RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
نماذج ثقافة الخلية توفر تحكم مفصلة على الظروف البيئية وبالتالي توفر منصة قوية لتوضيح جوانب عديدة من بيولوجيا الخلايا العصبية. نحن تصف طريقة سريعة وغير مكلفة، وموثوق بها لعزل وفصل، والثقافة الخلايا العصبية الحسية من الأجنة الفرخ. كما تقدم تفاصيل إعداد الطبقات التحتية ومناعية.
الخلايا العصبية هي الخلايا متعددة الأوجه التي تحمل المعلومات الأساسية لمجموعة متنوعة من المهام بما في ذلك الإحساس، وحركة السيارات، والتعلم، والذاكرة. يمكن دراسة الخلايا العصبية في الجسم الحي يكون تحديا بسبب تعقيدها، بيئاتها المتنوعة والديناميكية، والقيود الفنية. لهذه الأسباب، ودراسة الخلايا العصبية في المختبر يمكن أن يكون مفيدا لكشف أسرار معقدة من الخلايا العصبية. طبيعة محددة جيدا من نماذج ثقافة الخلية يوفر تحكم مفصلة على الظروف البيئية والمتغيرات. نحن هنا تصف كيفية عزل، فصل، والخلايا العصبية الثقافة الابتدائية من الأجنة الفرخ. هذا الأسلوب هو سريعة وغير مكلفة، ويولد تنمو بقوة الخلايا العصبية الحسية. الإجراء ينتج باستمرار الثقافات التي يتم التخصيب لديها الخلايا العصبية وعدد قليل جدا من الخلايا غير العصبية (أقل من 5٪). الخلايا العصبية الأولية لا تلتزم بشكل جيد للزجاج غير المعالجة أو زراعة الأنسجة البلاستيك، وبالتالي الإجراءات التفصيلية لإنشاء اثنين ديستانط، موصوفة محددة جيدا الطبقات التحتية التي تحتوي على laminin لطلاء الخلايا العصبية. الخلايا العصبية مثقف قابلة للغاية لتقنيات الخلوية والجزيئية متعددة، بما في ذلك التعاون مناعي، تخيل خلية الحية، رني، ومناعية. وقد تم تحسين إجراءات مناعية المزدوج على هذه الخلايا العصبية مثقف وصفها هنا.
الخلايا العصبية هي الخلايا المعقدة التي تحمل المعلومات الأساسية لمجموعة متنوعة من المهام بما في ذلك الإحساس، الرؤية، وحركة السيارات، والتعلم، والذاكرة. فريد من أنواع الخلايا الأخرى، تمتد عمليات الخلايا العصبية تشبه الذراع، ودعا محاور عصبية، لتشكيل العصبية الطرق الأساسية للاتصال. أثناء التطوير المتخصصة المقصورات الموجودة على نصائح من محاور النمو، دعا مخاريط النمو، انتقل من خلال الحفل من العظة خارج الخلية لقيادة محور عصبي إلى وجهتها المناسبة. ليست مفهومة تماما الآليات الجزيئية المعقدة التي تكمن وراء النمو مخروط الملاحة. إلى فهم أفضل لهذه الآليات، استخدمت محققين نماذج زراعة الخلايا لدراسة الخلايا العصبية في بيئة المختبر محددة ومبسطة في. وقد أدى دراسة الخلايا العصبية في الثقافة 1 إلى تقدم كبير في فهمنا لبيولوجيا الخلية العصبية بما في ذلك: تمايز الخلايا العصبية 2، وديناميات هيكل الخلية، الإلتقام والاتجار، التغصناتتنظيم 3،4، تجدد المحاور 5، والحالات السريرية مثل اعتلال الأعصاب 6. بالإضافة إلى ذلك، الخلايا العصبية مثقف قابلة للغاية لمجموعة واسعة من تقنيات البحث بما في ذلك مناعية، خلية السطح المشترك مناعي، لطخة غربية، ترنسفكأيشن، رني، والتصوير الحي مثل تحليل timelapse من مخروط نمو الحركة. وهكذا، زراعة الخلايا العصبية الأولية هو نهج قوي لتوضيح جوانب عديدة من بيولوجيا الخلايا من الخلايا العصبية.
