هنا، نحن نقدم طريقة منخفضة التكلفة وموثوق بها لتوليد اليكتروبوراتيد الدماغ أورجانوتيبيك شريحة الثقافات من أجنة الفأر مناسبة للفحص المجهري [كنفوكل] وتقنيات التصوير العيش.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا، نحن نقدم طريقة منخفضة التكلفة وموثوق بها لتوليد اليكتروبوراتيد الدماغ أورجانوتيبيك شريحة الثقافات من أجنة الفأر مناسبة للفحص المجهري [كنفوكل] وتقنيات التصوير العيش.
جابايرجيك إينتيرنيورونس (INs) هي عناصر حاسمة للشبكات العصبية التي تدفع الإدراك والسلوك. الوظائف الموجهة لملء القشرة ترحيل عرضية من موطنهم الأصلي في تيلينسيفالون البطني (بما في ذلك من امينينسيس ganglionic الآنسي ووالذيليه (MGE، فريق الخبراء الاستشاري)) إلى لوحة القشرية الظهرية في الاستجابة لمجموعة متنوعة من الذاتية والخارجية العظة. وقد وضعت منهجيات مختلفة على مر السنين التلاعب بمسارات محددة وراثيا والتحقيق في كيفية تنظيم ديناميكية cytoskeletal التغييرات المطلوبة للسليم في الهجرة. في الرحم انهانسر قد استخدمت على نطاق واسع لدراسة تأثير الجينات القمع أو الأنواع الفرعية overexpression في محددة في حين تقييم الأثر على مورفولوجيا والموقف النهائي. ومع ذلك، رغم سهولة استخدام هذا النهج لتعديل الخلايا الهرمية ترحيل إشعاعيا، أنه أكثر من الناحية الفنية يتحدى عند استهداف انهانسر INs. في الرحم يولد عائد منخفض نظراً لمعدلات البقاء على قيد الحياة انخفضت من الجراء عندما ويجري انهانسر قبل e14.5، كما هي العادة عند دراسة الإضافية المستمدة من MGE. في نهج بديل، توفير إمكانية وصول سهلة إلى MGE MGE explants وتسهيل تصوير وظائف معدلة وراثيا. بيد في هذه اكسبلانتس، ترحيل الوظائف داخل مصفوفة مصطنعة، تخلو من إشارات التوجيه الذاتية والمدخلات ثالاميك. هذا ما حدا بنا إلى تحسين أسلوب حيث يمكن ترحيل الإضافية في بيئة أكثر طبيعي، بينما التحايل على التحديات التقنية في الرحم النهج. في هذه الورقة، ويصف لنا مزيج انهانسر الرحم السابقين من أدمغة الفأر الجنينية متبوعاً أورجانوتيبيك شريحة الثقافات سهولة تعقب والصورة وإعادة بناء الوظائف المعدلة وراثيا ترحيل على طول مساراتها الطبيعية استجابة الرموز الذاتية. ويسمح هذا النهج لكل التقدير الكمي لجوانب حيوية في الهجرة مع الوقت الفاصل بين التصوير [كنفوكل]، فضلا عن تحليل مفصل لمختلف المعايير المورفولوجية استخدام الخلايا العصبية عمليات إعادة البناء في الأنسجة إيمونولابيليد الثابتة.
