该多功能实验方案描述了通过切除鸡胚头部神经褶来分离迁移前神经嵴细胞(NCCs)的方法。将神经褶外植体接种并培养后,迁移期的神经嵴细胞会从中迁移而出,从而可在简化的二维环境中对细胞形态和迁移行为进行评估。
方法文章
该多功能实验方案描述了通过切除鸡胚头部神经褶来分离迁移前神经嵴细胞(NCCs)的方法。将神经褶外植体接种并培养后,迁移期的神经嵴细胞会从中迁移而出,从而可在简化的二维环境中对细胞形态和迁移行为进行评估。
在脊椎动物发育过程中,神经嵴细胞(NCCs)广泛迁移并分化为多种细胞类型,参与颅面骨骼和周围神经系统等结构的形成。尽管在三维胚胎背景下理解NCC迁移至关重要,但在二维培养中分离迁移细胞有助于实现细胞的可视化和功能表征,从而补充胚胎研究。本实验方案介绍了一种分离鸡胚颅部神经褶以建立原代NCC培养的方法。将神经褶外植体接种于纤连蛋白包被的基质上后,迁移中的NCCs会从中迁移而出。由此获得分散且贴壁生长的NCC群体,可通过染色和定量形态学分析进行评估。该简化培养方法具有高度可适性,可与其他技术结合使用。例如,可通过延时成像分析NCC的迁移行为,或通过引入抑制剂、基因表达干预手段(如DNA、吗啉寡核苷酸或CRISPR电穿孔)进行功能研究。由于其多功能性,该方法为研究颅部NCC的发育提供了强有力的实验体系。
神经嵴细胞(NCCs)是脊椎动物胚胎中一种短暂存在的细胞群体。NCCs 在神经板边缘被确定,并经历上皮-间质转化(EMT),从背侧神经管迁移而出1。EMT 之后,NCCs 广泛分散于整个胚胎中,最终分化并参与形成多种结构,包括颅面骨骼、心脏流出道以及大部分周围神经系统2。细胞极性、细胞骨架以及黏附特性的变化是这种从迁移前到迁移状态细胞群体转变的基础3。研究 NCC 的 EMT 和迁移过程有助于理解细胞运动的基本机制,并为预防和治疗出生缺陷及癌症转移提供依据。
尽管在胚胎环境中,体内分析对于理解神经嵴细胞(NCC)的发育过程至关重要,但体外方法提供了更直观的可视化和物理可及性,从而拓展了额外的实验途径。在简化的二维环境中,可对NCC的形态、细胞骨架结构以及迁移距离进行评估。此外,还可分析遗传因素或可溶性因子干扰对运动性NCC迁移行为的影响4,5,6,7,8,9,10。同时,可分离并收集处于迁移前或迁移阶段的NCC,混合后用于高通量方法,通过蛋白质组学、转录组学和表观基因组学分析来研究NCC的发育调控机制7,11。尽管已有多种方法可用于从不同的发育模式生物中获取颅部NCC12,13,14,本文旨在介绍针对初次学习培养鸡胚颅部NCC的研究人员所采用的技术操作细节。
本方案描述了一种制备鸡颅神经嵴细胞(NCC)培养物的通用技术(图1。由于神经嵴细胞(NCCs)可从离体的神经褶组织中迅速迁移至培养基质上,鸡胚NCCs能够自然地从胚胎组织中分离出来,从而易于建立原代培养。当中脑NCCs迁移时 大规模 来自颅部神经褶(与躯干部逐个细胞延迟脱离的方式相反)15),这些培养物主要由迁移性颅神经嵴细胞组成,而通过最初的神经褶切除可获得未迁移的神经嵴细胞(NCCs)的收集方法。本文详细描述了一种分离和培养鸡胚颅神经褶的基本方法,并提供了该方法在不同应用中的改进与变体建议。

图1:鸡胚颅部神经褶培养方案的示意图。(A,B)从具有五个体节的鸡胚中切取颅部神经褶(以蓝色标出,A为背侧视图)。灰色区域,心脏新月区。(C)当接种于纤维连接蛋白上时,迁移性神经嵴细胞从神经褶中出现并扩散至基质表面。请点击此处查看该图的放大版本。
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可使用多种Gallus gallus品种,包括白来航鸡、金羽伴性品系或罗得岛红鸡。本研究中使用的鸡胚来自不同品种,且取自多个来源,包括本地农场和孵化场。
1. 溶液与材料的准备
2. 胚胎孵育
3. 培养皿的制备
4. 鸡胚的分离
5. 解剖神经褶
6. 接种神经褶
7. 用于形态学分析的培养迁移性神经嵴细胞的固定与染色
8. 培养的迁移性神经嵴细胞的形态学评估
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本方案的总体流程见图1。将孵育的鸡蛋打开,轻轻倒入戴手套的手掌中,分离出表面带有胚胎的卵黄(图2A、B)。清除卵白后(图2C),将滤纸框置于包围胚胎的卵黄膜上,以辅助切割并提起胚胎;一旦卵黄膜被切开,卵黄即开始流出(图2D、E)。

图 2
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本文所述技术提供了一种可调节的方法,用于分离鸡胚神经褶并将其接种培养,从而获得迁移性颅神经嵴细胞(NCC)的培养物。此类培养物为鸡胚神经嵴细胞的迁移和形态学分析提供了简化的二维条件,可作为技术上更具挑战性的鸡胚内(in ovo)成像方法的补充24,25,26。尽管该体外(in vitro)方法相对简单,但获得稳定结果依赖于高质量的种蛋和试剂。此外,由于培养体系本身存在固有的变异性,实验的可重复性需要通过重复实验和定量分析来实现。
