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
Description: Watch this Scientific Journal Video about Imaging Analysis of Neuron to Glia Interaction in Microfluidic Culture Platform MCP-based Neuronal Axon and Glia Co-culture System at JoVE.com

Vi vill tacka Dr Jeffrey Rothstein för att ge BAC GLT1 EGFP möss och GLT1 antikropp, Tufts Center for Neuroscience Research (NIH P30 NS047243, PI, Rob Jackson) för att tillhandahålla värdefulla core faciliteter, ny fakultet rekrytering bidrag (NIH P30 5P30NS069254-02 , PI, Phil Haydon) i Tufts neurovetenskap Institutionen.

1. Montering av mikroflödessystem kultur avdelningen (MCP) <ol><li> MCP (fig. 1) är öppna kamrar utformade för fackindelad kulturer av olika typer av celler 4. Den har vanligen två fack som är anslutna genom de centrala kanalerna (3 pm i diameter). Montering av MCP med glas botten rätter är nödvändig för att förbereda kulturer och efterföljande bildanalys. </li><li> Först, belägga sterila glas botten rätter med polyornitin (Sigma-Aldrich, 1 mg / ml) upplöst i natriumtetrabo...

<ol>
	<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>

MCP baserade neuron och astrocyter samodlingssystemet tillåter dissektion av detaljerade neuron till astroglia signalvägar genom att endast axoner passerar de centrala kanalerna och interagera med astrogliaceller. Denna samodlingssystemet kan enkelt ställa upp med konventionell neuron och astrocyt förfaranden kultur. Vi beskrev också en praktisk tillämpning av denna samodlingssystemet genom att använda en EGFP baserad reporter för att visa axon-beroende aktivering GLT1 promotor i astrocyter. <p class="jove_c...

<table border="1"><tbody><tr><td> Fetalt bovint serum </td><td> Hyclone </td><td> SH30070.03 </td><td> för plätering neuron för neuron cutlure mediet </td></tr><tr><td> Fetalt bovint serum </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F4135 </td><td> för astrocyter odlingsmedium </td></tr><tr><td> Glia härledd nerv faktor </td><td> FoU-system </td><td> 212-GD </td><td> Applicera 10-20 ng / ml till neuron sida av kammaren </td></tr><tr><td> Dulbecco Modified Eagle Medium hög glukos </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 11.995 </td><td></td></tr><tr><td> 70 mm cellfilter </td><td> BD Falcon </td><td> 352.350 </td><td></td></tr><tr><td> Steril glas längst ned skålen </td><td> Mattek Corporation </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Mikroflödessystem kultur plattformar </td><td> Xona Mikrofluidik LLC </td><td> SND150 </td><td></td></tr><tr><td> 6 brunnar i odlingsplattan </td&gt; <td> Cellstar </td><td> 657 160 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Neuron odlingsmedium <ul><li> Neurobasal medel </li><li> 2% B27 Neurobasal tillägg </li><li> 2 mM glutamat genom att tillsätta 1% 100x glutamax </li><li> 1% Penicillin-streptomysin </li></ul></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Neuron odlingsmedium för pläteringscellen <ul><li> Neurobasal medel </li><li> 2% B27 Neurobasal tillägg </li><li> 2 mM glutamat genom att tillsätta 1% 100x glutamax </li><li> 1% Penicillin-streptomysin </li><li> 5% fetalt bovint serum SH30070.03 </li></ul></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Astrocyt odlingsmedium <ul><li> Dulbecco modifierade eaGLE medelhög glukos </li><li> 10% fetalt bovint serum F4135 </li><li> 1% Penicillin-streptomysin </li></ul></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Tabell 1. Material som används i mikroflödessystem kulturen plattformsbaserade neuronal axon och glia samodlingssystemet. </td></tr></tbody></table>

