כאן, אנו מספקים שיטה נמוכים ואמין כדי ליצור electroporated המוח organotypic פרוסה תרבויות מעוברים עכבר מתאים מיקרוסקופיה קונפוקלית טכניקות הדמיה לחיות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מספקים שיטה נמוכים ואמין כדי ליצור electroporated המוח organotypic פרוסה תרבויות מעוברים עכבר מתאים מיקרוסקופיה קונפוקלית טכניקות הדמיה לחיות.
GABAergic interneurons (INs) הם מרכיבים קריטיים של רשתות עצביים לנהוג קוגניציה והתנהגות. תוספות נועד לאכלס את קליפת להעביר tangentially את מקומם המוצא telencephalon הגחוני (ובכלל זה המדיאלי, סימטרית ganglionic הרוחביים (MGE, CGE)) לצלחת בקליפת המוח הגבי בתגובה מגוון של פנימי, חיצוני רמזים. מתודולוגיות שונות פותחו במהלך השנים גנטית לתמרן מסלולים ספציפיים ולחקור כיצד הם להסדיר את השינויים הדינמיים cytoskeletal הדרושים עבור נאות בהעברה. אלקטרופורציה בתוך הרחם נעשה שימוש נרחב כדי לחקור את ההשפעה של דיכוי גנים או ביטוי ב- IN מסוימים תת תוך הערכת ההשפעה על מורפולוגיה והמיקום הסופי. עם זאת, בעוד גישה זו משמשת ברצון לשנות בצורה רדיאלית העברת תאים כפירמידה, זה יותר מבחינה טכנית מאתגר כאשר המיקוד מהווה בתוך הרחם אלקטרופורציה יוצרת תשואה נמוכה נותן שיעורי ההישרדות ירידה של הגורים כאשר אלקטרופורציה מבוצע לפני e14.5, כפי שמקובל כשלמדתי נגזר MGE הארצי. בגישה אלטרנטיבית, MGE explants מספקים גישה נוחה אל MGE וכדי להקל על ההדמיה של In מהונדסים. עם זאת, ב- explants אלה, תוספות נודדים אל מטריצה מלאכותיים, ללא הדרכה אנדוגני רמזים, תשומות דפנות התלמוס. זה הוביל אותנו כדי למטב את שיטת איפה הארצי יכול להעביר בסביבה יותר נטורליסטי, תוך עקיפת האתגרים הטכניים של גישות בתוך הרחם . בנייר זה, אנו מתארים את השילוב של הרחם לשעבר אלקטרופורציה מוח עובריים בעכבר ואחריו organotypic תרבויות פרוסה בקלות לעקוב אחר, תמונה, לשחזר מהונדסים תוספות מעבר לאורך שבילים טבעיים שלהם, בתגובה רמזים אנדוגני. גישה זו מאפשרת כימות שני של ההיבטים דינמי בהעברה עם הדמיה קונאפוקלית זמן לשגות, כמו גם את ניתוח מפורט של פרמטרים שונים מורפולוגית באמצעות שחזורים העצבית על רקמת immunolabeled קבוע.
GABAergic קורטיקלית interneurons (INs) מגוונים לגבי תכונותיהם הביוכימי, מאפיינים פיזיולוגיים וקישוריות, ולסיים הם פונקציות שונות רשתות בוגר1,2,3 ,4,5. המפרט של תתי סוגים שונים של תוספות קורטיקלית מוסדר בחוזקה דרך מפלי גנטי כי כבר למדה בהרחבה1,2. הרוב (70%) של תוספות GABAergic קורטיקלית מקורן אבות ב המדיאלי ganglionic קדושתו (MGE), מבנה עובריים ממוקם ventrally, ו עליך להעביר על פני מרחקים ארוכים יחסית כדי להגיע את צלחת קורטיקלית1, 2 , 6. בזמן תאים קורטיקליים כפירמידה להעביר בצורה רדיאלית מאזור חדרית (VZ) לצלחת קורטיקלית לאורך לגרדום עכשיו רדיאלי, דונלד, ההעברה וקולו של תוספות, אשר לא צורפו כזה גרדום, דורש מגוון מהותי ו הסימנים החיצוניים כדי למשוך נוירונים נודדים כלפי הלוח בקליפת המוח, בזמן מנחה אותם הרחק מבני קורטיקלית-2,-7,-8. לאחר היציאה מחזור התא, תוספות הם שמופץ מ MGE על-ידי רמזים כימותרפיה-דוחה הביע בתוך VZ של MGE, אשר מפעיל העברה משיק לקראת9,קורטיקלית צלחת10. העברת תוספות למנוע את סטריאטום בעזרת רמזים שונים דוחה11 והם, כשמגיעים לצלחת קורטיקלית, להחליף בין וקולו מצב ההעברה רדיאלי להגיע אל המיקום למינריות הסופי שלהם, חלקית בתגובה רמזים של פירמידה תאים12 ו אחרים אוכלוסיות הסלולרית13. ההעברה של In, עבור אוכלוסיות עצביים אחרים, כרוך שינויים מורפולוגיים דינמיים שונים להתיר תנועת בפועל של הנוירון. ומכניקה עצביים כביכול זו מאופיינת מחזורים חוזרות של שלושה שלבים רצופים: התארכות של תהליך מוביל, של תנועה anterograde פעיל של הגרעין (nucleokinesis), משיכת תהליך נגרר14. בהעברה מוסדר על ידי רמזים רבים פנימי ולא חיצוני להסיע את מסעף ו שיפוץ פעיל של התהליך מוביל להנחות הארצי בכיוון הנכון, קביעת כיוון ומהירות ההעברה14,15 ,16.
