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Stimulation de la différenciation des cellules souches nerveuses à l’aide d’un traitement au plasma atmosphérique froid

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

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Source : Xiong, Z., et al. Différenciation des cellules souches nerveuses par un traitement au plasma atmosphérique froid in vitro en une étape. J. Vis. Exp. (2019).

Cette vidéo présente une méthode pour déclencher la différenciation dans les cellules souches neurales en utilisant du plasma atmosphérique froid. Cela génère un rayonnement UV et des molécules réactives pour stimuler les cellules nerveuses à produire des projections, indiquant la différenciation des cellules neuronales.

Protocol

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1. Cultures cellulaires et prédifférenciation

  1. Culture et prédifférenciation de cellules souches neurales
    1. Préparez des lamelles enrobées de poly-D-lysine. Insérez une lamelle stérile (20 mm de diamètre) dans une plaque à 12 puits. Enduire le verre de protection de poly-D-lysine, 0,1 % p/v, dans de l’eau pour une meilleure adhérence cellulaire sur les lamelles en suivant les étapes suivantes.
      REMARQUE : Les conditions optimales doivent être déterminées pour chaque lignée cellulaire et chaque application.
      1. Enduire aseptiquement la surface de la lamelle de poly-D-lysine, 0,1 % p/v, dans de l’eau. Basculez doucement pour assurer un revêtement uniforme de la surface de la lamelle.
      2. Après la culture pendant une nuit (~12 h) à 37 °C, retirer la solution de poly-D-lysine et rincer la surface 3 fois avec 1 mL d’eau stérile.
      3. Séchez les cellules au moins 30 min avant de les semer.
  2. Culture et prédifférenciation de cellules souches neurales murines en C17.2 (C17.2-NSC)
    1. Incuber les CSN-C17.2 dans une fiole de25 cm dans un milieu d'aigle modifié de Dulbecco (DMEM) complété par 10 % de sérum fœtal bovin (FBS), 5 % de sérum de cheval (HS) et 1 % de pénicilline/streptomycine à 37 °C et 5 % de CO2 pendant ~2 à 3d.
    2. Lorsque les cellules atteignent 85 % de confluence, retirez le milieu, lavez-les avec 1 mL de PBS et ajoutez 1 mL de trypsine fraîche (0,25 %) dans le flacon. Laisser reposer 1 min ; ensuite, ajouter 1 mL de milieu de culture dans la fiole et pipeter de haut en bas plusieurs fois pour obtenir une suspension unicellulaire.
    3. Comptez la densité des cellules dans la suspension à l’aide d’un hémocytomètre. Calculez le volume requis de suspension cellulaire pour obtenir une concentration cellulaire finale de 2 x 104 cellules/mL.
    4. Ensemencez les CSN-C17.2 sur les lamelles enrobées de la plaque de 12 puits d’une densité de ~2 x 104 cellules par puits. Vérifier la densité cellulaire au microscope.
      REMARQUE : Pour un meilleur résultat, la densité cellulaire optimale doit être déterminée avant l’expérience d’immunofluorescence.
    5. Incuber les cellules à 37 °C dans un incubateur cellulaire pendant 12 h pour permettre la fixation.
    6. Après la fixation, laver les cellules 2 fois avec 1 mL de PBS et cultiver les cellules avec un milieu de différenciation composé de DMEM/F12 avec un supplément de 1 % de N2 pendant 48 h avant le traitement au plasma.
  3. Culture et prédifférenciation de cellules souches neurales primaires de rat
    1. Cultiver la suspension primaire de cellules souches neurales (NSC) de rat dans un milieu de croissance de NSC de rat dans des flacons T25 non enrobés à une densité de 5 x 105 cellules.
    2. Vérifiez la formation des neurosphères au microscope inversé. Assurez-vous que la morphologie des neurosphères présente des complexes multicellulaires sphériques et transparents.
    3. Lorsque les neurosphères atteignent un diamètre de 3 mm ou plus, transférez la suspension de la neurosphère dans un tube à centrifuger stérile de 15 ml et laissez les neurosphères se déposer par gravité.
    4. Retirez le surnageant avec précaution pour laisser les neurosphères dans un volume minimal de milieu.
    5. Rincez les neurosphères 1x avec 5 mL de PBS et laissez les neurosphères se déposer par gravité. Retirer le surnageant pour laisser un volume minimal de PBS.
    6. Ajoutez un volume approprié de milieu de différenciation pour ajuster la densité cellulaire à ~12 - 15 neurosphères par millilitre. Le milieu de différenciation des CSN primaires de rat se compose de DMEM/F12, de 2 % de B27 et de 1 % de FBS.
    7. Semez 1 mL de suspension de neurosphère sur chaque lamelle enrobée de la plaque à 12 puits.
      REMARQUE : Secouez doucement la plaque pour vous assurer que les neurosphères sont uniformément réparties. Cette étape est essentielle pour un meilleur résultat d’immunofluorescence.
    8. Placez la plaque dans l’incubateur et laissez-la se prédifférencier pendant 24 h avant le traitement au plasma.

2. Préparation des jets de plasma

  1. Choisissez un tube en quartz semi-ouvert d’un diamètre intérieur de 2 mm et d’un diamètre extérieur de 4 mm. Insérez un fil haute tension d’un diamètre de 2 mm dans le tube.
  2. Insérez le tube de quartz avec le fil haute tension dans une seringue de 5 ml et utilisez un support pour le monter à l’intérieur du centre de la seringue. Réglez la distance entre l’extrémité scellée du tube en quartz et l’embout de la seringue à 1 cm.
  3. Connectez un tuyau en caoutchouc de silicone de 1 m (d’un diamètre intérieur de 12 mm) à l’extrémité ouverte de la seringue, puis connectez-le au débitmètre et à la vanne de gaz en séquence.