ويوفر نموذج خلية ثقافة المحققين مع سيطرة مفصلة على الظروف البيئية والمتغيرات. على سبيل المثال، والطبقات التحتية التي ومطلي الخلايا العصبية (وتنمو عليها) يمكن التلاعب بها بسهولة. هنا، ونحن نقدم تعليمات مفصلة لتوليد اثنين من الطبقات التحتية المتميزة، واحدة مع انخفاض laminin-1 تركيز والآخر مع تشبع تركيزات laminin-1. والمثير للدهشة، أن تركيزات مختلفة من نفس الجزيء لها آثار دراماتيكيةعلى الحالة الداخلية من الخلايا العصبية فضلا عن تكوين سطح الخلية الخاصة بهم. على سبيل المثال، مستويات الخلايا من المخيم ومستويات سطح integrins تختلف اختلافا كبيرا في الخلايا العصبية مطلي على هذين 7،8 الطبقات التحتية. وقد أظهرت دراسات إضافية أن الجزيئات الأخرى، بما في ذلك فبرونيكتين وكبريتات شوندروتن البروتيوغليكان، تأثير التعبير عن جزيئات سطح الخلية والحركة العصبية 7-11. بالإضافة إلى ذلك، جزيئات قابلة للذوبان مثل neurotrophins وneurotropins تؤثر أيضا تكوين غشاء الخلية العصبية والحركة 12-16 ويمكن بسهولة وبدقة التلاعب في نموذج ثقافة الخلية.
هنا، نحن تصف طرق لعزل وفصلها الثقافة الخلايا العصبية الحسية من الأجنة الفرخ. وقد استخدم هذا الإجراء لتحقيق اختراقات كبيرة في بيولوجيا الأعصاب، بما في ذلك محور عصبي ثمرة 5،7،8،10،11،16-21 وتم تعديل من إجراء يهدف إلى عزل خلايا العقدة 22. هناكالعديد من المزايا لهذا النهج. أولا، العديد من الميزات من الفرخ عقدة الجذر الظهري (DRG) تطوير تتميز جيدا بما في ذلك الإطار الزمني للولادة، والإرشاد محور عصبي، وملامح تعبير البروتين 2،23-28، وبالتالي توفير أساس المفيد التي تبنى عليها بالمعلومات في تجارب المختبر. الثانية، فصل الثقافات العصبية تسمح المحقق لدراسة الخلايا العصبية أكثر مباشرة مقارنة النهج البديلة باستخدام إإكسبلنتس سليمة DRG (التي تحتوي على الخلايا العصبية والخلايا غير العصبية) و / أو الثقافات المختلطة التي تحتوي على كل من الخلايا العصبية وفصلها الخلايا غير العصبية. ثالثا، الإجراء الموضح هنا واضح ومباشر، وغير مكلفة وقابلة للطلاب الجامعيين. ولذلك، هذه التقنية يمكن استخدامها لأغراض البحث وكذلك لأغراض تعليمية. وعلاوة على ذلك، يجب أن اختلافات طفيفة من هذا البروتوكول يسمح تنقية سريع، عالية الغلة من الخلايا العصبية من مصادر أخرى غير DRGs. على سبيل المثال، يمكن تعديل هذا الإجراء لتوفير neuronally ENRالثقافات iched من الأنسجة الأخرى مثل الدماغ الأمامي الجنينية أو الحبل الشوكي.