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

Korrekt neuron till glia växelverkan är kritisk för fysiologisk funktion hos det centrala nervsystemet (CNS). Denna dubbelriktad kommunikation är sofistikerat förmedlas av specifika signalvägar mellan neuron och glia 1,2. Identifiering och karakterisering av dessa signalvägar är avgörande för förståelsen av hur neuron till Glia interaktion former CNS fysiologi. Tidigare har neuron och glia blandade kulturer har allmänt används för att testa och karakterisera signalvägar mellan neuron och glia. Vad vi har lärt oss av dessa preparat och andra in vivo-verktyg har dock föreslagit att ömsesidiga signalering mellan neuron och glia ofta förekommit i vissa fack inom neuroner (dvs. axon, dendrit eller soma) 3. Detta gör det viktigt att utveckla en ny kultur som gör det möjligt separation av neuronala fack och specifikt undersöker samspelet mellan glia och neuronella axoner / dendriter. Dessutom, är det konventionella blandade kulturen systemet inte kan differentiera de lösliga faktorer och direkta membran signaler kontakt mellan neuron och glia. Dessutom saknar den stora mängden av neuroner och gliaceller i det konventionella samodlingssystemet den upplösning som krävs för att observera samspelet mellan en enda axon och en gliacell. I denna studie beskriver vi en ny axon och glia samodlingssystemet med användning av en mikrofluidisk kultur plattform (MCP). I denna samodlingssystemet är neuroner och gliaceller odlades i två separata kammare som är anslutna via flera centrala kanaler. I denna mikroflödessystem kultur plattform, kan bara neuronala processer (särskilt axoner) Ange gliaceller sidan genom de centrala kanalerna. I kombination med kraftfulla fluorescerande protein märkning tillåter detta system direkt undersökning av signalvägar mellan axonala / dendritiska och gliaceller interaktioner, sådans axon-medierad transkriptionell reglering i glia, Glia-medierad receptor handel med neuronala terminaler och glia-medierad axon tillväxt. Den smala diametern av kammaren också signifikant förbjuder flödet av neuron-anrikat medium i gliala kammaren, underlättar sondering av direkta membran-protein-interaktion mellan axoner / dendriter och glia ytor.

Time-lapse avbildning analys av axon-inducerad GLT1 promotor aktivering i astrocyter Den fackindelade neuron och astrocyt samodlingssystemet tillåter endast de neuronala processerna, särskilt axoner, för att selektivt interagera med astrocyter. Efter den framgångsrika etableringen av axon och astrocyt (eller andra gliaceller) sam-kultur i den sammansatta MCP, kan olika typer av axon-glia interaktioner studeras såsom, axon-inducerad aktivering av astrogliala genpromotor aktivering, astrocyt...

Watch this Scientific Journal Video about Imaging Analysis of Neuron to Glia Interaction in Microfluidic Culture Platform MCP-based Neuronal Axon and Glia Co-culture System at JoVE.com

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

Denna studie beskriver förfaranden för att inrätta en ny neuronal axon och (astro) Glia samodling plattform. I denna samodlingssystemet blir manipulering av direkt interaktion mellan en axon (och enda gliaceller) genomförbart, så mekanistiska analys av ömsesidiga neuron till gliala signalering.

Bildanalys av neuron till Glia interaktion i mikroflödessystem Kultur Platform (MCP)-baserade neuronal Axon och Glia samodlingssystemet

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

Bilaminar Co-kultur Primär Rat kortikala neuron och 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 ...

Analysis of Developing Tooth Germ Innervation Using Microfluidic Co-culture Devices

Analys av Utveckling Tooth Germ Innervation Använda mikroflödes Co-kultur-enheter

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

Med hjälp av kombinerade Metoder för att definiera rollen av plasmamembranet leverans under Axon förgrening och Neuronal Morphogenesis

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

De indirekta Neuron-astrocyternas Coculture analys: En<em&gt; In Vitro</em&gt; Set-up för detaljerad undersökning av Neuron-Glia interaktioner

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 cellaktivering i en Laser-inducerad Retinal Degeneration och Regeneration modell i zebrafiskar

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

Axonal Transport of Organelles in Motor Neuron Cultures using Microfluidic Chambers System

Axonal Transport av organeller i motor neuron kulturer med microfluidic 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 ...

Isolation and Culture of Primary Neurons and Glia from Adult Rat Urinary Bladder

Isolering och kultur av primära nervceller och Glia från vuxen råtta urinblåsa

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

Targeted Neuronal Injury for the Non-Invasive Disconnection of Brain Circuitry

Riktade neuronal skada för icke-invasiv frånkoppling av brain circuitry

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

Dissektion och isolering av Murine Glia från flera regioner i centrala nervsystemet

The methods presented here demonstrate laboratory procedures for the dissection of four different regions of the central nervous system (CNS) from murine ...

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

En cellkultur modell för att studera roll Neuron-Glia interaktioner i Ischemia

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