פרוטוקול זה מתאר את הגזירה של מבשרי מוגבלים גליה מ מיתרי השדרה העובר ומתוחזק במבחנה או להשתלה או למחקר של שושלת oligodendrocytic.
פרוטוקול זה מתאר את הגזירה של מבשרי מוגבלים גליה מ מיתרי השדרה העובר ומתוחזק במבחנה או להשתלה או למחקר של שושלת oligodendrocytic.
זהו פרוטוקול הגזירה של גליה מוגבלים (GRP) תאים מבשר של חוט השדרה של E13 עוברים עכבר. תאים אלה הם סימנים מקדימים המוקדמות בתוך השושלת תא oligodendrocytic. לאחרונה, תאים אלה נחקרו כמקור פוטנציאלי עבור טיפולים משקמות מחלות החומר הלבן. Leukomalacia periventricular (PVL) הוא הגורם המוביל של המחלה לא גנטית החומר הלבן בילדות ומשפיע עד 50% של פגים ביותר. הנתונים מראים רגישות מוגברת של המוח המתפתח כדי איסכמיה היפוקסיה, סטרס חמצוני excitotoxicity כי סלקטיבי מכוון בחומר הלבן המתהווה. מבשרי מוגבלים גליה (GRP), ובתאים oligodendrocyte (OPC) ו oligodendrocytes לא מפותחים (preOL) נראה כי שחקני מפתח בהתפתחות PVL והם הנושא של לימודי המשך. יתר על כן, מחקרים קודמים זיהו קבוצת משנה של רקמת מערכת העצבים המרכזית אשר עלתה הרגישות גלוטמט excitotoxicity כמוגם תבנית התפתחותית לרגישות זו. המעבדה שלנו חוקרים כעת את התפקיד של אבות oligodendrocyte בתאים PVL ושימוש בשלב GRP של התפתחות. אנו מנצלים את התאים האלה GRP הנגזרות פרדיגמות הניסוי לבדוק כמה תגובתם בחר מדגיש בקנה אחד עם PVL. תאים GRP ניתן להשפיע במבחנה אל OPCs ו preOL לניסויים השתלת עם מודלים העכבר PVL ו במודלים חוץ גופית של PVL כמו עלבונות, כולל איסכמיה היפוקסיה. באמצעות תאים בתרבית ו במבחנה מחקרים יש תקטן השונות בין ניסויים המאפשר פרשנות של הנתונים. תאים בתרבית מאפשרת גם העשרה של האוכלוסייה GRP תוך מזעור ההשפעה של זיהום תאים של הפנוטיפ לא GRP.
הקדמה
בפרוטוקול זה אנו מראים כיצד לחלץ, לבחור צלחת גליה מוגבלים (GRP) תאים מבשר מן חוט השדרה של E13 עוברים עכבר. תאים אלה הם סימנים מקדימים המוקדמות בתוך שושלות תאים oligodendrocytic ו astrocytic ומוגדרות על ידי הביטוי שלהם A2B5. בתווך GRP השלימו עם FGF-2, את A2B5 GRPS + יתחיל להביע סמנים מוקדם oligodendrocytic שושלת PDGFαR ו NG2 1,2. תאים אלה השושלת oligodendrocyte לעבור דרך סדרה של שלבים מובחנים פנוטיפי, כל אחד מהם מאופיין על ידי שינויים מורפולוגיים, כמו גם ביטוי של סמנים בשלבים התפתחותיים ספציפיים.
תאים אלה מבשר כרגע הנלמד כמקור פוטנציאל מבוססי תאים גישות טיפוליות בהפרעות של החומר במערכת העצבים המרכזית, כולל טרשת לבן, leukodystrophies מרובים leukomalacia periventricular (PVL) 3,4,5,6 6,7,8,9. תאים אלה מבשר גליה יש גם שימש במחקרים של אחרים לבנים מחלות מודלים משנה כגון פגיעה בחוט השדרה, טרשת לרוחב amyotrophic 10,11,12,13.