إينتيرنيورونس جابايرجيك القشرية (INs) متنوعة فيما يتعلق بخصائصها البيوكيميائية، الخصائص الفسيولوجية والربط، والتوسط في وظائف مختلفة في الشبكات ناضجة1،2،3 ،،من45. مواصفات أنواع فرعية مختلفة من وظائف القشرية محكم ينظم من خلال الشلالات الوراثية التي تم دراستها على نطاق واسع1،2. غالبية الوظائف جابايرجيك القشرية (70 في المائة) تنشأ من فروعه في نيافة ganglionic الآنسي (MGE)، بنية جنينية تقع بطنيا، ويجب ترحيل عبر مسافات طويلة نسبيا للوصول إلى لوحة القشرية1، 2 , 6-في حين تهاجر الخلايا الهرمية القشرية إشعاعيا من منطقة البطين (VZ) إلى لوحة القشرية على طول سقالة إطلاق شعاعي، هجرة عرضية من الوظائف، التي هي لم تعلق على هذه سقالة، يتطلب مجموعة متنوعة من الجوهرية و الرموز الخارجية لجذب الخلايا العصبية ترحيل نحو لوحة القشرية، بينما توجه لهم بعيداً عن هياكل غير القشرية2،،من78. بعد إنهاء دورة الخلية، وظائف هي صده من MGE الكيماوي الاشمئزاز العظة أعرب داخل VZ MGE، الذي يشغل الهجرة عرضية نحو9،القشرية اللوحة10. ترحيل الوظائف تجنب المخطط مع المعونة من منبهات مختلفة مثيرة للاشمئزاز11 ، وبعد أن وصلت إلى لوحة القشرية، أنهم التبديل من عرضية إلى وضع هجرة شعاعي وتصل إلى مركزها الصفحي النهائي، جزئيا في استجابة لمنبهات من الهرمية خلايا12 وسائر السكان الخلوية13. هجرة الوظائف، أما بالنسبة لسائر السكان الخلايا العصبية، يشمل مختلف التغييرات الشكلية الدينامية للسماح بالحركة الفعلية للخلايا العصبية. تتميز هذه الحركة العصبية ما يسمى بدورات متكررة من ثلاث خطوات متتالية: استطالة عملية رائدة، حركة نشطة أنتيروجرادي من النواة (نوكليوكينيسيس)، والتراجع عن عملية زائدة14. في الهجرة وينظم العديد من الإشارات الذاتية والخارجية التي محرك المتفرعة ويعيد البناء النشط لعملية رائدة لتوجيه الوظائف في الاتجاه السليم، تحديد اتجاه وسرعة الهجرة14،15 ،16.
وقد درست المحددات تنظم القشرية في الهجرة على نطاق واسع في السنوات الأخيرة1،2،7،17،18،،من1920، وقد تم افترض تعطل في بعض هذه الجهات الفاعلة الجزيئية يؤدي إلى الاضطرابات النمائية، مثل طب الأطفال صهر الصرع أو التوحد طيف اضطرابات1،2،21، 22 , 23 , 24-ولذلك سعى تطوير مختلف النهج في المختبر و في فيفو تقدم كبير في قدرتنا على دراسة هذه العملية الدينامية، ب استعراضها في السابق25. أساليب في المختبر ، بما في ذلك مقايسة الدائرة Boyden و "المقايسة خيار شريطية"، توفير الوسائل الأسرع والأكثر استنساخه من تقييم الشرط وخلية مستقلة من جينات معينة أو بروتينات أثناء الهجرة العصبية، دون تأثير العوامل الأخرى25. هذه الاختبارات مفيدة بشكل خاص عندما جنبا إلى جنب مع تصوير يعيش8،،من2627. مع هذه التقنيات، هي وظائف بسهولة استرجاعها من e13.5 MGE ومعزولة من جراء تفكك الانزيمية والميكانيكية، بعد الذي يمكن أن يحقق في مسارات إشارات مختلفة ورموز التوجيه، كما هو موضح سابقا8،28 . ومع ذلك، تجري هذه الاختبارات في مصفوفة خارج الخلية اصطناعية في غياب بنية الأنسجة الثلاثية الأبعاد، التي قد تغير من خصائص السلوك والخلايا العصبية، يحتمل أن تؤثر على خلية الهجرة و/أو بقاء25. وقد وضعت explants MGE السابقين فيفو للتحايل على هذه القيود، كأداة بديلة لقياس التغيرات المورفولوجية الدينامية التي تحدث أثناء الترحيل جنبا إلى جنب مع المعلمات مثل سرعة واتجاه14، 29. توليد MGE explants بسيط نسبيا، وقد تم على نطاق واسع الوارد وصفها في أماكن أخرى من30. ويترتب عليها الطلاء من خلاصة صغيرة من MGE في أحادي الطبقة الخلايا القشرية المختلطة أو في مزيج من ماتريجيل والكولاجين حضور25من منبهات جذابة أو مثيرة للاشمئزاز، على الرغم من أن هذه الأخيرة هي اختيارية31. MGE explants تسمح بدقة عالية التصوير للخلايا المسماة قليلة، وتبسيط دراسة العمليات داخل الخلايا، مثل إعادة عرض cytoskeletal أثناء العملية الرائدة التفريع، كما هو موضح سابقا33 32، ،34 وفي هذه الدراسة. MGE explants قد استخدمت بنجاح لتقييم التغيرات cytoskeletal ديناميكية خلال في الهجرة في بيئة ثنائية الأبعاد، على سبيل المثال بعد المعالجات الدوائية أو تشيموتاكتيك محددة (انظر، على سبيل المثال، تيلينس et al. عام 201633) . ومع ذلك، مع هذا النهج، ترحيل الوظائف داخل مصفوفة مصطنعة، وهذا قد تغير في السلوك، وإمكانية تكرار نتائج وأهمية النتائج التجريبية.
