Artículo de método

Un ensayo Galvanotaxis por análisis de la cinética precursoras neurales migración celular en un campo aplicado externamente directo Corriente Eléctrica

DOI:

10.3791/4193

13 de octubre de 2012

En este artículo

Resumen

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En este protocolo, se muestran cómo construir cámaras personalizados que permitan la aplicación de un campo eléctrico de corriente directa para activar el tiempo de imágenes a intervalos de cerebro adulto derivado translocación célula precursora neural durante galvanotaxia.

Resumen

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El descubrimiento de células madre neurales y células progenitoras (colectivamente denominadas células precursoras neurales) (CPN) en el cerebro adulto de mamíferos ha conducido a un cuerpo de la investigación dirigida a la utilización de las propiedades multipotentes y proliferativa de estas células para el desarrollo de estrategias neuroregenerativas. Un paso crítico para el éxito de tales estrategias es la movilización de NPCs hacia un sitio de la lesión después de un trasplante exógeno o para aumentar la respuesta de los precursores endógenos que se encuentran en la región periventricular del SNC. Por consiguiente, es esencial para comprender los mecanismos que promueven, orientar y mejorar la migración NPC. Nuestro trabajo se centra en la utilización de los campos eléctricos de corriente directa (dcEFs) promover y migración NPC directa - un fenómeno conocido como galvanotaxia. Endógenos campos eléctricos funcionan como señales fisiológicas esenciales para la migración celular durante el desarrollo normal y la reparación de heridas. Interrupción farmacológica de latrans-neural en embriones de potencial tubo axolotl provoca graves malformaciones en el desarrollo 1. En el contexto de la cicatrización de heridas, la tasa de reparación de córnea heridos se correlaciona directamente con la magnitud del potencial de heridas epiteliales que surge después de la lesión, como se muestra por la mejora farmacológica o la interrupción de este dcEF 2-3. Hemos demostrado que los adultos NPCs subependimales someterse a migración catódica rápida y dirigida in vitro cuando se exponen a un dcEF aplicada externamente. En este protocolo se describen técnicas de nuestro laboratorio para la creación de un ensayo de galvanotaxia simple y eficaz para la alta resolución, observación a largo plazo de la translocación dirigida cuerpo celular (migración) en un nivel de una sola célula. Este ensayo sería adecuado para la investigación de los mecanismos que regulan la transducción de dcEF en la motilidad celular mediante el uso de ratones transgénicos o knockout, ARN corto de interferencia, o agonistas / antagonistas de receptores específicos.

Protocolo

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Todos los procedimientos que impliquen la manipulación de animales fueron aprobados por la Universidad de Toronto Comité de Cuidado de Animales de acuerdo con las directrices institucionales (Protocolo n º. 20009387). Los siguientes métodos se debe realizar utilizando instrumentos estériles y técnicas, en una campana de flujo laminar en su caso.

En el texto siguiente protocolo, la frase "EFH-SFM" se refiere a medio libre de suero suplementado con factor de crecimiento epidérmico, factor de crecimiento de fibroblastos básico y la heparina. EFH-SFM se utiliza en la investigación de la galvanotaxia de NPCs no diferenciados debido a que estos....

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Resultados

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Análisis cinemático revela que en presencia de un 250 mV / mm dcEF, NPCs indiferenciadas exponer galvanotaxia altamente dirigidos y rápido hacia el cátodo (Figura 5A, Película 1). En ausencia de un dcEF, movimiento al azar de las células se observó (Figura 5B, Película 2). En esta intensidad de campo,> 98% de NPCs indiferenciadas migrar para toda 6-8 hr para los que se explora, y ya que las células muertas no migran esto sugiere que permanecen viables durante este período en la ausen.......

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Discusión

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Este protocolo ha sido adaptado de los métodos bien establecidos de estudios previos 7-9. Galvanotactic cámaras pueden construirse utilizando una variedad de técnicas diferentes, incluyendo la construcción de un vaso separado bien para el confinamiento de la siembra de células, o el uso de CO 2 ablación con láser para la microfabricación de la depresión central 10,11. Algunas técnicas pueden ser más laborioso o costosos que otros. Se ha descrito un ensayo simple y rentable para la constr.......

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Divulgaciones

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No hay conflictos de interés declarado.

