Dieses Protokoll beschreibt die indirekte Neuron-Astrozyten Co-Kultur für compartmentalized Analyse von Neuron-Glia Interaktionen.
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Methodenartikel
Dieses Protokoll beschreibt die indirekte Neuron-Astrozyten Co-Kultur für compartmentalized Analyse von Neuron-Glia Interaktionen.
Proper neuronaler Entwicklung und Funktion ist die Voraussetzung der Entwicklungs- und adulten Gehirn. Jedoch sind die Mechanismen, die die stark kontrollierten Bildung und Aufrechterhaltung von komplexen neuronalen Netzwerken zugrunde liegenden nicht vollständig bisher verstanden. Die offenen Fragen Neuronen in Gesundheit und Krankheit betreffen , sind vielfältig und das Erreichen von Verständnis der grundlegenden Entwicklung der menschlichen Pathologien zu untersuchen, zum Beispiel Alzheimer-Krankheit und Schizophrenie. Die detaillierte Analyse der Neuronen in vitro durchgeführt werden. Allerdings Neuronen fordern Zellen und brauchen die zusätzliche Unterstützung von Astrozyten für ihre langfristige Überleben. Diese zelluläre Heterogenität in Konflikt mit dem Ziel, die Analyse von Neuronen und Astrozyten zu sezieren. Wir stellen Ihnen hier eine Zellkultur-Assay, der für die langfristige Co-Kultivierung von reinen primären Neuronen und Astrozyten, die die gleiche chemisch definierten Medium gemeinsam nutzen können, während er physisch zu seingetrennt. In diesem Aufbau überleben die Kulturen für bis zu vier Wochen, und der Test ist für eine Vielzahl von Untersuchungen über Neuron-Glia-Interaktion geeignet.
In den vergangenen Jahrzehnten hat sich die allgemeine Interpretation von neuroglia Funktion aus der Zuschreibung eines nur unterstützend auf eine aktive regulatorische Rolle in Bezug auf neuronale Funktion 1 entwickelt. Aufgrund ihrer prominenten Auswirkungen auf Gehirn - Homöostase in Gesundheit und Krankheit 2, Astrozyten sind von besonderem Interesse für die wissenschaftliche Gemeinschaft. In den letzten Jahren haben auf Neuron-Glia - Wechselwirkung in vivo und in vitro 3 eine Vielfalt von Studien konzentriert. Doch die meisten der Kultursysteme nicht für die getrennte Analyse der beiden Zelltypen und ihrer jeweiligen secretomes ermöglichen.
Verschiedene Ansätze nutzen die direkte Co - Kultivierung von Neuronen und Glia 4-6 lang anhaltende Überleben und physiologisch relevanten neuronalen Netzwerk Entwicklung zu erreichen. Das vorliegende Protokoll erreicht die gleichen Ziele , während die beiden Zelltypen zu halten 7 physikalisch getrennt. Im Vergleich zu conditioned Medium nähert sich 8,9, unser System ermöglicht die bidirektionale Kommunikation zwischen Neuronen und Astrozyten zu studieren. Die Expression der sekretierten Signalmoleküle können überwacht werden, während die Zellen in dem gemeinsam genutzten Medium maturate. Diese Möglichkeit ist besonders relevant, da Astrozyten lösliche Faktoren freisetzen, wie beispielsweise Zytokinen, Wachstumsfaktoren und extrazelluläre Matrixmoleküle 10,11, wodurch neuronal wachstumsregulierende und Funktion 7,12. Somit wurde gezeigt, dass die Zugabe an retinalen Ganglionzellen in vitro Thrombospondin die Bildung der Synapsen 13 induziert. Jedoch sind auch andere noch unbekannte Faktoren notwendig Synapsen zu machen funktionellen 13. Darüber hinaus haben freigesetzten Moleküle von Astrozyten, um identifiziert zu werden, um die Basis von Neuron-Glia Interaktionen zu verstehen.
Der Anbau von primären Neuronen und Astrozyten aus Maus und Ratte wurde zuvor 14-16 beschrieben. Hier sind wirpräsentieren ein elegantes und vielseitiges Werkzeug beide Zelltypen in einem indirekten Kokultur Ansatz zu kombinieren. Da die beiden Kulturen noch physikalisch getrennt werden, um die gleiche Medium teilen, um die Auswirkungen von Neuronen, Astrozyten und lösliche Moleküle können separat analysiert werden, wodurch ein leistungsfähiges Werkzeug für Neuron-Glia-Interaktionsstudien zu schaffen.
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Die Versuche mit Mäusen wurden in Übereinstimmung mit dem deutschen Recht und der Deutschen Gesellschaft für Neurologie Leitlinien der Tierhaltung. Die Tierpflege und -nutzung Gremien der Ruhr-Universität Bochum haben die entsprechenden Genehmigungen erteilt.
1. Vorbereitung und Bearbeitung von kortikalen Astrozyten
Hinweis: Führen Sie diese Schritte des Protokolls mindestens 7 d, bevor zu den nächsten Schritten fortfahren, da die Astrozytenkulturen in konfluente Monolayer entwickeln sollten, bevor die Neuronen vorbereitet sind. Primäre Astrozyten aus gemischten Gliazellen Kulturen abgeleitet von Maus Welpen um postnatalen Tag erhalten (P) 0-3. Drei Gehirne (6 Rinden) pro T75-Flasche verwendet werden sollen.
