper  neuron to glia interaction is critical to physiological function of the central  nervous system (CNS). This bidirectional communication is ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Imaging Analysis of Neuron to Glia Interaction in Microfluidic Culture Platform (MCP)-based Neuronal Axon and Glia Co-culture System

Bilaminar Co-culture of Primary Rat Cortical Neurons and Glia

Bilaminäre Co-Kultur von primären Ratten-kortikalen Neuronen und Glia

This video will guide you through the process of culturing rat cortical neurons in the presence of a glial feeder layer, a system known as a bilaminar or ...

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Die Analyse der Entwicklung von Zahnkeim Innervation Mit Microfluidic Co-Kultur-Geräte

Innervation plays a key role in the development, homeostasis and regeneration of organs and tissues. However, the mechanisms underlying these phenomena ...

Utilizing Combined Methodologies to Define the Role of Plasma Membrane Delivery During Axon Branching and Neuronal Morphogenesis

Kombinierte Methodiken Verwendung der Rolle der Plasmamembran Lieferung Während Axon Branching und Neuronale Morphogenese zu definieren

During neural development, growing axons extend to multiple synaptic partners by elaborating axonal branches. Axon branching is promoted by extracellular ...

The Indirect Neuron-astrocyte Coculture Assay: An In Vitro Set-up for the Detailed Investigation of Neuron-glia Interactions

The Indirect Neuron-astrocyte Coculture Assay: An In Vitro Set-up for the Detailed Investigation of Neuron-glia Interactions

Die indirekte Neuron-Astrozyten Cokultur Assay: Ein<em&gt; In Vitro</em&gt; Für die detaillierte Untersuchung von Neuron-Glia Interaktionen Set-up

Proper neuronal development and function is the prerequisite of the developing and the adult brain. However, the mechanisms underlying the highly ...

M&#252;ller Glia Cell Activation in a Laser-induced Retinal Degeneration and Regeneration Model in Zebrafish

Müller Glia-Zell-Aktivierung in einer laserinduzierten Netzhautdegeneration und Regeneration Modell im Zebrafisch

A fascinating difference between teleost and mammals is the lifelong potential of the teleost retina for retinal neurogenesis and regeneration after ...

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Axonaler Transport von Organellen in Motorneuronenkulturen mit Mikrofluidic Chambers System

Motor neurons (MNs) are highly polarized cells with very long axons. Axonal transport is a crucial mechanism for MN health, contributing to neuronal ...

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Isolation und Kultur der primär neuronen und Glia von Adult Ratte Harnblase

The lower urinary tract has two main functions, namely, periodic urine storage and micturition; these functions are mediated through central and ...

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Surgical intervention can be quite effective for treating certain types of medically intractable neurological diseases. This approach is particularly ...

Dissection and Isolation of Murine Glia from Multiple Central Nervous System Regions

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A Cell Culture Model for Studying the Role of Neuron-Glia Interactions in Ischemia

Ein Zellkulturmodell zum Studium der Rolle von Neuron-Glia-Interaktionen in Ischämie

Ischemic stroke is a clinical condition characterized by hypoperfusion of brain tissue, leading to oxygen and glucose deprivation, and the consequent ...