הכנה חדשה vivo לשעבר הדמיה חוט השדרה העכבר. פרוטוקול זה מאפשר לשני פוטונים הדמיה של אינטראקציות הסלולר בשידור חי בכל רחבי חוט השדרה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הכנה חדשה vivo לשעבר הדמיה חוט השדרה העכבר. פרוטוקול זה מאפשר לשני פוטונים הדמיה של אינטראקציות הסלולר בשידור חי בכל רחבי חוט השדרה.
מיקרוסקופיה של שני פוטונים (2P) משמשת לחשיפת דינמיקה ואינטראקציות תאיות עמוק בתוך רקמות חיות ושלמות. כאן, אנו מציגים שיטה להדמיית תאים חיים בחוט השדרה של העכבר. טכניקה זו מתאימה באופן ייחודי לניתוח דינמיקה של תאי מבשר עצביים (NPC) לאחר השתלה בחוט השדרה העוברים הפרעות דמיאלינציה נוירו-דלקתיות. NPCs נודדים לאתרים של נזק אקסונלי, מתרבים, מתמיינים לאוליגודנדרוציטים ומשתתפים ברמיאלינציה ישירה. NPCs הם אפוא טיפול טיפולי מבטיח לשיפור מחלות דמיאלינטיות כרוניות. מכיוון ש-NPCs מושתלים נודדים לאזורים הפגועים בצד הגחון של חוט השדרה, הדמיית 2P תוך-חיונית מסורתית היא בלתי אפשרית, ורק מידע על אינטראקציות סטטיות היה זמין בעבר באמצעות גישות צביעה היסטוכימיות. למרות ששיטה זו נוצרה כדי לדמות NPCs מושתלים בחוט השדרה הגחוני, ניתן ליישם אותה במחקרים רבים של תאים מושתלים ואנדוגניים בכל חוט השדרה. במאמר זה, אנו מדגימים את ההכנה וההדמיה של חוט שדרה עם אקסונים מבטאים חלבון פלואורסצנטי צהוב משופר ו-NPCs מושתלים משופרים המבטאים חלבון פלואורסצנטי ירוק.
מודלים עכבר של demyelination, כוללים Encephalomyelitis הניסיוני אוטואימוניות (EAE) וזיהום תוך-גולגולתי עם וירוס צהבת עכבר neuroadapted (MHV), הם כלים מצוינים ללמוד מסלולים מולקולריים ואינטראקציות הסלולר הקשורים במחלה. הם הובילו ולתמכו ביעילות של ה- FDA אישרה טיפולי תרופות, בעיקר מיקוד הפסקת אוטואימוניות ודלקת 1. עם זאת, ברגע שחידוש יצירת המיאלין אנדוגני נכשל, הטיפולים שאושרו כרגע לא ביעילות לתקן נגעי demyelinated במערכת העצבים המרכזית. לכן, טיפולים ממוקדי תיקון בשלב זה של מחלה הם קריטיים להקלת סימפטומים כרוניים ושיפור איכות החיים. לאחרונה, תאים עצביים מבשר (NPCs) הגיעו לחזית ככלים טיפוליים משובי פוטנציאל להתמקד באזורים של דלקת ופגיעה במיאלין. מספר מחקרים הדגישו את היכולת של NPCs כדי לגרום endogenoשלנו חידוש יצירת המיאלין ולהשתתף באופן ישיר בחידוש יצירת המיאלין 2-8. בגלל NPCs מעורב בחידוש יצירת המיאלין ישיר, זה הכרחי כדי להבין קינטיקה ויחסי הגומלין שלהם עם תאי אנדוגני לאחר השתלה. לאחר השתלה, NPCs להעביר ventrally לאזורי נזק בחומר לבן, אז rostrally וcaudally ביחס לאתר ההשתלה 5,9. קינטיקה של הגירה שונה בתגובה לרמזים סביבתיים; יש NPCs הושתלו בעמוד השדרה פגוע שאינן מהירויות גדולות יותר מNPCs הושתלו בעמוד השדרה ניזוק 6. לאחר תקופה נודדת, הועבר NPCs להתרבות בהרחבה, בשיעור גבוה יותר בהשוואת חוט השדרה פגועה לחוט השדרה שלם 6. לבסוף, רוב NPCs להתמיין oligodendrocytes וליזום 4,6,9 חידוש יצירת המיאלין ישיר.
