Name: purification of the dendritic filopodia-rich fraction
Uploaded: 2019-05-02T13:30:00
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Agradecemos Shigeo Okabe e Hitomi Matsuno pela cultura de baixa densidade de neurônios hipocampais, Masayoshi Mishina para camundongos deficientes em TLCN, Sachiko Mitsui e Momoko Shiozaki para assistência técnica, e membros do laboratório Yoshihara para discussões úteis . Este trabalho foi apoiado por JSPS KAKENHI Grant nos. JP20700307, JP22700354, e JP24500392 e MEXT KAKENHI Grant nos. JP23123525 para YF e JP20022046, JP18H04683 e JP18H05146 para YY.

Todos os métodos aqui descritos foram aprovados pelo Comitê institucional de cuidado e uso de animais da RIKEN Wako.
1. cultura dos neurônios hipocampais
<ol><li>Preparação do meio de cultura
	<ol>
<li>Preparação da mistura da vitamina 200x. Dissolver 100 mg de D-ácido pantotênico hemicalcium sal, 100 mg de cloreto de colina, 100 mg de ácido fólico, 180 mg de i-inositol, 100 mg de niacinamida, 100 mg de HCl piridoxal, e 100 mg de tiamina HCl em 500 mL de água ult...

<ol>
	<li>Fiala, J. C., Feinberg, M., Popov, V., Harris, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptogenesis+via+dendritic+filopodia+in+developing+hippocampal+area+CA1.">Synaptogenesis via dendritic filopodia in developing hippocampal area CA1.</a> Journal of Neuroscience. 18 (21), 8900-8911 (1998).</li><li>Portera-Cailliau, C., Pan, D. T., Yuste, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-regulated+dynamic+behavior+of+early+dendritic+protrusions:+evidence+for+different+types+of+dendritic+filopodia.">Activity-regulated dynamic behavior of early dendritic protrusions: evidence for different types of dendritic filopodia.</a> Journal of Neuroscience. 23 (18), 7129-7142 (2003).</li><li>Ziv, N. E., Smith, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+a+role+of+dendritic+filopodia+in+synaptogenesis+and+spine+formation.">Evidence for a role of dendritic filopodia in synaptogenesis and spine formation.</a> Neuron. 17 (1), 91-102 (1996).</li><li>Lohmann, C., Bonhoeffer, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+role+for+local+calcium+signaling+in+rapid+synaptic+partner+selection+by+dendritic+filopodia.">A role for local calcium signaling in rapid synaptic partner selection by dendritic filopodia.</a> Neuron. 59 (2), 253-260 (2008).</li><li>Yoshihara, Y., De Roo, M., Muller, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendritic+spine+formation+and+stabilization.">Dendritic spine formation and stabilization.</a> Current Opinion in Neurobiology. 19 (2), 146-153 (2009).</li><li>Bayes, A., 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=Comparative+study+of+human+and+mouse+postsynaptic+proteomes+finds+high+compositional+conservation+and+abundance+differences+for+key+synaptic+proteins.">Comparative study of human and mouse postsynaptic proteomes finds high compositional conservation and abundance differences for key synaptic proteins.</a> PLoS One. 7 (10), e46683 (2012).</li><li>Bayes, A., 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=Characterization+of+the+proteome,+diseases+and+evolution+of+the+human+postsynaptic+density.">Characterization of the proteome, diseases and evolution of the human postsynaptic density.</a> Nature Neuroscience. 14 (1), 19-21 (2011).</li><li>Furutani, 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=Interaction+between+telencephalin+and+ERM+family+proteins+mediates+dendritic+filopodia+formation.">Interaction between telencephalin and ERM family proteins mediates dendritic filopodia formation.</a> Journal of Neuroscience. 27 (33), 8866-8876 (2007).</li><li>Mao, Y. T., 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=Filopodia+Conduct+Target+Selection+in+Cortical+Neurons+Using+Differences+in+Signal+Kinetics+of+a+Single+Kinase.">Filopodia Conduct Target Selection in Cortical Neurons Using Differences in Signal Kinetics of a Single Kinase.</a> Neuron. 98 (4), 767-782 (2018).</li><li>Matsuno, H., 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=Telencephalin+slows+spine+maturation.">Telencephalin slows spine maturation.</a> Journal of Neuroscience. 26 (6), 1776-1786 (2006).