מאמר זה מתאר פרוטוקול מגיב רומן ולהגדיר מיועד מדידה רגישה של ההשפעות הנוירו של תרכובות וטיפולים על שיתוף תרבויות של נוירונים האסטרוציטים באמצעות ניתוח תוכן גבוהה. תוצאות מראים כי ניתוח תוכן גבוהה מהווה טכנולוגיה חדשנית מרגש להערכה neurotoxicity.
מאמר שיטה
מאמר זה מתאר פרוטוקול מגיב רומן ולהגדיר מיועד מדידה רגישה של ההשפעות הנוירו של תרכובות וטיפולים על שיתוף תרבויות של נוירונים האסטרוציטים באמצעות ניתוח תוכן גבוהה. תוצאות מראים כי ניתוח תוכן גבוהה מהווה טכנולוגיה חדשנית מרגש להערכה neurotoxicity.
גבוהה ניתוח תוכן (HCA) מבחני לשלב תאים ריאגנטים זיהוי עם הדמיה אוטומטיות עוצמה לניתוח אלגוריתמים תמונה, המאפשר מדידה של פנוטיפים הסלולר מרובים בתוך assay אחד. במחקר הנוכחי, השתמשנו HCA לפתח assay הרומן neurotoxicity. Neurotoxicity הערכה מהווה חלק חשוב של הערכה בטיחות התרופה, כמו גם להיות מוקד משמעותי של מאמצי הגנת הסביבה. בנוסף, neurotoxicity גם היטב קיבל
תא הכנה:
קיבוע נייד ו מכתים Immunofluorescent:
הערה: הזמן הוא מכתים ~ 2.5 שעות שלאחר קיבעון. אל תאפשר בארות להתייבש בין הצעדים מכתים. שאיפה של חומרים כימיים ואת היתר צריכה להתנהל ברמות ספיקה נמוכה כדי לצמצם אובדן התא עקב גזירה נוזל. כל המומלצים "לכל טוב" כרכים מתייחסים אחד טוב של microplate 96-היטב. כל המומלצים "לכל 96-היטב צלחת 'כרכים כוללים עודף של 25% על אובדן טיפול הנוזל נפח. כל הצעדים מכתים מבוצעות בטמפרטורת החדר (RT). כל מאגרי פתרונות נוגדנים הם יציבים במשך לפחות 24 שעות RT.
תמונה רכישה ניתוח:
| HCS222 רכישת תמונה הנחיות | |||
| איתור מגיב | המטרה עדשה | טווח עירור סנן [שיא / רוחב פס (ננומטר)] | טווח פליטה סנן [שיא / רוחב פס (ננומטר)] |
| Hoechst HCS גרעיני כתמים | 20X | 360/40 | 460/40 (535/50 או אם יש צורך) |
| HCS נוגדן משניים, FITC-חמור נגד ארנב IgG | 20X | 480/40 | 535/50 |
| HCS נוגדן משניים, Cy3-Donkey אנטי עכבר IgG | 20X | 535/50 | 600/50 |
HCS222 ניתוח תמונה הנחיות | |||
| תא פרמטר | איתור | פילוח / מדידה | רציונל |
| מספר סלולרי, מאפייני גרעיני | Hoechst HCS גרעיני כתמים | האזור גרעיני (460 פליטה ערוץ ננומטר). ספירת מספר גרעינים. תוכן ה-DNA (בעוצמה גרעינית) או ניתוחים באזור גרעיני גם אפשרי. | שימוש במספר התא, המאפיינים גרעיני כדי לקבוע הפסד התא, פנוטיפים רעילות וכו 'ניתן "לסנן" גרעינים אלו הקשורים טובולין-βIII או ביטוי GFAP להשיג נפרד ספירת תא עצב astrocytic / אפיונים (מומלץ בחום). |
| βIII-טובולין, הביטוי Neurite תולדה | HCS נוגדן משניים, FITC-מצומדות | אזור cytoplasmic (535 ננומטר פליטת ערוץ). אות FITC ניתן להשתמש כדי להבחין גופי התא של הנוירונים neurites (למשל, באמצעות מינימום / ממוצע הגוף באזורים התא, אורך neurite מינימום / מקסימום רוחב). קביעת פרמטרים כגון אורך neurite מוחלט, שקובע neurite / סלולריים, ועוד | מדידות Neurite תוצאה עשויה להיות מווסתת במהלך התמיינות נוירונים או כתוצאה מפגיעה כימית, מדינות מחלה וכו 'יכול "לסנן" גופי התא של אלה הקשורים ביטוי βIII-טובולין לקבל אפיון עצביים שונים (מומלץ מאוד). |
| הביטוי GFAP, שטח Astrocyte | HCS נוגדן משניים, Cy3-מצומדות | אזור cytoplasmic (600 פליטה ערוץ ננומטר). אות Cy3 ניתן להשתמש כדי להגדיר פילוח cytoplasmic astrocytic. קביעת פרמטרים כגון עוצמת האות הממוצע cytoplasmic, אזור תא, וכו ' | הביטוי GFAP באזור תא astrocyte יכול להיות מאופנן במהלך הפיתוח astrocyte או כתוצאה מפגיעה כימית, מדינות מחלה וכו 'יכול "לסנן" גופי התא של אלה הקשורים ביטוי GFAP לקבל אפיון astrocytic ברורים (מומלץ בחום). |
. טבלה 1 תמונה רכישה ניתוח הנחיות - HCS222 βIII-Tubulin/GFAP (Co-תרבות) Assay
נציג תוצאות:

באיור 1. βIII-טובולין ו GFAP immunofluorescence מעורבת של תרבויות עכברוש עצביים התא.
