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L'imagerie confocale temporelle des neurones migrateurs dans la culture de tranches organotypiques du cerveau embryonnaire de souris en utilisant

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DOI :

10.3791/55886

25 juillet 2017

Dans cet article

Résumé

Ce protocole fournit des instructions pour l'observation directe des neurones corticaux migrant radialement. L' électroporation in utero , la culture de tranche organotypique et l'imagerie confocale temporelle sont combinés pour étudier directement et dynamiquement les effets de la surexpression ou la régulation négative des gènes d'intérêt dans les neurones migrateurs et d'analyser leur différenciation au cours du développement.

Résumé

L' électroporation in utero est une approche rapide et puissante pour étudier le processus de migration radiale dans le cortex cérébral du développement d'embryons de souris. Il a aidé à décrire les différentes étapes de la migration radiale et à caractériser les mécanismes moléculaires qui contrôlent ce processus. Pour analyser directement et dynamiquement les neurones migrateurs, ils doivent être tracés dans le temps. Ce protocole décrit un flux de travail qui combine l' électroporation utérotique avec la culture de tranche organotypique et l'imagerie confocale temporelle, ce qui permet un examen direct et une analyse dynamique des neurones corticaux migrant radialement. En outre, une caractérisation détaillée des neurones migrateurs, tels que la vitesse de migration, les profils de vitesse, ainsi que les changements d'orientation radiale, est possible. La méthode peut facilement être adaptée pour effectuer des analyses fonctionnelles de gènes d'intérêt pour la migration radiale des neurones corticaux par perte et gain de fonction ainsi que des expériences de sauvetage. Laps de tempsL'imagerie des neurones migrateurs est une technique de pointe qui, une fois établie, est un outil puissant pour étudier le développement du cortex cérébral dans les modèles de souris des troubles de la migration neuronale.

Introduction

Le néocortex est le principal site de fonctions cognitives, émotionnelles et sensoriomotrices. Il est composé de six couches horizontales orientées parallèlement à la surface du cerveau. Au cours du développement, les cellules progénitrices dans la paroi latérale du télencephalon dorsal donnent lieu à des neurones de projection qui migrent radialement vers la surface du pial et qui acquièrent une identité neuronale spécifique au type de couche. Après avoir été généré dans les zones ventriculaires / subventriculaires (VZ / SVZ), ces neurones deviennent transitoirement multipolaires et ralentissent leur migration. Après un court séjour dans la zone intermédiaire (IZ), ....

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Protocole

Toutes les procédures expérimentales ont été approuvées par le Comité du bien-être animal (Regierungspräsidium Tübingen) et effectuées conformément à la loi allemande sur le bien-être animal et à la directive européenne 2010/63 / UE.

1. Dans Utero Electroporation

  1. Aiguilles de micro-injection
    1. Tirez les capillaires en verre de borosilicate (diamètre extérieur: 1,0 mm, diamètre intérieur: 0,58 mm, longueur: 100 mm) dans des aiguilles de micro-injection à l'aide d'un extracteur à micropipettes avec un filament de boîte (2,5 mm x 2,5 mm) et le programme suivant: HEAT: 540, PULL : 125, VELOC....

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Résultats

Auparavant, nous avons montré que la suppression génétique de Bcl11a par l' électroporation in uuer altère la migration radiale des neurones de projection de la couche supérieure tardive 10 . L'électroporation d'un vecteur plasmidique d'ADN contenant Cre-IRES-GFP supprimé efficacement Bcl11a dans des cerveaux BCL11a flox / flox conditionnels 11 . Lorsq.......

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Discussion

La migration radiale est un processus clé dans le développement de neocortex. Les mutations dans les gènes affectant différentes étapes de ce processus peuvent provoquer des malformations corticales sévères, y compris lissencéphalie et hétérotopie blanche 1 , 2 . Nous avons récemment montré que Bcl11a, qui s'exprime dans les jeunes neurones de projection corticale migratoire, joue un rôle dans la migration radiale. Nous avons utilisé une imagerie confocale t.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à dévoiler.