على النقيض من ذلك، يسمح التلاعب بالجينات للوظائف في بيئتها الأصلية في الرحم انهانسر وهو أسلوب مستخدمة على نطاق واسع لسرعة وكفاءة تقييم أثر اكتساب وفقدان وظيفة الجينات بينما التحايل على القيود المفروضة على خروج المغلوب مكلفة وتستغرق وقتاً طويلاً وتدق في استراتيجيات25،35. انهانسر في الرحم يمكن أن تكون منحازة في فروعه باستخدام نوع الخلية المروجين محددة ووضع أقطاب كهربائية نحو الهياكل فينتروميديال، بما في ذلك MGE36. وعلاوة على ذلك، في الرحم انهانسر يسمح للتعبير المناسب عن الثوابت التجريبية في غضون أيام 1-2، بالمقارنة مع 7-10 أيام المطلوبة لبناء التعبير استخدام الفيروسية متجهات25. ومع ذلك، في الرحم انهانسر من فروعه يميل إلى أن يكون المنخفضة الغلة. في الواقع، على الرغم من أن يمكن تكون transfected الخلايا الهرمية فروعه الموجودة في منطقة البطين الظهرية كفاءة استخدام في الرحم انهانسر، تستهدف الهياكل تقع أكثر بطنيا، مثل MGE، هو أكثر من الناحية الفنية تحديا، لا سيما في e13.5 الصغيرة يقلل الأجنة، وارتفاع معدل الفتك الجنينية زيادة الغلة التجريبية25.
للالتفاف حول بعض القيود الفنية المرتبطة في المختبر MGE explant التجارب و في فيفو في الرحم انهانسر، تم السابقين فيفو أورجانوتيبيك شريحة الثقافات المتقدمة8،37، ،من 3839. المخ أورجانوتيبيك عرض الثقافات شريحة شروط الاستفادة من محاكاة في فيفو ، رغم أنها أقل تكلفة واستهلاكا للوقت مما الحيوان توليد نماذج25. في الواقع، هذه التحضيرات تسمح سهولة وصول إلى MGE، جنبا إلى جنب مع التصور محددة من الوظائف، ويمكن دمجها مع انهانسر المحورية للتحقيق في مسارات جزيئية محددة في ترحيل في بيئة فيزيولوجية أكثر8 وظائف , 39 , 40 , 41-أننا قد الأمثل ولذلك نهج من أجل أورجانوتيبيك الثقافات38، التي نحن جنبا إلى جنب مع انهانسر الرحم السابقين والوقت الفاصل بين التصوير [كنفوكل]، لمواصلة تقييم حدوث عملية دينامية والمورفولوجية أثناء الهجرة عرضية ل MGE الإضافية. تم تكييف هذا البروتوكول والأمثل من الآخرين الذين استخدموا الرحم السابقين أو في الرحم المخ انهانسر أورجانوتيبيك شريحة الثقافات ودراسة هجرة الخلايا الهرمية42،43 و القشرية الإضافية36،،من3944. على وجه التحديد، الأجنة الماوس يتم قطع رأسه و MGE اليكتروبوراتيد السابقين فيفو بعد حقن داخل البطيني والبلازميدات التجريبية، مما يسمح أكثر كفاءة ودقة استهداف MGE موروث من ما يمكن تحقيقه مع انهانسر في الرحم . ثم يتم استخراج العقول ومقطوع إلى شرائح الاكليلية الدماغ الجامع الذي يمكن أن يكون مثقف لبضعة أيام، مما يتيح استمرار تتبع والتصوير من الوظائف ترانسفيكتيد. وهذا النهج عادة تسميات الوظائف عرضية ترحيل 5-20 كل شريحة الدماغ، تقليل عدد مرات التكرار التجريبية اللازمة للتوصل إلى دلالة إحصائية، بينما وصف سكان العصبية متفرقة بما فيه الكفاية لضمان سهولة فصل الخلايا العصبية الفردية لإعادة الإعمار وتقييم الخصائص المورفولوجية غرامة. وعلاوة