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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Hier präsentieren wir eine Methode um organotypischen Slice Kulturen aus Maus Kleinhirn und Myelinscheide Färbung von Immunohistochemistry geeignet für die Untersuchung von Mechanismen der Myelinisierung und Remyelinisierung in das zentrale Nervensystem vorzubereiten.
Im Nervensystem ist Myelin eine komplexe Membranstruktur erzeugte Myelinating glial Zellen, welche Ensheathes Axone und erleichtert die schnelle elektrische Leitfähigkeit. Myelin Veränderung nachweislich bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen auftreten, wo sie funktionelle Defizite zugeordnet ist. Hier bieten wir eine ausführliche Beschreibung der Ex Vivo Modell bestehend aus Maus organotypischen zerebelläre Scheiben, die in Kultur gepflegt werden können, für mehrere Wochen und weiter beschriftet werden, um Myelin zu visualisieren.
Neuronen sind stark polarisierten Zellen, die eine Somato-dendritische Fach umfassen, die erhält Eingänge von seiner Umgebung und ein Axon, das die Erzeugung und Ausbreitung der elektrischen Impulse an andere Zellen sicherstellt. Schnelle Ausbreitung und rechtzeitige Bereitstellung von Informationen ist entscheidend für das reibungslose Funktionieren des Nervensystems. Bei Wirbeltieren wird es durch Myelinisierung, erleichtert, ermöglicht die Erhöhung der axonalen Wärmeleitung Geschwindigkeit1. Myelin ist eine spezielle Struktur, die durch verdichtete Schichten der Plasmamembran durch die Myelinating Glia erzeugt nämlich Oligodendrozyten in das zentrale Nervensystem (ZNS) und Schwann-Zellen im peripheren Nervensystem (PNS) gebildet. Sowohl in das ZNS und PNS, Axoglial Interaktionen fahren die Bildung von spezialisierten axonalen Domänen: die Knoten von Ranvier und ihre umliegenden Domänen, Paranodes und Juxtaparanodes2. Die axonalen Segmente isoliert von Myelin oder Internodien, wechseln sich ab mit den Knoten von Ranvier, die kleine unmyelinierten Domänen bereichert in Voltage-gated Natriumkanäle (NaV) entsprechen. Die hohe Konzentration und schnelle Aktivierung der NaV Kanäle auf den Knoten von Ranvier ermöglichen die Regeneration von Aktionspotentialen und zusammen mit den isolierenden Eigenschaften der Myelinscheiden, gewährleisten die effiziente und schnelle saltatory Wärmeleitung von der Nervenleitung längs des Axon-3.
Zusätzlich zu seiner Rolle bei der Beschleunigung die Leitgeschwindigkeit der Nervenleitung unterstützt Myelinating Glia metabolische das Axon, die langfristige Integrität bewahren und die Teilnahme an den überleben-4,-5. Darüber hinaus ist deutlich in den letzten Jahren geworden, dass das Myelin dynamisch lebenslang damit vermutlich die Teilnahme bei der Regulierung und Plastizität der verschiedenen Funktionen des Nervensystems moduliert wird. Anpassungen der Verteilung, Anzahl, Länge und Dicke der Myelinscheiden entlang der Axone können somit einen neuartigen Weg, um verschiedene Netze6,7,8fein tunen darstellen. Daher die evolutionäre Übernahme von Myelin ist ein Schlüsselprozess bei sensorischen, motorischen und kognitiven Funktionen und die Störung der Interaktion zwischen Axone und Gliazellen ist zunehmend als Beitrag zu den Entwicklungsstörungen oder erworbenen neurologischen Krankheiten-9.
