التشكل العصبية والهجرة هي الأحداث الحاسمة الكامنة وراء نمو الدماغ السليم. هنا، نحن تصف أساليب التلاعب وراثيا مثقف الخلايا العصبية الحبيبية للدماغ والمخيخ النامية لتقييم التشكل وخصائص المهاجرة من الخلايا العصبية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
التشكل العصبية والهجرة هي الأحداث الحاسمة الكامنة وراء نمو الدماغ السليم. هنا، نحن تصف أساليب التلاعب وراثيا مثقف الخلايا العصبية الحبيبية للدماغ والمخيخ النامية لتقييم التشكل وخصائص المهاجرة من الخلايا العصبية.
الأحداث التنموية في الدماغ بما في ذلك التشكل العصبية والهجرة ومدبرة للغاية العمليات. في المختبر والمجراة تحليلات تسمح لتوصيف متعمقة لتحديد مسارات المشاركة في هذه الأحداث. الخلايا العصبية الحبيبية للدماغ (CGNs) التي هي مستمدة من المخيخ النامية هي نظام النموذج المثالي الذي يسمح للالتحليلات المورفولوجية. هنا، نحن تصف طريقة لكيفية التلاعب وراثيا CGNs وكيفية دراسة axono وdendritogenesis من الخلايا العصبية الفردية. مع هذا الأسلوب آثار تدخل الحمض النووي الريبي، من overexpression أو جزيئات صغيرة يمكن مقارنة للسيطرة على الخلايا العصبية. بالإضافة إلى ذلك، القشرة القوارض المخيخ هو الوصول إليها بسهولة في نظام الجسم الحي بسبب تطوره بعد الولادة الغالبة. كما نقدم لفي الجسم الحي تقنية التثقيب الكهربائي للتلاعب وراثيا في مخيخات النامية ووصف المخيخ لاحقة يحلل لتقييم مورفولوجيا الخلايا العصبية والثانية الهجرة.
المخيخ هو نظام ممتاز لدراسة آليات النمو محوار والهجرة. وكان المخيخ موضوع الدراسات التشريحية منذ فجر علم الأعصاب 1. المجهري الحديثة والتقنيات المناعى توسعت بشكل كبير والمكرر الاكتشافات الأولية من قبل سانتياغو رامون، وكاجال 2-4. علم الوراثة الجزيئي الماوس والدراسات كشفت عوامل النمو والنسخ أساسيا في السيطرة على التنمية المخيخ، مما أدى إلى فهم أكبر من الأحداث الحاسمة اللازمة لالأسلاك المناسبة من أنواع مختلفة من الخلايا العصبية بما في ذلك الخلايا العصبية الحبيبية للدماغ (CGNs) 5-7.
المخيخ هو مشتق من قسيم معيني 1 من الدماغ المؤخر النامية 8. الشفة المعينية، الذي هو جزء من سقف البطين 4 الجاري، يثير المخيخ الأسلاف الحبيبية الخلايا العصبية، والتي سوف تشكل معظم سكان العديد من الخلايا العصبية فيالمخيخ الكبار 9. بعد الهجرة منقاري، يحلون في بدأة المخيخ. هنا، الانقسام السلائف الحبيبية الخلايا العصبية يؤدي إلى التوسع الهائل في الطبقة الحبيبية الخارجية (EGL)، الذي يقام بعد الولادة في القوارض. من EGL، الخلايا العصبية تبدأ الهجرة إلى الداخل من خلال طبقة الجزيئية (ML)، في الماضي طبقة الخلايا العصبية لتأخذ في نهاية المطاف الإقامة في الطبقة الحبيبية الداخلية (IGL 2). أثناء هذه العملية المهاجرة، ويكتسبون شكل ثنائي القطب مع اثنين من محاور عصبية تمتد إلى ML. وبعد مزيد من الهجرة، وجسم الخلية يهاجر بعيدا عن المحاور والعمليتين تلتحم لتشكل واحدة من شقين، على شكل حرف T محوار 10. في وقت لاحق، وهذه المحاور fasciculate ويشار إلى ألياف متوازية كما. بعد أن استقر في IGL، CGNs تنمو التشعبات، والتي تشكل مخالب شجيري لإنشاء نقاط الاشتباك العصبي مع ألياف المطحلب. لدراسة العمليات الأساسية في المخيخ النامية، مجتمعة في المختبر والمجراة في approacح يسمح لنتائج واستنتاجات موثوقة.