המעבדה שלנו פיתחה מודל מוקדם לאחר הלידה היפוקסיה, איסכמיה העכבר שבה אנו בוחנים את היעילות של חוט השדרה אלה נגזר תאים GRP כגישה שיקומית ב PVL, הגורם המוביל של שיתוק מוחין 14,15,16. יש גם מוח המכרסם נגזר מודל ה-OPC, שבו נעשה שימוש נרחב לחקר פגיעה בחומר הלבן מאז התאים GRP יש נטייה להתמיין מסלול astrocytic 17. פנוטיפ OPC חתמה כבר מסלול שושלת oligodendrocyte, תופעה שנראית irreversible. עם זאת, אנו מעוניינים להעריך את התגובה של ספקטרום רחב יותר של אבות oligodendrocyte כולל GRPS ואולי אף את NEPs הנגזרים על E10.5. לכן אימצנו את חוט השדרה נגזר מודל GRP לעבודה שלנו.
בנוסף לשימוש GRPS להחלפת תאים, גזירה של תאים אלה מסוג פרוע מודלים מכרסם מהונדס של מחלות החומר הלבן מאפשר מחקר נוסף תוך בידול גליה בתנאים רגילים ומחלות בסביבה חוץ גופית. בפרסומים קודמים הראו ראיות הפגיעות סלקטיבי של תאים מבשר oligodendrocytic השושלת ללחצים חיצוניים שונים כמו excitotoxicity ההבשלה תלויה גלוטמט, סטרס חמצוני, וגורמים בחר מעורבים neuroinflammation 18,19. המחקרים שלנו מתמקדים בהבנת המנגנונים תאית ומולקולרית מאחורי הפיתוח של אלה פציעות החומר הלבן, להעריך את הרגישות של התאיםקשת שושלת oligodendrocyte להעליב, כמו גם ניתוח גישות טיפוליות המשוער.
חומרים
כל הנהלים הקשורים לבעלי חיים להתאים את המדיניות PHS ו IACUC JHU. הנהלים כל יש לבצע במנדף זרימה למינרית על מנת לשמור על תנאים אספטיים. בדרך כלל והניתוחים מבוצעים בשכונה זרימה אופקית בעבודה חוץ גופית בשכונה זרימה אנכית. התקשורת כל פעם קרה בזמן נתיחות מתים. העכברים השתמשו במחקר שלנו הם סוג בר CD-1 זן ו-GFP מהונדס ברקע C57/BL6. אחת CD-1 סכר העכבר בדרך כלל מניבה 10 + עוברים שהם מספיק 1-2 זרעים T25 צלוחיות. בדרך כלל, שני סכרים מוקרבים בכל פעם, מיתרי השדרה העובר ונקווה ו מצופה לתוך הבקבוק 1 T25 לכל הסכר. לאחר התאים כבר נגזר שהם ניתן להרחיב ומאופיינת במבחנה ללימודי הבאים.
1. הכנת Media וצפחות
2. מכשירים ו-M אחרaterial
3. קביעת יחסי ציבור מתוזמןegnancy
סכרים עכבר הרות מסודרות או ממקורות מסחריים המפרטים משלוח ביום עובריים E12 או E13 של התפתחות העובר או ההריון נקבע בתוך הבית. בקצרה, שתי נקבות ממוקמים יחד עם זכר 1 בשעות אחר הצהריים המאוחרות והשאיר לילה ביחד. למחרת הנקבות נצפות את קיומו של תוסף ריר ממוקם נרתיקית. התוספת ריר רק סימן לכך התרחשה הזדווגות בעלי חיים כך שקל לאחר מכן מדי יום כדי לעקוב אחר קצב הגידול במשקל. יום plug ריר הוא ציין מוגדר היום עובריים 1 (E1).