Myelin Zusammensetzung hat geprägt, mit der Besonderheit eines hohen Anteils von Lipiden (70 %) im Vergleich zu Proteine (30 %) im Gegensatz zu anderen zellularen Membranen10. Allerdings sind die meisten der Myelin Proteine im Gegensatz zu Myelin Lipide spezifisch für Myelin, einschließlich Myelin basic Protein (MBP), Proteolipid-Protein (PLP), 2', 3'-cyclic Nucleotide 3'-Phosphodiesterase (CNP), Myelin-assoziierte Glykoprotein (MAG), Myelin-Oligodendrozyt Glykoprotein (MOG), PMP-22 und P010. Verschiedenen histologische Methoden Myelin Fleck gibt es anhand seiner Lipidzusammensetzung wie Luxol schnell blau11, Sudan schwarz B12, Bakers Säure Hematin Methode13, sowie Silber Färbung14. Dennoch lassen diese Ansätze nicht immer für einen ausreichenden Kontrast und Auflösung, Einzelfasern zu visualisieren. Ein alternativer Ansatz zur Erkennung von Myelin ist durch Immunhistochemie gegen Myelin Proteine gerichtet. Verschiedene Antikörper gezielt Myelin-spezifische Antigene mit hoher Spezifität und können routinemäßig verwendet werden, um Markhaltige Strukturen zu erkennen. Die Antikörper-Antigen-Interaktion kann weiter aufgedeckt werden, dass mit einem sekundären Antikörper gekoppelt an ein Fluorophor gegen den Primärantikörper gerichtet und mit angemessenen Fluoreszenzmikroskopie visualisiert. Hier beschreiben wir eine immunchemische Protokoll um Myelin auf ex Vivo zerebelläre Scheiben, ein Modell zu beflecken, ermöglicht eine gute Erhaltung der Architektur des Nervengewebes. Darüber hinaus die Organisation und die Größe von den Purkinje-Zellen (die einzige Markhaltige Neuronen des Kleinhirns) machen sie ein klassisches Modell für elektrophysiologische Untersuchungen und sie sind ebenso ideal, feste oder live-Imaging-Untersuchungen durchzuführen.
Die zerebelläre Scheiben entstehen von P9 P10 Mäusen, eine Zeit entspricht dem frühen Beginn der Purkinje Zelle Myelinisierung, ein Prozess, der vor allem durch eine Woche ex Vivo (ca. 6-7 Tage in-vitro-DIV)15erreicht wird. Darüber hinaus ist dieses Modell angepasst, demyelinisierende Erkrankungen wie der multiplen Sklerose (MS), zu untersuchen, wie eine umfangreiche Demyelinisierung im Kleinhirn Scheiben mit der Myelinotoxic Verbindung Lysophosphatidylcholine (oder Lysolecithin, LPC), induziert werden kann dem folgt eine spontane Remyelinisierung16,17. Endogene Remyelinisierung findet statt von zwei Tagen nach der LPC-Entfernung aus dem Kulturmedium und ist fast eine Woche nach der Behandlung vollständig.
Die Vollendung dieses Protokolls dauert ca. 3 Wochen, einschließlich einen halben Tag lang zerebelläre Slice Kulturen Vorbereitung, eine Woche völlig Markhaltige Scheiben, gefolgt von 2 Tagen auf dem Gipfel der Demyelinisierung zu erhalten und eine weitere Woche für ihre volle Remyelinisierung. Darüber hinaus kann Immunohistochemistry in 2 Tagen abgeschlossen sein. Das hier beschriebene Protokoll ist ein standard Wurf von 6 Mäusen Welpen angepasst und hinsichtlich der Anzahl der für das geplante Experiment verwendeten Tiere angepasst werden muss.
Alle Arbeiten im Zusammenhang mit Tieren eingehalten werden institutionelle und die UPMC INSERM und Französisch und der Europäischen Gemeinschaftsrichtlinie 86/609/EWG festgelegten Richtlinien.
1. Vorbereitung des Kulturmediums und Kultur fügt (Hands-on-Zeit ≈ 10 – 15 min.)
Hinweis: Führen Sie diesen Schritt in einem Fluss-Kultur-Abzug unter sterilen Bedingungen
2. Vorbereitung der Dissektion Medium (Hands-on-Zeit ≈ 5 min)
Hinweis: Führen Sie diesen Schritt in einem Fluss-Kultur-Abzug unter sterilen Bedingungen
3. Vorbereitung der Dissektion Material (Hands-on-Zeit ≈ 15 min)
4. CerebellumDissection und Abschnitte Vorbereitung (Hands-on-Zeit ≈ 15 – 20 min pro Tier)
5. Scheiben Kultur und Demyelinisierung (Hands-on-Zeit ≈ 15 – 20 min.)
Hinweis: Führen Sie diesen Schritt in einem Fluss-Kultur-Abzug unter sterilen Bedingungen
6. Immunohistochemistry (Hands-on-Zeit ≈ 01:30 – 2 h)
Hinweis: Führen Sie die Schritte 6.1. 6.3. unter einem Abzug. Vermeiden Sie Exposition gegenüber Paraformaldehyd (PFA) und beziehen sich auf die Produkt-Sicherheitsdatenblatt für angemessene Manipulation und Schutz.
Beispiele für repräsentative Myelin Immunostainings in organotypischen zerebelläre Scheiben von P9 P10 C57black6 Wildtyp (WT) (Abbildung 2A), sowie PLP-GFP transgene Mäuse (Abb. 2 b), zusammen mit Purkinje-Zellen, die Färbung erhalten. Zerebelläre Scheiben von der weißen Substanz myelinisieren verfolgt Region der Scheiben in Richtung der Peripherie der Folia und Myelinisierung der Purkinje-Zellen erfolgt meist nach 6 bis 7 DIV. Bei 7 DIV ist die Induktion von einem vollen Demyelinisierung durch LPC Behandlung (Abbildung 2Ci-Ii) möglich. Folgenden Demyelinisierung, die Scheiben spontan Remyelinate und sind voll Remyelinated 6-7 Tage nach dem Höhepunkt der Demyelinisierung (Abbildung 2Ciii).

Abbildung 1: Abbildung des Kleinhirns Scheiben Generation. Die Dissektion gliedert sich in drei Schritten. (A) das Kleinhirn ist isoliert und die Hirnhaut entfernt (Schritte 4.10 und 4.11). (B) das Kleinhirn ist dann auf der Chopper-Plattform übertragen und in Scheiben geschnitten (Schritte 4.12, 4.16). (C) schließlich, die Scheiben sind aus der Vermis isoliert und platziert auf einer Membran einfügen. Die Dissektion Medium übertragen mit der Scheiben wird entfernt und der 6-Well-Platte befindet sich in den Brutschrank (Schritte 4.18 und 4,22). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 2: Beispiel für Markhaltige zerebelläre Scheiben ex Vivo kultiviert. Bild-Stacks (orthogonale Projektion) wurden mit einem aufrechten konfokalen Mikroskop nach frei schwebenden Immunolabeling und flache Montage wie im Protokoll beschrieben. Die Scheiben sind robust Markhaltige bei 11 DIV (A, PLP; B, GFP in grün) und der axonalen Domänen werden zusammengebaut, als in-vivo mit Knoten von Ranvier bereichert in Voltage-gated Natriumkanäle (NaV, rot) flankiert von den Paranodal Axoglial Junction Domäne (Caspr, in weiß) in C57black6 WT (A beobachtet ) sowie PLP-GLP (B) transgene Mäuse Scheiben. (C) die zerebelläre Cortex-Architektur ist in der kultivierten Scheiben, erhalten, wie auf zerebelläre Scheiben von PLP-GFP Mäusen beobachtet. (ich) Purkinje Zellen Axon (Calbindin, Calb, blau) sind robust Markhaltige (GFP, grün) nach einer Woche in Kultur. (Ii) LPC Behandlung voll demyelinates Scheiben, welche Remyelinate spontan und sind vollständig Remyelinated 6 Tage Post Demyelinisierung (Iii, 14 DIV). Skalieren von Balken = 20 µm (A, B); 100 µm (C). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Die Autoren keine konkurrierenden Interessen oder widersprüchliche Interessen.
Hier präsentieren wir eine Methode um organotypischen Slice Kulturen aus Maus Kleinhirn und Myelinscheide Färbung von Immunohistochemistry geeignet für die Untersuchung von Mechanismen der Myelinisierung und Remyelinisierung in das zentrale Nervensystem vorzubereiten.
Wir danken Dr. Sean Freeman, Dr. Nathalie Sol-Foulon und Dr. Thomas Roux für wertvolle Hinweise auf das Manuskript. Diese Arbeit wurde finanziert durch INSERM, ICM, ARSEP Zuschüsse R13123DD, ANR R17127DD (bis n. Chr.) und FRM Fellowship, SPF20110421435 (zu n. Chr.), FDT20170437332 (zu M.T.). Wir danken die CELIS-Zelle-Kultur-Anlage und das Icm. Quant Bildgebungsplattform.
| BME medium | ThermoFisher Scientific | 41010026 | |
| Hank' s Balanced Salt Solution (10x HBSS) | ThermoFisher Scientific | 14180046 | |
| GlutaMAX (100x) | ThermoFisher Scientific | 35050038 | |
| Hitzeinaktiviertes Pferdeserum | ThermoFisher Scientific | 26050088 | |
| Penicillin– Streptomycin (10.000 I.E./ml) | ThermoFisher Scientific | 15140122 | |
| Gey' s Balanced Salt Solution | Sigma Aldrich | G9779-500ML | |
| D-Glucose Lösung (45%) | Sigma Aldrich | G8769-100ML | |
| Lysophosphatidylcholin (LPC) | Sigma Aldrich | L4129-100MG | |
| Paraformaldehyd (PFA) | Elektronenmikroskopie Sciences | 15714 | |
| Absolutes Ethanol (100% Ethanol) | VWR Chemicals | 20821.330 | Gekühlt bei -20°; C |
| Triton® X-100 | Sigma Aldrich | X100-500ML | |
| 10% normales Ziegenserum (NGS) | ThermoFisher Scientific | 500622 | |
| Phosphat-Pufferlösung | EuroMEDEX | ET330-A | pH 7,4 |
| Anti-GFP Antikörper (polyklonal, Huhn) | Merck Millipore | 06-896 | Verdünnung 1/300 |
| Anti-Myelin Basic Protein (MBP) Antikörper (polyklonal, Huhn) | Merck Millipore | AB9348 | Verdünnung 1/150 |
| Anti-Myelin Basic Protein (MBP) Antikörper (monoklonal, Maus IgG2b) | Merck Millipore | NE1019 | Verdünnung 1/200 |
| Anti-PLP Antikörper (Ratte, Hybridom) | Geschenk von Dr. K. Ikenaka; Okasaki, Japan | Verdünnung 1/5 bis 1/10 | |
| Anti-Natriumkanal, Pan Antikörper (monoklonal, Maus IgG1, Klon K58/35) | Sigma Aldrich | S8809 | Verdünnung 1/150 |
| Anti-Caspr Antikörper (polyklonal, Kaninchen) | Abcam | ab34151 | Verdünnung 1/500 |
| Ziege Sekundärantikörper konjugiert mit Alexa Fluor 488, 594, 647 oder 405 | ThermoFisher Scientific | Verdünnung 1/500 | |
| Fluoromount | SouthernBiotech | 0100-20 | |
| Gewebehacker | McIlwain | ||
| Rasierklingen | |||
| Große Schere | F.S.T | 14101-14 | |
| Kleine Schere | F.S.T | 91500-09 | |
| Fein-gerade Pinzette | F.S.T | 91150-20 | |
| Gebogen-feine Pinzette | F.S.T | 11297-00 | |
| Zellkulturschalen (60 mm und 100 mm) | TPP | ||
| 4-, 6-Well-Kulturplatten | TPP | ||
| Millicell-Kultureinsätze (0,4 & Mikro; m, 30 mm Durchmesser) | Merck Millipore | PICM0RG50 | |
| Zellkultur-Inkubator | 37° C, 5 % CO2 | ||
| Feinend-Pipettenspitzen | Dutscher | 134000CL | |
| Pipettenspitzen mit breitem Durchgang | ThermoFisher Scientific | 2079G | |
| Sterile Spritze | Terumo Europe | 20 oder 50 mL | |
| Sterile Spritzenvorsatzfilter | Terumo Europe | 0,22 µ m | |
| Skalpell | Swann-Morton | 0510 | |
| Pinsel | |||
| Objektträger | RS Frankreich | 76 mm x 26 mm x 1,1 mm | |
| Glasdeckgläser | RS Frankreich | 22 mm x 22 mm | |
| Kimtech Sciences Gewebewischer | Kimberly-Clark Professional | 5511 | |
| Binokulares Mikroskop |