פרוטוקול זה מתאר את הבידוד של נוירונים של גנגליון שורש הגב (DRG) שבודדו מחולדות ואת התרבית של נוירוני DRG על מערכת תרבית תאים סטטית מתוחה מראש כדי לשפר את יישור האקסונים, עם תרבית משותפת של תאי שוואן (SCs) כדי לקדם מיאלינציה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר את הבידוד של נוירונים של גנגליון שורש הגב (DRG) שבודדו מחולדות ואת התרבית של נוירוני DRG על מערכת תרבית תאים סטטית מתוחה מראש כדי לשפר את יישור האקסונים, עם תרבית משותפת של תאי שוואן (SCs) כדי לקדם מיאלינציה.
התחדשות אקסונים היא תהליך כאוטי הנובע בעיקר מיישור אקסונים לא מאורגן. לכן, על מנת שמספר מספיק של אקסונים מחודשים יגשר על אתר הנגע, נדרש יישור אקסונלי מאורגן כהלכה. מכיוון שדמיאלינציה לאחר פגיעה עצבית פוגעת מאוד ביכולת המוליכה של אקסונים ששרדו, רמיאלינציה היא קריטית לתפקוד מוצלח של עצבים מחודשים. בעבר, הראינו שתאי גזע מזנכימליים (MSCs) מיושרים על משטח אנזוטרופי המושרה לפני מתיחה מכיוון שהתאים יכולים לחוש נוקשות אפקטיבית גדולה יותר בכיוון המתוח מאשר בכיוון הניצב. הראינו גם שמשטח אנזוטרופי הנובע ממשטח מכני מתוח מראש משפיע באופן דומה על היישור, כמו גם על צמיחה ומיאלינציה של אקסונים. כאן, אנו מספקים פרוטוקול מפורט להכנת משטח אנזוטרופי מתוח מראש, בידוד ותרבית של נוירונים של גנגליון שורש גבי (DRG) על משטח מתוח מראש, ומראים את התנהגות המיאלינציה של תרבית משותפת של נוירוני DRG עם תאי שוואן (SCs) על משטח מתוח מראש.
בפגיעות עצבים, גדמי הפרוקסימלי ועצב דיסטלי מנועים לעתים קרובות מן ההתכנסות ישירה של fascicles עצב בשל באתר הנגע 1-2. בדרך כלל, קטעי האקסון מורכבים הורה מאוד ומיושר צרורות של אקסונים, המהווים רשתות מורכבות של קישוריות. עם זאת, התחדשות של עצבים היא תהליך כאוטי עקב יישור האקסון מאורגן היטב 3-4. לכן, כדי ליצור כמות מספקת של התחדשות אקסונים כי לגשר על אתר הנגע, יש צורך להשרות יישור אקסונלית מאורגן היטב. בנוסף, פגיעה במיאלין מלווה פציעות עצב בשל מות התאים myelinating במקום הפציעה. מאז demyelination מאוד פוגע קיבולת המוליך לשרוד אקסונים, טיפולי מיקוד demyelination או קידום מיאלין מחדש הם משמעותיים עבור התאוששות תפקודית לאחר פגיעה עצבית 5. לכן המטרה של פרוטוקול זה היא להמחיש גישה הנדסית מטפלת בשני נושאים אלושל התחדשות של עצבים.
