الحفاظ على تغطية حاجز الدم في الدماغ هو المفتاح لتوازن الجهاز العصبي المركزي. يصف هذا البروتوكول في تقنيات المختبر لترسيم العمليات الأساسية والمرضية التي تعدل تغطية حاجز الدم في الدماغ.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
الحفاظ على تغطية حاجز الدم في الدماغ هو المفتاح لتوازن الجهاز العصبي المركزي. يصف هذا البروتوكول في تقنيات المختبر لترسيم العمليات الأساسية والمرضية التي تعدل تغطية حاجز الدم في الدماغ.
تلعب حاجز الدم في الدماغ (بب) دورا محوريا في توازن الجهاز العصبي المركزي (نس). يتم الحفاظ على حيوي بب بواسطة الخلايا النجمية، بيريسيتس والخلايا البطانية في الدماغ (بيكس). هنا، نحن بالتفصيل أساليب لتقييم تغطية بب باستخدام الثقافات واحدة من بيكس الإنسان الخالد، والثقافات واحدة من بيك الأساسي الماوس، ونموذج الثقافة الثلاثي أنسنة (بيكس، النجمية و بيريسيتس) من بب. لتسليط الضوء على تطبيق المقايسات لحالات المرض، ونحن تصف تأثير أميلويد أوليغوميريك β (oAβ)، الذي هو مساهم مهم في مرض الزهايمر (أد) التقدم، على تغطية بب. وعلاوة على ذلك، فإننا نستخدم عامل نمو البشرة (إغف) لإلقاء الضوء على إمكانية فحص المخدرات من التقنيات. نتائجنا تبين أن واحدة وثلاثية بيكس مثقف تشكل هياكل تشبه شبكة في ظل الظروف القاعدية، وأن oAβ يعطل هذه التشكيل خلية تشكيل ويتحول الهياكل شبكة بريفورمد،ولكن إغف يمنع هذا الاضطراب. وبالتالي، فإن التقنيات الموصوفة مهمة لتشريح العمليات الأساسية والمرض ذات الصلة التي تعدل تغطية بب.
الحاجز الدموي الدماغي (بب) من الشعيرات الدموية الدماغية هو أكبر واجهة من الدم إلى الدماغ الاتصال ويلعب دورا رئيسيا في التوازن من الجهاز العصبي المركزي (نس) 1 ، 2 . العمليات الحيوية في بب منع امتصاص الجزيئات غير المرغوب فيها من الدم، وإزالة النفايات من الجهاز العصبي المركزي، وتوفير المواد الغذائية الأساسية وجزيئات الإشارة إلى الجهاز العصبي المركزي، وتعديل نيوروينفلاماشيون 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 . تلف بب هو السائد خلال الشيخوخة والعديد من الاضطرابات العصبية بما في ذلك مرض الزهايمر (أد)، والتصلب المتعدد والسكتة الدماغية 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ،أس = "كريف"> 6. لذلك، قد تلعب خلل بب دورا رئيسيا في الاضطرابات العصبية، بما في ذلك كهدف علاجي.
الحفاظ على تغطية السفينة مهم لوظائف التماثل من بب. ومع ذلك، في الجسم الحي وفي المختبر تضارب البيانات على ما إذا كانت العمليات التي تنطوي على الاضطرابات العصبية تسبب أعلى أو أقل تغطية بب 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، وخاصة في م. لذلك، هناك مبرر قوي لتطوير نماذج في المختبر باستخدام أنواع الخلايا ذات الصلة لتقييم وفهم شامل لديناميات تغطية بب. وتتكون الشعيرات الدموية الدماغي من الخلايا النجمية، بيريسيتس والخلايا البطانية الدماغ (بيكس) 3. تساهم جميع أنواع الخلايا في وظيفة بب من خلال الدعم الهيكلي وعن طريق إفراز جزيئات المستجيب مثل عوامل نمو الأوعية الدموية، السيتوكينات والكيموكينات التي تعمل بطريقة باراكرين و أوتوكرين مثل. ومع ذلك، فإن الخلايا المستجيب الرئيسية لل بب هي بيكس 3 . بشكل عام، وتقنيات زراعة الخلايا لتقييم وظيفة بب هي مقايسات نفاذية أجريت على الخلايا التي تزرع على إدراج فلتر، أو تقييم مستويات البروتينات الرئيسية بيك، سواء بعد إضافة الضغوطات 14 ، 15 ، 16 . على الرغم من أهمية، هذه المقايسات لا تركز على التغطية الدماغية الوعائية.
هنا، يتم تفصيل أساليبنا السابقة 17 لتقييم تغطية بيك والهياكل الشبيهة بالشبكات باستخدام ثقافات واحدة من بيكس الإنسان الخالدة، والثقافات واحدة من بيك الأساسي الماوس، وثلاثة ثقافة إنسانيةنموذج (بيكس، أستروسيتس و بيريسيتس) من بب. وكان الهدف هو إظهار الأثر الضار لل OAβ، الذي يعتبر مساهما هاما في تقدم أد، على تغطية بيك. تأثير وقائي من عامل نمو البشرة (إغف) يسلط الضوء على إمكانات هذه التقنية كأداة الفحص العلاجي. هذه التقنية لديها العديد من التطبيقات واسعة للبحوث الأساسية والتطبيقية بما في ذلك: 1) تحديد دور مسارات محددة على الأوعية الدموية وتغطية السفينة، 2) تقييم آثار المرض والشيخوخة ذات الصلة العوامل على الأوعية الدموية وتغطية السفينة، و 3) تحديد الدوائية أهداف.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
جميع التجارب تتبع جامعة إلينوي، شيكاغو المؤسسية رعاية الحيوان واستخدام بروتوكولات اللجنة.