גורמים ויסות קורטיקלית בהעברה נחקרו בהרחבה בשנים האחרונות1,2,7,17,18,19,20, יש כבר שמהווה שיבוש בחלק מן השחקנים מולקולרית להוביל להפרעות התפתחותיות, כגון רפואת ילדים עקשן אפילפסיה או אוטיזם ספקטרום הפרעות1,2,21, 22 , 23 , 24. לפיכך, הפיתוח של גישות שונות במבחנה , ויוו יש כנראה תפס לקדם בצורה משמעותית את היכולת שלנו ללמוד תהליך דינמי זה, כפי שנבדקו בעבר25. במבחנה שיטות, כולל וזמינותו קאמרית בוידן, פס בחירה וזמינותו, לספק את האמצעים והמהירה ביותר לשחזור להעריך את הדרישה וההשפעה התא האוטונומי של גנים ספציפיים או חלבונים במהלך ההעברה עצביים, ללא השפעת גורמים אחרים25. אלה מבחני שימושיות במיוחד בשילוב עם הדמיה live8,26,27. עם שיטות אלה, הן בקלות שאוחזר מ- e13.5 MGE והתבניות מבודדת על ידי דיסוציאציה אנזימטי ועל מכניים, אחרי אשר איתות המסלולים שונה, הדרכה רמזים יכול ייחקרו, כמופיע בעבר8,28 . עם זאת, אלה מבחני לקחת את המקום מטריצה חוץ-תאית מלאכותי בהיעדרו של רקמות תלת מימדי אדריכלות, אשר עשוי לשנות מאפייני התנהגות של תאים עצביים, פוטנציאל להשפיע תא העברה ו/או הישרדות25. כדי לעקוף את מגבלות אלה, פותחו vivo לשעבר MGE explants ככלי חלופי כדי לכמת את השינויים מורפולוגי דינמיים המתרחשים במהלך ההעברה יחד עם פרמטרים כגון מהירות וכיוון14, 29. MGE explants הוא יחסית פשוט ושוויונית כבר בהרחבה תיאר במקום30. היא מצריכה את ציפוי של תמצית קטנה של MGE על טפט של תאים קורטיקליים מעורבת, או בתערובת של matrigel וקולגן בנוכחות רמזים מושך או דוחה25, למרות האחרונים הם אופציונליים31. MGE explants לאפשר רזולוציה גבוהה הדמיה של תאים עם תוויות בדלילות, לפשט את המחקר של תהליכים תאיים, כגון שיפוץ cytoskeletal בתהליך המוביל הסתעפות, כפי שמוצג בעבר32,33 ,34 , במחקר הנוכחי. MGE explants שימשו בהצלחה כדי להעריך שינויים cytoskeletal דינמי במהלך ההעברה בסביבה דו-מימדית, למשל לאחר ספציפי מניפולציות תרופתי או chemotactic (ראה, לדוגמה, Tielens. ואח 201633) . אולם, עם גישה זו, תוספות להעביר במסגרת מלאכותי, זה עשוי לשנות ב התנהגות הפארמצבטית ואת המשמעות של תוצאות הניסוי.
