מאמר שיטה

חקר התחדשות הקשרים הפונקציונליים בין פרוסות חוט השדרה באמצעות מערך מרובה אלקטרודות

8 ביולי 2025

במאמר זה

תקציר

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מקור: Heidemann, M., et al. חקירת התחדשות תפקודית בתרביות אורגנוטיפיות של חוט השדרה הגדלות על מערכים מרובי אלקטרודות. J. Vis. Exp. (2015).

הסרטון מדגים את ההתחדשות הפונקציונלית של קשרים פרופריוספינליים באמצעות ניסוי מבוסס מערך רב אלקטרודות (MEA). פרוסות חוט השדרה מונחות על MEA ומותר להתמזג. הפרוסות המאוחות מופרדות מכנית על ידי יצירת נגע, מה שגורם לנוירונים פרופריוספינליים לגדול מעל הנגע ולחבר את הפרוסות. הפעילות החשמלית של הפרוסות מוערכת כדי לזהות את התחדשות הקשרים הפונקציונליים.

פרוטוקול

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. הכנת MEAs

הערה: MEAs מורכבים ממצע זכוכית, אלקטרודות מתכת מיקרו-מפוברקות ושכבת בידוד פולימרית SU-8. לצורך מחקר זה, הוזמנו MEAs זמינים מסחרית עם מערך אלקטרודות מותאם אישית (איור 1 A&B). 68 האלקטרודות מסודרות ברשת מלבנית המפוצלת לשני אזורים על ידי חריץ ברוחב 300 מיקרומטר ללא אלקטרודות, מוליכים חשמליים ובידוד. גודלה של כל אלקטרודה הוא 40X40 מיקרומטר, והם מרווחים זה מזה ב-200 מיקרומטר מהמרכז למרכז. ארבע אלקטרודות הארקה גדולות ממוקמות סביב אתר ההקלטה. הם נבדלים מ- MEAs סטנדרטיים אחרים הזמינים מסחרית בגודלם (21 מ"מ x 21 מ"מ) ואין להם תא הקלטה קבוע.

  1. לחיטוי יש לשטוף MEAs ב-100% אתנול (2x), 70% אתנול (1x) ומים מזוקקים (2x) למשך 30 שניות לפחות כל אחד. תנו לו להתייבש. שים 10 - 12 MEAs בצלחת פטרי זכוכית נקייה (150 מ"מ x 25 מ"מ) ולסגור את המכסה.
  2. Autoclave MEAs למשך 20 דקות ב-120°C. יש לאחסן ב-RT.
  3. הכן את תמיסת הציפוי (ראה רשימת חומרים) עבור MEAs ואחסן aliquots ב -20 ° C.
  4. שים כל MEA בצלחת פטרי סטרילית נפרדת (35 מ"מ x 10 מ"מ).
  5. השתמש פיפטה מקורר לשים 150 μl תמיסת ציפוי מקורר על גבי האלקטרודות לסגור את המכסה של צלחת פטרי. לאחר כ-10 דקות, בדקו אם יש בועות אוויר על גבי האלקטרודות והסירו אותן בעדינות בעזרת מרית מכוסה גומי במידת הצורך. תנו לנוח שעה אחת בטמפרטורת החדר (RT).
  6. שאריות תמיסת ציפוי לשאוף, לשטוף 1x עם מדיום מותאם עבור נוירונים טרום לידתי ועוברי ו 2x עם מים מזוקקים סטריליים. אם לא משתמשים ב-MEAs עד למחרת, יש לשמור אותם במים מזוקקים וסטריליים בטמפרטורה של 37°C באינקובטור למשך הלילה (O/N). אחרת, תן להתייבש ישירות ב- RT.

2. מרכיבים הדרושים להכנת וצמיחה של תרבויות אורגנוטיפיות

  1. הכינו תמיסת שטיפה נטולת סידן (ראו רשימת חומרים).
  2. הרכיבו מחדש את פלסמת העוף בתמיסת שטיפה (1:1, נערו בעדינות, הימנעו מהיווצרות בועות), צנטריפוגה בגודל 3,000 x גרם למשך כ-20 דקות ורוקנו את התוכן השקוף לצינור סטרילי. Aliquot 200 μl לתוך cryotubes ולאחסן ב -20 ° C.
  3. לשחזר תרומבין מפלסמת בקר בהתאם (200 U / ml) ומסנן סטרילי (0.2 מיקרומטר מסנן נקבוביות). Aliquot 200 μl לתוך crytotubes ולאחסן ב -20 ° C.
  4. עבור 30 תרביות להכין 100 מ"ל של מדיום מזין (ראה רשימת חומרים).

