מאמר שיטה

התמיינות תאי גזע עצביים לתאי עצב באמצעות מכשיר מיקרופלואידי ממודר

8 ביולי 2025

במאמר זה

תקציר

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

מקור: Paranjape, S. R., et al. מידור של נוירונים שמקורם בתאי גזע אנושיים בתוך שבבי מיקרופלואידים פלסטיים שהורכבו מראש. J. Vis. Exp. (2019)

הסרטון מדגים התמיינות של תאי גזע עצביים (NSCs) באמצעות מכשיר מיקרופלואידי הכולל תא סומטי ותא אקסונלי המופרדים על ידי מחסום מיקרוגרוב. NSCs מוכנסים לתוך התא סומטי מותר לדבוק. תאי הגזע המוחיים מתמיינים לתאי עצב בתוך התא הסומטי ומאריכים אקסונים דרך מחסום המיקרו-גרוב אל התא האקסונלי.

פרוטוקול

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

הערה: איור 1A, B מראה סכמה של שבב קופולימר אולפין מחזורי (COC) שהורכב מראש, כולל המיקומים של התעלות או התאים הראשיים, הבארות והמיקרו-חריצים. השבב הממודר יכול ליצור מיקרו-סביבות נוזליות נפרדות בתוך התא, כפי שמודגם על-ידי בידוד צבעי מאכל (איור 1C).

1. ציפוי של שבבים מרובי תאים עבור נוירונים hSC

הערה: איור 2A מציג סקירה כללית של הליכי הציפוי.

  1. להמיס פולי-L-אורניתין במים מזוקקים ברמת תרבית תאים כדי לייצר תמיסה של 600 מיקרוליטר לכל שבב של תמיסת עבודה של 20 מיקרוגרם/מ"ל.
  2. שאפו את שארית המלח האגירה בפוספט (PBS) שנותרה לאחר הכנת השבבים מהבארות. בעת השאיפה, ודא שקצה הצינור רחוק מפתח הערוץ.
    הערה: התעלות המיקרופלואידיות חייבות להישאר מלאות במשך כל הליך זה. אין לשאוב נוזלים מהתעלות/תאים, אלא רק מהבארות.
  3. עומס 150 μL של פתרון עבודה poly-L-ornithine בפינה הימנית העליונה. המתן 90 שניות או עד שהנוזל מתחיל למלא היטב את החלק הימני התחתון. הוסף 150 μL של מדיה לפינה הימנית התחתונה היטב והמתן 5 דקות כדי לתת לנוזל לעבור דרך microgrooves.
  4. הוסף 150 μL של מדיה בפינה השמאלית העליונה היטב. המתן 90 שניות ולאחר מכן הוסף 150 μL לשמאל התחתון היטב. לעטוף את מחזיק השבב(ים) עם parafilm ומניחים ב 4 ° C למשך הלילה.
    הערה: לחלופין, מקם את השבב והמחזיק בטמפרטורה של 37°C למשך שעה אחת.
  5. שאפו את התקשורת מהבארות, וודאו שקצה הצינור ממוקם הרחק מפתח התעלה. הוסף 150 μL של מים סטריליים לבאר הימנית העליונה. המתן 90 שניות ולאחר מכן הוסף 150 μL לימין התחתון היטב. המתן 5 דקות כדי לתת לנוזל לעבור דרך המיקרו-חריצים.
  6. הוסף 150 μL של מים סטריליים לבאר השמאלית העליונה, לחכות 90 שניות, ולאחר מכן להוסיף עוד 150 μL לבאר השמאלית התחתונה.
  7. חזור על שלבים 1.5-1.6.
  8. הפשירו למינין באיטיות ב-2°C עד 8°C והכינו תמיסת עבודה של 10 מיקרוגרם/מ"ל.
  9. עומס 150 μL של פתרון עבודה למינין לבאר הימנית העליונה. המתן 90 שניות או עד שהנוזל מתחיל למלא היטב את החלק הימני התחתון. Pipet 150 μL לבאר הימנית התחתונה. המתן 5 דקות כדי לתת ללמינין לעבור דרך המיקרו-חריצים.
  10. הוסף 150 μL של למינין לשמאל העליון היטב. המתן 90 שניות ולאחר מכן הוסף 150 μL לשמאל התחתון היטב. לדגור את השבב בתוך המחזיק שלו במשך 2 שעות ב 37 ° C.
  11. שטפו את השבב עם PBS (ללא Ca2+ ו-Mg2+). עומס 150 μL של PBS לפינה הימנית העליונה היטב. המתן 90 שניות או עד שהנוזל מתחיל למלא היטב את החלק הימני התחתון. הוסף 150 μL של PBS לבאר הימנית התחתונה והמתן 5 דקות כדי לאפשר ל- PBS לעבור דרך המיקרו-חריצים.
  12. Pipet 150 μL של PBS לבאר השמאלית העליונה. לאחר 90 שניות צינור 150 μL לבאר השמאלית התחתונה.
  13. שאפו PBS מהשבב ולאחר מכן שטפו את השבב במדיה של NSC (ראו טבלת חומרים). טען 150 μL של מדיה לימין העליון היטב. לאחר 90 שניות או כאשר נוזל עובר דרך התעלה הימנית לתוך הבאר הימנית התחתונה, להוסיף 150 μL לבאר הימנית התחתונה. המתן 5 דקות כדי לאפשר למדיה לזרום דרך המיקרו-חריצים.
  14. הוסף 150 μL של מדיה לבאר השמאלית העליונה ועוד 150 μL לבאר השמאלית התחתונה. לדגור על השבב באינקובטור של 37 מעלות צלזיוס עם 5% CO2 כדי להתנות מראש את השבב עד שיהיה מוכן לזרע NSCs.
    הערה: ניתן להתנות את הצ'יפס מראש למשך הלילה במידת הצורך.