</li><li>Raemaekers, T., 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=ARF6-mediated+endosomal+transport+of+Telencephalin+affects+dendritic+filopodia-to-spine+maturation.">ARF6-mediated endosomal transport of Telencephalin affects dendritic filopodia-to-spine maturation.</a> The EMBO Journal. 31 (15), 3252-3269 (2012).</li><li>Mori, K., Fujita, S. C., Watanabe, Y., Obata, K., Hayaishi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Telencephalon-specific+antigen+identified+by+monoclonal+antibody.">Telencephalon-specific antigen identified by monoclonal antibody.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 84 (11), 3921-3925 (1987).</li><li>Yoshihara, Y., Mori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Telencephalin:+a+neuronal+area+code+molecule?.">Telencephalin: a neuronal area code molecule?.</a> Neuroscience Research. 21 (2), 119-124 (1994).</li><li>Annaert, W. G., 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=Interaction+with+telencephalin+and+the+amyloid+precursor+protein+predicts+a+ring+structure+for+presenilins.">Interaction with telencephalin and the amyloid precursor protein predicts a ring structure for presenilins.</a> Neuron. 32 (4), 579-589 (2001).</li><li>Furutani, 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=Vitronectin+induces+phosphorylation+of+ezrin/radixin/moesin+actin-binding+proteins+through+binding+to+its+novel+neuronal+receptor+telencephalin.">Vitronectin induces phosphorylation of ezrin/radixin/moesin actin-binding proteins through binding to its novel neuronal receptor telencephalin.</a> Journal of Biological Chemistry. 287 (46), 39041-39049 (2012).</li><li>Nyman-Huttunen, H., Tian, L., Ning, L., Gahmberg, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=alpha-Actinin-dependent+cytoskeletal+anchorage+is+important+for+ICAM-5-mediated+neuritic+outgrowth.">alpha-Actinin-dependent cytoskeletal anchorage is important for ICAM-5-mediated neuritic outgrowth.</a> Journal of Cell Biology. 119 (Pt 15), 3057-3066 (2006).</li><li>Esselens, C., 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=Presenilin+1+mediates+the+turnover+of+telencephalin+in+hippocampal+neurons+via+an+autophagic+degradative+pathway.">Presenilin 1 mediates the turnover of telencephalin in hippocampal neurons via an autophagic degradative pathway.</a> Journal of Cell Biology. 166 (7), 1041-1054 (2004).</li><li>Furutani, Y., Yoshihara, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+Analysis+of+Dendritic+Filopodia-Rich+Fraction+Isolated+by+Telencephalin+and+Vitronectin+Interaction.">Proteomic Analysis of Dendritic Filopodia-Rich Fraction Isolated by Telencephalin and Vitronectin Interaction.</a> Frontiers in Synaptic Neuroscience. 10, 27 (2018).</li><li>Lu, Z., Piechowicz, M., Qiu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Simplified+Method+for+Ultra-Low+Density,+Long-Term+Primary+Hippocampal+Neuron+Culture.">A Simplified Method for Ultra-Low Density, Long-Term Primary Hippocampal Neuron Culture.</a> Journal of Visualized Experiments. (109), (2016).</li><li>Okabe, S., Miwa, A., Okado, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternative+splicing+of+the+C-terminal+domain+regulates+cell+surface+expression+of+the+NMDA+receptor+NR1+subunit.">Alternative splicing of the C-terminal domain regulates cell surface expression of the NMDA receptor NR1 subunit.</a> The Journal of Neuroscience. 19 (18), 7781-7792 (1999).</li><li>Okabe, S., Vicario-Abejon, C., Segal, M., McKay, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+and+synaptogenesis+of+hippocampal+neurons+without+NMDA+receptor+function+in+culture.">Survival and synaptogenesis of hippocampal neurons without NMDA receptor function in culture.</a> European Journal of Neuroscience. 10 (6), 2192-2198 (1998).</li></ol>

Nós desenvolvemos um método da purificação para a fração filopodia-rica dendríticas usando a afinidade entre a molécula tlcn da adesão da pilha e a vitronectina extracelular da proteína da matriz. Comparado à fração PSD, pode ser possível identificar as proteínas sinápticas atuando na sinapse imatura da fração dendrítica rica em filopodia. Assim, os constituintes da fração dendrítica filopodia-rica são diferentes dos da fração PSD em 74%. Diferente da fração PSD, usamos neurônios hipocampais c...

O filopódia dendrítico é pensado para ser precursores dos espinhas. Os filamentos de actina no filopódia dendrítico regulam sua extensão e retração1,2,3. Depois de entrar em contato com um axão, o filopódia dendrítico selecionado começa sua maturação em espinhos, e uma sinapse é formada em4,5. Componentes de espinhos foram determinados a partir da análise abrangente das frações de densidade pós-sináptica6,7, enquanto os componentes de filopódia dendrítico permanecem em grande parte desconhecidos. Demonstrou-se que a telencérola (tlcn), erm, syngap, Ras, ARF6 quinase, Akt, mTOR, Polo-como a quinase 2, camkii, syndecan-2, paralemin-1, e ephb regulam a formação dendrítica defilopódia5,8,9 ,10,11, enquanto um método não foi desenvolvido para a análise abrangente de moléculas presentes no filopódio dendrítico.
Tlcn (ICAM-5) é expressado especificamente por neurônios spiny no segmento o mais rostral do cérebro, o telencéfalo12. Tlcn tem 9 domínios do IG-like em sua região extracelular, uma região do transmembrana, e uma cauda cytoplasmic13. A tlcn liga-se à vitronectina (vn) e à integrina LFA-1 em sua região extracelular, à presenilina em sua região transmembranar e ao fosho-ERM e α-actinina em sua região citoplasmática5,8,14,15 ,16. Tlcn liga-se ao citoesqueleto de actina através de fosho-ERM nas pontas de filopódia dendrítico e α-actinina em espinhos e eixos dendríticos8,16.
Nós mostramos que o superexpressão de tlcn aumentou a formação dendríticas do filopódia e induziu a reversão dos espinhos ao filopódia10. A forma ativa constitutiva de Ezrin ligada à região citoplasmática do TLCN e a formação de filopótico dendrítica reforçada8. Assim, a TLCN regula a formação de filopódios dendríticos através de proteínas de ligação actina. Esselens et al. demonstraram que microgrânulos induziu acúmulo de TLCN em neurônios cultivados17. Nós mostramos que as estruturas fagocitária do copo foram dadas forma em dendritos neuronal em torno dos microesferas vn-revestidos em uma maneira tlcn-dependente15. Constituintes de filopódios dendríticos são semelhantes aos do copo fagocitítico. É difícil coletar filopódios dendríticos, mas é relativamente mais fácil coletar o copo fagocitítico usando microgrânulos magnéticos. Assim, desenvolvemos um método para purificar o copo fagocitítico em vez de filopódia dendrítico18. Aqui, nós descrevemos o método da purificação para a fração filopodia-rica dendríticas.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 M HEPES</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15630-080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.7 ml Low Binding MCT</td>
			<td>Sorenson BioScience</td>
			<td>39640T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 mM L-Glutamine</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>2530149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35-mm plastic cell culture dishes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-actin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A-5060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-alpha-Actinin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A-5044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-alpha-tubulin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T-9026</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Ezrin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>clone3C12, SAB4200806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Galphaq</td>
			<td>Santacruz</td>
			<td>sc-393</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-MAP2</td>
			<td>Chemicon</td>
			<td>clone AP20, MAB3418</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Moesin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>clone 38/87, M7060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-PLCbeta1</td>
			<td>Santacuz</td>
			<td>sc-5291</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-PSD95</td>
			<td>MA2</td>
			<td>ABR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Spectrin beta</td>
			<td>Chemicon</td>
			<td>MAB1622</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>0080085SA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BCA protein assay kit</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>23227</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bromophenol blue</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.08122.0005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>calcium chrolide, hydrous</td>
			<td>Wako</td>
			<td>038-19735</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell scraper</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>353085</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell strainer</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Choline chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C7527</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Complete EDTA free protease inhibitor cocktail</td>
			<td>Roche</td>
			<td>11873580001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cytosine beta-D-arabinofuranoside</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C-6645</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNase-I</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>DN-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Pantothenic acid hemicalcium salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DynaMag-2 Magnet</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>12321D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECL Prime Western Blotting Detection Reagent</td>
			<td>GE</td>
			<td>RPN2232</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>e-PAGEL 5-20% SDS-PAGE gradient gel</td>
			<td>ATTO</td>
			<td>E-T520L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Folic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F8758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14175095</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HRP-conjugated anti-rabbit IgG</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td>111-035-144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>i-Inositol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I7508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAS-1000 mini</td>
			<td>Fuji Film</td>
			<td>LAS-1000 mini</td>
			<td>For detection of luminescence from WB membrane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic polystyrene microbeads</td>
			<td>Sperotech</td>
			<td>PM-20-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM amino acid solution</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11130-051</td>
			<td>30 mM L-Arginine hydrochloride, 5 mM L-Cystine, 10 mM L-Histidine hydrochloride-H2O, 20 mM L-Isoleucine, 20 mM L-Leucine, 19.8 mM L-Lysine hydrochloride, 5.1 mM L-Methionine, 10 mM L-Phenylalanine, 20 mM L-Threonine, 2.5 mM L-Tryptophan, 10 mM L-Tyrosine, and 20 mM L-Valine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini-slab size electrophoresis system</td>
			<td>ATTO</td>
			<td>AE-6530</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Niacinamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N0636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicilin / Streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15070063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PhosSTOP phosphatase inhibitor cocktail</td>
			<td>Roche</td>
			<td>4906845001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-L-lysine hydrobromide</td>
			<td>Nacali</td>
			<td>28360-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyridoxal HCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P6155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Riboflavin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>R9504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Stain 2 Kit wako</td>
			<td>Wako</td>
			<td>291-5031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiamine HCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T1270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trans-Blot SD Semi-Dry Transfer Cell</td>
			<td>Bio-rad</td>
			<td>1703940JA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra pure water</td>
			<td>MilliQ</td>
			<td></td>
			<td>For production of ultra pure water</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

purification of the dendritic filopodia-rich fraction

Os filopódios dendríticos são protrusões finas e longas com base no filamento de actina, e eles se estendem e se retraem como se estivessem buscando um AXON alvo. Quando o filopódia dendrítico estabelecer contato com um AXON alvo, eles começam a amadurecer em espinhos, levando à formação de uma sinapse. A telencífica (tlcn) está abundantemente localizada em filopódia dendrítico e é gradualmente excluída de espinhas. O overexpression de tlcn em neurônios hippocampal cultivados induz a formação dendríticas do filopódia. Nós mostramos que o Telencephalin liga fortemente a uma molécula extracelular da matriz, Vitronectin. Microesferas Vitronectin-revestidos induziu a formação fagocitária do copo em dendrites neuronal. No copo fagocitítico, TLCN, proteínas de ligação TLCN tais como Ezrin fosforilado/Radixina/Moesina (fosho-ERM), e F-Actina são acumuladas, o que sugere que os componentes do copo fagocítico são semelhantes aos de filopodia dendrítico. Assim, desenvolvemos um método para purificação do copo fagocítico em vez de filopópodes dendrítico. Os grânulos magnéticos do poliestireno foram revestidos com o Vitronectin, que é abundantemente atual no meio de cultura de neurônios hippocampal e que induz a formação fagocitária do copo em dendrites neuronal. Após 24 h de incubação, os copos fagocíticos foram levemente solubilizados com detergente e coletados por meio de um separador magnético. Após a lavagem dos grânulos, as proteínas de ligação foram eluidas e analisadas por coloração de prata e western blotting. Na fração de ligação, TLCN e actina estavam abundantemente presentes. Além, muitas proteínas identificadas da fração foram localizadas ao filopodia dendríticas; assim, denominamos a fração de ligação como a fração rica em filopóticos dendrítico. Este artigo descreve detalhes a respeito do método da purificação para a fração filopodia-rica dendríticas.

Nos neurônios hipocampais cultivados, a TLCN foi localizada abundantemente ao filopótico dendrítica, ao eixo e ao soma e colocalizada com F-Actina (Figura 1a, B). Quando os microgrânulos de poliestireno foram adicionados aos neurônios do hipocampal cultivado, os grânulos foram revestidos automaticamente com o vitronectina (vn) derivado do soro bovino fetal (FBS) no meio de cultura; Eles foram principalmente vinculados a dendritos, e ind...

