Name: zika virus infection of cultured human fetal brain neural stem cells for immunocytochemical analysis
Uploaded: 2018-02-05T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Zika Virus Infection of Cultured Human Fetal Brain Neural Stem Cells for Immunocytochemical Analysis at JoVE.com

Diese Arbeit wurde mit Mitteln der John S. Dunn Foundation und das Institut für menschliche Infektion und Immunität von der University of Texas Medical Branch (PW) unterstützt.

Menschlichen neuronalen Stammzellen stammen ursprünglich aus ausrangierten menschlichen fetalen Cortexes im ersten Trimester12. Alle Protokoll-Verfahren halten an der University of Texas Medical Branch Ethikrichtlinien bezüglich der Verwendung von menschlichen Gewebeproben und die Zell-Linien wurden durch das institutionelle Biosafety Committee genehmigt.
1. mittlere Vorbereitung und Stammzellforschung Erholung der Bestände
<ol><li>Bereiten Sie Kulturmedium Lager (...

<ol>
	<li>Centers for Disease Control and Prevention. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> All countries and territories with active Zika virus transmisson. , (2016).</li><li>Brasil, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zika+Virus+Infection+in+Pregnant+Women+in+Rio+de+Janeiro.">Zika Virus Infection in Pregnant Women in Rio de Janeiro.</a> N Engl J Med. 375 (24), 2321-2334 (2016).</li><li>Hills, S. 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L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+Responses+of+Human+Fetal+Brain+Neural+Stem+Cells+to+Zika+Virus+Infection.">Differential Responses of Human Fetal Brain Neural Stem Cells to Zika Virus Infection.</a> Stem Cell Reports. 8 (3), 715-727 (2017).</li><li>Svendsen, C. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+the+rapid+and+long+term+growth+of+human+neural+precursor+cells.">A new method for the rapid and long term growth of human neural precursor cells.</a> J Neurosci Methods. 85 (2), 141-152 (1998).</li><li>Tarasenko, Y. I., Yu, Y., Jordan, P. M., Bottenstein, J., Wu, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+growth+factors+on+proliferation+and+phenotypic+differentiation+of+human+fetal+neural+stem+cells.">Effect of growth factors on proliferation and phenotypic differentiation of human fetal neural stem cells.</a> J Neurosci Res. 78 (5), 625-636 (2004).</li><li>Barrows, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Screen+of+FDA-Approved+Drugs+for+Inhibitors+of+Zika+Virus+Infection.">A Screen of FDA-Approved Drugs for Inhibitors of Zika Virus Infection.</a> Cell Host Microbe. 20 (2), 259-270 (2016).</li><li>Jakel, R. J., Schneider, B. L., Svendsen, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+human+neural+stem+cells+to+model+neurological+disease.">Using human neural stem cells to model neurological disease.</a> Nat Rev Genet. 5 (2), 136-144 (2004).</li><li>Lopez-Garcia, I., et al. <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+stretch-induced+neurotrauma+model+for+medium-throughput+screening+in+vitro:+identification+of+rifampicin+as+a+neuroprotectant.">Development of a stretch-induced neurotrauma model for medium-throughput screening in vitro: identification of rifampicin as a neuroprotectant.</a> Br J Pharmacol. , (2016).</li><li>Mich, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospective+identification+of+functionally+distinct+stem+cells+and+neurosphere-initiating+cells+in+adult+mouse+forebrain.">Prospective identification of functionally distinct stem cells and neurosphere-initiating cells in adult mouse forebrain.</a> Elife. 3, e02669 (2014).</li></ol>

Die Möglichkeit, Kultur und manipulieren hNSCs stellt ein wichtiges Werkzeug, das für eine Vielzahl von Zwecken von Modellierung menschlichen Krankheit, Drogen Hochdurchsatz-screening-10,11,12,14verwendet werden kann, 15,16,17. Viele Fragen blieben wie wie menschlichen fetalen Gehirns NSC...

