Name: Chip microfluídico para la construcción de modelos de lesión axonal y permite el análisis multiómico (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-10-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 11 min
Description: Aprende a construir un chip microfluídico para modelar lesiones axonales y realizar análisis multiómico en neuronas corticales. Este método permite estudiar la remodelación metabólica tras daño axonal.

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<ol><li>Namba, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pioneering+axons+regulate+neuronal+polarization+in+the+developing+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Pioneering axons regulate neuronal polarization in the developing cerebral cortex.</a> Neuron. 81 (4), 814-829 (2014).</li>
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<li>Shahryari, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pre-clinical+orthotopic+murine+model+of+human+prostate+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Pre-clinical orthotopic murine model of human prostate cancer.</a> J Vis Exp. (114), e54125(2016).</li>
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<li>Taylor, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+microfluidic+culture+platform+for+CNS+axonal+injury%2C+regeneration+and+transport%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">A microfluidic culture platform for CNS axonal injury, regeneration and transport.</a> Nat Methods. 2 (8), 599-605 (2005).</li>
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<li>Huang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reprogramming+an+energetic+AKT-PAK5+axis+boosts+axon+energy+supply+and+facilitates+neuron+survival+and+regeneration+after+injury+and+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Reprogramming an energetic AKT-PAK5 axis boosts axon energy supply and facilitates neuron survival and regeneration after injury and ischemia.</a> Curr Biol. 31 (14), 3098-3114 (2021).</li>
<li>Zhou, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facilitation+of+axon+regeneration+by+enhancing+mitochondrial+transport+and+rescuing+energy+deficits%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Facilitation of axon regeneration by enhancing mitochondrial transport and rescuing energy deficits.</a> J Cell Biol. 214 (1), 103-119 (2016).</li>
<li>Cartoni, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mammalian-specific+protein+armcx1+regulates+mitochondrial+transport+during+axon+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">The mammalian-specific protein armcx1 regulates mitochondrial transport during axon regeneration.</a> Neuron. 92 (6), 1294-1307 (2016).</li>
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<li>Derosa, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convergent+pathways+in+idiopathic+autism+revealed+by+time+course+transcriptomic+analysis+of+patient-derived+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Convergent pathways in idiopathic autism revealed by time course transcriptomic analysis of patient-derived neurons.</a> Sci Rep. 8 (1), 8423(2018).</li>
<li>Cheng, X. T., Huang, N., Sheng, Z. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Programming+axonal+mitochondrial+maintenance+and+bioenergetics+in+neurodegeneration+and+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Programming axonal mitochondrial maintenance and bioenergetics in neurodegeneration and regeneration.</a> Neuron. 110 (12), 1899-1923 (2022).</li>
<li>Huang, N., Sheng, Z. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+devices+as+model+platforms+of+CNS+injury-ischemia+to+study+axonal+regeneration+by+regulating+mitochondrial+transport+and+bioenergetic+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Regen%22%5BJournal%5D)">Microfluidic devices as model platforms of CNS injury-ischemia to study axonal regeneration by regulating mitochondrial transport and bioenergetic metabolism.</a> Cell Regen. 11 (1), 33(2022).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Medio neurobasal-A</td><td>Gibco</td><td>10888022</td><td>Medio de cultivo</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488 anti-ratón cabra</td><td>Invitrogen</td><td>A-21042</td><td>Inmunofluorescencia</td></tr><tr><td>Balanza analítica</td><td>Shanghai Shunyu Hengping Scientific Instrument Co., Ltd.</td><td>FA1004</td><td>Pesaje preciso de reactivos/muestras</td></tr><tr><td>B27 (50x)</td><td>Gibco</td><td>17504044</td><td>Medio de cultivo</td></tr><tr><td>Ensayo de proteínas BCA</td><td>Boster</td><td>AR1189</td><td>Concentraciones de proteínas</td></tr><tr><td>Bioanalizador</td><td>Agilent</td><td>https://www.agilent.com/en/product/automated-electrophoresis/bioanalyzer-systems/bioanalyzer-instrument</td><td></td></tr><tr><td>Albúmina sérica bovina</td><td>Vista de Genview</td><td>FA016</td><td>Inmunofluorescencia</td></tr><tr><td>Mezclador de agitador centrífugo</td><td>PENSAR</td><td>ARE-310</td><td>Mezcla de PDMS y desgasificación</td></tr><tr><td>Analizador CLARIOstarPlus-ACU</td><td>BMG LABTECH</td><td>CLARIOstar Plus</td><td>Concentraciones de proteínas</td></tr><tr><td>Incubadora de CO2</td><td>Thermo Fisher Scientific (Asheville) LLC</td><td>3111</td><td>Incubación de cultivos celulares a 37 ° C, 5% CO?