Co-התרבויות של האסטרוציטים עכברוש העיקרי בהיפוקמפוס עם או נוירונים בהיפוקמפוס עכברוש העיקרי או PC12 תאים עכברוש נוצרו על ידי ציפוי מראש האסטרוציטים במשך כמה ימים בתרבות, ואחריו זריעת עצביים. נוירונים בתרבית ראשונית היו עבור 11 ימים נוספים, תוך PC12s היו בתרבית עבור 2 ימים נוספים בתנאי בידול (בסרום נמוך / NGF). טיפול Cell, קיבעון ו immunostaining בוצעו על פי פרוטוקולים HCS222 assay. תאים הם צילמו על GE בתא Analyzer 1000 (3.3) בשעה 20X (נוירונים העיקרי) או הגדלה 10X (PC12) המטרה ונותחו באמצעות GE תחנת עבודה נייד 1000 Analyzer (3.4) תוצאה Neurite ו Multi ניתוח אלגוריתמים יעד הפאנל למעלה.: תמונות התמזגו של הקרינה Hoechst HCS (אדום) גרעיני כתמים (כחול), βIII-טובולין (ירוק) ו GFAP. ניתוח נפרד של ערוץ βIII-טובולין את הקרינה מאפשר פילוח תולדה neurite (באמצע הפאנל: גופי התא המתוארים (נוירונים כחול העיקרי) או צהוב (PC12), neurites בירוק (נוירונים ראשונית) או תכלת (PC12)). ניתוח של ערוץ GFAP מאפשר פילוח astrocyte (פאנל התחתונה: גרעינים המתוארים כחול, הציטופלסמה בירוק). פילוח GFAP של עכברוש הראשוני בהיפוקמפוס תרבות שיתוף נוירון / astrocyte מדגים את היכולת להבחין בין גרעינים / תא הגופים כי הם GFAP (+) (ירוק מתאר) לבין אלה GFAP (-) (אדום), המאפשר ספירת תאים נפרדים נוירונים האסטרוציטים בסביבה תרבות מעורבת. 

איור 2. תגובות מנה של עכברוש הראשוני בהיפוקמפוס נוירון / astrocyte שיתוף תרבויות מדגיש רעילים.
האסטרוציטים עכברוש ראשי בהיפוקמפוס (P6) היו מצופה על 96-היטב צלחות בתקשורת צמיחה בתרבית למשך 6 ימים. נוירונים בהיפוקמפוס עכברוש ראשיים (ישיר להפשיר) היו זורעים אז על גבי טרום מצופה האסטרוציטים ותרבותיים בתקשורת צמיחה במשך 11 ימים. תאים שטופלו דילולים הסידורי של חמצן acrylamide או מימן (ריכוז מרבי = 100mm ו - 10mm, בהתאמה) במשך 24 השעות האחרונות של התרבות. טיפול Cell, קיבעון ו immunostaining בוצעו על פי פרוטוקולים HCS222 assay. תאים הם צילמו על GE בתא Analyzer 1000 (3.3) בשעה 20X (10 שדות / טוב) ונותחו (גרעיני / cytoplasmic / neurite פילוח) באמצעות GE תחנת עבודה נייד 1000 Analyzer (3.4) תוצאה Neurite ו Multi ניתוח אלגוריתמים יעד. הנתונים המוצגים הינם ממוצע ± SEM, n = 3. פרמטרים מרובים (תוצאה neurite, עוצמת GFAP, אזור astrocyte וספירת תאים עצביים או astrocytic) נחקרו על המינון תלוי במגמות.
עד כה, בניסויים במבחנה נועד המחקר הסיכון neurotoxicity הערכה באמצעות תרביות מעורבות של נוירונים האסטרוציטים היה מוגבל. זה היטב מקובל כי תאי גלייה הם חלק בלתי נפרד במתן תמיכה מרחבית מטבולית לנוירונים, לשחק תפקיד קריטי ויסות עצבי פונקציות שונות, כולל הגירה בידול עצבית, פעילות סינפטית. האסטרוציטים גליה גם לשחרר ציטוקינים וגורמים מסיסים אחרים המסוגלים סובלנות הן עצבי וגורם לתגובות שליליות לרקמות העצבית, כמו גם קידום של רעלים רבים. הדגמת העומק של נוירונים, גליה אינטראקציות, ב שיתוף תרבות מחקרים, האסטרוציטים הוכחו כדי להגן על הנוירונים מפני רעילות של סטרס חמצוני, ואילו ליקוי astrocytic של פונקציות, כגון החזקת ההגנה נוגדת החמצון ורמות האנרגיה התאית, הוכח השפעה קריטית להישרדות עצביים. מחקרים שנעשו לאחרונה הראו כי השימוש האסטרוציטים ב במערכת בדיקה חוץ גופית neurotoxicity עשוי להוכיח רלוונטיות יותר במבנה מערכת העצבים המרכזית האדם ותפקודו מאשר תאים עצביים לבד. למרות המודעות ההולכת וגדלה של המשמעות הפיזיולוגית של הנוירונים-astrocytic אינטראקציות, זה כבר קודם לכן קשה לבצע ניתוחים כמותיים של אינטראקציות אלה בתאים שלמים. הופעתו של הקרנת תכנים גבוהה מאפשרת את הפיתוח של מבחני חדש רב עוצמה לכתובת זו.