לעומת זאת, בתוך הרחם אלקטרופורציה מאפשר מניפולציה גנטית של תוספות בסביבתם הטבעית, היא שיטה הנפוצה להעריך במהירות וביעילות את ההשפעה של רווח הפסד של תפקוד הגן תוך עקיפת המגבלות של נוקאאוט יקר וארוך, טוק-in אסטרטגיות25,35. אלקטרופורציה בתוך הרחם עלולים להיות מוטים לכיוון בבית אבות באמצעות תא סוג ספציפי היזמים ועל ידי מיקום האלקטרודות לכיוון מבני ventromedial, כולל את MGE36. יתר על כן, בתוך הרחם אלקטרופורציה מאפשר ביטוי בזמן של בונה ניסיוני בתוך 1-2 ימים, לעומת 7-10 ימים נדרש לבנות ביטוי באמצעות ויראלי המומנט25. עם זאת, בתוך הרחם אלקטרופורציה של בבית אבות נוטה להיות תפוקה נמוכה. למרות אבות תא כפירמידה ממוקם באזור הגבי חדרית יכולה להיות transfected ביעילות באמצעות בתוך הרחם אלקטרופורציה, פילוח יותר ventrally ממוקם מבנים, כגון MGE, הוא יותר מבחינה טכנית מאתגר, בפרט קטן e13.5 עוברי, השיעור הגבוה של עובריים קטלני עוד יותר מפחית את התשואה ניסיוני25.
כדי לעקוף חלק המגבלות הטכניות הקשורות במבחנה MGE explant הניסויים ולא אלקטרופורציה ויוו ברחם , שמחוץ organotypic פרוסה תרבויות היה מפותח8,37, 38,39. המוח organotypic פרוסה תרבויות מציעים תנאים היתרון מחקה ויוו , בעת היותו פחות יקרים ולגזול מאשר חיה ביצירת מודלים25. אכן, הכנות אלה מאפשרים גישה נוחה MGE, יחד עם הפריט החזותי ספציפי של תוספות, ולא יכול להיות משולב עם מוקד אלקטרופורציה לחקור מסלולים מולקולריים ספציפי ב- INs נודדות סביבה יותר פיזיולוגית8 , 39 , 40 , 41. אנחנו ולכן יש אופטימיזציה גישה עבור organotypic תרבויות38, אשר אנחנו בשילוב עם רחם לשעבר אלקטרופורציה והדמיה קונאפוקלית זמן לשגות, בכדי להעריך את תהליך דינמי מורפולוגיים המתרחשים במהלך ההעברה וקולו של MGE-In. בפרוטוקול הנוכחי הותאם וממוטב אחרים אשר השתמשו לשעבר הרחם או בתוך הרחם המוח אלקטרופורציה organotypic פרוסה תרבויות ללמוד את ההעברה של תאים כפירמידה42,43 ו בקליפת המוח תוספות36,39,44. באופן ספציפי, העכבר העוברים נמצאים ערף, MGE הוא electroporated vivo לשעבר לאחר הזרקה ע של פלסמידים ניסיוני, ומאפשר יותר יעיל, מדויק פילוח של אבות MGE מאשר מה ניתן להשיג באמצעות אלקטרופורציה בתוך הרחם . המוח ואז מופקים למחלקה לפרוסות הילתית כל המוח זה יכול להיות תרבותי לכמה ימים, ובכך מאפשר רציפה מעקב, הדמיה של transfected In. גישה זו תוויות בדרך כלל 5-20 tangentially העברת תוספות לחתיכה המוח, למזער את מספר האיטראציות ניסיוני נדרש להגיע מובהקות סטטיסטית, תוך תיוג אוכלוסיה עצביים דליל מספיק כדי להבטיח הפרדת קל נוירונים בודדים עבור שחזור והערכה מורפולוגי משובחים. יתר על כן, בהשוואה ל- MGE explants, organotypic תרבויות להבטיח כי העברת תוספות נחשפים סביבה טבעית יותר, כולל נוגדנים מופרשים באופן מקומי, תשומות מ afferents דפנות התלמוס. גישה זו מתאימה מאוד ובכך לכמת את כיוון והנתיב נודדות שאומצה על ידי transfected In, תוך מתן פרטים אנטומיים מספיקים כדי לאפשר אפיון תהליכים דינאמיים עדינה יותר כגון מוביל תהליך הסתעפות, nucleokinesis, נגררים תהליך הכחשה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים המערבות בעלי חיים אושרו על-ידי les avec Comité Institutionnel des Bonnes Pratiques Animaux דה Recherche (CIBPAR) במרכז המחקר Sainte-ז'וסטין צ'ו ולא נערכו על פי המועצה הקנדית על המדריך של חיה אכפת טיפול ושימוש של חיות ניסוי (גליון 2).