4. רקמת גזירת
5. תרבות הקמת
6. Immunopanning אוכלוסייה GRP
7. הקפאה ואחסון של בתאים שמקורם
CO 2 אינו משמש anesthetizing בעלי חיים בגלל ההשפעה במורד אפשרית לקיומה של עוברים, ובסופו של דבר התאים הנגזרות. יתר על כן, יהיה קשה מאוד להסיר לחלוטין את קרומי המוח של חוט השדרה במהלך ההליך הגזירה, אך שילוב של בינוני GRP ו immunopanning יבטל תאים אלה גדל במהירות. כמו כן, חוט השדרה כולו נאסף למרות ריכוז הגחון הגדול באוכלוסייה GRP בשל שמקורם שלה בחוט השדרה הגחון ועל המעבר dorsally 20. עם זאת בינוני GRP בוחר עבור הפנוטיפ GRP וכי האוכלוסייה מוגדל על ידי immunopanning A2B5. לאחר ציפוי רקמות בעמוד השדרה, התרבויות במבחנה מודגרת לשני קטעים או כשבוע. אחרי 2 ימים בתרבית, תאים של מורפולוגיות שונות ניתן לראות את תרבות צלוחיות רקמות המצביעים הטרוgeneity מהאוכלוסייה אבל בינוני GRP בוחר עבור הפנוטיפ GRP. תאים אלה הם שילוב של A2B5 + GRP, E-NCAM + ומבשרי מוגבלים עצביים (מפד"ל) ו nestin +, A2B5-neuroepithelial תאים fibronectin ואולי + דלקת קרום המוח תאים. בנוסף, פנוטיפים בוגרים יותר עשויים להיות סמנים המבטאים הנוכחי כולל doublecortin ו Tuj1 על השושלת העצבית, GFAP על האסטרוציטים ו PDGFaR ו GalC על השושלת oligo על מנת למקסם את האוכלוסייה GRP מאוד מועשר ממאגר הטרוגנית המוצא (איור 1 א), תאים יכולים להיות פעמיים immunopanned לבחור לחסל את E-NCAM + תאים ואחריו מבחר של A2B5 + אוכלוסייה GRP פעם צפיפות התאים עלה ל 85-90% על confluency ב T75 צלוחיות. תאים אלה GRP לשמור על היכולת שלהם להיות האסטרוציטים למרות היותו בתווך הבוחר על הפנוטיפ oligodendrocyte כך immunopanning לאחר A2B5 עשוי להיות נחוץ כדי לשמור על האוכלוסייה מועשר GRP. Immunopanning generהתשואות בריתו עד 95% A2B5 + תאים אבל התשואה גדולה עוד יותר A2B5 חרוזים מגנטיים מצומדות (Miltenyi BIOTEC Inc) ניתן להשתמש כדי לספק תשואה של% עד 97. ערנות של GRP תרבויות תחזוקה כגון שינויים מדיה רגילים יהיה למזער את שגשוג בלתי GRP סוגי תאים. גם בהיעדר של BMP-4 האסטרוציטים, עדיין עשויים להימצא מדולדל התקשורת בפרט נראה בידול כדי לגרום פנוטיפ astrocytic. למרות תוספת B27 מכיל תלת iodothyronine הורמונים (T3), לא היה שום נטייה הנצפה להתמיין oligodendrocytes באוכלוסייה GRP, רק כאשר רמות גבוהות של T3 מתווספים המדיום אינו תופעה זו להתרחש. עם זאת, תוסף T3 חינם B27 ניתן להחליף אם יש חשש לזיהום על ידי oligodendrocytes בוגרים (1B איור). תאים אלה GRP ניתן לזהות בקלות על ידי המורפולוגיה שלהם סומה קטן עם 2 או 3 תהליכים קצרים אבל למסך של סוגי תאים אחרים שעשויים להיות נוכח, immunocytochemistry ניתן לבצע עבור סמנים נפוצים בעבר בשם סוג התפתחותיים תאים ספציפיים. יהיו בדרך כלל להיות אוכלוסייה קבועה קטנה של A2B5-תאים הנמצאים neuroepithelial (הנא"פ) ומסוגל להפוך גם GRP או המפד"ל. למרבה המזל, התאים יותר נשמרות בינוני GRP סביר יותר להניח כי המדיום יבחר עבור הפנוטיפ GRP.

איור 1.) מצופים בתאים בחוט השדרה של מורפולוגיה הטרוגנית הם נצפו אחרי 2 ימים בתרבית. ב) Immunopanning למקסימום האוכלוסייה GRP מועשר ביותר ממאגר הטרוגנית החל.
הפרעות של החומר הלבן במערכת העצבים המרכזית כוללים מספר רב של כבעלות אטיולוגיה, כולל סיבות גנטיות דלקתיות, איסכמי ורעילים 19,21,22,23,24. אמנם טרשת נפוצה vasculopathies הן הגורם המוביל של מחלת החומר הלבן במבוגרים, leukomalacia periventricular קשור פגות היא הסיבה השכיחה ביותר של פגיעה בחומר הלבן של האוכלוסייה הילדות. על מנת להמשיך לשרטט מנגנוני המחלה מחקר נוסף של שושלת תאים ofoligodendrocytic, אשר השפיעה מאוד על ידי עלבון הלידה, נדרשת. GRPS נותקו מן חוט השדרה העובר מכרסם העולם להיות tripotential בטבע, והוליד oligodendrocytes ושתי אוכלוסיות astrocyte ברורים, אבל לא להתמיין לנוירונים 2,25,26. כמו כן, תאים מבשר oligodendrocyte (OPC) נגזר העצב עכברים אופטיים והמוח מאוחר עובריים או בתחילת חולדה לאחר הלידה הוכחו להתבגר לתוך oligodendrocytes לתפקד בתנאים המתאימים מדיה 27,28. בנוסף, העובר או מבוגר OPC האדם נגזר כבר מניפולציה נוספת לתוך פנוטיפים oligodendrocyte בוגרים יותר 29,30.