Zika-Virus (ZIKV) ist ein Flavivirus, sexuell oder durch die Vektoren Mücke Aedes Aegypti und Aedes Albopictus Mücken übertragen. ZIKV wurde vor kurzem als schwere öffentliche Gesundheitsbedrohung wegen seiner Mühelosigkeit der Übertragung identifiziert und neurologische Symptome1angeschlossen. Eines der wichtigsten über neurologische Wirkungen ist die Entwicklung einer Mikrozephalie bei Feten zu infizierten schwangeren2,3geboren. Mikrozephalie ist eine Neurodevelopmental Störung, wo ist der Kopf kleiner als die typische Größe während der fetalen Entwicklung und bei der Geburt, mit dem Umfang von weniger als 2 Standardabweichungen unter dem Mittelwert4. Die kleineren Kopfumfang wird häufig durch eine Vielzahl von Begleiterkrankungen wie Entwicklungsverzögerungen, Ergreifungen, Vision und Hörverlust und Fütterung Schwierigkeiten begleitet.
Jüngste Studien haben Tiermodelle verwendet oder induzierte pluripotente Stammzellen, die Wirkung der ZIKV Infektion auf Neurodevelopment5,6,7,8zu studieren. Während dieser Studien dazu, unser Wissen über ZIKV, die Verwendung von verschiedenen Arten beigetragen haben oder genetisch veränderte Zellen können sehr zeitaufwändig sein und/oder fügen Sie weitere Variablen, die die Wirkung von ZIKV auf verwirren können Zellen Entwicklung von neuronalen5, 6 , 7 , 8. die Schwierigkeit mit der hNSC Kultur, vor allem die nicht-anhaftende Neurosphäre beschrieben in diesem Protokoll ist jedoch, dass die Kultur sehr empfindlich auf die Methoden verwendet, um die Kultur9durchzuführen. Jede Änderung im Medium-Komponenten oder sogar die physische Abwicklung der das Kulturgefäß ist genug, um eine Reaktion von Zellen9zu entlocken. Um diese Probleme anzugehen, haben wir eine in-vitro- menschlichen fetalen Gehirns abgeleitet neuraler Stammzellen (hNSCs) Kultur zu mechanistisch zu befragen, die Wirkung von ZIKV auf fetale neurale Stammzellen entwickelt. Mit unserer Methode, wurden hNSCs für mehr als 80 Passagen ohne offensichtliche phänotypischen Veränderungen10beibehalten. Darüber hinaus wurden die chromosomale Veränderungen wie z. B. Trisomie entweder keine oder nur minimale11. Diese hNSC Kultur wächst als nicht-anhaftende Neurosphäre Kultur. Ein Vorteil von Neurospheres ist, dass die Kugeln eine einzigartige ökologische Nische in Kultur erstellen, die mehr reflektierende der in Vivo Nischen im Vergleich zu zweidimensionalen Kulturen9ist. Ein weiterer Vorteil dieses Protokolls ist, dass mehrere Zelltypen aus der hNSC Kultur abgeleitet werden können, ermöglichen ein Ermittler zur Beobachtung der Auswirkungen einer bestimmten Variablen auf hNSC überleben und Differenzierung. Dieses Protokoll gilt für Einzelpersonen, die Entwicklung des zentralen Nervensystems oder Dysfunktion mechanistischen Fragen. Das folgende Protokoll beschreibt, wie eine hNSC Kultur um mit ZIKV zu infizieren, und anschließend unterscheiden die hNSCs zur Beobachtung der Auswirkungen einer Infektion auf den Differenzierungsprozess zu erweitern. Es enthält auch Methoden zum Speichern von hNSCs für die langfristige Nutzung und hNSCs in verschiedenen Arten von Neuronen zu unterscheiden, die weitere Untersuchung der ZIKV-induzierten Defizite zur Gehirn Fehlbildung11ermöglichen. Wir glauben, dass dieses Protokoll auch von Interesse für die Ermittler versucht, die Auswirkungen jeder ökologischen Impuls wie Infektionen oder Giftstoffe auf neurale Stammzellen überleben und Differenzierung zu verstehen ist.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11965-092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F12</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11765-054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose (10%)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G8644</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES (1M)</td>
			<td>Corning/cellgro</td>
			<td>25-060-c1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen Strep (100x)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>I4011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25030-081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transferrin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T2036</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Progesterone</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P8783</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Putrescine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P5780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium selenite</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin Sigma</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H3149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>basic fibroblast growth factor</td>
			<td>R&#38;D system</td>
			<td>233-FB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>epidermal growth factor</td>
			<td>R&#38;D system</td>
			<td>236-EG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>leukemia inhibitory factor</td>
			<td>R&#38;D system</td>
			<td>7734-LF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>23017-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.5% trypsin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15090-046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin inhibitor</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T6522</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-D-Lysine hydrobromide(PDL)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P6407-5MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 supplement</td>
			<td>Gibco/Invitrogen</td>
			<td>17504-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>16000-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D2650-100ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s phosphate-buffered saline</td>
			<td>Corning/cellgro</td>
			<td>21-031-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A4378-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal goat serum</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Lab</td>
			<td>005-000-121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>FisherBiotech</td>
			<td>BP151-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nestin antibody</td>
			<td>BD Transduction Laboratories</td>
			<td>611659</td>
			<td>1:200 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Class III beta-tubulin antibody (TuJ1)</td>
			<td>Covnce</td>
			<td>MMS-435p</td>
			<td>1:2000 dulution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFAP antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>AB5804</td>
			<td>1:1000 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>D1306</td>
			<td>1:2000 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZIKV antibody</td>
			<td>World Reference Collection for Emerging Viruses and Arboviruses at the University of Texas Medical Branch</td>
			<td></td>
			<td>1:2000 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoromount G</td>
			<td>SouthernBiotech</td>
			<td>0100-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 incubator</td>
			<td>Thermo Forma</td>
			<td>Model# 3110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Thermo fisher Scientific</td>
			<td>75004221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biological safety cabinet</td>
			<td>Forma scientific Claas II A/B3</td>
			<td>Model# 1284</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer (-80 &#176;C)</td>
			<td>Forma scientific,Inc</td>
			<td>model# 8516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope(phase contrast image)</td>
			<td>Hp 2230 workstation</td>
			<td>Product#NOE25us#ABA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope (epifluorescent image)</td>
			<td>Nikon Eclipse 80i</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal Microscope</td>
			<td>Nikon TE2000-E microscope with C1si confocal system</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