على ذلك، مقارنة ب explants MGE، أورجانوتيبيك الثقافات ضمان أن ترحيل الوظائف يتعرض لبيئة أكثر طبيعية، بما في ذلك المستقطبات يفرز محلياً والمدخلات من أفيرينتس ثالاميك. وهذا النهج هكذا مناسبة تماما لتحديد اتجاه ومسار الهجرة اعتمدته transfected الإضافية، بينما تقدم التفاصيل التشريحية كافية للسماح لتوصيف أدق العمليات الحيوية مثل رائد عملية التفريع، نوكليوكينيسيس وتراجع عملية زائدة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
جميع التجارب التي تنطوي على الحيوانات قد وافقت ليه avec الممارسات المنازل des إينستيتوتيونيل لجنة البحوث الحيوانات الأليفة (سيببار) في مركز أبحاث سانت جوستين تشو وأجريت وفقا "المجلس الكندي" دليل "رعاية الحيوان" رعاية واستخدام الحيوانات التجريبية (الطبعة 2).
البروتوكول هو موضح هنا كان الأمثل انهانسر أجنة في اليوم الجنينية (ه) 13.5، في وقت فيه بنشاط إنشاء الإضافية المستمدة من MGE، قبل المستمدة من الذروة لفريق الخبراء الاستشاري وظائف الإنتاج45،46. وعلاوة على ذلك، للتحيز انهانسر نحو الوظائف جابايرجيك، فإننا نستخدم مروج أعرب بشكل انتقائي في الوظائف (على سبيل المثال المروج Dlx5/6 مع محسن الحد الأدنى)47.
1. إعداد حلول انهانسر والثقافات شريحة أورجانوتيبيك
2-إعداد والبلازميدات لحقن
3-جمع الماوس الأجنة من الإناث الحوامل
4-داخل البطيني بلازميد الحقن وانهانسر فيفو السابقين من MGE
ملاحظة: يجب إجراء الخطوات التالية تحت ظروف معقمة في السلامة البيولوجية المعدة سابقا مجلس الوزراء.
5-الدماغ التشريح والثقافات شريحة أورجانوتيبيك
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا القسم، نحن نقدم الممثل النتائج التي تم الحصول عليها عقب انهانسر الرحم السابقين بلازميد تحكم، أو بلازميد تجريبية استهداف جين اهتمام، في MGE أجنة الفأر e13.5 تليها أورجانوتيبيك شريحة الثقافات المحتضنة في 37 درجة مئوية ح 48 (للتصوير بمرور الزمن) أو ح 72 (للتثبيت والوسم المناعي) (انظر الشكل 1 باء للبروتوكول التخطيطي). الممثل الوظائف المهاجرة من explant MGE أمثلة أيضا المصور (انظر الشكل 1 لبروتوكول التخطيطي) كمقارنة با...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذه المقالة، نحن نقدم وسيلة موثوق بها لأداء السابقين الرحم انهانسر الماوس MGE في e13.5 وتوليد أورجانوتيبيك ثقافات شرائح الدماغ الجنينية. على الرغم من أن في المختبر أساليب، مثل المقايسة الدائرة Boyden, هي سهلة نسبيا لتنفيذ، ويمكن استخدامها لتقييم الأدوار المحددة لمختلف الجينات والبروتينات دون تدخل عوامل أخرى، أنها تحول دون التحقيق ديناميات الهجرة فيما يتعلق ب مسار اتجاهية والهجرة25. MGE explants توفر وسيلة مفيدة دراسة التغيرات cytoskeletal الديناميكية التي تحدث أثناء الهجرة، كم...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن. الآراء التي أعرب عنها هنا لا تمثل بالضرورة آراء وزير الصحة أو حكومة كندا.