وقد تم تحسين بروتوكولات مناعية لهذه الثقافات العصبية فصلها ويتم وصفها بالتفصيل هنا. يتم توفير إجراءات مناعية المزدوج ضد جزيء التصاق الخلايا العصبية (NCAM) وintegrins β1. وقد استخدمت البيانات الناتجة من هذه الأساليب immunocytochemical لدراسة الزخرفة المكانية وكثافة عدة الجزيئات في الخلايا العصبية مثقف 8،16.
1. ساترة التحضير: تغسل حمض وتخبز
2. الفرخ تشريح وعزل DRGs
3. التفكك، وإثراء، والتثقيف DRG الخلايا العصبية - الجزء 1
4. حمض غسلها طلاءوCoverslips خبز مع Laminin-1
ABS 280 = (تركيز ملغ / مل) * (معامل الانقراض من البروتين)
معامل الانقراض لlaminin-1 هو 0.86.
5. التفكك، وإثراء، والتثقيف DRG الخلايا العصبية - الجزء 2
6. أناmmunocytochemistry
بروتوكول الموصوفة هنا تمكن المحققون إلى ثقافة السكان المخصب من فصلها الخلايا العصبية الحسية الجنينية مع عدد قليل جدا من الخلايا (على سبيل المثال، <5٪) غير العصبية 7،8،10،16. ويمكن الحصول على العديد من DRGs القطنية العجزية، الصدر ومناطق عنق الرحم. تبعا للاحتياجات المحقق، DRGs من هذه المناطق التشريحية متميزة يمكن عزله بسهولة. على سبيل المثال، ويبين الشكل 1 صور للجنين الفرخ من خلال مراحل مختلفة من تشريح مع DRGs قطني أبرزت في أرقام 1C و1D وDRGs الصدرية في أرقام و1E 1F.
وصفت الخلايا المستزرعة بسهولة عن طريق مناعية. هنا، immunostained الخلايا المستزرعة مع الأجسام المضادة ضد إنتغرين β1 وNCAM (الشكل 2). والمثير للدهشة، كنا قادرين على تصور تلطيخ الفلورسنت لمدة تصل إلى عام بعد هذه إجراءات المحكمة الجنائية الدولية، إذا تم الاحتفاظ الشرائح أفقيا في 4 درجات مئوية وفي الظلام. ومع ذلك، فإن طول العمر من البقع المحكمة الجنائية الدولية يجب أن يحدده المستخدم ولكل الأجسام المضادة.
تبعا لكثافة الخلايا العصبية، والأقماع النمو على نصائح من neurites التي تمتد يمكن أيضا تصور (أرقام 2D-2F). الخلايا العصبية مطلي على 40،000 و120،000 خلية / مل coverslips على المغلفة مع 20 ميكروغرام / مل و 1 ميكروغرام / مل من laminin-1 على التوالي، لديهم العديد من neurites التي مجانية تصل إلى 26 ساعة آخر الطلاء. هذه الثقافات يمكن استخدامها لتحليل تحديدا مخاريط النمو بالإضافة إلى تحليل الخلايا العصبية بأكملها. سابقا، وقد استخدم هذا الإجراء لتقييم النمو مخروط السرعة والسلوكيات، مثل النمو مخروط انهيار 8،9،11،13،16. أقل كثافة الطلاء على هذه النتائج coverslips في الخلايا العصبية الميتة التي لم يتم الالتزام بها في الطبقات التحتية. كثافة مناسبة الدقيقة اللازمة لكل تجربة يجب أن يكون الأمثل لكل محقق.