3. דיסקציה של רקמת חוט השדרה

הערה: ההליך מניב, בהתאם למספר העוברים, פרוסות חוט שדרה לכ -25 - 35 תרביות משותפות ומוכן בתוך מכסה מנוע זרימה למינרית בתנאים סטריליים.

  1. החל מינון קטלני של pentobarbital (0.4 מ"ל) על חיית האם על ידי הזרקה תוך שרירית. יש לאשר הרדמה עמוקה על ידי בדיקת רפלקס הגמילה מהדוושה. ליילד עוברי יום 14 (E14) עוברי חולדה בניתוח קיסרי ולהקריב על ידי עריפת ראש.
  2. מעבירים את גופות העוברים לצלחת פטרי מלאה בתמיסת כביסה סטרילית ומקוררת.
  3. בצע חתך רוחבי שלם אחד עם אזמל מעל הגפיים האחוריות ועוד אחד מעל הגפיים הקדמיות והסר את הגפיים מהגוף. לאחר מכן, בצע חתך במישור הקדמי כדי להפריד את הקרביים מהחלק האחורי המכיל את חוט השדרה.
  4. לחיתוך, להעביר את החלקים האחוריים המכילים את חוט השדרה אחד בכל פעם על דיסק הרכבה לחתוך בעובי של 225 - 250 מיקרומטר עם מסוק רקמות. מניחים טיפה של תמיסת כביסה על הרקמה הקצוצה ומעבירים פרוסות עם מרית בכלי פטרי בגודל 35 מ"מ x 10 מ"מ מלאים בתמיסת כביסה סטרילית ומקוררת.
  5. עבור כל פרוסה בנפרד, יש לנתח את חוט השדרה הרחק מהרקמה שנותרה. השאירו את גרעיני השורש הגבי מחוברים.
  6. תנו לפרוסות לנוח במשך שעה אחת ב 4 °C (75 °F).

4. הרכבת פרוסות רקמת חוט השדרה על MEAs

  1. מחממים מדיום מזין סטרילי באינקובטור (37 מעלות צלזיוס, מכסה לא מוברג קלות לחמצון).
  2. מקם MEA עם פינצטה סטרילית עם קצוות מכוסים גומי ב- RT בצלחת הפטרי מתחת למיקרוסקופ סטריאו עם מערך האלקטרודות ממוקד. מרכז טיפת 6 μl של פלסמת עוף על מערך האלקטרודות הנקי, נטול האבק והסטרילי. בעזרת מרית קטנה, החליקו בזהירות שני חלקי חוט שדרה עם דפנות גחון הפונות זו לזו לתוך טיפת הפלזמה. אין לגעת באלקטרודות עם המרית.
  3. מוסיפים 8 μl של תרומבין סביב טיפת פלזמה עוף. בעזרת קצה פיפטת הטרומבין, מערבבים בזהירות ומפזרים את תערובת הפלזמה/טרומבין סביב שתי הפרוסות. שוב, אין לגעת ישירות במערך האלקטרודות השביר. רגע לפני הקרישה, יש לשאוף עודפי פלזמה/תרומבין עוף.
  4. מכסים את צלחת הפטרי כדי לשמור על לחות גבוהה בזמן שמכלול MEA / תרבית יושב כשעה בתא לח בתוך האינקובטור ב -37 מעלות צלזיוס.
  5. מוסיפים בזהירות 10 מיקרוליטר של חומר מזין לתא התרבית, מכסים את צלחת הפטרי ומחזירים לאינקובטור למשך כ-30 דקות.
  6. הכניסו כל מכלול MEA/תרבית עם קצוות סטריליים מכוסים גומי לתוך צינור רולר, הוסיפו 3 מ"ל של חומר מזין וסגרו היטב את המכסה. מניחים את צינור הרולר בתוף הרולר מסתובב ב 1 - 2 סל"ד באינקובטור באטמוספירה המכילה 5% CO2 ב 37 ° C.
  7. שנה מחצית של מדיום מזין לאחר 7 ימים במבחנה (DIV) ולאחר מכן 1 - 2 פעמים בשבוע.