هذا العمل وأيده العاملة المنح المقدمة من مؤسسة سافوي ومؤسسة الصرع علاج بمعدات المنح المقدمة من "المؤسسة الكندية" للابتكار إلى أ (مجهر [كنفوكل]) و G.H (الغزل القرص مجهر [كنفوكل]). الطوارىء يستلم جائزة مهنة من Fonds de بحوث دو كيبيك والصحة (فرق-S; جائزة كلينيسيانسسينتيست) كذلك من "المعاهد الكندية" "البحوث الصحية" (استوفوا؛ جائزة الشباب الباحث). الزمان أحد علماء كبار فرق-س. جنيه مصري من جائزة التدريب ما بعد الدكتوراه ستيريادي-سافوي من "مؤسسة سافوي"، مؤسسة سانت جوستين تشو التدريب ما بعد الدكتوراه والجائزة دا فرق التدريب ما بعد الدكتوراه، في شراكة مع "مؤسسة النجوم". هذا المشروع قد أصبح ممكناً الدماغ في كندا من خلال "الصندوق الكندي لأبحاث الدماغ"، بدعم مالي من وزارة الصحة الكندية، منحت إلى جنيه.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الوسط العصبي | القاعدي ThermoFisher Scientific | 21103049 | وسيط ثقافة خاصة بالخلايا العصبية متوفرة تجاريا. التركيبة الكاملة متوفرة على هذا الموقع: https://www.thermofisher.com/ca/en/home/technical-resources/media-formulation.251.html |
| مكمل B-27 الخالي من المصل | ThermoFisher Scientific | 17504044 | 50X مكمل غذائي محدد للخلايا العصبية الخالية من المصل |
| 15 مل أنابيب طرد مركزي معقمة | Sarstedt | 62.554.002 | |
| Leibovitz's (1X) L-15 متوسط (+ L-Glutamine) | ThermoFisher Scientific | 11415064 | وسط استزراع عصبي متاح تجاريا مكمل بالأحماض الأمينية والفيتامينات والأملاح غير العضوية. الصياغة الكاملة متاحة على موقع الموزع ؛ |
| L-Glutamine | Invitrogen | 25030-081 | |
| مصل الحصان ، | Millipore-Sigma | H1138-500ML | |
| Neurocell N-2 100X | Wisent | 305-016 | Botteinstein's N-2 Formula |
| VWR Square PETG Media Bottles 125 مل | VWR | 89132-062 | |
| الفئة الثانية من النوع A خزانة السلامة الحيوية | Nuaire | NU-540 | |
| السكروز | BioShop | SUC700.1 | |
| كلوريد الصوديوم | BioShop | SOD001.1 | |
| بيكربونات الصوديوم | ThermoFisher Scientific | S233-500 | |
| D + الجلوكوز | Millipore-Sigma | G7528-250G | |
| كلوريد البوتاسيوم | ThermoFisher Scientific | P217-500 | |
| فوسفات الصوديوم أحادي القاعدة BioShop اللامائي | SPM400.500 | ||
| ثنائي هيدرات كلوريد الكالسيوم | ThermoFisher Scientific | C79-500 | |
| كبريتات المغنيسيوم سباعي الهيدرات | BiosShop | MAG522 | |
| Agarose | BioShop | AGA002.500 | |
| 50 مل أنابيب الطرد المركزي المعقمة | Sarstedt | 62.547.004 | |
| أنابيب الطرد المركزي 1.5 مل | Sarstedt | 72.690.001 | |
| P-97 مجتذب الماصات الدقيقة المشتعلة / | البني Sutter شركة الأدوات | نموذج P-97 | |
| 0.4 مم معرف × 75 مم أنبوب شعري | دروموند العلمي | 1-000-800 / 12 | |
| الإيثانول | VWR | E193 | |