ق = "jove_content" FO: المحافظة على together.within الصفحات = "دائما"> 
الرقم 1. مراحل الجنينية الفرخ تشريح للحصول على DRGs. A) الفرخ الجنين ملقاة على الجانب الظهري لها. قلب (H)، وصفت أجنحة (W) والساقين (L). الجزء العلوي من الصورة هو نحو الرأس، أو أعلى (S). الجزء السفلي من الصورة هو نحو الذيل، أو أدنى (I). R = الجانب الأيمن من الحيوان، L = الجانب الأيسر من الحيوان. جميع الصور اللاحقة في نفس التوجه. B) تمت إزالة الأعضاء الداخلية من الجنين في العمود الفقري A.، ينظر الأضلاع وDRGs. للبساطة، هو المسمى ضلع واحد، يتم تحديد ثلاث DRGs تمثيلية من قبل الدوائر السوداء وصفت الصدر والعمود الفقري القطني. C) نفس الفرخ صورة الجنين وB مع مربع رمادي تحديد المنطقة يظهر في اثالتكبير لها في D. D) التكبير العالي للعمود الفقري القطني (VC) المنطقة. ثلاثة من DRGs عشر في طريقة العرض هذه يتم تحديدها من قبل الدوائر متقطع. DRGs هي المستديرة ومغلفة. هذه الميزات تجعل من السهل الحصول على DRGs سليمة بالملقط. E) والجنين الفرخ بعد إزالة الأحشاء الداخلية والنصف بطني من العمود الفقري الصدري. يشير مربع رمادي المنطقة يظهر في أعلى التكبير في F. F) الحبل الشوكي (SC) وينظر في المنطقة حيث تمت إزالة العمود الفقري. نحو الجزء السفلي من الصورة، العمود الفقري القطني (VC) لا تزال سليمة. تم تحديد 3 من 10 DRGs قبل الدوائر المتقطعة. تم العثور على DRGs بين كل مجموعة من الأضلاع.

الشكل 2. مثقف الخلايا العصبية الحسية الأولية immunolabeled لNCوAM β1 integrins. الخلايا العصبية DRG الفرخ مثقف على تركيزات عالية من laminin-1 هي immunopositive لNCAM (A) وβ1 إنتغرين (B). C) الصورة المدمجة اثنين من البقع يكشف معظم الخلايا إيجابية لكلا NCAM وβ1 إنتغرين. هذه الخلايا العصبية الحسية الطيور هي immunopositive لكل من هذه العلامات. ومع ذلك، هناك خلية، تميزت النجمة التي هي NCAM إنتغرين سلبي وβ1 إيجابية، بما يتفق مع الخلايا غير العصبية. DF) التكبير العالي من الخلايا العصبية الحسية مثقف معارض neurites التي تمتد من جسم الخلية. D) أقحم في الأبيض يظهر مربع التكبير أعلى من مخروط النمو في غيض من محوار.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
نماذج ثقافة الخلية توفر تحكم مفصلة على الظروف البيئية وبالتالي توفر منصة قوية لتوضيح جوانب عديدة من بيولوجيا الخلايا العصبية. نحن تصف طريقة سريعة وغير مكلفة، وموثوق بها لعزل وفصل، والثقافة الخلايا العصبية الحسية من الأجنة الفرخ. كما تقدم تفاصيل إعداد الطبقات التحتية ومناعية.
نود أن نشكر أليسون Philbrook، بليندا Barbagallo ومايكل فرانسيس للتعليقات الثاقبة على هذه الورقة. وأيد البحث عنها في هذا المنشور من قبل جائزة R15 AREA 1R15NS070172-01A1 منحت لMLL.