zika virus infection of cultured human fetal brain neural stem cells for immunocytochemical analysis

Menschlichen fetalen Gehirns neurale Stammzellen sind eine einzigartige gentechnisch nicht veränderten Modellsystem zur Untersuchung der Auswirkungen der verschiedenen Reize auf menschliche Entwicklungsneurobiologie. Eher als Tiermodell oder gentechnisch veränderten induzierten pluripotenten Zellen verwenden, bieten menschlichen neuronalen Stammzellen ein wirksam in-Vitro -System zu untersuchen die Auswirkungen der Behandlungen, Bildschirm Drogen oder individuelle Unterschiede zu untersuchen. Hier bieten wir ausführliche Protokolle für Methoden zur menschlichen fetalen Gehirns neurale Stammzellen in Kultur mit serumfreien Medien, um sie in verschiedenen neuronalen Subtypen und Astrozyten über verschiedene Priming Verfahren unterscheiden und Einfrieren und wieder erweitern Diese Zellen. Darüber hinaus beschreiben wir ein Verfahren unter Verwendung von menschlichen fetalen Gehirns neurale Stammzellen Zika-Virus-Infektion zu studieren.

Kultivierte hNSCs in der Proliferativen Phase wird als nicht-anhaftende Neurosphären (Abbildung 1) wachsen. Unmittelbar nach der hNSC Passage werden viele einzelne Zellen, welche aggregiert werden und beginnen, Form Kugeln in den nächsten Tagen (Abb. 1A und 1 b). Gesunde Sphären sollte etwa 1-2 mm Durchmesser 9-10 Tage nach einer Passage (Abbildung 1). Kugeln, die größer als 2 m...