הפרוטוקול המתואר כאן היה ממוטב אלקטרופורציה העובר ביום עובריים (e) 13.5, בכל פעם כאשר נגזר MGE הארצי באופן פעיל נוצרים, לפני שיא של CGE, נגזר תוספות ייצור45,46. יתר על כן, הטיה של אלקטרופורציה לכיוון GABAergic הארצי, אנו משתמשים מקדם באופן סלקטיבי לידי ביטוי תוספות (למשל Dlx5/6 יזם עם שיפור מינימלי שלה)47.
1. הכנה של פתרונות אלקטרופורציה ותרבויות פרוסה Organotypic
2. הכנה של פלסמידים להזרקה
3. אוסף של העכבר העוברים מן הנקבות בהריון
4. ע פלסמיד זריקות ואלקטרופורציה Vivo לשעבר של MGE
הערה: השלבים הבאים חייב להתבצע בתנאים סטריליים ב אבטחה מוכן קודם לכן ארון.
5. המוח לנתיחה ותרבויות פרוסה Organotypic
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בחלק זה, אנו מספקים תוצאות נציג שהושג בעקבות אלקטרופורציה את הרחם לשעבר של פלסמיד הבקרה, או על פלסמיד ניסיוני מיקוד גנים של עניין, MGE של e13.5 העכבר העוברים ואחריו organotypic פרוסה תרבויות הדגירה ב 37 מעלות צלזיוס במשך 48 שעות (עבור הדמיה בצילום מואץ) או 72 h (עבור קיבוע, תיוג immunohistochemical) (ראה איור 1B סכימתי פרוטוקול). דוגמאות מייצגות של תוספות מעבר מ- explant MGE הם גם מאוירים (ראה איור 1C עבור פרוטוקול סכמטי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במאמר זה, אנו מספקים שיטה אמינה עבור ביצוע לשעבר עם רחם אלקטרופורציה של העכבר MGE-e13.5, הדור של תרבויות organotypic של פרוסות המוח העוברי. למרות שיטות במבחנה , כמו וזמינותו קאמרית בוידן, שקל יחסית לבצע והוא יכול לשמש כדי להעריך תפקידים ספציפיים של גנים שונים, חלבונים ללא ההפרעה של גורמים אחרים, הם למנוע החקירה של דינמיקה ההעברה ביחס נתיב כיוון והעברה25. MGE explants לספק אמצעי שימושי כדי ללמוד את השינויים cytoskeletal הדינמיים המתרחשים במהלך ההעברה, כפי שנראה כאן, אבל הם ללא רמז...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף. הדיעות בזאת ואינן מייצגות בהכרח את נופי שר הבריאות או בית הממשלה של קנדה.
עבודה זו נתמכה על ידי הפעלה מענקי הקרן סבוי, קרן אפילפסיה התרופה, באמצעות ציוד מענקים מקרן הקנדית לחדשנות כשלקחו (מיקרוסקופ קונפוקלי), G.H (ספינינג דיסק מיקרוסקופ קונפוקלי). בחדר המיון מקבל פרס על הקריירה של Fonds דה קוויבק du רשרש-Santé (FRQ-S; פרס Clinician-scientist) כמו גם כמו מן המוסדות הקנדי למחקר בריאות (CIHR; פרס החוקר הצעיר). ג. ה הוא חוקר בכיר FRQ-S. עם זיגוג היא זוכת הפרס הכשרה פוסט-דוקטורט Steriade-סבוי מטעם קרן סבוי, בפרס הכשרה פוסט-דוקטורט צ'ו Sainte-ז'וסטין קרן ופרס הכשרה פוסט-דוקטורט FRQ-S, בשותפות עם קרן של כוכבים. פרויקט זה כבר מתאפשרת על ידי המוח קנדה באמצעות קרן מחקר המוח. קנדה, באמצעות סיוע כספי של הבריאות בקנדה, מוענק זה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Neurobasal | Medium ThermoFisher Scientific | 21103049 | מדיום תרבית ספציפי לנוירונים זמין מסחרית. הנוסחה המלאה זמינה באתר זה: תוסף תזונה ללא |
| סרום B-27 | ThermoFisher Scientific | 17504044 | תוסף ספציפי לנוירונים ללא סרום 50X |
| שפופרות צנטריפוגות סטריליות | Sarstedt | 62.554.002 | |