1. الإعداد العام
ملاحظة: الدماغ خط الأوعية الدموية الدقيقة الخلايا البطانية (هميك / D3) هو وصفت على نطاق واسع خط بيك الإنسان خلد 14 ، 15 ، 16 ، 18 ، 19 . ثقافة الخلايا هميك / D3 على قوارير زراعة الأنسجة المغلفة مع الكولاجين النوع الأول (جلد العجل، 1:20 التخفيف من محلول 0.1٪ في حل الملح المتوازن هانك (هبس) التي تحتوي على كا 2 + و مغ 2+ ) في النمو البطاني القاعدية المتوسطة القاعدية (إب-2) التي تحتوي على 2-5٪ مصل بقري جنيني (فبس) و 10٪ حامض الاسكوربيك و 10٪ كبريتات جنتاميسين و 25٪ هيدروكورتيزون و 1/4 من الحجم الكلي لعامل النمو المضافات المكملة لكل 500 مل من الوسائط [ الأوعية الدموية البطانة غروعامل نمو البشرة (إغف)، وعامل النمو الشبيه بالانسولين 1 (إيغف-1)، وعامل النمو الليفي الأساسي البشري (بفغف)، انظر جدول المواد ].
ملاحظة: يشار إلى المتوسطة إب-2 مع فبس وعوامل النمو باسم "إيب-2 كاملة". ويشار إلى إب-2 دون فبس والمكملات الغذائية باسم "إب-2 القاعدية". في التقاء الكامل، والخلايا هميك / D3 هي ~ 1 × 10 5 خلايا / سم 2 .
2. تشبه تشبه الفحوصات وتشكيل
3 - التحديد الكمي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في الثقافات واحدة، على حد سواء خلايا هميك / D3 ( الشكل 3A ) و بيس الأساسي الماوس ( الشكل 3B ) شكل هياكل تشبه شبكة في جميع أنحاء البئر. وتتميز الهياكل بشبكة من العقد المترابطة ( الشكل 3 ). في جميع النماذج وصفها ( الشكل 1 )، هياكل تشبه شبكة متشابهة بعد 24 ساعة في مجموعات السيطرة، وتشكيل ~ 20 هياكل تشبه شبكة مع طول الخلوي الكلي ~ 100...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الأساليب المذكورة يمكن استخدامها لمعالجة العديد من الأسئلة البيولوجية الأساسية المحيطة بالتغطية الدماغية الوعائية 24 . على وجه التحديد، فإنها يمكن أن تحدد أي المستقبلات ومسارات الإشارات تلعب دورا في الأوعية الدموية، وتغطية السفينة في أنسجة السرطان، والخلايا البطانية الطرفية ذات الصلة إلى الدماغ. ومن الأمثلة على ذلك مستقبلات عامل النمو الوعائي، وأكسيد النيتريك، وتشكيل بروتين كيناز المنشط من الميتوجين وتشوير الكالسيوم 25 ، <...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
يتم تمويل ليون تاي من جامعة إلينوي شيكاغو بدء الأموال.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| خلايا hCMEC / D3 | Milipore | SCC066 | |
| EBM-2 الوسائط القاعدية | Lonza | CC-3156 | |
| الكولاجين من النوع 1 | ThermoFisher | A1064401 | |
| HBSS والكالسيوم والمغنيسيوم ، بدون فينول أحمر | ThermoFisher | 14025092 | |
| HBSS ، خال من الكالسيوم ، لا المغنيسيوم ، لا الفينول الأحمر | ThermoFisher | 14175095 | |
| التربسين EDTA (0.25٪) | ThermoFisher | 25200056 | |
| التركيزات النهائية لمكملات عامل النمو SingleQuot لوسائط EBM2 | Lonza | CC-4147 | |
| 5٪ FBS | Lonza | CC-4147 | |
| 10٪ حمض الأسكوربيك | Lonza | CC-4147 | |
| 10٪ كبريتات الجنتاميسين | Lonza | CC-4147 | |
| 25٪ هيدروكورتيزون | Lonza | CC-4147 | |
| 1/4 حجم عوامل النمو المزودة: عامل نمو الخلايا الليفية ، عامل نمو البشرة ، عامل النمو الشبيه بالأنسولين ، عامل النمو البطاني الوعائي | Lonza | CC-4147 | |
| Puromycin hydrochloride | VWR 80503-312 | ||
| MEM-HEPES | Thermo Scientific | 12360-038 | |
| نظام تفكك خلايا Papine (غراء و DNase1) | ورثينجتون الكيمياء الحيوية | LK003150 | |
| الحضيض البشري | Sciencell | 1200 | |
| الوسائط القاعدية الزحفية | Sciencell | 1201 | |
| مكمل نمو الحضاق | Sciencell | 1252 | |
| النجمية البشرية | Sciencell | 1800 | |
| Astrocyte media | Sciencell | 1801 | |
| Astrocyte مكمل النمو | Sciencell | 1852 | |
| الغشاء القاعدي (تقليل عامل نمو Matrigel) | Corning | 356231 | |
| الأوعية الدموية m-plates (96-well) | ibidi | 89646 | |
| عامل نمو البشرة البشري | Shenendoah التكنولوجيا الحيوية | 100-26 | |
| CellTracker الأخضر | ThermoFisher | C7025 | |
| CellTracker برتقالي | ThermoFisher | C34551 | |
| CellTracker أزرق | ThermoFisher | C2110 | |
| Poly-l-lysine | Sciencell | 0403 | |
| 10٪ محايد مخزن Formalin | Sigma-Aldrich | HT5012-60ML | |
| C57BL الفئران | مختبر جاكسون | و | |
| شرائط أنبوب PCR | GeneMate | T-3014-2 | |
| زايس ستيريو اكتشاف v.8 تشريح المجهر | Zeiss | na |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.