CGNs ليست فقط الخلايا العصبية الأكثر عددا من المخيخ ولكن من الدماغ كله، ويمكن أن يكون مثقف لدرجة عالية من النقاوة 11-13. في الثقافة، تصبح هذه الخلايا العصبية السكان متجانسة للغاية تالية للتفتل بسرعة ويكتسب التشكل القطبي مع المحاور التي يسهل التعرف عليها والتشعبات. وقد أثبتت CGNs مثقف أن يكون مفيدا للغاية لدراسة مختلف جوانب التنمية بما في ذلك انتشار العصبية السلف، والتمايز، محور عصبي والتنمية التغصنات، هجرة الخلايا العصبية، الخلايا والخصائص الكهربية (14-19 وغيرها كثير). استخدام التلاعب الجيني توسعت براعة CGNs مثقف وسمح لمزيد من التبصر الآلية في الأحداث سالفة الذكر. ترنسفكأيشن من الخلايا العصبية مثقف باستخدام فوسفات الكالسيوم وانخفاض الكفاءة أو طرق محبة للدهون يليه مناعية مع علامات قطبية أو المدعومة من برامج التحليل faciliتيتس تقييم مثل مورفولوجيا الخلايا العصبية الفردية في ثقافة العصبية الكثيفة. مع هذا النهج، يمكن دراسة دور البروتينات من الاهتمام في محور عصبي أو التغصنات النمو 20-25،26-28. ولكن هذا النظام هو أقل ثقافة من المفيد تحليل الهجرة العصبية كما الهجرة محدودة جدا في الثقافات عالية الكثافة وسيتطلب cocultures. تحليل في المختبر من محور عصبي والنمو التغصنات يسمح أيضا لفحص البروتينات المترابطة لمسار الإشارات باستخدام مزيج من تدخل الحمض النووي الريبي (ط)، والإفراط في التعبير أو جزيئات صغيرة.
لتحديد أهمية البروتين من الفائدة في محور عصبي وتنظيم نمو التغصنات أو هجرة الخلايا العصبية، وفي electroporation فيفو (IVE) الأسلوب يسمح للتحليل في القشرة المخيخ النامية. نظرا لحقيقة أن التنمية في المخيخ القوارض يمتد الطريق إلى أول أسبوعين بعد الولادة، المخيخ يمثل accessibلو بنية الدماغ للتلاعب الجيني لدراسة تطوير محاور عصبية والتشعبات، والهجرة العصبية synaptogenesis، وموت الخلايا المبرمج و20-24،29،30،26،27،31-34. بالإضافة إلى ذلك، هذا النظام نموذج مفيد أيضا لجوانب أخرى للتنمية الخلايا العصبية التي تتطلب قشرة دماغ سليمة مثل محوار الاستطلاعية، والأسلاك والتواصل بين الخلايا العصبية والتفاعلات العصبية، الدبقية مجتمعة، ويوفر هذا البروتوكول في المختبر والمجراة في تقنيات لمعالجة اتباع نهج متكامل بشأن التشكل العصبية والهجرة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
CGNs يمكن إعداد إما من يوم ما بعد الولادة (P) 5 الجراء الماوس أو الفئران الوليدة P6. ونحن نتابع بروتوكول، التي وصفها Bilimoria والزملاء، والذي يستخدم لتحديد مثبط الإنقسامية لCGNs تالية للتفتل 13.
بيان الأخلاق:
وقد أجريت جميع التجارب التي تنطوي على الحيوانات الحية وفقا لبروتوكول الحيوانية التي وافقت عليها "Verbraucherschutz اوند Lebensmittelsicherheit" من ولاية سكسونيا السفلى، ألمانيا.
في مقايسة المختبر:
1. إعداد الحمض النووي البلازميد، وسائل الإعلام، والمخازن المؤقتة للفوسفات الكالسيوم ترنسفكأيشن الطريقة
2. ترنسفكأيشن من الخلايا العصبية مثقف

الشكل 1. انسيابي من محوار في المختبر والتغصنات النمو الفحص. و transfected مثقف CGNs (24 لوحة جيدا مع coverslips الزجاج)، معزولة عن الفئران الوليدة P6، في DIV 0 أو 1 مع راسب الحمض النووي التي تحتوي على علامة ترنسفكأيشن الفلورسنت (مثل GFP). بعد تثبيت وكيمياء سيتولوجية مناعية، يتم تصوير الخلايا العصبية بطريقة أعمى. يتم استيراد الصور إلى يماغيج ويتم قياس العمليات. ثم تتم معالجة القياسات باستخدام البرنامج الإحصائي.
3. قياس محاور عصبية والتشعبات مع NeuronJ، والمعاهد الوطنية للصحة يماغيج المساعد
المهم: تأكد من أن الصور يتم تحجيم correctluy باستخدام بكسل المناسبة: نسبة ميكرون اعتمادا على التكبير والقرار من الصورة.