נגע demyelinated הוא מורכב ויכול לכלול אוכלוסייה מגוונת של תאים בשלבים שונים שלctivation. לדוגמא, נגע פעיל בטרשת הנפוצה (MS) עשוי לכלול אוכלוסייה משמעותית של תאים מופעלים T, מיקרוגליה M1 ומקרופאגים M1, אבל נגע MS שקט כרוני יכול להיות מורכב בעיקר של האסטרוציטים תגובה עם כמה תאים דלקתיים 10-13. בגלל המגוון של תאי מפעיל, הדמיה שני פוטונים (2P) במודלים של עכברים של demyelination היא כלי מאוד שימושי שיעזור להבין אינטראקציות הסלולר מקומיות בנגע. בטרשת נפוצה ומודלי מחקר MS שימוש נרחב רבים, רוב הנגעים נמצאים בצד הגחון של חוט השדרה, באזור שאינו נגיש להדמית 2P intravital בשל עומק נגע ותוכן שומנים הגבוה של חוט השדרה. כדי לעקוף בעיות אלה ואינטראקציות תא-תא מחקר בנגעים לאורך חוט השדרה הגחון פיתחנו לשעבר הכנת ההדמיה vivo 2P 6 פשוט.
מחקר זה עוקב אחר פרסום שיטות קודם, אשר הראההליך השתלת חלבון משופר ירוק ניאון (eGFP) NPCs -expressing לחוט השדרה של עכברים הבאים מתח JHMV של demyelination המושרה MHV 14. עכברים בן חמישה בשבוע שנגועים בJHMV ומושתל עם eGFP-NPCs ברמת בית החזה 9 ביום 14 לאחר פגיעה. הפרוטוקול המובא כאן מספק את צעדים מפורטים כיצד לחלץ את חוט השדרה, לעשות הכנת vivo לשעבר agarose, ואינטראקציות eGFP-NPC תמונה מושתלת עם חלבון משופר צהוב ניאון (EYFP) האקסונים -expressing. עכברים להביע EYFP תחת אמרגן Thy1 העצבי ספציפית שמשו בהליך זה 15. רק חלק מהאקסונים להביע EYFP, מה שהופך אותו לשימושי הדמיה אקסונים בודדים. כאן אנו מראים מיתרי השדרה הוסרו בשעה 7 ימים לאחר השתלה; עם זאת, ניתן לחלץ מיתרי השדרה בכל נקודת זמן לאחר השתלה. אמנם אנו מציגים אינטראקציות של NPCs עם אקסונים פגועים, הפרוטוקול שלנו יכול לשמש בשילוב עם סמני ניאון גנטייםשל סוגי תאים אחרים כדי לחקור מספר רב של אינטראקציות הסלולר מתרחשות ברחבי חוט השדרה העכבר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הצהרת אתיקה:: הערה הפרוטוקול לטיפול בבעלי חיים אושרה על ידי הוועדה המוסדית הטיפול בבעלי חיים והשימוש (IACUC) מאוניברסיטת קליפורניה, אירווין, פרוטוקול # 2010-2943.
