מאמר שיטה

רישום הפעילות האלקטרופיזיולוגית של הרשת העצבית בתרבית משותפת של נוירון-אסטרוציטים

8 ביולי 2025

במאמר זה

תקציר

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

מקור: Taga, A., et al. הקמת פלטפורמה אלקטרופיזיולוגית למידול ALS עם אסטרוציטים ונוירונים פלוריפוטנטיים פלוריפוטנטיים אנושיים ספציפיים לאזור. J. Vis. Exp. (2021).

סרטון זה מדגים הקמת תרבית משותפת של נוירון-אסטרוציטים להקלטת פעילות הרשת העצבית. עם ביסוס התרבות המשותפת של נוירונים מוטוריים ואסטרוציטים על לוח MEA (Multi-electrode Array – Multi-Electrode Array – MEA), הפעילות החשמלית הקצבית הסינכרונית של הרשת העצבית נרשמה באופן חוץ-תאי באמצעות MEA.

פרוטוקול

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

1. תרבית משותפת של אסטרוציטים MN וחוט השדרה בלוחות מערך מרובי אלקטרודות

  1. להבדיל ולצלחת את הנוירונים המוטוריים והאסטרוציטים כאשר הם מוכנים לשימוש באותו יום ומיושנים עד היום במבחנה (DIV) 60 עבור הנוירונים המוטוריים ו- DIV 90 עבור האסטרוציטים.
  2. צפו את צלחות MEA ביום שלפני או ביום הציפוי כדלקמן אם עובדים עם לוחות פלסטיק 24 בארות (Table of Materials).
  3. לדלל פוליאורניתין (PLO) במים או במי מלח חוצצי פוספט (PBS) עד 100 מיקרוגרם/מ"ל.
    1. מוסיפים 15-20 μL לכל באר (תלוי ברמת הנוחות של פיפטה), ויוצרים טיפה במרכז הבאר המכסה את שטח האלקטרודות והסביבה אך לא את כל הבאר.
    2. היזהר לא לפגוע אלקטרודות עם קצה פיפטה. היו עקביים עם נפח מבאר לבאר כדי להבטיח כיסוי של אותו שטח פנים בכל באר.
    3. לדגור אש"ף ב 37 ° C במשך מינימום של 1 שעה (רצוי 2 שעות).
      הערה: הנפחים הקטנים יתייבשו אם אין מספיק לחות בצלחות. הוסיפו מים לתאים המקיפים בארות כדי להבטיח לחות מספקת במהלך הציפוי וההקלטות.
  4. שאפו כמה שיותר אש"ף באמצעות קצה מיקרופיפטה מפלסטיק. יש להקפיד לא לגעת באלקטרודות. יש לשטוף עם 250 מיקרוליטר מים שלוש פעמים. אם אתם משתמשים בשואב ואקום לשטיפות, אין לאפשר את הקצה ליד מערך האלקטרודות. לאחר השטיפה השלישית, להסיר כמה שיותר מים, באמצעות קצה פיפטה לפי הצורך. הניחו למשטח להתייבש מתחת למכסה המנוע של תרבית התאים עם הסרת המכסה.
  5. לאחר שמשטחי הצלחת יבשים, הוסיפו למינין מדולל ל-10 מיקרוגרם/מ"ל ב-PBS. השתמש ב- 15-20 μL כדי לכסות כל מערך אלקטרודות. הוסיפו מים לתאי הלחות, החליפו את המכסה והחזירו את הצלחת לדגירת 37°C למשך שעתיים לפחות עד לילה.
  6. ביום הציפוי, שטפו את תרביות הנוירון המוטורי (MN) והאסטרוציטים פעם אחת עם PBS והוסיפו טריפסין 0.05% ב-37°C כדי להרים תאים (5 דקות). יש לאסוף לתוך צינור חרוטי של 15 מ"ל המכיל מעכב טריפסין ולשטוף צלחות עם מדיום או בסיס כדי להבטיח שכל התאים נאספים. צנטריפוגה ב 300 x גרם במשך 5 דקות ו resuspend עם פיפטה 1000 μL כדי לייצר 1 מ"ל של תא בודד השעיה. בעת השעיה מחדש של MN ואסטרוציטים, עברו למדיום התרבית המשותפת (טבלה 1), עם תוספת של 20 מיקרומטר מעכב סליל סליל הקשור ל-Rho היוצר חלבון סרין/תראונין קינאז (ROCK-I).
  7. לספור את MN ואת האסטרוציטים במקביל באמצעות hemocytometer. בזמן ספירה וחישובים, סגרו את מתלי התאים והניחו אותם במדף קלקר בטמפרטורה של 4°C.
  8. חשב את הנפח הדרוש כדי להשעות מחדש את התרביות לריכוז של 5 x 104 תאים לכל 5 μL עבור נוירונים מוטוריים ו 2.5 x 104 תאים לכל 5 μL עבור אסטרוציטים. צנטריפוגה את מתלי התא 1 מ"ל ב 300 x גרם במשך 5 דקות והשהיה מחדש בנפח מחושב.