| 5 مل حقنة | بيكتون ديكنسون & Co | 309646 | |
| زيت معدني (ثقيل) | Rougier Pharma | ||
| WPI Swiss Tweezers # 5 | Precision Instruments | 504511 | 11 سم ، مستقيم ، أطراف 0.06x0.07mm ، مضاد للمغناطيسية. سوف تحتاج إلى 2 من هؤلاء. |
| ملاقط WPI Swiss Tweezers # 7 | World Precision Instruments | 504504 | 11.5 سم ، 0.18 × 0.2 مم ، أطراف منحنية |
| HTC Tweezers | World Precision | Instruments 504617 | 11 سم ، مقص تشغيل مستقيم ومسطح |
| 501225 | World Precision Instruments | 16 سم ، حاد / حاد ، مستقيم. ستحتاج إلى 3 من هؤلاء. | |
| ملقط الضمادات | أدوات الدقة | العالمية 501217 | 12.5 سم ، مستقيم ، |
| مسننة ملقط القزحية | أدوات الدقة العالمية | 504478 | 10.2 سم ، منحنى كامل ، |
| ملقط الأنسجة المسنن DeBakey | الدقة العالمية | 501996 | 15 سم ، زاوية 45 درجة ، فك دقيق ، ملعقة صغيرة بعرض 1.5 مم |
| مع نهايات مستديرة | FisherScientific | 21-401-5 | ستحتاج إلى 2 من هؤلاء. |
| حاقن Nanoject II Auto-Nanoliter | Drummond Scientific | 3-000-204 | |
| TC Dish 60 ، Standard | Sarstedt | 83.3901 | طبق 60 مم |
| طبق زراعة الأنسجة | Sarstedt | 83.1800 | طبق 35 مم |
| شمع أسود | FisherScientific | S17432 | |
| ماصات نقل ؛ | Ultident | 170-CTB700-212 | 3 مل ، لمبة صغيرة |
| مجهر ستيريو | Leica Biosystems | Leica M80 | بديلا عن المجهر المجسم الخاص بنا الذي تم إيقافه من قبل الشركة المصنعة (StereoMaster من FisherScientific) |
| Electro Square Porator | BTX Harvard Apparatus | ECM 830 | |
| Tweezertrodes ، مطلي ببلاتينيوم ، 3 مم | BTX جهاز هارفارد | 45-0487 | |
| 25 جرام 1 1/2 | بيكتون ديكنسون وأمبير Co | 305127 | |
| Leica VT1000S الاهتزازية الشفرة الصغرى | Leica Biosystems | VT1000S | |
| GEM ، شفرة حلاقة أحادية الحافة | علوم المجهر الإلكتروني | 71952-10 | قم بإزالة الطرف الحاد قبل إدخاله في المساحة المخصصة للشفرة من الاهتزاز |
| & -الشريحة 8 بئر | Ibidi | 80827 | عبوة من 15 |
| ملي خلية إدراج | ثقافة الخلاياMillipore-Sigma | PICM0RG50 | 30 مم ، PTFE محب للماء ، 0.4 وميكرو ؛ م المسام ، حزمة من 50. |
| Leica DMi6000 المجهر | Leica Microsystems | N / A | |
| الغزل قرص متحد البؤر رأس Ultraview Vox | Perkin Elmer | N / A | |
| Volocity 6.0 الاستحواذ على البرمجيات | Improvision/Perkin Elmer | N / A | |
| LiveCell Stage أعلى نظام حضانة | علم الأمراض | LC30030 يوفر التحكم في درجة الحرارة وثاني أكسيد الكربون والرطوبة. | |
| SP8 مجهر متحد البؤر | Leica | ||
| mCherry-Lifeact-7 | Addgene | 54491 | هدية من مايكل ديفيدسون |
| فاست جرين FCF | Millipore-Sigma | F7258-25G | زجاجة 25G ، معتمدة من قبل لجنة البقع البيولوجية |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.