אנאיזוטרופיה Surface, אשר מוגדרת כהבדל, כאשר נמדדו לאורך צירים שונים, בתוך התכונות הפיסיקליות או מכאניות של חומר, יושמה להשפיע יישור תא, צמיחה, והגירת 6-7. בנוסף טופוגרפיה, ישנן שיטות אחרות כדי לגרום אנאיזוטרופיה. בעבר, חקרנו אנאיזוטרופיה משטח המושרה על ידי מראש מתיחה סטטית מכני של פולי-דימתיל-siloxane (PDMS) קרום. התאוריה של "סופר עיוות קטן המוטל על גדול" חזתה כי הנוקשות היעילות התאים לחוש בכיוון נמתח נבדלו בכיוון ניצב, וההבדל הזה נוקשות יעילות הוא בשל שטח אנאיזוטרופיה 8. בתאי גזע mesenchymal (MSCs) בתרבית על קרום מראש נמתח PDMS מסוגלים לחוש את אנאיזוטרופיה ידי משיכת משטח פעיל וכתוצאה מכך, ליישר בכיוון מראש נמתח 9. באופן דומה, ar משטח איזוטרופיאייסינג ממשטח מראש נמתח מכני משפיע על יישור, כמו גם צמיחה myelination של גנגליון השורש הגבי (DRG) אקסונים 10. כאן אנו מספקים פרוטוקול גרימת אנאיזוטרופיה השטח על מצע PDMS מראש נמתח סטטי כדי לשפר התחדשות האקסון 10.
כדי לעורר יישור האקסון, תכונות טופולוגי עם דפוסים רצויים, דיווח על מנת לספק הדרכת קשר באמצעות סיבים מיושרים וערוצים 6,11-12, הודגמו כדי להקל יישור האקסון 11,13. עם זאת, דיווח טכניקות גרימת יישור האקסון באמצעות תכונות טופולוגי, כגון סיבים, ערוצי דפוסים, לא הצליח להאריך ולהגדיל את העובי של אקסונים. לעומת זאת, הדרגתי מכאני מתיחה הוביל יישור האקסון לכיוון המתיח עם אקסונים ארוך ועבה כי גדל עם הגודל של המתיחה 14. עם זאת, כולל התקן מנוע מופעל vivo אינואפשרי. לעומת זאת, אנאיזוטרופיה סטטי מושרה מראש נמתחת היא פחות מסובכת ויכולה להיות משולבת יותר בקלות לתוך עיצובי פיגום בעתיד ליישומי in vivo.
בפרוטוקול זה, מערכת תרבית תאים טרום נמתח סטטי משמש לגרום אנאיזוטרופיה משטח ללא תכונות טופולוגי. מערכת ההתרבות נמתח מראש מורכב קרום PDMS, מסגרת stretchable ובמה מתיחה, ואז הממברנה מקובע המסגרת בסדר גודל למתוח מראש מוחל על הבמה המתיחה. טרי מבודד נוירונים DRG מתורבת על פני השטח טרום נמתח עד 21 ימים מנוטרים ליישור ועובי האקסון. כתוצאה מכך, תאי שוואן (SCS) שיתוף תרבותי עם אקסונים המיושרים מנוטרים עבור מעטפת המיאלין. על ידי שילוב אנאיזוטרופיה משטח המושרה מראש למתוח הצלחנו לשפר התא יישור-בידול האקסון יישור-צמיחה של MSCs ונוירונים DRG 9-10, בהתאמה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הנהלים עבור בידוד של תאים אושרו על ידי ועדת טיפול בבעלי חיים מוסדיים השתמש באוניברסיטת מישיגן.
1. הכנת שטח אניזוטרופי טרום נמתח
3. תרבות של DRG על משטח טרום נמתח
4. משותף תרבות של תאי שוואן (SCS) עם DRG נוירונים על פני שטח טרום נמתחו
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מערכת תרבית תאים טרום נמתח קדמה יישור האקסון DRG 10. נוירונים DRG היו בתרבית על משטחים מראש נמתח unstretched במשך 12 ימים. האקסונים היו מוכתמים עבור β-III טובולין להפגין יישור שלהם. איור 2 משווה אוריינטציה האקסון על מצעים PDMS מראש נמתח unstretched לאחר 12 ימים של תרבות. אקסונים DRG מיושרים במקביל לכיוון הנמתח, ואילו הם הראו יישור אקראי יצרו רשת המקושרים ביניהם על פני מצע PDMS unstretched.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לגרום יישור האקסון על משטח מראש נמתח, ישנם שני שלבים קריטיים: 1) קרום PDMS חייב להיות שטוח של עובי אחיד; ו -2) ותאי גלייה חייב יוסר DRG. לאחר ערבוב PDMS ו crosslinker וריפוי בתנור, הג'ל PDMS crosslinked צריך להישמר על גבי ספסל שטוח מטופל בזהירות כדי למנוע הטיה. טיפול פלזמת החמצן של קרום PDMS יש לפעול בתוך 6 שעות על ידי ציפוי PLL, מאז hydrophilicity של פני השטח (חובה עבור התקשרות תא) לאחר טיפול פלזמה פוחת לאורך זמן. מאז טיפול הפלזמה מוחל צד אחד של הקרום, יש להקפיד אחרי קילו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין שום ניגוד אינטרסים לחשוף.