  9. חשב את מספר הבארות הרצוי להיות זרע ולהכפיל אותו ב 5 μL של כל השעיה התא. ערבבו את הנפח הנדרש של מתלי נוירונים ואסטרוציטים ביחס של 1:1 וערבבו על ידי פיפטינג עד לשילוב יסודי (בדרך כלל פעמיים) אך הימנעו מלהיות אגרסיביים מדי.
  10. מוציאים את הלמינין מכל באר של צלחת MEA באמצעות קצה פיפטה. מעבירים 10 μL של תרחיף התא המשולב הסופי לכל באר, ויוצרים טיפה קטנה המכסה את מערך האלקטרודות כדי לספק צפיפות תאים של 5 x 104 MN ו- 2.5 x 104 אסטרוציטים לכל באר.
    הערה: צפיפות תאים גבוהה בתרחיף המשולב דורשת השעיה תכופה בין בארות במהלך שלב הזריעה כדי להבטיח ספירת תאים מדויקת ועקבית.
  11. מחזירים את הצלחות לאינקובטור למשך 20-30 דקות. היזהר לא להפריע טיפת התא ולאפשר לתאים ליצור קבצים מצורפים ראשוניים על הלוחות.
  12. לאחר 20-30 דקות, הוסף מדיה חמה לתרבות משותפת + ROCK-I לכל באר על ידי פיפט 250 μL למטה על הקיר של כל באר, ולאחר מכן 250 μL נוספים במורד הקיר של אותה באר בצד הנגדי. מחזירים את הצלחת לאינקובטור.
  13. בחנו את הצלחות יום לאחר הזריעה (יום התרבות המשותפת 1). אם יש פסולת תאים משמעותית או תאים מתים, החליפו את התווך במדיום תרבית משותפת טרי המכיל ROCK-I. אחרת, שנו את המדיום ביום השני לאחר הזריעה (יום התרבות המשותפת 2) למדיום התרבות המשותפת ללא ROCK-I. בצעו החלפות חצי בינוניות (שאפו 50% והוסיפו 60% מהנפח הסופי כדי להתחשב באידוי) פעמיים בשבוע.
  14. אם משתמשים במערכות MEA עם לוחות זכוכית 30 מ"מ באר אחת (טבלה של חומרים), הכנת הצלחת עשויה להימשך יומיים או יותר. בצע את השלבים הבאים כדי לבצע זאת.
  15. הרימו את התאים ואת פסולת התאים מתרביות MEA קודמות עם 0.05% טריפסין למשך 5-15 דקות.
  16. שאפו טריפסין ושטפו שלוש פעמים במים.
  17. יש לעקר על ידי הוספת אתנול 70% ולדגור במכסה המנוע למשך 10 דקות. לשאוף את האתנול ולאחר מכן לשטוף במים שלוש פעמים.
  18. יש למרוח במים חומר ניקוי 1% אניוני עם אנזים פרוטאז. מכסים את הצלחות במכסה ועוטפים בסרט תרמופלסטי וברדיד אלומיניום, ואז משאירים אותם על נדנדה בטמפרטורת החדר למשך הלילה.
  19. שאפו את חומר הניקוי, ולאחר מכן שטפו שלוש פעמים במים.
  20. אם מתכננים לאחסן את הצלחות, להוסיף נפח מספיק של מים. מכסים את הצלחות במכסה ועוטפים אותן בסרט תרמופלסטי ובנייר אלומיניום ומשאירים אותן במקרר עד לשימוש הבא.
  21. אם אתם מתכננים לצפות, תנו למשטח להתייבש מתחת למכסה המנוע של תרבית התא.
  22. אם יש צורך בעיקור נוסף (למשל, זיהום קודם או שימוש לא לאחרונה), בשלב זה בלבד, יש לחשוף את לוחות MEA לאור אולטרה סגול (UV) מתחת למכסה המנוע למשך 30-60 דקות.
    הערה: הימנעות מאור UV תכוף תמנע נזק לאלקטרודות. השימוש באור UV כאשר על צלחות יש סרום יגרום לאלקטרודות לא פונקציונליות, ולכן יש להשתמש בו רק על צלחות ניקוי.
  23. כאשר הצלחות יבשות לחלוטין, המשיכו בניקוי פלזמה למשך דקה אחת כדי לטעון את משטח הזכוכית של לוחות MEA ולשפר את יעילות הציפוי. ניקוי פלזמה לפחות פעם ב-4-5 מחזורים של מחזורי ציפוי ציפוי צלחות MEA.
    1. כחלופה, כאשר ניקוי פלזמה אינו אפשרי או לא מוצדק, יש להוסיף נפח מספיק של מדיום המכיל סרום בקר עוברי (FBS) כדי לכסות את פני השטח של לוחות MEA ולהחזירם לאינקובטור למשך הלילה.
  24. יש להשתמש בציפוי PLO (פוליאורניתין)/למינין. יש להוסיף תמיסת אש"ף (100 מיקרוגרם ב-PBS) מיד לאחר ניקוי פלזמה או שאיפה ושטיפה של המדיום המכיל FBS.
  25. צלחת את התאים כנ"ל בצפיפויות הבאות: 1 x 105 אסטרוציטים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים (hiPSC-A) / צלחת ו- 5 x 105 נוירונים מוטוריים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים (hiPSC-MN)/צלחת.

