The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Arabic was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
Department of Biological Sciences, Purdue University
This article is a part of JoVE Neuroscience. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
Current Access Through Your Registered Email Address
Fantetti, K. N., Fekete, D. M. Dissection and Culture of Chick Statoacoustic Ganglion and Spinal Cord Explants in Collagen Gels for Neurite Outgrowth Assays. J. Vis. Exp. (58), e3600, doi:10.3791/3600 (2011).
ومعصب الأجهزة الحسية في الأذن الداخلية الدجاج من العمليات المحيطية من العقدة statoacoustic (SAG) الخلايا العصبية. تعصيب الجهاز الحسي يعتمد على مزيج من العظة التوجيه محوار 1 و 2 بقاء العوامل تقع على طول مسار المحاوير المتزايد و / أو ضمن أهدافها الجهاز الحسي. على سبيل المثال ، ولدت مع وظيفية تدخل طريقا محوار توجيه الإشارات الكلاسيكية ، semaphorin - neuropilin ، misrouting من المحاور أذني 3. أيضا ، أعرب العديد من عوامل النمو في الأهداف الحسية في الأذن الداخلية ، بما في ذلك Neurotrophin - 3 (NT - 3) وعامل التغذية العصبية الدماغي المشتقة (BDNF) ، وقد تم التلاعب في الحيوانات المعدلة وراثيا ، مما أدى مرة أخرى إلى misrouting من المحاور SAG 4. هذه الجزيئات نفسه يعزز بقاء ونمو الخلايا العصبية neurite SAG الفرخ 5،6 في المختبر.
هنا ، نحن وصف وشرح الطريقة في المختبر ونحن حاليا شالغناء لاختبار مدى استجابة neurites SAG فرخ لبروتينات قابلة للذوبان ، بما في ذلك morphogens المعروفة مثل Wnts ، فضلا عن عوامل النمو التي تعتبر مهمة لتعزيز SAG ثمرة neurite وبقاء الخلايا العصبية. باستخدام هذا النظام النموذجي ، ونأمل في استخلاص استنتاجات بشأن الآثار التي يمكن أن يفرز يغاندس تمارس على بقاء الخلايا العصبية وثمرة neurite SAG.
يتم تشريح explants SAG يوم الجنينية 4 (E4) والمثقف في المواد الهلامية الكولاجين ثلاثي الأبعاد تحت ظروف خالية من المصل لمدة 24 ساعة. أولا ، يتم اختبار الاستجابة من جانب neurite explants زراعة المتوسطة البروتين تستكمل. ثم لنتساءل عما إذا كانت مصادر نقطة يغاندس يمكن أن يفرز تأثيرات على الاتجاه ثمرة neurite ، وشارك في explants مثقف مع بروتين المغلفة الخرز ويعاير لقدرة حبة لتعزيز محليا أو تحول دون ثمرة. نحن تشمل أيضا مظاهرة للتشريح (تعديل بروتوكول 7) وثقافة E6 explants الحبل الشوكي. نحنتستخدم بشكل روتيني explants النخاع الشوكي للتأكد من النشاط الحيوي للبروتينات والخرز البروتين غارقة ، والتحقق من الأنواع عبر التفاعل مع أنسجة الفرخ ، في ظل الظروف نفس ثقافة explants SAG. هذه المقايسات في المختبر لفحص مريحة بسرعة عن الجزيئات التي تمارس التغذية (بقاء) أو مدار (الاتجاه) التأثيرات على الخلايا العصبية SAG ، وخصوصا قبل تنفيذ الدراسات في الجسم الحي. وعلاوة على ذلك ، وهذه الطريقة تسمح للاختبار الجزيئات الفردية بموجب المصل خالية من الشروط ، مع بقاء الخلايا العصبية ارتفاع 8.
وصفات
فرخ قارعو الأجراس
| 7.2 ز | كلوريد الصوديوم |
| ز 0.23 | CaCl 2 + 2H 2 O |
| ز 0.37 | بوكل |
| 0،115 ز | غ هبو 2 4 |
| 900 مل | المياه (الصف الأنسجة الثقافة) |
ملاحظة : ضبط الرقم الهيدروجيني إلى 7.4. يصل حجم النهائي الى 1000 مل من الماء.
