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

Este trabalho foi financiado por fundos do S. John Dunn Foundation e do Instituto para infecções humanas e imunidade da University of Texas Medical Branch (PW).

Células-tronco neurais humanas foram originalmente derivadas descartados humanas corticais fetais no primeiro trimestre12. Todos os procedimentos de protocolo seguem as diretrizes de ética do University of Texas Medical Branch relativas à utilização de amostras de tecido humano, e as linhas de célula foram aprovadas pelo Comitê de biossegurança institucional.
1. estoque recuperação média de preparação e células-tronco
<ol><li>Prepare o estoque de meio de...

<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. 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=Transmission+of+Zika+Virus+Through+Sexual+Contact+with+Travelers+to+Areas+of+Ongoing+Transmission+-+Continental+United+States,+2016.">Transmission of Zika Virus Through Sexual Contact with Travelers to Areas of Ongoing Transmission - Continental United States, 2016.</a> MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 65 (8), 215-216 (2016).</li><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> Facts about microcephaly. , (2016).</li><li>Garcez, P. 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Y., 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=Vertical+transmission+of+Zika+virus+targeting+the+radial+glial+cells+affects+cortex+development+of+offspring+mice.">Vertical transmission of Zika virus targeting the radial glial cells affects cortex development of offspring mice.</a> Cell Res. 26 (6), 645-654 (2016).</li><li>Jensen, J. B., Parmar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strengths+and+limitations+of+the+neurosphere+culture+system.">Strengths and limitations of the neurosphere culture system.</a> Mol Neurobiol. 34 (3), 153-161 (2006).</li><li>Wu, 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=Region-specific+generation+of+cholinergic+neurons+from+fetal+human+neural+stem+cells+grafted+in+adult+rat.">Region-specific generation of cholinergic neurons from fetal human neural stem cells grafted in adult rat.</a> Nat Neurosci. 5 (12), 1271-1278 (2002).</li><li>McGrath, E. 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>

A capacidade de cultura e manipular hNSCs fornece uma ferramenta crítica que pode ser usada para uma variedade de finalidades da modelagem de doenças humanas para10,11,12,14, de despistagem de drogas de alto rendimento 15,16,17. Muitas perguntas continuaram a ser abordadas como cérebro f...

Vírus Zika (ZIKV) é um flavivirus transmitido sexualmente ou por mosquitos vetores Aedes aegypti e Aedes albopictus mosquitos. ZIKV foi recentemente identificada como uma ameaça grave de saúde pública devido à sua facilidade de transmissão e sintomas neurológicos1de afiliados. Um dos mais relativas aos efeitos neurológicos é o desenvolvimento de microcefalia em fetos nascidos de mães grávidas infectadas2,3. A microcefalia é um distúrbio neurológico, onde a cabeça é menor do que o tamanho típico durante o desenvolvimento fetal e ao nascimento, com a circunferência menor que 2 desvios-padrão abaixo da média4. A menor circunferência da cabeça é geralmente acompanhada por uma variedade de comorbidades tais como atrasos no desenvolvimento, convulsões, visão e perda de audição e dificuldade de alimentação.
Estudos recentes têm utilizado modelos animais ou induzida por células-tronco pluripotentes para estudar o efeito da infecção ZIKV em neurodesenvolvimento5,6,7,8. Enquanto estes estudos têm contribuído para o nosso conhecimento de ZIKV, o uso de diferentes espécies ou células geneticamente modificadas podem ser demorado e/ou adicionar variáveis adicionais que podem confundir o efeito da ZIKV no desenvolvimento neural células5, 6 , 7 , 8. no entanto, a dificuldade com a cultura do hNSC, particularmente a cultura de não-aderente neurosphere descrita neste protocolo, é que a cultura é muito sensível aos métodos utilizados para realizar a cultura9. Qualquer alteração em componentes médios, ou mesmo a manipulação física do navio cultura, é suficiente para provocar uma reação de9células. Para solucionar esses problemas, nós desenvolvemos uma cultura humana fetal derivado do cérebro neural células-tronco (hNSCs) em vitro para interrogar mecanicamente o efeito da ZIKV em células-tronco neurais fetais. Usando nosso método, hNSCs foram mantidos por mais de 80 passagens sem alterações fenotípicas aparente10. Além disso, alterações cromossômicas, como trissomia eram um none ou mínimo11. Esta cultura hNSC cresce como uma cultura de não-aderente neurosphere. Uma vantagem do neurospheres é que as esferas criam um nicho ambiental na cultura que é mais reflexiva de nichos na vivo em comparação com as culturas bidimensional9. Outra vantagem deste protocolo é que vários tipos de células podem ser derivados da cultura hNSC, permitindo que um investigador observar o impacto de uma determinada variável na sobrevivência do hNSC e diferenciação. Este protocolo é aplicável a indivíduos que olham para responder perguntas mecanicistas sobre o desenvolvimento do sistema nervoso central ou disfunção. O protocolo seguinte descreve como expandir uma cultura hNSC para infectar com ZIKV e posteriormente, diferenciar o hNSCs para observar o impacto da infecção sobre o processo de diferenciação. Ele também inclui métodos para armazenar hNSCs para o uso a longo prazo e hNSCs se diferenciar em vários tipos de neurônios que permitam a investigação dos défices induzida por ZIKV contribuindo para de malformação do cérebro11. Acreditamos que este protocolo também é de interesse para os investigadores procuram entender o impacto de qualquer estímulo ambiental, tais como infecção ou toxinas na sobrevivência de células-tronco neurais e diferenciação.