Remerciements

Nous remercions Jacqueline Andratschke, Elena Werle, Sachi Takenaka et Matthias Toberer pour une excellente assistance technique, ainsi que Victor Tarabykin pour des discussions utiles. Ce travail a été soutenu par une subvention de la Deutsche Forschungsgemeinschaft à SB (BR-2215).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
isofluraneLaboratoires Abbott  ;506949Forene
Plaque 6 puitsCorning351146
Plaque 12 puitsCorning351143
suture chirurgicale non résorbableEthiconK890H3/8 cercle, 13 mm, pointe conique
Micro Adson ForcepsFine Science Tools11018-12dentelée, longueur : 12 cm
ciseaux finsFine Science Tools14063-09incliné sur le côté, longueur : 9 cm
Porte-aiguille MathieuFine Science Tools12510-14carbure de tungstène, longueur : 14 cm
Pince à pointe fineFine Science Tools11370-40droite, 11 cm
Vannas Tü ; bingen Ciseaux à ressortFine Science Tools15005-08coudé vers le haut, 9,5 cm
pince à anneauFine Science Tools11103-09OD : 3 mm, ID, 2,2 mm, longueur : 9 cm
HBSS (10X)Gibco14180046
L-GlutamineGibco25030081
Pénicilline/StreptomycineGibco15140122
sérum de chevalGibco
BMEGibco41010026
capillaires en verre borosilicatéHarvard Apparatus30-00161,0 OD x 0,58 ID x 100 L mm
système d’anesthésieHarvard Apparaus72-6471
chambre d’anesthésieHarvard Apparaus34-0460
cartouche filtrante fluosorberHarvard Apparaus34-0415
agarose à faible point de fusionInvitrogen16520100
microscope à lame vibranteLeicaVT1200 S
stéréomicroscope à fluorescenceLeicaM205 FA
LeicaM125
Microscope de culture tissulaire à fluorescence inverséeLeicaDM IL LED
microscope confocal à balayage laserDétecteur hybride LeicaTCS SP5II
LeicaHyD
, 40x/0,60 NALeica11506201
système de contrôle de la températureLife Imaging ServicesCube, Brick & Insert
MilliporePICM0RG50
microbroyeurNarishigeEG-45utiliser un angle de 38° ; pour le biseautage
du micro-injecteurParker Hannifin  ;052-0500-900Picospritzer III
carprofènePfizer Santé animaleNDC 61106-8507
Moule emdeddingPolysciences18986-1
maxi kit plasmide sans endotoxinesQiagen12362
vert rapideSigmaF7252
laminineSigmaL2020
poly-L-lysineSigmaP5899
HEPESSigmaH4034
D-glucoseSigmaG6152
chlorure de calciumSigmaC7902
sulfatede magnésium SigmaM2643
sodiumSigmaS6297
électroporateur à ondes carréesSonidelCUY21EDIT
pince à épiler avec électrodes à disque en platine de 5 mmSonidelCUY650P5
Sutter InstrumentP-97
à filament de boîteSutter InstrumentFB255Bde 2,5 mm x 2,5 mm
VWR231-0191de 185 mm x 5 mm
, WorldPrecision Instrumentsde 50 mmRéf. FD5040-100
26050088 Microscope à fluorescence inversée Objectif Microscope de culture cellulaire en boîte Rimadyl bicarbonate de Extracteur de micropipettes Spatule micro-cuillère Plat à fond en verre

Références

  1. Evsyukova, I., Plestant, C., Anton, E. S. Integrative mechanisms of oriented neuronal migration in the developing brain. Annu Rev Cell Dev Biol. 29, 299-353 (2013).
  2. Kwan, K. Y., Sestan, N., Anton, E. S. Transcriptional co-regulation of neuron....

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Mots-clés

Migration des neurones radiauxpolarisation des neurones corticauxd veloppement du n ocortexanalyse de la vitesse de migrationmesure de l angle de d viationst r omicroscopie fluorescence

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