Notch-Signalübertragung ist eine Schlüsselkomponente mehrerer physiologischer und pathologischer Prozesse. Die Art des Notch-Signalwegs macht jedoch die In-vitro-Untersuchung seiner unterschiedlichen und manchmal widersprüchlichen Rollen zu einer Herausforderung. Als Bestandteil der direkten Zell-Zell-Kommunikation sowohl mit Rezeptoren als auch mit Liganden, die an die Plasmamembran gebunden sind, kann der Notch-Signalweg in vitro nicht durch einfache Zugabe von Liganden zu Kulturmedien aktiviert werden, wie es bei vielen anderen Signalwegen möglich ist. Stattdessen müssen Notch-Liganden den Zellen in einem immobilisierten Zustand präsentiert werden.
Variationen in den Methoden der Aktivierung des Notch-Signalwegs können in kultivierten Zellen zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Insbesondere bei Osteoklastenvorläufern haben Unterschiede in den Methoden der Notch-Stimulation und der Kultur und Differenzierung von Osteoklastenvorläufern zu Uneinigkeit darüber geführt, ob der Notch-Signalweg ein positiver oder negativer Regulator der Osteoklastendifferenzierung ist. Während nähere Vergleiche der Osteoklastendifferenzierung unter verschiedenen Notch-Stimulationsbedingungen in vitro und genetische Modelle die Kontroverse um den Notch-Signalweg und Osteoklasten weitgehend beigelegt haben, könnten standardisierte Methoden zur kontinuierlichen und temporären Stimulation des Notch-Signalwegs in kultivierten Zellen solche Diskrepanzen in Zukunft verhindern.
Dieses Protokoll beschreibt zwei Methoden zur Stimulierung des Notch-Signalwegs speziell in kultivierten Maus-Osteoklasten-Vorläufern, obwohl diese Methoden mit geringfügigen Anpassungen auf jeden adhärenten Zelltyp anwendbar sein sollten. Die erste Methode erzeugt eine kontinuierliche Stimulation der Notch-Signalgebung und beinhaltet die Immobilisierung des Notch-Liganden auf einer Gewebekulturoberfläche vor der Aussaat der Zellen. Die zweite, bei der ein Notch-Ligand verwendet wird, der an Agarosekügelchen gebunden ist, ermöglicht eine vorübergehende Stimulation der Notch-Signalgebung in Zellen, die bereits an einer Kulturoberfläche haften. Dieses Protokoll umfasst auch Methoden zum Nachweis der Notch-Aktivierung in Osteoklasten-Vorläufern sowie repräsentative transkriptionelle Marker für die Aktivierung des Notch-Signalwegs.