<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

Células-tronco neurais cérebro fetal humano são um sistema único modelo não-geneticamente modificados para estudar o impacto de vários estímulos na neurobiologia do desenvolvimento humano. Prefiro a usar um modelo animal ou células pluripotentes induzidas geneticamente modificados, células-tronco neurais humanas fornecer um sistema eficaz em vitro para examinar os efeitos dos tratamentos, drogas de tela, ou examinar as diferenças individuais. Aqui, nós fornecemos os protocolos detalhados para os métodos utilizados para expandir as células-tronco neurais cérebro fetal humano na cultura com media serum-free, para diferenciá-los em vários subtipos neuronais e astrócitos através de procedimentos diferentes de escorva, para congelar e recuperar Estas células. Além disso, descrevemos um procedimento de usando células-tronco neurais cérebro fetal humano para estudar a infecção pelo vírus Zika.

HNSCs cultivadas em fase proliferativa crescerá como neurospheres não-aderente (Figura 1). Imediatamente após a passagem do hNSC, haverá muitas células individuais, que irão agregar e começar a esferas de forma nos próximos dias (figura 1A e 1B). As esferas saudáveis devem ser aproximadamente 1-2 mm de diâmetro 9-10 dias após uma passagem (Figura 1). Esferas que crescem ma...

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

Este artigo detalha os métodos que são usados para expandir as células-tronco neurais cérebro fetal humano na cultura, bem como diferenciá-los em vários subtipos neuronais e astrócitos, com ênfase na utilização de células-tronco neurais para estudar a infecção pelo vírus Zika.

Infecção por vírus Zika do cérebro Fetal humano culta células-tronco neurais para análise de Immunocytochemical

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

Isolamento e Quantitative Immunocytochemical caracterização de células Miogênica primários e fibroblastos de músculo-esquelético humano

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

Biologia do Desenvolvimento

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

Indução direta de Neurais Human células-tronco de sangue periférico células progenitoras hematopoéticas

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

Cultura pluripotentes humanas e células-tronco neurais em um sistema de cultura celular fechado de Pesquisa Básica e pré-clínica

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

Isolamento e Caracterização de células mesenquimais do estroma a partir de cordão umbilical humano e 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

Análise computacional do Germline Caenorhabditis elegans , para estudar a distribuição de núcleos, as proteínas e o citoesqueleto

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

Diferenciação eficiente de células-tronco pluripotentes humanas em células hepáticas

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

Na geração de Vitro do Somite derivados de humanos induzida por células tronco pluripotentes

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

Modelo de impacto cortical controlado da lesão cerebral do rato com transplantação terapêutica de células neurais pluripotentes induzidas humanas da pilha de haste

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

Geração de células-tronco neurais induzidas de células mononucleares periféricas e diferenciação para precursores de neurónios dopaminérgicos para estudos de transplante

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

Diferenciação neural eficiente usando a cultura unicelular de células-tronco embrionárias humanas

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