</td></tr><tr><td>Bomba de vacío de diafragma resistente a la corrosión</td><td>Tecnología de instrumentos Shanghai Lichen Bangxi Co., Ltd.</td><td>LC-85DLC</td><td>Aspirar el líquido residual y proporcionar succión para la axotomía</td></tr><tr><td>D-GLUCOSA (U-13C6, 99%)</td><td>Laboratorios de isótopos de Cambridge</td><td>CLM-1396</td><td>Flujo metabólico</td></tr><tr><td>ADNasa I</td><td>Roche</td><td>11284932001</td><td>Cultura neuronal</td></tr><tr><td>Plataforma Dr.TOM2&nbsp;</td><td>Genómica BGI</td><td></td><td>Realizar y analizar secuencias de ARN</td></tr><tr><td>Horno eléctrico de secado por aire caliente</td><td>BIOM Huahong Bonn / Huaying Bosi</td><td>DHG-9070A</td><td>Curar PDMS</td></tr><tr><td>Balanza electrónica</td><td>Shanghai Huachao Industrial Co., Ltd.</td><td>HC313</td><td>Pesaje rutinario de materiales</td></tr><tr><td>Medio de montaje acuoso Fluoromount</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F4680</td><td>Inmunofluorescencia</td></tr><tr><td>GlutaMAX</td><td>Gibco</td><td>35050061</td><td>Medio de cultivo</td></tr><tr><td>Glicina</td><td>Solarbio</td><td>G8200</td><td>Inmunofluorescencia</td></tr><tr><td>HBSS</td><td>Gibco</td><td>14025092</td><td>Cultura neuronal</td></tr><tr><td>HBSS, sin calcio, sin magnesio</td><td>Gibco</td><td>14175095</td><td>Cultura neuronal</td></tr><tr><td>Esterilizador de vapor de alta presión</td><td>STIK Instrument (Shanghai) Co., Ltd.</td><td>HMJ-54A</td><td>Esterilización de equipos y medios de laboratorio</td></tr><tr><td>Cámara hipóxica</td><td>Tecnologías STEMCELL</td><td>27310</td><td>Tratamiento hipóxico</td></tr><tr><td>ImagenJ</td><td>NIH</td><td></td><td>Se utiliza para analizar imágenes de microscopía</td></tr><tr><td>Microscopio Leica</td><td>Leica Microsystems CMS GmbH</td><td>Fluorescente LED DMIL</td><td>Observación en vivo y de fluorescencia</td></tr><tr><td>Solución de imágenes de células vivas</td><td>Invitrogen</td><td>A14291DJ</td><td>Imágenes de células vivas</td></tr><tr><td>Caja de almacenamiento médica a baja temperatura (-80 &deg; C)</td><td>Qingdao Haier Biomedical Co., Ltd.</td><td>DW-86L388J</td><td>Almacenamiento de muestras a largo plazo a -80 ° C</td></tr><tr><td>Mini bomba de vacío de sobremesa</td><td>Haimen Qilin-Bell Instrument Manufacturing Co., Ltd.</td><td>GL-805</td><td>Aplicaciones de vacío a pequeña escala</td></tr><tr><td>MitoTracker Naranja CMTMRos</td><td>Invitrogen</td><td>M7510</td><td>Tinción de potencial de membrana mitocondrial</td></tr><tr><td>Programa MRMPROBS</td><td></td><td>Versión 2.60</td><td>Para extraer datos brutos de espectrometría de masas&nbsp;</td></tr><tr><td>Medio neurobasal</td><td>Gibco</td><td>21103049</td><td>Medio de cultivo</td></tr><tr><td>Neurobasal-A sin glucosa</td><td>Gibco</td><td>A2477501</td><td>Medio de cultivo</td></tr><tr><td>Papaína</td><td>Worthington</td><td>LS003127</td><td>Cultura neuronal</td></tr><tr><td>Paraformaldehido</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6148</td><td>Fijación celular</td></tr><tr><td>PDMS</td><td>Dow Corning</td><td>DC184</td><td>Fabricación de dispositivos</td></tr><tr><td>Vial inhibidor del kit PDS</td><td>Worthington</td><td>LK003182</td><td>Cultura neuronal</td></tr><tr><td>Penicilina Estreptomicina</td><td>Gibco</td><td>15140122</td><td>Medio de cultivo</td></tr><tr><td>Solución salina tamponada con fosfato</td><td>Biosharp</td><td>BL302A</td><td>Diluir las sustancias y limpiar los recipientes de las celdas</td></tr><tr><td>Limpiador de plasma</td><td>Harrick Plasma</td><td>ODC-32G-2</td><td>Activación</td></tr><tr><td>Poli-D-lisina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6407</td><td>Cultura neuronal</td></tr><tr><td>Prisma</td><td>Teclado gráfico</td><td>Versión 8.4.3</td><td>Análisis estadísticos</td></tr><tr><td>Centrífuga refrigerada</td><td>Eppendorf AG (Alemania)</td><td>5430R</td><td>Separación de muestras a temperaturas controladas</td></tr><tr><td>Kit de extracción de ARN total de células/bacterias puras RNArep</td><td>Tiangen</td><td>DP430</td><td>Transcriptómica</td></tr><tr><td>Rotámetro</td><td>Dwyer</td><td>RMA-23-SSV</td><td>Controlar el bajo flujo de oxígeno</td></tr><tr><td>Microscopio estereoscópico</td><td>Corporación Olympus</td><td>SZ2-ILST</td><td>Observación y disección de muestras</td></tr><tr><td>Agitador orbital Stuart</td><td>Kylin-Bell</td><td>TS-200</td><td>Mezcla de cultivos/soluciones celulares a velocidades ajustables</td></tr><tr><td>Tritón X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100</td><td>Inmunofluorescencia</td></tr><tr><td>Bomba de vacío de paletas rotativas ULVAC</td><td>ULVAC (Ningbo) Co., Ltd.</td><td>GLD-N202</td><td>Creación de vacío para filtración/secado</td></tr><tr><td>&beta; III-tubulina</td><td>Promega</td><td>G7121</td><td>Inmunofluorescencia</td></tr></tbody></table>

chip microfluídico para la construcción de modelos de lesión axonal y permite el análisis multiómico

Microfluidic Chip for Axonal Injury Models Construction and Enabling Multi-Omics Analysis

Para establecer una plataforma de investigación integral para estudiar los mecanismos de regulación metabólica en las neuronas corticales, primero cultivamos neuronas corticales en un dispositivo microfluídico convencional, controlando con precisión el crecimiento de axones a lo largo de los microcanales (Figura 2A). Con un diseño adecuado, los microcanales se construyeron con una altura baja (5 μm) y un ancho mayor (10 μm), lo que permite que cada canal albe...

Chip microfluídico para la construcción de modelos de lesión axonal y permite el análisis multiómico

Neurons polarize to form dendrites and axons, enabling intercellular communication. Axonal injury disrupts these connections and transmits damage signals ...

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Research

Investigación

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociencia

En este video se demuestra la técnica de la litografía blanda, con polidimetilsiloxano (PDMS) que utilizamos para farbricate un dispositivo de microfluidos para el cultivo de neuronas.

Fabricación de un dispositivo de microfluidos para la compartimentación de las neuronas y los axones Soma

BioMEMS: La forja de nuevas colaboraciones entre biólogos e ingenieros

Hemos desarrollado una novela de varios compartimientos de neuronas co-cultivo plataforma de microsistemas para la investigación in vitro de interacción axón-glia del SNC. La plataforma es capaz de conducir hasta seis experimentos independientes en paralelo y se fabrica utilizando un nuevo desarrollo de macro / micro método de fabricación de híbridos.

Un compartimiento de Multi-CNS neuronas-glia Co-cultivo de microfluidos Plataforma

Este estudio describe los procedimientos de instalación de un axón neuronal y la novela (astro) glia plataforma de co-cultivo. En este sistema de co-cultivo, la manipulación de la interacción directa entre un solo axón (y células gliales único) se hace factible, permitiendo un análisis mecanicista de la neurona mutuo de señalización gliales.

Análisis de imágenes de Neuron a la interacción glía en la Plataforma Cultura Microfluidic (MCP)-basada en Axón Neuronal y Sistema Glia Co-cultura

Se describen protocolos para sola neurona arraying microfluidos y el enmascaramiento de agua para el patrón de plasma en el chip de recubrimientos de biomateriales. Co-cultivos altamente interconectadas se pueden preparar usando entradas de celda mínimos.

Preparación de Neuronales Co-culturas con precisión Single Cell

Este manuscrito detalla la fabricación de redes neuronales de ingeniería micro-tejidos: construcciones tridimensionales de tamaño micrométrico compuestas por extensos tramos axonales alineados que abarcan la (s) población (es) neuronal (es) agregada (s) encerrada (s) en un hidrogel tubular. Estos andamios vivos pueden servir como relés funcionales para reconstruir o modular circuitos neuronales o como bancos de pruebas biofidelic imitando la neuroanatomía de la sustancia gris-blanca.

Anatomía Inspirada Tridimensional Micro-tejido Ingeniería de Redes Neuronales para la Reconstrucción del Sistema Nervioso, Modulación y Modelado

Este protocolo describe el uso de virutas de plástico a la cultura y compartimentar primarias neuronas murinas. Estos chips son confecciones, fácil de usar y compatible con alta resolución, en directo y la proyección de imagen de la fluorescencia. Este protocolo describe cómo las neuronas hippocampal de la rata dentro de estos chips de la placa y realizar la inmunotinción, axotomía y aislamiento fluídica.

Uso de Chips microfluídicos plástico premontados para compartimentar primarias neuronas murinas

Este protocolo pretende demostrar cómo combinar arreglos de microelectrodos en vitro con dispositivos microfluídicos para estudiar la transmisión del potencial de acción en cultivos neuronales. Análisis de los datos, es decir, la detección y caracterización de propagar potenciales de acción, es realizada con un nuevo avanzado, pero fácil de usar y libremente disponible, herramienta computacional.

Microfluídica de entretela con arreglos de microelectrodos para el estudio de la comunicación Neuronal y Axonal señal propagación

Este protocolo demuestra el uso de chips microfluídicos compartimentados, moldeados por inyección en un copolímero de olefina cíclico a neuronas cultivadas diferenciadas de las células madre humanas. Estos chips son premontados y más fáciles de usar que los dispositivos tradicionales de poli(dimetilsiloxano) compartimentados. Aquí se describen múltiples paradigmas experimentales comunes, como el etiquetado viral, el aislamiento fluido, la axotomía y la inmunomancha.

Compartmentalización de las neuronas derivadas de células madre humanas dentro de chips microfluídicos plásticos preensamblados

Aquí, presentamos un protocolo para preparar y cultivar un microambiente tumor metastásico de barrera hematoencefálica y luego cuantificar su estado mediante imágenes confocales e inteligencia artificial (aprendizaje automático).

Cuantificación del microambiente del tumor metastásico cerebral mediante un modelo 3D de chip organ-on-A, aprendizaje automático y tomografía confocal

Se proporciona un protocolo para el cultivo y manipulación de tejido embrionario de ratón en un chip microfluídico. Mediante la aplicación de pulsos de moduladores de vía, este sistema se puede utilizar para controlar externamente las oscilaciones de señalización para la investigación funcional de la somitogénesis del ratón.

Un enfoque de microfluídica para la investigación funcional de las oscilaciones de señalización que gobiernan la somitogénesis

Aprende a construir un chip microfluídico para modelar lesiones axonales y realizar análisis multiómico en neuronas corticales. Este método permite estudiar la remodelación metabólica tras daño axonal.

Chip microfluídico para la construcción de modelos de lesión axonal y permite el análisis multiómico

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