2. הקלטת מערך מרובה אלקטרודות

  1. חלץ את נתוני המתח הגולמי בתדר דגימה של 12.5 קילוהרץ, באמצעות מסנן Butterworth עם מעבר גבוה של 200 הרץ ומסנן מעבר נמוך של 3 קילוהרץ. הגדר זיהוי ספייק כנקודות זמן מיידיות של מתחים ≥6 סטיות תקן מקו הבסיס. זהה התפרצויות כפעילות עם קפיצות של >5 ב-100 אלפיות השנייה. הגדר את פעילות הרשת כאשר יותר מ- 35% מכלל האלקטרודות הפעילות יורות בטווח של 100 אלפיות השנייה, עם מינימום של 50 קפיצות בכל פרץ רשת.
  2. התחל להקליט בהקדם האפשרי לאחר יום Co-Culture (CC) 1.
    הערה: פעילות חשמלית תצוין לעיתים רחוקות לפני יום CC 3.
  3. לוחות מקבילים בצפיפות דומה ומשכפלים בלוחות התרבית המתאימים או בכיסויים לבדיקות ביוכימיות, אימונוציטוכימיה (ICC) או PCR כמותי (qPCR).
  4. בצע הקלטות כאשר הטמפרטורה מוגדרת ל- 37 ° C ו- CO2 ב- 5%. העבירו את הצלחות למכונה ואפשרו להן להתאזן לפחות 5 דקות לפני ההקלטה.
  5. הקלט פעילות בסיסית אחת ליומיים או מדי שבוע, במשך 1-15 דקות, בהתאם לתכנון הניסוי. אל תקליט לפחות שעה אחת לאחר חילופי דברים בינוניים, ורצוי להמתין 24 שעות לאחר כל חילופי מדיה.
  6. כדי למנוע זיהום, שנה את התווך (כלומר, חצי חילוף בינוני כמו בשלב 1.14) לאחר כל הקלטה שבה יש לפתוח את מכסה הצלחת הסטרילית מחוץ למכסה המנוע הסטרילי (כלומר, יישום של תרכובות סמים). בצע החלפות בינוניות מלאות ושטיפות כדי לשטוף את התרופות אם צלחות הולכים להמשיך לשמש מעבר לטיפול תרופתי.
  7. למטרות ניתוח, השתמש לפחות בשלושה עותקים טכניים וביולוגיים עבור כל מצב. לבטא נתונים אלקטרופיזיולוגיים באמצעות n ≥ 3 משוכפלים.