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Zika Virus Infection of Cultured Human Fetal Brain Neural Stem Cells for Immunocytochemical Analysis

Dieser Artikel beschreibt die Methoden, die verwendet werden, um die menschlichen fetalen Gehirns neurale Stammzellen in Kultur, sowie zur Unterscheidung in verschiedenen neuronalen Subtypen und Astrozyten, mit einem Schwerpunkt auf den Einsatz von neuronalen Stammzellen Zika-Virus-Infektion zu studieren zu erweitern.

Zika-Virus-Infektion der kultivierten menschlichen fetalen Gehirns neurale Stammzellen für Immunocytochemical Analyse

Human fetal brain neural stem cells are a unique non-genetically modified model system to study the impact of various stimuli on human developmental ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Isolation and Quantitative Immunocytochemical Characterization of Primary Myogenic Cells and Fibroblasts from Human Skeletal Muscle

Isolierung und Charakterisierung von Quantitative Immunzytochemische Primäre myogenen Zellen und Fibroblasten aus menschlichen Skelettmuskel

The repair and regeneration of skeletal muscle requires the action of satellite cells, which are the resident muscle stem cells. These can be isolated ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Direct Induction of Human Neural Stem Cells from Peripheral Blood Hematopoietic Progenitor Cells

Direkte Induktion von humanen neuralen Stammzellen aus peripherem Blut hämatopoetischen Vorläuferzellen

Human disease specific neuronal cultures are essential for generating in vitro models for human neurological diseases. However, the lack of access to ...

Culturing Human Pluripotent and Neural Stem Cells in an Enclosed Cell Culture System for Basic and Preclinical Research

Die Kultivierung humanen pluripotenten und Neurale Stammzellen in einem geschlossenen Zellkultursystem für Grund- und Präklinische Forschung

This paper describes how to use a custom manufactured, commercially available enclosed cell culture system for basic and preclinical research. Biosafety ...

Isolation and Characterization of Mesenchymal Stromal Cells from Human Umbilical Cord and Fetal Placenta

Isolierung und Charakterisierung von mesenchymalen Stromazellen aus Nabelschnur und Fetal Placenta

The human umbilical cord (UC) and placenta are non-invasive, primitive and abundant sources of mesenchymal stromal cells (MSCs) that have increasingly ...

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Computergestützte Analyse der Keimbahn Caenorhabditis Elegans , die Verteilung der Kerne, Proteine und das Zytoskelett zu studieren

The Caenorhabditis elegans (C. elegans) germline is used to study several biologically important processes including stem cell development, apoptosis, and ...

Efficient Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Liver Cells

Effiziente Differenzierung menschlicher pluripotenter Stammzellen in Leberzellen

The liver detoxifies harmful substances, secretes vital proteins, and executes key metabolic activities, thus sustaining life. Consequently, liver ...

In Vitro Generation of Somite Derivatives from Human Induced Pluripotent Stem Cells

In vitro-Generation der Somiten Derivate aus menschlichen induzierten Zellen pluripotenten Stammzellen

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give ...

Controlled Cortical Impact Model of Mouse Brain Injury with Therapeutic Transplantation of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Neural Cells

Kontrolliertes kortikales Wirkungsmodell der Maushirnverletzung mit therapeutischer Transplantation von humaninduzierten Pluripotenten Stammzell-abgeleiteten Neuralzellen

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Disease pathology due to TBI progresses from the primary mechanical ...

Generation of Induced Neural Stem Cells from Peripheral Mononuclear Cells and Differentiation Toward Dopaminergic Neuron Precursors for Transplantation Studies

Generierung induzierter neuronaler Stammzellen aus peripheren mononukleären Zellen und Differenzierung zu dopaminergen Neuronenvorstufen für Transplantationsstudien

Parkinson&#39;s disease (PD) is caused by degeneration of dopaminergic (DA) neurons at the substantia nigra pars compacta (SNpc) in the ventral ...

Efficient Neural Differentiation using Single-Cell Culture of Human Embryonic Stem Cells

Effiziente neuronale Differenzierung mit einzelzellischer Kultur menschlicher embryonaler Stammzellen

In vitro differentiation of human embryonic stem cells (hESCs) has transformed the ability to study human development on both biological and molecular ...