2. Vorbereitung Astrozyten für die indirekte Cokultur
Hinweis: 48 - 72 h, bevor die Neuronen, die Übertragung Astrozyten auf die cel Vorbereitungl-Kultureinsätzen. Im Allgemeinen liefert eine einzelne T75-Kolben eine ausreichende Anzahl von Zellen, die die neuronalen Kulturen mit einer Zubereitung erhalten zu unterstützen.
3. Herstellung von primären Neuronen im Hippocampus
Hinweis: Primäre Maus Hippocampus-Neuronen sollte von E15.5 abgeleitet werden - E16 Embryonen von timed schwangeren Mäusen.
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Die Analyse der neuronalen Kulturen über den indirekten Cokultur-System ist vielfältig und kann in verschiedenen Stadien der Kultur Reifung durchgeführt werden. Aufgrund der Tatsache, dass die Zellen für bis zu 4 Wochen, sind Langzeituntersuchungen der Kulturen möglich aufrechterhalten werden kann.
Das Schema in der Mitte linken Seite von Abbildung 1 zeigt die Co - Kultur - Setup. Mit dem Einsatz dieses System...
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Das Hauptziel des aktuellen Protokolls ist es, völlig getrennte neuronale und astrozytären Kulturen, während sie in gemeinsam genutzten Medium beibehalten wird. Aus diesem Grund erhalten die Reinheit der Kulturen sollten zu Beginn des Verfahrens überprüft werden. Wir empfehlen die Verwendung von Neuron-spezifischen Tubulin, neurofilaments oder NeuN Protein als neuronale Marker GFAP als astrozytären Marker, O4 Antigen als Oligodendrozyten Vorläufermarker und Iba1 Protein Mikroglia zu identifizieren.
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Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Die vorliegende Arbeit wurde gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG: GRK 736, Fa 159/22-1; die Research School der Ruhr-Universität Bochum (GSC98/1) und das Schwerpunktprogramm SSP 1172 "Glia und Synapse", Fa 159/11-1,2,3).
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Reagenzien | |||
| B27 | Gibco (Life Technologies) | 17504-044 | |
| Wasser in Zellkulturqualität | MilliQ | ||
| Cytosin-β-D-Arabinofuranosid (AraC) | Sigma-Aldrich | C1768 | VORSICHT: H317, H361 |
| DMEM | Gibco (Life Technologies) | 41966-029 | |
| DNAse | Worthington | LS002007 | |
| Gentamycin | Sigma-Aldrich | G1397 | ACHTUNG: H317-334 |
| Glukose | Serva | 22700 | |
| HBSS | Gibco (Life Technologies) | 14170-088 | |
| HEPES | Gibco (Life Technologies) | 15630-056 | |
| Pferdeserum | Biochrom AG | S9135 | |
| L-Cystein | Sigma-Aldrich | C-2529 | |
| MEM | Gibco (Life Technologies) | 31095-029 | |
| Ovalbumin | Sigma-Aldrich | A7641 | ACHTUNG: H334 |
| Papain | Worthington | 3126 | |
| PBS | selbsthergestellt | ||
| Poly-D-Lysin | Sigma-Aldrich | P0899 | |
| Poly-L-Ornithin | Sigma-Aldrich | P3655 | |
| Natriumpyruvat | Sigma-Aldrich | S8636 | |
| Trypsin-EDTA | Gibco (Life Technologies) | 25300054 | |
| Equipment | |||
| 24-Well-Platten | Thermoscientific/ | Nunc 142475 | |
| 24-Wells-Platte (für die indirekte Co-Kultur) | BD Falcon | 353504 | |
| Binokular | Leica | MZ6 | |
| Zellkultur-Einsätze | BD Falcon | 353095 | |
| Zentrifuge | Heraeus | Multifuge 3S-R | |
| Zählkammer | Marienfeld | 650010 | |
| Pinzette | FST Dumont | 011254-20 | |
| Abdeckgläser aus Glas (12 mm) | Carl Roth (Menzel- Glä ser) | P231.1 | |
| Inkubator | Thermo Scientific | Heracell 240i | |
| Mikroröhrchen (2 mL) | Sarstedt | 72,691 | |
| Mikroskop | Leica | DMIL | |
| Millex Spritzenbetriebene Filtereinheit | Millipore | SLGV013SL | |
| Orbitalschüttler | New Brunswick Scientific | Innova 4000 | |
| Parafilm | Bemis | PM-996 | |
| Petrischalen (10 cm) | Sarstedt | 833,902 | |
| Pipette (1 mL) | Gilson | Pipetman 1000 | |
| Sterile Werkbank | The Baker Company | Laminar Flow SterilGARD III | |
| Chirurgische Schere | FST Dumont | 14094-11 | |
| Spritze | Henry Schein | 9003016 | |
| T75 Kolben | Sarstedt | 833,911,002 | |
| Röhrchen (15 mL) | Sarstedt | 64,554,502 | |
| Wasserbad | GFL | Wasserbad Typ 1004 |
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