1. المعدات وإعداد الكواشف

2. IVE من الجرذ الجراء
انسيابي من IVE: انظر الشكل 3
صفحة = "دائما"> 
الرقم 3. ومخدرة من مخطط في electroporation فيفو. الفئران الوليدة P4 مع isoflurane ووDNA البلازميد ترميز علامة ترنسفكأيشن الفلورسنت (مثل GFP) يتم حقنها في المخيخ، يليه التعرض ل5 النبضات الكهربائية. بعد خمسة أيام، ومقطوع معزولة GFP إيجابية مخيخات وتعرضوا لالمناعية. يتم التقاط الصور باستخدام المجهر متحد البؤر وتحليلها باستخدام برامج Imaris. تتم معالجة البيانات مع البرنامج الإحصائي.
| الوزن | الجهد | نبض | فاصل |
| 8-9 ز | 160 V | 50 ميللي ثانية | 950 ميللي ثانية |
| 9-10 ز | 165 V | 50 ميللي ثانية | 950 ميللي ثانية |
| > 10 ز | 170 V | 50 ميللي ثانية | 950 ميللي ثانية |
3. قياس طول تغصن، اكتساب الصور من القسم في خ، ذ، ض الطائرة باستخدام مجهر متحد البؤر
ملاحظة: على سبيل المثال، استخدم 40 صور للقسم 40 ميكرون مع ض stwp من 1 ميكرون.






الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لتحليل مورفولوجية CGNs استجابة لظروف زراعة مختلفة، ونحن transfected الخلايا العصبية على DIV 0 كما هو موضح أعلاه. بعد ترنسفكأيشن، وضعنا مجموعة واحدة من الخلايا العصبية في متوسطة كاملة (BME، و 10٪ مصل العجل، باريس سان جيرمان 2 مم، 25 مم بوكل) ومجموعة أخرى في الحد الأدنى من المتوسط تحتوي على الأنسولين (BME، 25 ملي الجلوكوز، وباريس سان جيرمان 2 مم، 10 ميكروغرام / مل الأنسولين). نحن تعرض الخلايا العصبية لكيمياء سيتولوجية مناعية باستخدام الأجسام المضادة GFP في DIV 1، 2، و 3، تلي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مزايا والقيود المفروضة على وصفها في المختبر والمجراة في أساليب:
وبنفس القدر مناسبة تماما CGNs مثقف من الماوس والفئران للالتحليلات المورفولوجية. نظرا لحجم أكبر من المخيخ الفئران، العائد من CNGs من الفئران الوليدة يفوق عدد الجراء الماوس 3-4X. وبصرف النظر عن CGNs، الخلايا العصبية القشرية وقرن آمون يمكن استخدامها كنظام الثقافة كذلك. النتائج الأسلوب فوسفات الكالسيوم في منخفضة (،01-5٪) كفاءة ترنسفكأيشن، الذي ه...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب تعلن أي المصالح المالية المتنافسة.
نشكر N. Schwedhelm-Domeyer للحصول على مساعدة فنية ممتازة، C. المطرقة وS. Papiol للمساعدة في التحليلات الإحصائية. ويتم تمويل عملنا من قبل جمعية ماكس بلانك، جمعية الألمانية للبحوث، ومركز النانو المجهرية، وعلم وظائف الأعضاء الجزيئية من الدماغ (CNMPB)، غوتنغن، ألمانيا والتي GGNB جديد المجموعة الراتب من جامعة غوتنغن.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| DMEM | Gibco | 11960-044 | |
| BME | Gibco | 41010-026 | |
| الأنسولين | Sigma-Aldrich | Si-1-4011 | |
| Poly-L-Ornithine | Sigma-Aldrich | P-2533 | |
| CaCl2< / sub> | Appli-Chem | A3652 | |
| Isoflurane | Actavis Deutschland | ||
| Tissue-Tek OCT | Sakura | ||
| ECM 830 و tweezertrodes | Harvard Apparatus | ||
| مجهر epifluorescence والكاميرا | Nikon | ||
| SP2 مجهر متحد البؤر | Leica | ||
| ImageJ | NIH | ||
| Imaris 7.4.2 | Bitplane، Inc. | ||
| برنامج GraphPad Prism | GraphPad ، Inc. | ||
| MS Excel | Microsoft | ||
| تحميل نصيحة 1-200 & micro; ل | كوستار | 4853 | |
| طرف ماصة 200 & مايكرو ؛ ل | Sarstedt | 70.760.502 | |
| Microlance 3 إبرة ، 30 جم | دينار | بحريني 302200 | |
| 50 & micro ؛ ل محقنة gastight 1705 | أغطية زجاجية هاميلتون | ||
| ؛ | CB00120RA1 | Thermo Scientific Menzel Glaeser |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.