1. ההסרה של חוט השדרה
2. הכנת חוט השדרה הדמיה
3. 2P הדמיה של חוט השדרה הגחון
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בעוד פרוטוקול ההדמיה חוט השדרה explanted יכול לשמש כדי לחזות כל הקרינה בתוך חוט השדרה, תוצאות הנציג שלנו להפגין אינטראקציות eGFP-NPC עם EYFP-האקסונים. ראשית, אנו מציגים את ההכנה המוטבעת הגחון בחוט השדרה באיור 1 א. בשלב הבא, אנו מציגים את תוכנית ההתקנה של 2P מיקרוסקופ ורכיבי מפתח באיור 1. איור 2 מדגים הקרינה eGFP וEYFP בz-ערימה אחת בתוך חוט השדרה הגחון. רכישת Z- ערימות רצופות ניתן להדר בהפקת סרטי זמן לשגות לנתח דינמיקה סלולרית בזמן אמת בתוך ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בזמן אמת 2P הדמיה של רקמות שלמות נדרשת לחקור קינטיקה NPC ואינטראקציות לאחר השתלה לתוך חוט השדרה עכבר demyelinated. ההדמיה Intravital 2P משמשת בדרך כלל כדי לקבוע דינמיקה סלולרית בצד הגבי של חוט השדרה בעכברים חיים, ונעשתה בו שימוש כדי ללמוד demyelination הגב בdemyelinating המחלה 17-19. עם זאת, מכיוון שNPCs המושתל להגר לחומר לבן הגחון, שנמצא עמוק מדי לתמונה באתר באמצעות 2P מיקרוסקופיה, הכנת vivo לשעבר היא הכרחית. מתודולוגיה זו נעשתה שימוש במעבדה שלנו כדי לקבוע את ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין אינטרסים מתחרים.
עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי מענקי המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) R01 GM-41514 (ל-M.D.C.), R39 GM-048071 (ל-IP) ו-R01 NS-074987 (ל-T.E.L.) ופרס המחקר של המרכז השיתופי של האגודה הלאומית לטרשת נפוצה (NMSS) CA1058-A-8 (ל-C.M.W., T.E.L. ו-M.D.C.), NMSS Grant RG4925, מענק הכשרה של NIH T32-AI-060573 (ל-M.L.G.), מלגת פוסט-דוקטורט NMSS FG 1960-A-1 (ל-J.G.W.), ומימון מקרן ג'ורג' א. יואיט למחקר רפואי (M.P.M).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Isoflurane, USP | Piramal Critical Care, Inc | N/A | |
| מספריים עדינים | Fine Science Tools | 14060-09 | |
| להב אזמל חד #10 | Fine Science Tools | 10010-00 | |
| ידית אזמל | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| Luer rongeurs | Fine Science Tools | 16001-15 | |
| Graefe מלקחיים | Fine Science Tools | 11052-10 | |
| Vannas מספריים | Fine Science Tools | 15615-08 | |
| להב אזמל #11 | Fine Science Tools | 10011-00 | |
| RPMI-1640 | Gibco | 12-115F | |
| agarose, טמפרטורת ג'ל נמוכה | Sigma | A9414-25G | |
| Parafilm | Fisher Scientific | 13-374-12 | |
| Vetbond (דבק רקמות) | 3M | 1469SB | |
| 22 מ"מ כיסוי מרובע להחליק | פישר סיינטיפיק | 12-547 | |
| 25X מטרת טבילה, 1.1 NA | Nikon | CFI Apo LWD 25XW | |
| מחמם פתרון מוטבע יחיד | וורנר אינסטרומנטס | 64-0102 | |
| 520 ננומטר מפצל קרן דיכרואי חד קצה | Semrock | FF520-Di02-25x36 | Brightline |
| 560 ננומטר מפצל קרן דיכרואי חד קצה | Semrock | FF560-FDi01-25x36 | |
| צינורות מכפיל פוטו | Brightline Hamamatsu | R928 | |
| C / L משאבת צינורות במהירות משתנה | Masterflex | 77122-22 | |
| מדחום דיגיטלי | Comar Instruments | 3501 | |
| זיקית אולטרה Ti: לייזר ספיר | קוהרנטי | N/A | |
| Slidebook 6 תוכנה | 3i | N/A | |
| Imaris 7.7 תוכנה | Bitplane | N/A |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.