Article de méthode

Quantification des molécules d'endosome et de lysosome dans les neurones cultivés utilisant des sondes fluorescentes

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DOI :

10.3791/55488

22 mai 2017

Dans cet article

Résumé

L'étude du trafic membranaire est cruciale pour comprendre les fonctions neuronales. Ici, nous introduisons un procédé pour quantifier la motilité des vésicules dans les neurones. C'est une méthode pratique qui peut être adaptée à la quantification du trafic membranaire dans le système nerveux.

Résumé

Dans le cerveau, les systèmes de trafic membranaire jouent un rôle important dans la régulation des fonctions neuronales, telles que la morphologie neuronale, la plasticité synaptique, la survie et les communications gliaires. À ce jour, de nombreuses études ont rapporté que les défauts dans ces systèmes provoquent diverses maladies neuronales. Ainsi, la compréhension des mécanismes sous-jacents à la dynamique des vésicules peut fournir des indices influents qui pourraient aider au traitement de plusieurs troubles neuronaux. Ici, nous décrivons une méthode pour quantifier les motilités de vésicules, telles que la distance de motilité et le taux de mouvement, en utilisant un plug-in logiciel pour la plate-forme ImageJ. Pour obtenir des images pour la quantification, nous avons identifié des structures d'endosome-lysosome neuronaux avec des protéines marqueurs de vésicules etiquées par EGFP et observé le mouvement des vésicules à l'aide d'un microscopie temporelle. Cette méthode est très utile et simplifie la mesure de la motilité des vésicules dans les neurites, comme les axones et les dendrites, ainsi que dans le soma des neurones et des cellules gliales. FurthermoRe, cette méthode peut être appliquée à d'autres lignées cellulaires, telles que les fibroblastes et les cellules endothéliales. Cette approche pourrait apporter un précieux progrès à notre compréhension du trafic de la membrane.

Introduction

Un contrôle précis du trafic d'endosome-lysosome est indispensable pour réguler la fonction neuronale. Notamment, les mouvements dynamiques de ces vésicules sont un facteur clé qui sous-tend la régulation de la morphologie, du développement et de la survie des neurones. Les défauts dans ce système provoquent des troubles neuronaux sévères 1 , 2 . Les mécanismes moléculaires qui relient le trafic de vésicules aux maladies neuronales sont considérés comme compliqués, et plusieurs groupes ont cherché à examiner cette pertinence. Par exemple, il a été signalé que la motilité perturbée de l'endosome tardif....

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Protocole

Toutes les procédures animales ont été effectuées avec l'approbation du Comité d'aide et de protection des animaux de l'Université de Tsukuba (IACUC).

1. Dissection

  1. Pour préparer les jours embryonnaires 13-14 ICR ou C57BL / 6, éuthanaser les souris enceintes par dislocation cervicale. Retirez l'utérus et placez-le dans une boîte de Petri avec Hank's Balanced Salt Solution (HBSS). Rincez-le bien pour enlever le sang.
  2. En utilisant une pince, transférez l'utérus dans une nouvelle boîte de Petri avec 70% d'éthanol pour la stériliser.
  3. Transférer l'utérus dans une nouvelle boîte de ....

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Résultats

Ce test a été conçu pour mesurer la dynamique des vésicules dans la culture in vitro . Ce dosage a été utilisé pour déterminer la motilité des vésicules associée à la morphologie neuronale et à la survie. Les figures 1A et B montrent des données représentatives montrant la motilité du lysosome dans les neurones. Les neurones corticaux ont été transfectés avec le marqueur de lysosome, LAMP-EGFP, et ont été observés en utilisant un micros.......

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Discussion

Ce protocole introduit la procédure de quantification de la motilité des vésicules. Dans les neurones primaires, les endosomes et les lysosomes ont tendance à présenter une motilité élevée chez les neurones plus jeunes (4-6 DIV). Étant donné que les neurones doivent fournir certains composants aux bords d'attaque pour allonger les processus neuronaux, le trafic membranaire devrait se produire dynamiquement pendant cette étape. Ainsi, il est important d'utiliser des neurones plus jeunes pour observer la motilité .......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à dévoiler.

Remerciements

Nous remercions le Dr Ricardo Dolmetsch (Faculté de médecine de l'Université de Stanford, affiliation actuelle: Novartis Institutes for Biomedical Research) pour aider à développer cette analyse et le Dr Matthew Wood, Takuma Aihara et Dongsook Kim pour leur lecture critique du manuscrit.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Milieu neurobasalThermo Fisher21103-049
Milieu d’aigle modifié de Dulbecco (DMEM)Wako044-29765
Opti-MEMThermo Fisher31985070Milieu sans sérum
saline équilibrée de Hank (HBSS)Thermo Fisher14170112
Pénicilline StreptmycineThermo Fisher15140122
L-GlutamineThermo Fisher25030081
B-27 SupplémentsThermo Fisher17504044
2,5 % de trypsineThermo Fisher15090046
Poly-D-Lysine hydromide (PDL)SigmaP7280
Poly-L-Ornithine (PLO)SigmaP4957
Passoireà cellules en nylonCorning431750
Lipofectamine 2000Thermo Fisher11668027Réactif de transfection
Polyéthylèneimine « Max » (PEI)polysciences24765Réactif de transfection. Comme alternative à la lipofectamine2000, il existe une polyéthylèneimine de 0,1 mg/mL dissoute dans de l’eau stérilisée. Mais c’est une faible efficacité et une toxicité élevée.
BIOREVO BZ-9000KeyenceNA
Système d’incubation INUG2-K13Tokay HitNA
GraphPad Prism version 6.0GraphPad SoftwareNA Excel
version 15MicrosoftNA
ImageJ verion 1.47NANA
Solution

Références

  1. Nicot, A. S., Laporte, J. Endosomal phosphoinositides and human diseases. Traffic. 9 (8), 1240-1249 (2008).
  2. De Matteis, M. A., Luini, A. Mendelian disorders of membrane trafficking. N Engl J Med. 365 (10), 927-938 (2011).
  3. Lebrand, C.

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Mots-clés

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