3. Acquisition des Jets

  1. Connectez le circuit comme illustré à la Figure 1. Connectez le fil de sortie de l’alimentation à l’appareil à jet de plasma, puis connectez l’extrémité de la sonde haute tension avec le fil de sortie pour détecter la tension. Connectez l’autre extrémité de la sonde haute tension à l’oscilloscope pour enregistrer les informations de la tension de sortie. Vérifiez l’ensemble du circuit et assurez-vous que l’alimentation, l’oscilloscope et la sonde haute tension sont tous mis à la terre.
  2. Vérifiez la conduite de gaz. Assurez-vous que le tube de gaz a été connecté à l’appareil à jet de plasma ; Ensuite, ouvrez la vanne de gaz de l’hélium (fraction volumique, 99,999 %) et de l’oxygène (fraction volumique, 99,999 %) et réglez le débit de gaz à 1 L : 0,01 L/min (He :O2).
    REMARQUE : Laissez le gaz couler pendant plusieurs minutes avant d’allumer l’alimentation électrique pour la première fois.
  3. Définissez l’amplitude, la fréquence et la largeur d’impulsion sur 8 kV, 8 kHz et 1600 ns, respectivement. Vérifiez à nouveau le circuit, puis allumez le bouton de sortie pour créer un jet de plasma.
    ATTENTION : Ne touchez à aucun moment le fil haute tension.

4. Traitement plasmatique des cellules souches neurales

  1. Réglez la distance entre la buse de la seringue et le trou du puits de la cellule à 15 mm.
    REMARQUE : La distance est mesurée à partir du bas de la plate-forme où la plaque à 12 puits est placée.
  2. Sortez la plaque à 12 puits de l’incubateur et changez le milieu des cellules prédifférenciées en 800 μL de milieu de différenciation frais.
  3. Divisez les cellules en trois groupes : un groupe témoin non traité, un groupe de traitement à flux gazeux 60 s He-and-O2 (1 %) et un groupe de traitement plasma 60 s.
    REMARQUE : Il n’y a pas de perte de liquide évidente dans les conditions de traitement.
  4. Placez la plaque à 12 puits sous les jets de plasma, assurez-vous que la buse de la seringue est fixée au centre de chaque trou, et administrez le traitement approprié aux différents groupes mentionnés à l’étape 4.3.
    REMARQUE : Les témoins non traités ont été conservés dans un milieu de différenciation à température ambiante pendant la procédure expérimentale afin d’assurer des conditions de traitement uniformes. Le groupe de traitement à flux gazeux He-and-O2 (1 %) a été traité avec seulement un flux gazeux He et O2 (1 %), sans génération de plasma. Tous les traitements doivent être effectués en trois exemplaires.

5. Différenciation des cellules souches neurales

  1. Après le traitement, retirer la culture d’origine et ajouter 1 mL de nouveau milieu de différenciation dans chaque puits.
  2. Incuber les cellules dans l’incubateur à 37 °C et 5 % de CO2 pendant 6 jours. Changez de milieu tous les deux jours.
  3. Vérifiez quotidiennement l’état de différenciation des différents groupes à l’aide d’un microscope optique à contraste de phase inversé Figure 2. Sélectionnez au hasard au moins 12 champs et prenez des photos pour enregistrer les changements morphologiques.

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Results

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Figure 1 : Schéma du dispositif expérimental. L’appareil à jet de plasma est connecté au fil de sortie de l’alimentation haute tension. La sonde haute tension avec oscilloscope est utilisée pour détecter la tension de sortie. Lorsque les gaz de travail circulent à travers la seringue et que la haute tension est activée, le jet de plasma sera généré et se propagera à l’air libre.

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Disclosures

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Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Lamellenid801008
Poly-D-lysineBeyotimeRéf. P0128
DMEM moyenHyCloneSH30022,01 milliardstocké à 4 °C
DMEM/F12 moyenHyCloneSH30023,01 milliardstocké à 4 °C
Supplément N2Gibco17502048stocké à -20 °C et à l’abri de la lumière
Supplément B27Gibco17504044stocké à -20 °C et à l’abri de la lumière
Sérum fœtal bovinHyCloneSH30084.03conservé à -20 °C, éviter les congélations et décongélations répétées
Sérum de cheval donneurHyCloneSH30074.03tored à -20 °C, éviter les gels et dégels répétés
Pénicilline/streptomycineHyCloneSV30010stocké à 4 °C
trypsineHyClone25300054stocké à 4 °C
La solution PBSHyCloneSH30256,01 milliardstocké à 4 °C
4 % de paraformaldéhydeBeyotimeRéf. P0098stocké à -20 °C
TritonX-100sigmaRéf. T8787
Microscope optiqueNanjing Jiangnan Novel Optics CompanyXD-202
Amplificateur de puissance haute tensionÉnergie dirigéePVX-4110
Alimentation DCSpellmanSL1200
Générateur de fonctionsAligentRéférence 33521A
oscilloscopeTektronixDPO3034
Sonde haute tensionTektronixP6015A
Plaque à 12 puitsCorningRéférence 3512
Fiole de 25 cm2Corning430639
Hélium gazeux
Oxygène gazeux
Nez à jet de plasma
Incubateur à CO2
Tuyau en siliconeDiamètre intérieur de 12 mm
Cellule souche neurale murine C17.2 (C17.2-NSC)

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