במחקר זה, אנו הראו כי ניתוחים כמותיים של פנוטיפים עצב astrocytic מרובים בתוך assay יחיד מתאפשרים הודות HCA. בנוירונים העיקרי לנו לבצע מדידות כמותיות של סמנים neurotoxicity כגון מספר העצבית, לספור neurite ואורך neurite. ב האסטרוציטים, דבקת תגובתי היא סמן ביולוגי ידוע neurotoxicity, מאופיין על ידי שינויים בביטוי GFAP, מספר astrocyte ומורפולוגיה astrocyte. אנחנו הוכיחו כי כל נקודות הקצה אלה עשויים בקלות להעריך באמצעות HCA. מחקרים אלה תומכים מושג HCA של עצבי ספציפי סמנים ביולוגיים יכול לשמש כחלק סוללה של בדיקות in vitro במהירות המסך מספר רב של כימיקלים עבור נקודות קצה neurotoxic.
HCS222 ניתוח גבוהה של Millipore תוכן הערכה לתרבות משותפת של נוירונים האסטרוציטים מורכבת באיכות גבוהה ריאגנטים איתור פרוטוקולים בו זמנית פרופיל βIII-טובולין ו - גליה חלבון fibrillary חומצי (GFAP) במגוון רחב של דגמים סלולריים של neurotoxicity. הפערים תוקף ריאגנטים מסופק עם ערכה זו מאפשרת למשתמש לבצע סטנדרטיזציה של מבחני, למזער assay-to-assay השתנות, וכן reproducibly להפיק תמונות עם יחס אות רקע גבוה.
המחברים הם כל העובדים של Millipore Corporation.
המחברים מבקשים להודות בני הזוג. ריק ריאן, ואומש פאטל, ג'ף עד, מתיו הסו, ג'האנגיר מיסטרי ומישל Hatler על התמיכה במהלך הפיתוח של הפרויקטים הללו ופרוטוקולים.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נוגדן ראשוני HCS ארנב נגד-βIII-Tubulin, 100X | מק"ט CS201672 | מבחנה אחת המכילה 300 μL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| נוגדן משני HCS (דונקי נגד ארנב IgG, צמוד FITC), 200X | מק"ט CS201649 | מבחנה אחת המכילה 150 μL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| נוגדן ראשוני HCS עכבר נגד-GFAP, 100X | מק"ט CS201671 | מבחנה אחת המכילה 300 μL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| נוגדן משני HCS (דונקי נגד עכבר IgG, צמוד Cy3), 200X | מק"ט CS200437 | מבחנה אחת המכילה 150 μL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| צבע גרעין HCS H–chst, 200X | מק"ט CS200438 | מבחנה אחת המכילה 150 μL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| תמיסת קיבוע HCS עם פנול אדום, 2X | מק"ט CS200434 | בקבוק אחד המכיל 100 mL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| בופר אימונופלואורסצנציה HCS, 1X | מק"ט CS200435 | בקבוק אחד המכיל 1000 mL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| בופר שטיפה HCS, 1X | מק"ט 2007643 | בקבוק אחד המכיל 500 mL רכיבים בערכת Millipore HCS222 | |
| אקרילאמיד (תרכובת בקרה), 10X | מק"ט CS201679 | מבחנה אחת המכילה 500 μL של 1M אקרילאמיד ב-dH2O רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| מימן פרוקסיד (תרכובת בקרה), 10X | מק"ט CS201730 | מבחנה אחת המכילה 500 μL של 100 mM מימן פרוקסיד ב-dH2O רכיבים בערכת Millipore HCS222 | |
| K-252a (תרכובת בקרה), 250X | מק"ט CS201741 | מבחנה אחת המכילה 100 μL של 250 μM K-252a ב-DMSO רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| DMSO לדילול סדרתי של תרכובות | מק"ט CS200441 | בקבוק אחד המכיל 10 mL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| בופר לדילול תרכובות | מק"ט CS200442 | בקבוק אחד המכיל 25 mL רכיב בערכת Millipore HCS222 | |
| סוגרי פלטות | מק"ט CS200443 | 10 יחידות רכיבים בערכת Millipore HCS222 | |
| מיקרופלטות עם תחתית שחורה/שקופה שעברו טיפול לתרבית רקמות | |||
| מערכת HCS לדימות/ניתוח |