2. זריעת NSCs לתוך השבב הרב-תאי

הערה: פרוטוקול זה השתמש בתאי גזע עובריים שנרכשו באופן מסחרי, בניגוד לפרסום הקודם שלנו שהחל בתאי גזע עובריים אנושיים. בפרוטוקול זה, תאי גזע עצביים מצופים ישירות לתוך שבבי הפלסטיק, שם הם מתמיינים לנוירונים. ניתן לאפשר לתאים להתרבות כתאי גזע גזעיים (ללא התמיינות) למשך עד 2 מעברים ולאחסן אותם בבקבוקונים בנוזל N2 לשימוש נוסף. פרוטוקול זה משתמש בבקבוקוני NSC המאוחסנים בנוזל N2 לאחר מעבר 1 או 2. איור 2B מציג סקירה כללית של הליכי הציפוי.

  1. הפשרת NSCs בהתאם להוראות היצרן.
    הערה: הליך זה חל על NSCs הנגזרים מ- H9. קווי תאים אחרים ידרשו אופטימיזציה של צפיפות התא.
  2. ספור את ריכוז התא באמצעות המוציטומטר והתאם באמצעות מדיה NSC כדי לקבל ריכוז של 7 x 106 תאים למ"ל.
  3. שאפו מדיה מכל באר של השבב. הימנע משאיפת מדיה מהערוצים העיקריים.
  4. Pipet 5 μL של תמיסת התא לבאר הימנית העליונה, ואחריו 5 μL לבאר הימנית התחתונה (70,000 תאים בסך הכל). ודא כי התאים הם pipeted לכיוון פתחי התעלה הראשי. השתמש במיקרוסקופ כדי לבדוק שתאים נכנסו לערוץ. המתן 5 דקות עד שהתאים ייצמדו לחלק התחתון של השבב.
    הערה: ניתן להשתמש באחד התאים או בשניהם כדי לטעון תאים.
  5. Pipet ~ 150 μL של מדיה NSC לבאר הימנית העליונה ולאחר מכן 150 μL לבאר הימנית התחתונה. חזור על הפעולה בצד שמאל. יש לדגור ב-5% CO2, 37°C בתוך מיכל לח מתאים.
  6. לאחר 48 שעות, שאפו מדיית NSC מהבארות והחליפו אותה במדיית התמיינות עצבית על ידי הוספת 150 μL לכל באר עליונה ולכל באר תחתונה.
  7. תאי עצב בתרבית בתוך אינקובטור 5% CO2, 37 °C בתוך מיכל לח מתאים.

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

תוצאות

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

figure-results-1
איור 1: COC שהורכב מראש, שבב מיקרופלואידי רב-תאים. (A) שרטוט של השבב המזהה את הבארות העליונות והתחתונות. גודל השבב הוא 75 מ"מ x 25 מ"מ, בגודל של שקופיות מיקרוסקופ סטנדרטיות. (B) אזור מוגדל המציג את התעלות והמיקרו-חריצים המפרידים בין הערוצים. (C) תצלום זה מדגים יצירת מיקרו-סביבות מבודדות בתוך כל תא באמצעות צבעי מאכל.

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
מדיה מלאה של תאי גזע עצביים:
REC HU EGF
10 מ"ג מקור ביולוגי (TM)
תרמופישר סיינטיפיקPHG031420 נג/מ"ל
REC HU FGF BASIC
10 מ"ג מקור ביולוגי (TM)
תרמופישר סיינטיפיקPHG002420 נג/מ"ל
תוסף GlutaMAX (100X)תרמופישר סיינטיפיק350500612 מ"מ
נוקאאוט DMEM/F-12תרמופישר סיינטיפיק12660012
תוסף עצבי StemProתרמופישר סיינטיפיקA10508012%
Gibco DPBS ללא סידן ומגנזיוםתרמופישר סיינטיפיק14190144
ערכת GIBCO HUMAN NSC (H9) ערכה משולבתגיבקוN7800200
גיבקו למיניןתרמופישר סיינטיפיק23017015
פיפטות פסטר זכוכיתסיגמא-אולדריץ'CLS7095D5X SIGMA5.75 אינץ' אורך
H9-נגזר HU תאי גזע עצביים
1E6 תאים/בקבוקון; 1 מ"ל
תרמופישר סיינטיפיק510088
מצב שינה (Hibernate-E) בינוניתרמופישר סיינטיפיקA1247601
אינקובטור, 5% CO2 37 °C
מר פרוסטיתרמופישר סיינטיפיק5100-0001
מדיה דיפרנציאציה עצביתלכל 100 מ"ל.
אנטיביוטיקה-אנטי-מיקוטית (100x)תרמופישר סיינטיפיק152401121 מ"ל (100X)
חומצה אסקורביתסיגמא אולדריץ'A8960200mM
BDNFתרמופישר סיינטיפיקPHC707440 נ"ג/מ"ל
תוסף Gibco B27 Plus (פי 50)פישר סיינטיפיקA35828012 מ"ל (50X)
תוסף Gibco CultureOne (פי 100)פישר סיינטיפיקA33202011 מ"ל (100X)
Gibco Neurobasal Plus בינוניפישר סיינטיפיקA3582901
מגיב דיסוציאציה של תאי StemPro Accutaseתרמופישר סיינטיפיקA1110501
מעיל מקדים XCXona Microfluidics, LLCXC Pre-Coatכלול ב-XonaChips
XonaChipXona Microfluidics, LLCXC450מחסום מיקרו-חריץ באורך 450 מיקרומטר
מגש מכשיר אדיםXona Microfluidics, LLCמגש מכשיר אדים

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

poly l ornithinelaminin

מאמרים קשורים