10X PBS
| 40 ز | كلوريد الصوديوم |
| 1 غرام | بوكل |
| 7 ز | غ هبو 2 4 |
| 1.2 غرام | KH 2 PO 4 |
| 450 مل | DEPC المياه |
ملاحظة : ضبط الرقم الهيدروجيني إلى 7.4. جلب النهائي إلى حجم 500 مل من الماء. يتم تركيز العمل (1X) عن طريق تمييع الأسهم جزء 1 10X مع 9 أجزاء من الماء الصف الأنسجة والثقافة ، مثل تلك التي حصلت مع نظام الأشعة فوق البنفسجية تشعيع ميليبور لتوليد المياه مع الموصلية MΩ 18 سم.
SAG المتوسطة يزدرع عقد
يزدرع مستنبت
الحبل الشوكي تشريح والمتوسطة عقد
يحضن البيض في 37-38 درجة مئوية. تشريح تعقيم الأدوات وطبق Sylgard تشريح في الايثانول 70 ٪. ويمكن تشريح الأطباق وأدوات تعقيم بالأشعة فوق البنفسجية أيضا أن تكون بين عشية وضحاها.
> 1. حبة إعداد
2. Statoacoustic تشريح العقدة
ملاحظة : يقع على حافة SAG أمامي بطني من otocyst ، في حوالي منتصف المسافة بين الحقيبة الظهرية التي مرئيا بسهولة مع قاعدة brightfield الإضاءة ، والقناة البطنية قوقعة المشاريع التي ventromedially وتحجب الأقواس البلعومية. ويستطيل قناة القوقعية وذلك ببعدها ظهري بطني زيادة تدريجية على E4 بين هامبورغ هاملتون مراحل 23-25 سبتمبر.
3. الحبل الشوكي تشريح
4. يزدرع الثقافة مع البروتينات المنقى لاختبار الاستجابة neurite
ملاحظة : لقد استخدمنا نفس البروتوكول لexplants SAG الثقافة تصل إلى 42 ساعة.
5. يزدرع المشترك مع ثقافة البروتين المغلفة الخرز لاختبار الاتجاه ثمرة neurite
6. تصور ثمرة neurite بواسطة المناعية
7. ممثل النتائج

الشكل 1. ممثل نتائج الآثار neurite المعززة لتنقية NT - 3 و NT - 3 - حبات مغلفة على explants E4 SAG الفرخ. أجسام الخلايا العصبية SAG وكانت neurites immunostained مع تويولين - β وتصويرها مع الهدف 10X على مبائر المجهر. بعد 24 ساعة في المختبر ، عرض explants SAG أكبر ثمرة neurite في حضور 100 نانوغرام / مل تنقية الإنسان NT - 3 تضاف إلى الخلية مستنبت (1B) ، مقارنة مع الضوابط (1A). وقد شارك في الخلايا العصبية SAG مثقف مع حبات غارقة in100 نانوغرام / مل NT - 3 لإثبات أن مصدر نقطة NT - 3 يمكن أن تعزز نمو neurite محليا. عرض Explants أطول وأكثر كثافة ثمرة neurite على جانبيزدرع التي تواجه حبة بالمقارنة مع الجانب الآخر (1D) ، ومقارنة للسيطرة على الثقافات مع حبات غارقة في برنامج تلفزيوني (1C). مقياس بار = 200 ميكرون.

الشكل 2. ممثل نتائج الآثار neurite المعززة للWnt5a المنقى والخرز Wnt5a المغلفة على الحبل الشوكي E6 الفرخ. وكانت immunostained explants النخاع الشوكي مع تويولين - β وتصوير تحت المجهر متحد البؤر. بعد 24 ساعة من النمو في وجود تنقية الماوس Wnt5a (400ng/ml) ، ثمرة من neurite explants فرخ زاد الحبل الشوكي (2B) بالمقارنة مع الضوابط مثقف دون Wnt5a (2A). وضعت حبات غارقة في 500 نانوغرام / مل Wnt5a ، 300-500 ميكرون من على حافة explants النخاع الشوكي ، كما روجت ثمرة neurite (2D) مقارنة للسيطرة على الثقافات (2C). ونشرت سابقا مماثلة شارك في النتائج مع الثقافة ، معربا عن الخلايا Wnt5a 8. مقياس بار = 200ميكرومتر.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
نقدم طريقة لتشريح والثقافة وE4 SAG E6 explants الحبل الشوكي ، من الحمص ، في ظل ظروف الأجواء الخالية من المصل. ويجري حاليا استخدام هذا الإجراء في مختبرنا لدراسة الآثار المترتبة على مختلف يغاندس يفرز على بقاء الخلايا العصبية وثمرة neurite SAG. الرواية جوانب من هذا البروتوكول بما في ذلك استخدام نظام المصل مجانا للexplants زراعة واستخدام الخرز غارقة في عوامل النمو لدراسة الآثار المترتبة على ثمرة neurite SAG. وقد وصفت طريقة مشابهة لحبة لنا عن الحبل الشوكي الفرخ 10. تقليديا ، كانت تستخدم الخرز في الدراسات الكلاسيكية مع عوامل التوجيه وmorphogens محور عصبي. هنا ، لقد أظهرنا أنه يمكن أيضا للمقايسة حبة يمكن استخدامها لتحقيق آثار neurotrophins (أو عوامل النمو الأخرى) على ثمرة neurite (الشكل 1).
هناك خطوات حاسمة في العملية التي قد تحتاج إلى تعديل أو الأمثل للتطبيقات المختلفة. هذه الخطوات هي أيضا متغيرات هامة لtroubلو الرماية التجارب التي تبدو ناجحة. أولا ، Neurotrophin - 3 (NT - 3) ، وعامل التغذية العصبية الهدبية (CNTF) والخمسين (الأنسولين ، ترانسفيرين ، السيلينيوم) اضيفت الى المتوسط لتعزيز ثقافة SAG بقاء الخلايا العصبية ، وتعزيز نمو 6،8 neurite. وشملت هذه العوامل النمو في النخاع الشوكي في تجارب لاختبار النشاط الحيوي للجزيئات في ظل الظروف نفسها التي كانت مقايسة اختبار explants SAG. ومع ذلك ، قد تكون عوامل النمو الأخرى أكثر ملاءمة لهذه الأنواع والأنسجة الأخرى. ثانيا ، تم اختيار 1.5 ملغ / مل تركيز الكولاجين بعد اختبار مجموعة من تركيزات الكولاجين (0.5 ، 1.0 ، 1.5 و 2 ملغ / مل) لأنها تنتج ثمرة neurite أقوى من SAG الدجاج E4 بعد 24H. قد مصادر أخرى من الخلايا العصبية عرض الأمثل مختلفة من الكولاجين. أخيرا ، ينبغي أيضا أن تركيزات البروتين ، وعدد من الخرز ، والمسافة بين explants والخرز يكون الأمثل لكل تطبيق. حقيقة بعض النمووأعرب ORS ، مثل morphogens ، في تدرجات وممارسة تعتمد على التركيز على المحاور آثار النمو خلال التنمية 11. ولذلك ، ينبغي دائما مجموعة من تركيزات يتم اختبارها مع المقايسات ثمرة neurite. وينبغي الحرص على تجنب سمية : لاحظنا مستويات مرتفعة من موت الخلايا مع تركيزات عالية من بعض البروتينات (على سبيل المثال ، القنفذ الصوتي).
ويمكن تكييف هذه الطريقة لتطبيقات إضافية ، بما في ذلك الأعمار الأخرى ، وأنواع الأنسجة ، وأساليب التعاون والثقافة ، وimmunostaining إضافية (على سبيل المثال ، المقايسات بقاء الخلية). لدينا مثقف بنجاح E3 - E5 SAG ، E6 شبكية العين ، وE7 explants البصلة الشمية ، من الحمص ، وذلك باستخدام نفس الثقافة الظروف. عندما ثمرة قوي في عينات السيطرة ، يمكن أن تكشف عن هذا الأسلوب أيضا إلى عوامل طاردة ردود يفرز. واستخدمت أساليب مماثلة لاختبار آثار morphogens على الخلايا العصبية في الثدييات 12،13 ، ونحن نحقق حاليا من آثار أفضل الممارسات الإدارية ، FGFs ، والشيخح على ثمرة neurite SAG. أيضا ، لأن المواد الهلامية بلمرة الكولاجين في صفيحة ال 24 جيدا ، فهي كبيرة بما يكفي لاحقة ، وتضمين sectioning مع ناظم البرد. نقوم بشكل روتيني على المقايسات النفق cryosections الثقافات هلام الكولاجين ، والتي تمكننا من ربط مستوى الخلية مع بقاء مبلغ neurite ثمرة من نفس العينة 8.