| أطباق ثقافة صغيرة معقمة (35 مم) | أطباق ثقافة كبيرة معقمة من كورنينج | 430165 | |
| (100 مم) | أطباق بتري كبيرة | معقمة من فالكون | 353003|
| (100 مم) | طبق بتري زجاجيVWR | 89000-302 | |
| (100 مم) | ملقط VWR | D108962 | |
| ناعم | أدوات العلوم الدقيقة | 11251-10 | |
| ملقط قياسي | أدوات العلوم | الدقيقة 1100-12 | |
| أغطية (22 × 22 مم) | سمك فيشر | 12 518 105 كيلو | 0.13-0.17 مم هو الأمثل للفحص المجهري |
| حامل غطاء البورسلين | توماس العلمي | 8542E40 | |
| مصل الأبقار الجنيني | جيبكو | 17502-048 | استخدم 50 مل من الحصص لكل 500 مل من وسائط Ham's F12 |
| HCl | VWR | VW3204-1 | استخدم عند 2 متر ، ويمكن استخدامه مرتين قبل التخلص |
| كلوريد الصوديوم | Sigma | S9888 | استخدم محلول 5 M كلوريد الصوديوم لمحلول مخزون laminin-1 |
| Laminin-1 | Invitrogen | 23017-015 | أضف 72 & micro ؛ ل من معقم 5 M كلوريد الصوديوم وaliquot إلى 50 & ميكرو; ل |
| معالجة خلية | أنبوبية مخروطية | 229411 | |
| PBS CMF 10x | Gibco | 14200 | المستخدمة في 1x ، مخففة بالماء المصفى المعقم Millipore |
| PBS 10x | Gibco | 14080 | المستخدمة في 1x ، مخففة بالماء المصفى المعقم Millipore |
| Ham's F12 | Lonza | 12-615F | |
| ألبومين مصل الأبقار الجنيني (BSA) | Gibco | 10438 | استخدم في F12HS20 بنسبة 10٪ |
| HEPES | Sigma | H3375 | اصنع محلول معقم 1 متر في الماء المقطر ، مخفف في وسائط F12 للحصول على التركيز النهائي ل 10 ملي مولار |
| البنسلين / الستربتوميوسين | Sigma | P0781 | استخدم 5 مل في 500 مل من وسائط F12 |
| NT3 | Millipore | GF031 | أضف 1 مل من ماء Millipore المعقم ، وتناوله في ظروف معقمة ، وتخزينه عند -20 درجة ؛ C ، استخدم بالتركيز النهائي 10 نانوغرام / مل في وسائط F12H ، والحفاظ على -20 درجة ؛ C الفريزر غير المزيل للذويب |
| أنظمة NGF | RnD | 256-GF | أضف 1 مل من 1x PBS المعقم مع 0.1٪ BSA ، aliquot في ظل ظروف معقمة ، وتخزينها عند -20 درجة ؛ C ، تستخدم في التركيز النهائي ل 10 نانوغرام / مل في وسائط F12H |
| L-Glutamine | Sigma | G7513 | aliquot في ظل ظروف معقمة ، تخزينها في -20 درجة ؛ C ، استخدم بتركيز نهائي يبلغ 200 ملي مولار في وسائط F12H |
| Trypsin | Sigma | T4049 | aliquot في ظروف معقمة ، وتخزينها عند -20 درجة ؛ ألبومين |
| مصل الأبقار C (BSA) | Gibco | 15260 | |
| العناصر الأخرى المطلوبة: أدوات التشريح العامة ، بما في ذلك ماصات باستور الزجاجية ، وبيض الدجاج الأبيض الخصب ، وحاضنة البيض (رطبة ، 37 درجة ؛ ج) ، غرفة حضانة الخلية (رطبة ، 37 درجة ؛ ج) ، غطاء التدفق الصفحي ، نطاق تشريح الرؤية المجسمة مجهري | |||
| السكروز ، 2x PBS) | |||
| Fluoromount G | Southern Biotech | 0100-01 | |
| تقنيات مصل الماعز | العادي | PCN500 | |
| شرائح المجهر | VWR | 16004-430 | |
| <قوية>جدول الأجسام المضادة الأولية< / قوي > | |||
| جسم مضاد ضد NCAM | Millipore | AB5032 | |
| الأجسام المضادة متعددة النسيلة ضد منشط وتجريبي ؛ 1 ingegrin | Millipore | MAB19294 | أحادي النسيلة |
| الماعز المضاد للفأر IgG Alexa 488 | تقنيات الحياة | A11001 | |
| تقنيات الماعز المضادة للأرانب IgG Alexa 548 | Life | تقنيات A11036 | |