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Purification of the Dendritic Filopodia-rich Fraction

Neste protocolo, nós introduzimos um método para purificante a fração filopodia-rica dendríticas do fagocitária copo-como a estrutura do protrusão em neurônios hippocampal cultivados aproveitando-se da afinidade específica e forte entre um filopodial dendríticas molécula de adesão, TLCN, e uma molécula de matriz extracelular, vitronectina.

Purificação da fração rica de Filopodia dendrítica

Dendritic filopodia are thin and long protrusions based on the actin filament, and they extend and retract as if searching for a target axon. When the ...

Em comparação com a fração PSD, pode ser possível identificar a proteína sináptica agindo na sinapse imatura em torno da fração dendrítica rica em filopodia. Usamos neurônio vivo para induzir a formação de tampas fagocíticas. A principal vantagem dessa técnica é que a proteína ativa na gênese artificial poderia ser identificada a partir da fração rica em filopodia dendrítica.Para começar, prepare o 200x Vitamin Mix dissolvendo 100 mg de Vitamina B5, 100 mg de Cloreto de Colina, 100 mg de Ácido Fólico, 180 mg de I-inositol, 100 mg de Vitamina B3, 100 mg de cloridrato de vitamina B6, e 100 mg de cloridrato de tiamina em 500 ml de água ultrapura usando um agitador magnético. Misture cuidadosamente a alíquota em tubos de 50 ml e armazene-a a 20 graus Celsius. Para preparar a solução riboflavina, dissolva 100 mg de riboflavina em 500 mg de água ultrapura usando um agitador magnético.Misture cuidadosamente a alíquota em tubos de 50 ml e armazene a 20 graus Celsius. Para preparar um diclorito de cálcio molar dissolva 7,35 gramas de dihidrato de cloreto de cálcio em 50 ml de água ultrauso usando um agitador magnético. Para o mínimo essencial preparação média dissolver 400 mg de cloreto de potássio 6, 800 mg de cloreto de sodum, 2.200 mg de bicarbonato de sódio, 158 mg de dihidrato monobásico de fosfato de sódio, 7.000 mg de D-glicose, e 200 mg de heptahydrate de sulfato de magnésio, e 950 ml de água ultrapura, usando um agitador magnético.Em seguida, use uma pipeta de 1 ml com uma agitação constante em um agitador magnético para adicionar 1,8 ml de 1 dicloreto de cálcio molar ao MEM de forma gota a gota. Em seguida, adicione ácido clorídrico para ajustar o pH do MEM ao pH 7.25. Em seguida, adicione 5 ml de mistura de vitaminas de 200x e 200 microliters de solução de riboflavina ao MEM.Ajuste o volume do volume da solução para 1000 ml com água ultrapura. Filtre a solução usando um sistema de filtro de 0,22 míccro e armazene-a a 4 graus Celsius. Para preparar 10x solução de estoque DNase-1 dissolva 100 mg de Dnase-1 em 12,5 ml de HBSS.Filtre através de um filtro de 0,22 mícrons, aliquot em tubos de 1,5 ml e armazene os tubos a 20 graus Celsius. Para a preparação da solução de estoque Ara-C dissolver 25 mg de Ara-C em 8,93 ml de água ultrapura. Filtre através de um filtro de 0,22 míccro, alíquota em tubos de 1,5ml e armazene a 20 graus Celsius.Para preparar o Meio de Revestimento, misture 1 ml de SOLUÇÃO DE Aminoácido MEM, 750 microliters de 1 HEPES molar, 1 ml de B27, 125 microliters de 200 milimilous de glutamina, 250 microliters de penicilina-estreptomicina, 2,5 ml de Soro Bovino Fetal e 44,375 ml de MEM em um tubo de 50 ml. Para preparar o meio de parada, misture 1 ml de solução de aminoácido MEM, 750 microliters de 1 molar HEPES, 5 ml de FBS e 43,25 ml de MEM em um tubo de 50 ml. Para preparar o HBSS, suplementado com HEPES de 15 mililitros, misture 49,25 ml de HBSS e 750 microlitres de 1 molar HEPES.Para a preparação de pratos revestidos de poli-l-lysina, cubra pratos de cultura de células plásticas de 35 mm com 0,2 mg por ml de hidrobromida poli-l-lysina por um dia a 25 graus Celsius. Em seguida, lave os pratos com 2 ml de água ultrauso três vezes e incuba-os com 1,5 ml de Stop Medium a 25 graus Celsius até usar. Incubar o hipocampi dissecado em uma mistura contendo 500 microliters cada um de 2,5% de trippsina e 10X Dnase-1 no HBSS suplementado com HEPES de 15 milimolares, pH 7.2, a 37 graus Celsius por 15 minutos com agitação a cada 3 minutos.Em seguida, transfira o hipocampi para 10 ml do Stop Medium e incubar a 4 graus Celsius por 5 minutos para inativar a trippsina. Em seguida, incubar o hipocampi dissecado em 10 ml de meio de parada fresco a 4 graus Celsius por 5 minutos. Mova o hipocampi para 10 ml de stop médio fresco e incubar a 4 graus Celsius por mais 5 minutos.Em seguida, mova o hipocampi para 900 microliters do meio stop