神经褶与纤连蛋白(FN)的黏附对于体外培养中神经嵴细胞(NCC)的迁移至关重要。有时外植体无法正常黏附,导致神经褶漂浮或几乎不产生迁移的NCC。这种情况可能发生在头颅神经褶未以切面朝下的方向放置时;因此,在孵育前应尽量将外植体在培养容器中正确摆放,并在移动前静置10–15分钟使其充分沉降。然而,由于转移至培养箱过程中液体混合,部分神经褶...
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我们感谢 Corinne A. Fairchild 和 Katie L. Vermillion,她们参与了我们版本的鸡颅部神经褶培养方案的开发工作。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 配备由 ZEN 3.0 SR 软件控制的 LSM710 共聚焦扫描头的 AxioObserver 显微镜 | Zeiss | 使用 alpha Plan-Apochromat 100x/1.46 Oil DIC M27 物镜 | |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | C3306 | |
| 培养皿(玻璃底,单室或分隔式) | MatTek;Cell Vis | P35G-1.5-14-C (MatTek) X000NOJQGX (Cellvis) X000NOK1OJ (Cellvis) | 单室 35 mm 或四室 35 mm |
| 盖玻片 | Carolina Biological Supply Company | 633029, 633031, 633033, 633035, 633037 | 圆形,厚度 0.13–0.17 mm,直径范围 12–25 mm 可选 |
| DMEM/F12 | ThermoFisher Scientific | 11320033 | L15 培养基的替代选择 |
| 孵蛋器 | Sportsman | 1502 | |
| FBS | Life Technologies | 10437-028 | |
| 纤连蛋白 | Fisher Scientific | CB-40008A | |
| 滤纸 | Whatman | 3MM 级层析滤纸 | |
| 镊子(钝头) | Fisher Scientific;Thomas Scientific | 08-890 (Fisher);1141W97 (Thomas) | |
| 镊子(精细) | Fine Science Tools | 11252-20 | Dumont #5 |
| Image J | https://fiji.sc/ | 免费图像分析软件 | |
| KCl | Sigma-Aldrich | P3911 | |
| KH2PO4 | Sigma-Aldrich | P0662 | |
| L15 培养基 | Invitrogen | 11415064 | |
| L-谷氨酰胺 | Invitrogen | 25030 | |
| 封片剂(Vectashield 或 ProLong Gold) | Vector Laboratories;ThermoFisher Scientific | H-1700 (Vectashield);P36930 (ProLong Gold) | |
| Na2HPO4 | Sigma-Aldrich | S9638 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S9888 | |
| 多聚甲醛 | Sigma-Aldrich | P6148 | |
| 青霉素/链霉素 | Life Technologies | 15140-148 | 10,000 单位/mL 青霉素;10,000 mg/mL 链霉素 |
| 培养皿 | VWR(或类似品牌) | 60 mm,100 mm | |
| 鬼笔环肽 | Sigma-Aldrich | P1951 | 提供多种荧光标记物 |
| 持针器 | Fine Science Tools | 26016-12 | 用于钨针(可替代弹簧剪) |
| 手术剪 | Fine Science Tools | 14061-10 | |
| 弹簧剪 | Fine Science Tools | 15000-08 | 2.5 mm 刃口(可替代钨针) |
| Sylgard | Krayden | Sylgard 184 | |
| 注射器滤器 | Sigma-Aldrich | SLGVM33RS | Millex-GV 注射器滤器,0.22 µm,PVDF 材质,33 mm,经伽马射线灭菌 |
| 组织培养皿 | Sarstedt | 83-3900 | 35 mm 培养皿,用于大量神经褶培养 |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | |
| 钨丝 | 多种来源 | 直径 0.01",用于制作钨针(可替代弹簧剪) |
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