תאים GRP היה מבודד חוט השדרה הן של E13.5 חולדות ו-E12 13.5 בעכברים. על ההבדלים חולדה דווחו בין תאים GRP הגב, ואת הגחון הנגזרות בתגובתם לתנאים המקדמים דור של oligodendrocytes או האסטרוציטים עם הגחון הנגזרות GRPS מפגין נטייה גדולה יותר להתמיין את פנוטיפים בוגרים יותר 25,26,28. זה יכול להיות בגלל הגחון הגירה הגב של תאים GRP המתהווה, אשר יכול להיות פתוחים פחות את הרמזים בידול. Immunopanning מאפשר subpopulation המבטא A2B5 להיות מבודדת ואסף לצורך תחזוקה בתרבות.
עכבר GRP שלנו תרבויות נגזרות רקמות הכולל חוט השדרה כי התשואות אוכלוסיה הטרוגנית, ונקווה של תאים שמהם תאים GRP נבחרים על ידי כימיקלים (בינוני) וטכניקות המבוססים על נוגדנים. בעוד המחקרים שלנו מנוצל חוט השדרה שמקורם בתאי עכבר GRP, יש לו יותר לאחרונה דווח גזירת הנגזרות מוח עכבר oligodendrocyte תאים ובתאים הם גם מסוגלים להתפתח oligodendrocytes בוגרים 31. כאן התאים שמקורם מתורבתים בתחילה oligospheres כי באמצעות המדיום המתאים התרבות הם מניפולציה לתוך PDGFαR מועשר +, האוכלוסייה OPC 31. המחקרים שלנו התמקדו ההשפעה של המודל שלנו של עלבון hypoxic-איסכמי על תאים בספקטרום שושלת oligodendrocyte מ A2B5 +, PDGFαR-GRP מבשרי כדי חלבון המיאלין הבסיסי לבטא MBP (+) oligodendrocytes בוגרים. ואכן שלנו במבחנה הראה את התאים האלה GRP בשלה ובוגרת לתאי MBP המבטאים גם ב monocultures או עמיתים תרבויות עם הנוירונים בקליפת המוח. תאים אלה ניתן להשפיע על התרבות אל המסלולים בידול ספציפיים לחקר המנגנונים המעורבים הלידה פגיעה בחומר הלבן. ישנם כמה מודלים העכבר של מחלות החומר הלבן מעורבים תאים של שושלת oligodendrocyte ואת הזמינות של אוכלוסייה זו מאפשרת בדיקה יסודית לתוך המנגנונים שגורמים לפגיעה, כמו גם לבחון את התועלת של אפשרויות הטיפול האפשריות סלולריים.
מחקר זה מומן על ידי המכון הלאומי לבריאות [NICHD P30HD024061 (AWP), NINDS K08NS063956 (AF), ו R01NS028208 (MVJ)] וקרן לנוירולוגיה ילדים. התכנים של הדו"ח זה הם באחריות הבלעדית של הכותבים ואינם מייצגים בהכרח את הדעות הרשמיות של המכון הלאומי לבריאות, DHHS. החוקרים אין ניגודי עניינים רלוונטיים למחקר זה.
אנו רוצים להודות לד"ר גארי דווין עבור התובנה שלו משוב על שימוש בתאי GRP.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | |
| DMEM / F12 01:01 | Invitrogen | 11320033 | |
| B27 | Invitrogen | 17504044 | |
| N2 | Invitrogen | 17502048 | |
| RH-FGF-בסיסי | Invitrogen | PHG0026 | |
| טריפסין (0.05%) EDTA | איכות ביולוגית, Inc | 118-087-721 | |
| Poly-L-ליזין HBr | סיגמא | P1274-25mg | |
| Laminin | סיגמא | L2020, במינון של 1 | |
| Dnase 1 | סיגמא | DN25 |