e 100 microliters de 10X Dnase-1 em um tubo de 15 ml. Use uma pipeta de 1 ml para dissociar o hipocampi em neurônios isolados por pipetar 20 vezes. Adicione 9 ml de meio de revestimento e filtre através de um coador de células de 70 mn, em um tubo de 50 ml.Conte o número de células usando um hemócito e ajuste para 3,5 vezes 10 para a quarta célula por mililitro em meio de revestimento. Em seguida, aspire o meio de parada dos pratos revestidos de poli-l-lisina. Placa 2 ml por prato das células nos pratos revestidos e incubar sob 5% de dióxido de carbono a 37 graus Celsius por 60-64 horas.Após a incubação, adicione 2 microliters de solução de estoque Ara-C aos neurônios e agite o prato lentamente. Mantenha os pratos da cultura em uma caixa umidificada sem alterar o meio cultural abaixo de 5% de dióxido de carbono a 37 graus Celsius. Purifique a fração rica de filopodia dendrítica após 13 dias in vitro adicionando primeiro três milhões de microesferas de poliestireno magnético por prato a 20 pratos contendo os neurônios cultivados.Depois de um dia, lave os neurônios em 1 ml de PBS com agiação três vezes para remover as microesferas médias e desvinculados. Depois de remover a PBS, lise os neurônios com 500 microliters por prato do tampão de lise. Em seguida, colete o lysate com um raspador de células e transfira o lysate em 10 microtubos de ligação de proteínas baixas.Coloque os tubos em um separador de ímãs e espere por um minuto. Colete o supernante e use-o como a fração desvinculada para coloração de prata e análise de manchas ocidentais. Em seguida, transfira as contas para um novo microtubo de ligação de baixa proteína e coloque em um separador magnético por um minuto.Remova completamente o supernascer e adicione 500 microliters do tampão de lise. Lave as contas usando um misturador de vórtice por 15 segundos. Repita a lavagem das contas 10 vezes e remova o sobrenatante.Proteínas elutos até as contas pela adição de 50 microliters de 1X SDS tampão de amostra e ferver o tubo a 98 graus Celsius por 5 minutos. Centrifugar o tubo a 860xG 3000 RPM por 10 segundos e definir o tubo em um separador magnético por um minuto. Colete o supernante e use-o como fração vinculada.Medir concentrações das frações proteicas ilimitadas e vinculadas pelo ensaio proteico BCA. Visualize soluções de protien com azul bromofenil e ajuste a concentração para 5 nanogramas por microliter para página SDS. Separe as frações vinculadas e ilimitadas pela página SDS usando um gel de gradiente de 5-20%.Mancha de prata o gel. Finalmente, a mancha ocidental usando anticorpos primários e secundários apropriados de acordo com o manuscrito. Em neurônios hipocampais cultivados, o TLCN foi abundantemente localizado para a filopodia dendrítica, eixo e soma e co-localizado com F-actin.As contas codificadas eram principalmente ligadas aos dendritos e induzir a formação de copos fagocíticos por acúmulo de TLCN e F-actin em dendritos neuronais. Imagens thorecenses mostraram que a formação de copos fagocíticos dependia crucialmente da presença de TLCN em dendritos. Os copos fagocíticos só eram formados em neurônios hipocampais do tipo selvagem, mas não em neurônios hipocampais defucientes TLCN.Os resultados das páginas da SDS mostraram que os padrões de banda de proteína eram quase os mesmos para as frações ilimitadas e vinculadas, mas as intensidades a 50 e 70 kilodalton, na fração vinculada eram menores do que as da fração não vinculada. No entanto, a intensidade da banda não era obviamente diferente entre as frações desvinculadas e ligadas preparadas a partir de neurônios hipocampais de cultura defucientes TLCN. A análise das manchas ocidentais das frações desvinculadas e vinculadas mostrou que tlcn e VN foram detectados principalmente na fração vinculada.Actin, Ezrin, G alfa q, PLC beta 1, MAP-2 e Spectrin, foram detectados tanto nas frações vinculadas quanto não ligadas. Moesin, PSD-95, alfa-Actinin e alfa-Tubulin foram detectados na fração desvinculada. Se a proteína de revestimento das microesferas mudar, este procedimento pode ser aplicado para identificar a interação do ensaio.Essa técnica poderia identificar a proteína que trabalha em substâncias artificiais. Então acreditamos que o mecanismo da gênese artificial pode ser quantificado. Acreditamos que novas proteínas associadas ao transtorno mental podem ser identificadas a partir da fração rica em filopodia dendrítica.E pode ser estendido à terapia.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Analysis of Dendritic Spine Morphology in Cultured CNS Neurons

Análise de Morfologia Spine dendríticas em neurônios cultivados CNS

Dendritic spines are the sites of the majority of excitatory connections within the brain, and form the post-synaptic 
compartment of synapses. These ...

Neurociência

Inducing Dendritic Growth in Cultured Sympathetic Neurons

Induzir o crescimento dendrítico no cultivadas neurônios simpáticos

The shape of the dendritic arbor determines the total synaptic input a neuron can receive 1-3, and influences the types and distribution of these inputs ...

The Analysis of Purkinje Cell Dendritic Morphology in Organotypic Slice Cultures

A Análise de Purkinje Morfologia de células dendríticas em Culturas fatia organotípicas

Purkinje cells are an attractive model system for studying dendritic development, because they have an impressive dendritic tree which is strictly ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

Rápido Micro-iontoforese de glutamato e GABA: uma ferramenta útil para investigar Integração Synaptic

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Assessment of Dendritic Arborization in the Dentate Gyrus of the Hippocampal Region in Mice

Avaliação de dendríticas Arborização no giro dentado do hipocampo em Ratos Região

Dendritic arborization has been shown to be a reliable marker for examination of structural and functional integrity of neurons. Indeed, the complexity ...

Purification of Mouse Brain Vessels

Purificação de embarcações do cérebro do rato

In the brain, most of the vascular system consists of a selective barrier, the blood-brain barrier (BBB) that regulates the exchange of molecules and ...

Analyzing Dendritic Morphology in Columns and Layers

Analisando dendríticas Morfologia em Colunas e Camadas

In many regions of the central nervous systems, such as the fly optic lobes and the vertebrate cortex, synaptic circuits are organized in layers and ...

Assessment of Hippocampal Dendritic Complexity in Aged Mice Using the Golgi-Cox Method

Avaliação da complexidade dendrítica do hipocampo em ratos idosos usando o método de Golgi-Cox

Dendritic spines are the protuberances from the neuronal dendritic shafts that contain&#160; excitatory synapses. The morphological and branching ...

Real-time Iontophoresis with Tetramethylammonium to Quantify Volume Fraction and Tortuosity of Brain Extracellular Space

Itoforese em tempo real com tetrametilamônio para quantificar fração de volume e tortuosidade do espaço extracelular cerebral

This review describes the basic concepts and protocol to perform the real-time iontophoresis (RTI) method, the gold-standard to explore and quantify the ...

Quantitative Analysis of Neuronal Dendritic Arborization Complexity in Drosophila

Quantitative Analysis of Neuronal Dendritic Arborization Complexity in Drosophila

Análise quantitativa da arborização dendrítica Neuronal complexidade em Drosophila

Dendrites are the branched projections of a neuron, and dendritic morphology reflects synaptic organization during the development of the nervous system. ...