5. נגעים מכניים

  1. הוציאו את מכלול MEA/תרבית עם קצוות סטריליים מכוסי גומי מצינור הרולר והניחו בצלחת פטרי ללא מדיום מזין תחת מיקרוסקופ סטריאו כשהרקמה ממוקדת. ודאו חזותית ששתי הפרוסות מאוחות.
  2. החזיקו את מכלול MEA/תרבית יציב על ידי הנחת פינצטה עם קצוות מכוסים גומי על MEA.
  3. מניחים להב אזמל בחריץ של MEA קרוב לפרוסות הרקמה. החזק את האזמל בצורה אופקית למדי.
  4. הרימו את ידית האזמל כלפי מעלה, אך הניחו ללהב האזמל להישאר בחריץ של ה-MEA באופן כזה שהלהב "מתגלגל" מהבסיס לקצה ובכך חותך את הרקמה המכסה את החריץ.
  5. חמור כל שאריות רקמה חיבורים עם קצה מחט 25 G במידת הצורך. יש לעבוד רק באזור שבתוך החריץ ולא לגעת בקצוות העדינים.
  6. החזירו את מכלול MEA/תרבית לצינור הרולר. לספק 3 מ"ל של מדיום מזין טרי לתרביות ולהחזיר אותם לתוף הרולר באינקובטור.

6. רישומים אלקטרופיזיולוגיים של פעילות ספונטנית

  1. כדי לחקור רגנרציה תפקודית בין שתי פרוסות חוט השדרה לאחר המספר הנבחר של DIV, הרכיבו את מכלול MEA/תרבית בתא הקלטה במיקרוסקופ והשתמשו בתמיסה חוץ-תאית של כ-500 μl (ראו רשימת חומרים).
  2. המתן 10 דקות לפני ההקלטה הראשונה כדי לאפשר למערכת להתייצב.
  3. הקלט פעילות ספונטנית בסיסית 2x במשך כ-10 דקות מכל אלקטרודה לזיהוי פעילות של MEA ב-RT.
  4. כדי להבטיח תנאים חוץ-תאיים יציבים, החליפו תמיסה חוץ-תאית לאחר כל הקלטה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
איור 1. הצגה וניתוח של פעילות ספונטנית.(A) דיאגרמה של MEA. האלקטרודות המכוסות פלטינה מתוארות בשחור, החוטים השקופים באדום והחריץ באמצע MEA בצהוב. (B) צילום תקריב של מערך האלקטרודות הממוקם במרכז MEA. התרשימים מסופקים באדיבות ד"ר מ. הויקל. (C) תמונת שדה בהיר של תרבות ישנה של 8 DIV. הפרוסות גדלו והתמזגו לאורך הצדדים זה מול זה. הפס הצהוב מייצג את החריץ נט...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
לא הוכרז על ניגוד עניינים.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מערך רב-אלקטרודות מישוריQwane Biosciencesמיוצר בהתאמה אישית בהתאם לעיצוב המעבדה שלנו
מדיום תזונתיעבור 100 מ"ל
Dulbeccos שינה את המדיום של הנשרגיבקו31966-02180 מ"ל
נסיוב סוסיםגיבקו26050-07010 מ"ל
מים מזוקקים וסטריליים10 מ"ל
גורם גדילה עצבי-7S [5ng/mL]סיגמא-אולדריץ'N0513200 מיקרוליטר
         מיוצר מחדש בתמיסת שטיפה עם 1% BSA
פתרון ציפוי
ג'ל מטריצה חוץ-תאיBD Biosciences356230חייב להישאר קר בכל עת; לדלל 1:50 עם מדיום מותאם עבור נוירונים טרום לידתי ועוברי
מדיום מותאם לנוירונים טרום לידתיים ועוברייםגיבקו21103-049
תמיסת כביסה[מ"ג/ל']
MgCl2-6H 2O100
MgSO4-7H 2O100
KCl400
KH2PO460
NaCl8000
Na2HPO4 נטול מים48
D-גלוקוז (דקסטרוז)1000
         על פי הפרוטוקול על http://www.lifetechnologies.com/ch/en/home/technical-resources/media-formulation.152.html
תמיסה חוץ-תאית (pH 7.4)[מ"מ]
NaCl145
KCl4
MgCl21
CaCl22
HEPES5
נא-פירובט2
גלוקוז5
פלזמה עוףסיגמא-אולדריץ'עמ' 2366Lyophilized, rebuild עם תמיסת כביסה
מיקרופיפטהWorld Precision Instruments, Inc.MF28G-5
טרומביןמרק מיליפור1123740001מגרה, רגיש, מחדש עם תמיסת שטיפה
צינור שטוח תרבית רקמה 10 (= צינור רולר)טכנו מוצרי פלסטיק AG91243

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים