In-vitro-Modellierung ist ein wesentliches Werkzeug in der biomedizinischen Forschung. Es ermöglicht den Forschern, spezifische Mechanismen in eingeschränkten Zelltypen oder in isolierten Systemen/Organen zu untersuchen und streng zu kontrollieren. Organotypische Scheibenkultur ist eine weit verbreitete In-vitro-Technik, vor allem im Bereich der Neurowissenschaften1. Die Methode wurde zuerst von Gähwiler etabliert, der Gehirnscheiben mit der Rollenrohrtechnik2kultivierte, und später modifiziert von Yamamoto et al., der die Verwendung einer mikroporösen Membran einführte, um kortikale Scheibenkulturen durchzuführen3. Im Vergleich zu primären Zellkulturen bieten organotypische Scheibenkulturen den Vorteil, die Zytoarchitektur des Gewebes sowie einheimische Zell-Zell-Verbindungen in der Ebene des Gewebeabschnitts zu erhalten.
Organotypische Scheiben wurden aus vielen Teilen des zentralen Nervensystems kultiviert, wie der Hippocampus4, Cortex5, Striatum6, Kleinhirn4,7, und Rückenmark8,9, unter anderem. Sie haben sich als ein leistungsfähiges Werkzeug in Drogen-Entdeckungsstudien10. Die Auswirkungen neuroaktiver Moleküle können auf vielfältige Weise bewertet werden: Überleben und Neurodegeneration mit Immunostaining- und Biochemie-Assays, neuronale Schaltungsbildung oder Unterbrechung enthoben mit Elektrophysiologie und Live-Imaging.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine einfache Methode zu beschreiben, um organotypische Kleinhirn-Scheibenkultur durchzuführen, die bekanntermaßen ein relevantes Modell ist, um die Entwicklung von Kleinhirn in vitro nachzuahmen. Insbesondere konzentrierten wir uns auf die Untersuchung des Purkinje-Zellentwicklungstodes. In vivo, Purkinje-Zellen unterziehen Apoptose während der ersten postnatalen Woche, Höhepunkt am postnatalen Tag 3 (P3)11. Das gleiche Muster wird in der Kleinhirnscheibenkultur beobachtet, wobei Purkinje-Neuronen durch Apoptose sterben, wenn Kleinhirn von Tieren zwischen P1 und P8 genommen wird, mit einem Spitzenwert bei P34,12. Die Verwendung der organotypischen Kleinhirnscheibenkulturen hat es ermöglicht, mehrere neuroprotektive Moleküle7,13, sowie das Verständnis eines Teils der Mechanismen, die an diesem programmierten Zelltod beteiligt sind, zu identifizieren14,15,16. Hier beschreiben wir ein Protokoll, das auf der Untersuchung von Stoppini et al.17 im Hippocampus basiert und von Dusart et al. an Kleinhirn angepasst wurde.4 Es beinhaltet eine schnelle Zerlegung und Zerkleinerung der postnatalen Kleinhirn; Kultur auf einen Zellkultureinsatz schneiden, der eine mikroporöse Membran mit oder ohne neuroprotektive Behandlung enthält; und Immunfluoreszenzfärbung zur Beurteilung des neuronalen Überlebens.