هناك قيود على استخدام هلام المقايسات الكولاجين في الطريقة التي قدمناها لهم هنا. على سبيل المثال ، قد لوحظ في ردود مبسطة عن عمد في بيئة المختبر لا تعكس الردود على العامل نفسه عندما تكون موجودة في أكثر تعقيدا من الوضع في الجسم الحي. كذلك ، لا يمكننا أن نميز الطرفية من العمليات المركزية والسمعية لا يمكن التمييز من neurites الدهليزي. لذا ، يمكن الاختلاف في الاستجابة بين هؤلاء السكان العائد ثمرة غير النظامية أو غير موحدة ، أو ، إذا كان السكان الاستجابة هو جزء صغير منإجمالا يمكن أن يكون سجل العقدة كما يظهر أي تأثير. أخيرا ، قدمنا طريقة التي يمكن استخدامها لexplants الثقافة SAG E4 تحت المصل خالية من الشروط مع بقاء الخلايا العصبية كبيرة ، مع مجموعة متنوعة من التطبيقات من دراسة بقاء الخلية إلى توجيه محور عصبي. عموما ، فإن هذا النظام مفيد لأنه يسمح احد لرصد الآثار الناجمة عن إضافة تنقية العوامل وحدها أو في مجموعات دون التباس المتغيرات من غيرها من العوامل تفرز والعظة محوار التوجيه التي قد تكون موجودة في البيئة في الجسم الحي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
وقد تم تمويل هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة RO1DC002756 المنح ومؤسسة البحوث بوردو. نشكر دوريس وو وتشانغ فيسه للحصول على المشورة مع التجارب ورودني ماكفيل للمساعدة في الأرقام.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dissection microscope | We use a Leica M80 stereomicroscope with brightfield base illumination | ||
| Slide warmer | C.S. & E. | Collagen polymerization | |
| Chicken egg incubator | |||
| 37°C/5% CO2 humidified cell culture incubator | |||
| Sylgard© coated petri dish | |||
| 24-well cell culture plate | Corning | 3526 | |
| #5 Dumont forceps | Fine Science Tools | 11252-30 | |
| #55 Dumont forceps | Fine Science Tools | 11295-51 | |
| Stainless steel dissecting pins | Fine Science Tools | 26002-10 | Embryo pinning, fine dissection |
| Moria perforated spoon | Fine Science Tools | 10370-17 | Embryo harvest/transfer |
| 200 Âl wide mouth pipet tips | Dot Scientific, Inc. | 118-96R | Explant transfer |
| E4 and E6 chicken eggs | |||
| Chick Ringer’s solution | Embryo harvest | ||
| HBSS | Sigma-Aldrich | H8264 | SAG dissection |
| L15 medium | Sigma-Aldrich | L5520 | Spinal cord dissection medium |
| Fetal calf serum | Atlanta Biologicals | S11150 | Spinal cord dissection medium |
| Vannas Scissors | World Precision Instruments, Inc. | 501778 | Spinal cord dissection |
| Rat-tail collagen Type I | BD Biosciences | 354249 | Explant culture |
| 10X PBS (Sterile) | To neutralize collagen | ||
| 1N NaOH (Sterile) | To neutralize collagen | ||
| Distilled water (Sterile) | To neutralize collagen | ||
| pH indicator papers (6.0-8.1) | Whatman, GE Healthcare | 2629-990 | To check collagen pH |
| 15 ml conical tubes | Dot Scientific, Inc. | 818-PG | |
| 500 Âl wide mouth pipet tips | Dot Scientific, Inc. | 119-R100 | To pipet collagen |
| DMEM/F12 medium | Sigma-Aldrich | D8437 | Explant culture medium |
| ITS+1 | Sigma-Aldrich | I2521 | Medium supplement |
| Penicillin-Streptomycin | Invitrogen | 15140-122 | Medium supplement |
| CNTF (rat) | Sigma-Aldrich | C3835 | Medium supplement |
| NT-3 (human) | Sigma-Aldrich | N1905 | Medium supplement |
| Purified mouse Wnt5a | R&D Systems | 645-WN-010 | |
| Affi-gel Blue gel beads | Bio-Rad | 153-7302 | |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | Fixation |
| PBS | Rinses | ||
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T9284 | Blocking solution |
| Sodium azide | Sigma-Aldrich | S8032 | Blocking solution |
| Calf serum | Invitrogen | 16170-078 | Blocking solution |
| Mouse monoclonal IgG2b anti-β Tubulin 1+II antibody | Sigma-Aldrich | T8535 | Labels cell bodies and neurites |
| Alexa fluor 488 goat anti -mouse IgG2b antibody | Invitrogen | A21141 | Detects β Tubulin antibody |
| Teflon micro spatula | VWR international | 57949-033 | Release collagen gels from well |