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
צלחות תרבית סטריליות בקוטר 10 ס"מבז353003
25 ס"מ2 צלוחיות תרבית סטריליותבז353136
500 מ"ל 0.2 מיקרומטר מערכת סינון CAקורנינג430769
5 מ"ל פיפטהבז357543
6 צלחות תרבות סטריליות היטבבז3046
Axion CytoView MEA 24 לוחות (M384-tMEA-24W)אקסיוןOPT-24
פלטפורמת Axion Edge MEAאקסיוןמאסטרו אדג'
מטריצת קרום מרתף - מטריג'לקורנינג354277פרטים בפרוטוקול
מיקרוסקופ Benchtop (סטרילי מתחת למכסה המנוע של תרבית תאים)זיס415510-1100-000פרימו ורט
גורם נוירוטרופי ריסני (CNTF)פפרוטק450-13יש להמיס 100 מיקרוגרם ב-1 מ"ל של PBS סטרילי, ולאחר מכן להוסיף 9 מ"ל של 0.1% BSA-PBS סטרילי ל-10 מיקרוגרם/מ"ל. Aliquot ולהקפיא ב -80 מעלות צלזיוס. לדלל ב 1: 1000 לשימוש. (ריכוז עבודה 10 ננוגרם/מ"ל).
מיכלי CO2 וסת עבור Axion EdgeAirGas/האריס9296NC
DMEM/F12תרמופישר113300ריכוז עבודה 1x
תוסף חיוני 8 בינוני + חיוני 8תרמופישרA1517001יש לשלב 10 מ"ל של תוסף Essential 8 (10x) עם 500 מ"ל של Essential 8 Growth Medium (1x)
סרום בקר עוברי (FBS)תרמופישר16140071ריכוז עבודה 1x
המוציטומטרמדעי מיקרוסקופ הבחירות63510-20
אינקובטור תרביות תאים מבוקר לחותתרמופישר370מוגדר ל-37ºC, 5% CO2
למיניןתרמופישר23017-015תמיסת מלאי 1 מ"ג/מ"ל, ריכוז עבודה 10 מיקרוגרם/מ"ל (ציפוי), 1 מיקרוגרם/מ"ל (חומרי הדפסה תאיים)
ל-גלוטמיןתרמופישר25030יש להמיס 2 מ"ג LDN ב-500 מיקרוליטר כלורופורם לקבלת מלאי של 10 מילימול. Aliquot זה להקפיא ב -80 מעלות צלזיוס. לשימוש, יש לדלל תחילה את המלאי 1 עד 10 ל-DMSO [עד 1 מילימול], ולאחר מכן לדלל 1:5000 של 1 מילימטר לתוך המדיה הרצויה כדי לקבל פתרון עבודה של 0.2 מיקרומטר
לוחות זכוכית MEAמערכות רב ערוציות60MEA200/30iR-Ti-grריכוז עבודה 100x
Pipet P200 רב ערוציגילסוןPJ22224
נוירובזלתרמופישר21103049
חומצות אמינו לא חיוניות (NEAA)תרמופישר11140050ריכוז עבודה 1x
עפרון/סטרפטומיציןתרמופישר15140122ריכוז עבודה 100x
פוליאורניתין (אש"ף)סיגמא-אולדריץ'P3655ריכוז עבודה 100x
אשלגן כלורי (KCl)נהנהיש להמיס 100 מ"ג ב-1 מ"ל של ddW לקבלת תמיסת מלאי של 100 מ"ג/מ"ל. Aliquot את המניה בצינורות 100 μL. (ריכוז עבודה 100 מק"ג/מ"ל)
פורמורפמין (PMN)מיליפור-סיגמא540223ריכוז עבודה100 mM
מעכב סלעיםפפרוטק1293823צנטריפוגה קצרה לפני ההרכבה מחדש. יש להמיס 100 מיקרוגרם ב-1 מ"ל PBS ל-100 מיקרוגרם/מ"ל, ולאחר מכן להוסיף 9 מ"ל של 0.1% BSA-PBS סטרילי ל-10 מיקרוגרם/מ"ל. Aliquot ולהקפיא ב -80 מעלות צלזיוס. לדלל ב 1: 1000 לשימוש. (ריכוז עבודה 10 ננוגרם/מ"ל).
ברדסים סטריליים לתרביות תאיםחברת בייקרSG-600להמיס 5 מ"ג ב 1480 μL של dH2O כדי לקבל 10 mM מלאי, aliquot ולהקפיא ב -80 מעלות צלזיוס. לדלל ב 1: 500 לשימוש. (ריכוז עבודה 20 מיקרומטר).
מוסף ב' - תוסף B27תרמופישר21985023
צנטריפוגת תרבית תאים שולחניתתרמופישר75004261ריכוז עבודה 50x
סרט תרמופלסטי - ParafilmפארפילםP7793Sorvall Legend X1R
טריפסין-EDTA (0.05%)תרמופישר2530054ריכוז עבודה 1x
אמבט מיםתרמופישר2332איזוטמפ

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

ROCKPLO Laminin

מאמרים קשורים