Agradecimientos

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Este trabajo es financiado por las Ciencias Naturales e Ingeniería de Investigación de Canadá (subvención # 249669, 482986 y #) y Heart and Stroke Foundation de Canadá (subvención # 485508). Los autores agradecen a Youssef El-Hayek y el Dr. Qi Wan por su ayuda en la elaboración de los protocolos experimentales.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Nombre del elemento Empresa Número de catálogo Comentarios
Precursoras neurales de aislamiento de células
2 M NaCl Sigma S5886 11,688 g disueltos en 100 ml de dH 2 O
1 M KCl Sigma P5405 7,456 g disueltos en 100 ml de dH 2 O
1 M MgCl 2 Sigma M2393 20,33 g disueltos en 100 ml de dH 2 O
155 mM NaHCO 3 Sigma S5761 1,302 g disueltos en 100 ml de dH 2 O
La glucosa 0,5 M Sigma G6152 9,01 g disueltos en 100ml dH 2 O
108 mM CaCl 2 Sigma C7902 1,59 g disueltos en 100 ml de dH 2 O
Penicilina-estreptomicina Gibco 15070
Tripsina de páncreas bovino Sigma T1005
Ovejas testículos hialuronidasa Sigma H6254
Ácido quinurénico Sigma K3375
Inhibidor de tripsina de ovomucoide Worthington LS003086
DMEM Invitrogen 12100046
F12 Invitrogen 21700075
30% de glucosa Sigma G6152
7,5% NaHCO 3 Sigma S5761
HEPES 1 M Sigma H3375 23,83 g disueltos en 100 ml de dH 2 O
L-glutamina Gibco 25030
FEAG Invitrogen PMG8041 Reconstituir en 1 ml de mezcla de la hormona y la alícuota en 20 unidades mu l.
FGF Invitrogen PHG0226 Reconstituir en 0,5 ml de mezcla de la hormona y la alícuota en 20 unidades mu l.
La heparina Sigma H3149
Apo-transferrina R & D Systems 3188-AT 0,1 g disueltos en 4 ml de dH 2 0
Putrescina Sigma P7505 Disolver 9,61 mg en Apo-transferrina asíción
Insulina Sigma I5500 Disolver 25 mg en 0,5 ml de HCl 0,1 N y añade a 3,5 ml de dH 2 0
Selenio Sigma S9133
Progesterona Sigma P6149
Herramientas generales Dissection Herramientas Artes Ciencias
Disección microscopio Zeiss Stemi 2000
Galvanotaxis cámara de preparación
Square portaobjetos de vidrio cubierta VWR 16004
Ácido clorhídrico 6N VWR BDH3204-1
Grasa de alto vacío Dow Corning
60 mm Placas de Petri Fisher Scientific 0875713A
Poli-L-lisina Sigma P4707
Matrigel BD Biosciences 354234 Descongelar y alícuota en 150 unidades mu l
FBS Invitrogen 10082139 Utilice únicamente si la inducción de diferenciación NPC, de lo contrario usar SFM + EFH medios de cultivo como se ha indicado anteriormente
Contando microscopio Olimpo CKX41
Vivo Celular Time-lapse de imágenes
Alambre de plata Alfa Aesar 11434
UltraPure agarosa Invitrogen 15510-027
Calentar la inactividadATED FBS Sigma 16140071
Tubería de PVC Fisher Scientific 80000006 3/32 "ID x 5/32" OD
Blanqueador Clorox
10 cc jeringa BD 309604
Calibre 18 aguja BD 305195
Dremel taladro Dremel Modelo 750
Microscopio invertido equipado con cámara de humidificado, incubados Zeiss Axiovert-200M

Recetas

Artículo Volumen
2 M NaCl 6,2 ml
1 M KCl 0,5 ml
1 M MgCl 2 0,32 ml
155mm NaHCO 3 16,9 ml
La glucosa 1M 1 ml
108 mM CaCl 2 0,09256 ml
Penicilina-estreptomicina 1 ml
Agua autoclave 74 ml

Líquido cefalorraquídeo artificial

Artículo Volumen o Masa
Líquido cefalorraquídeo artificial 30 ml
Tripsina de páncreas bovino 40 mg
Ovejas testículos hialuronidasa 22,8 mg
Ácido quinurénico 5 mg

solución de tripsina

Artículo Volumen o Masa
SFM 15 ml
Inhibidor de tripsina de ovomucoide 10 mg

Solución de inhibidor de tripsina

Artículo Volumen
Agua autoclave 37 ml
10 veces DMEM/F12 10 ml
30% de glucosa 2 ml
7,5% NaHCO 3 1,5 ml
HEPES 1 M 0,5 ml
Transferrina, putrescina solución 4 ml
25 mg solución de insulina 4 ml
Selenio 100 y mu; L
Progesterona 100 l

Hormona Mix (100 ml en total, almacenan a -20 ° C)

Artículo Volumen
Agua autoclave 37,5 ml
10X DMEM/F12 (3:1) 5 ml
30% de glucosa 1 ml
7,5% NaHCO 3 0,75 ml
HEPES 1 M 0,25 ml
Hormona de mezcla 5 ml
L-glutamina 0,5 ml
Penicilina-estreptomicina 0,5 ml

Serum Free Media EFH-SFM: añadir 10 l de EGF, 10 l de FGF, y 3,66 l de heparina FBS-SFM: añadir 0,5 ml de FBS

Artículo Volumen
Matrigel 150 l
SFM 3,6 ml

Matrigel Solución alícuota Matrigel debe ser colocado en una caja de hielo y se dejó descongelar lentamente durante 4-5 horas para formar un líquido viscoso antes de mezclar con SFM. Esto asegurará la formación de una capa lisa de sustrato Matrigel. Si no descongelaron lentamente, el sustrato resultante contendrá grupos de Matrigel, posiblemente obstaculizar la migración celular.

Artículo Volumen o Masa
UltraPure agarosa 300 mg en 10 ml ddH 2 0
SFM
FBS inactivado por calor
8 ml
2 ml

MatrigelSolución Mezcle 8 ml de SFM con 2 ml de FBS inactivado por calor en un tubo de 15 cc halcón. Mezcla de agarosa con 10 ml ddH 2 0 en un matraz Erlenmeyer, y el calor en un horno de microondas durante 30 segundos en intervalos de 10-sec, asegurando para eliminar la solución del microondas después de cada intervalo de 10-sec y mezclar bien. Tras el final de 10 segundos período de microondas, mezclar la solución de agarosa con el SFM / solución de SFB y guárdelo en un baño de agua 57 ° C.

Referencias

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  1. Borgens, R. B., Shi, R. Uncoupling histogenesis from morphogenesis in the vertebrate embryo by collapse of the transneural tube potential. Dev. Dyn. 203, 456-467 (1995).
  2. Song, B., Zhao, M., Forrester, J. V., McCaig, C. D.

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