המחברים מבקשים להודות אריק ואסקו עזרתו בהכנת מצעים PDMS, ד"ר Shiyong וואנג במעבדה של ד"ר מרינה מאטה באוניברסיטת מישיגן עבור הצעות מועילות והכשרה של בידוד DRG, וד"ר מארק Tuszynski וד"ר . וו מארי קמפנה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו לקבלת הצעות פרוטוקול מועיל עבור בידוד SC. מחקר זה מומן בחלקו על ידי הקרן הלאומית למדע (CBET 0,941,055 ו CBET 1,510,895), המכון הלאומי לבריאות (R21CA176854, R01GM089866, ו R01EB014986).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Neurobasal Medium 1x | GibcoBRL | 21103-049 | |
| תוסף B27 50x | GibcoBRL | 17504-044 | |
| Glutamax-I 100x | GibcoBRL | 35050-061 | |
| Albumax-I | GibcoBRL | 11020-021 | |
| Nerve Growth Factor-7S | Invitrogen | 13290-010 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | GibcoBRL | 15140-122 | |
| 0.05% טריפסין-EDTA/1 מ"מ | EDTA GibcoBRL | 25300-054 | |
| פולי-L-ליזין | Trevigen | 3438-100-01 | |
| פולי-D-ליזין | סיגמא | p-6407 | |
| פלואורו-2 דאוקס-אורידין | סיגמא | F0503 | |
| אורידין | סיגמא | U3003 | |
| האנק' s תמיסת מלח מאוזנת (HBSS) | Invitrogen | 14170-112 | מאגר בידוד |
| סוג I קולגנאז | וורת'ינגטון | LS004196 | |
| DMEM | Gibco | 11885 | |
| סרום בקר עוברי מומת בחום | Hyclone | SH30080.03 | |
| BPE | Clonetics | CC-4009 | |
| Forskolin | Calbiochem | 344270 | |
| תא סיליקון | Greiner bio-one | FlexiPERM ConA | |
| מערכת ניקוי/תחריט פלזמה | March Instruments | PX-250 | |
| Anti-Thy 1.1 נוגדן | סיגמא- Aldrich | M7898 | |
| ארנב משלים | סיגמא- Aldrich | S-7764 | |
| מדיום | גידול סטנדרטיעבור 500 מ"ל Neurobasal Medium 1x, הוסיפו 10 מ"ל של B-27 50x, 5 מ"ל של Glutamax-I 100x, 2.5 מ"ל של פניצילין/סטרפטומיצין (Penn/Strep), 1 מ"ל של Albumax-I ו-1 μ l של NGF - 7S (50 μ גרם/מ"ל). | ||
| מלאי FDU Uridine | FDU 100 מ"ג ב-10 מ"ל של ddH2O (10 מ"ג/מ"ל), מסנן במכסה המנוע ומחולק ל-500 μ l מכסים ומאחסנים ב -20 ºC. אורידין 5 גרם ב -166.7 מ"ל של ddH2O (33 מ"ג/מ"ל), מסננים במכסה המנוע, מחלקים ל -200 μ l aliquots ומאחסנים ב -20 ºC. קח 61.5 μ l FDU (10 מ"ג/מ"ל) ו-20.5 μ l אורידין(33 מ"ג/מ"ל), ולהוסיף 4,918 μ l של ddH2O לריכוז מלאי סופי, ואז לחלק ל-1 מ"ל מנות ולאחסן ב-20 ºC. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.