| Leibovitz's (1X) L-15 בינוני (+ L-גלוטמין) | ThermoFisher Scientific | 11415064 | מדיום תרבית מבוסס עצבים זמין מסחרית בתוספת חומצות אמינו, ויטמינים ומלחים אנאורגניים. הפורמולה המלאה זמינה באתר המפיץ |
| L-גלוטמין | Invitrogen | 25030-081 | |
| סרום סוסים, | Millipore-Sigma | H1138-500ML | |
| Neurocell מומת בחום N-2 100X | Wisent | 305-016 | ניסוח N-2 של בוטינשטיין |
| VWR בקבוקי מדיה מרובעים PETG 125 מ"ל | VWR | 89132-062 | |
| Class II סוג A ארון בטיחות ביולוגית | Nuaire | NU-540 | |
| סוכרוז | ביושופ | SUC700.1 | |
| נתרן כלוריד | BioShop | SOD001.1 | |
| נתרן ביקרבונט | ThermoFisher Scientific | S233-500 | |
| D+ גלוקוז | Millipore-Sigma | G7528-250G | |
| אשלגן כלורי | ThermoFisher Scientific | P217-500 | |
| נתרן פוספט מונובסיסי | ביושופ | SPM400.500 | |
| סידן כלוריד דיהידרט | ThermoFisher Scientific | C79-500 | |
| מגנזיום סולפט heptahydrate | BiosShop | MAG522 | |
| Agarose | BioShop | AGA002.500 | |
| 50 מ"ל צינורות צנטריפוגה סטריליים | Sarstedt | 62.547.004 | |
| צינורות צנטריפוגה 1.5 מ"ל | Sarstedt | 72.690.001 | |
| P-97 חולץ מיקרופיפטה בוער/חום | סאטר אינסטרומנטס | דגם P-97 | |
| 0.4 מ"מ תעודת זהות x 75 מ"מ צינור נימי | דראמונד מדעי | 1-000-800/12 | |
| אתנול | VWR | E193 | |
| 5 מ"ל מזרק | Becton Dickinson & Co | 309646 | |
| שמן מינרלי (כבד) | Rougier Pharma | ||
| WPI פינצטה שוויצרית #5 | World Precision Instruments | 504511 | 11 ס"מ, ישר, 0.06x0.07 מ"מ קצות, אנטי מגנטי. תזדקק ל-2 כאלה. |
| WPI פינצטה שוויצרית #7 | World Precision Instruments | 504504 | 11.5 ס"מ, 0.18x0.2 מ"מ, קצוות מעוקלים |
| HTC פינצטה | World Precision Instruments | 504617 | 11 ס"מ, ישרים, מספריים הפעלה שטוחים |
| World Precision Instruments | 501225 | 16 ס"מ, חד/חד, ישר. תזדקק לשלושה כאלה. | |
| חבישת מלקחיים | World Precision Instruments | 501217 | 12.5 ס"מ, ישר, משונן, |
| איריס מלקחיים | World Precision Instruments | 504478 | 10.2 ס"מ, עקומה מלאה, משוננת |
| DeBakey Tissue | Clinicps World Precision Instruments 501996 | 15 ס"מ, זווית 45 מעלות, לסת עדינה, רוחב 1.5 מ"מ | |
| Fisherbran Microspatula עם קצוות מעוגלים | FisherScientific | 21-401-5 | תזדקק ל-2 כאלה. |
| Nanoject II מזרק ננוליטר אוטומטי | Drummond scientific | 3-000-204 | |
| TC צלחת 60, תקן | Sarstedt | 83.3901 | צלחת 60 מ"מ |
| צלחת תרבית רקמות | Sarstedt | 83.1800 | צלחת 35 מ"מ |
| שעווה שחורה | FisherScientific | S17432 | |
| פיפטות העברה | Ultident | 170-CTB700-212 | 3 מ"ל, נורה קטנה |
| מיקרוסקופ סטריאו | Leica Biosystems | Leica M80 | במקום הסטריאומיקרוסקופ שלנו שהופסק על ידי היצרן (StereoMaster מבית FisherScientific) |
| אלקטרו מרובע Porator | BTX מכשיר הרווארד | ECM 830 | |
| פינצטה, מצופה פלטינום, 3 מ"מ | BTX מכשיר הרווארד | 45-0487 | |
| 25 גרם 1 1/2 | בקטון דיקינסון & Co | 305127 | |
| Leica VT1000S להב רוטט מיקרוטום | Leica Biosystems | VT1000S | |
| GEM, סכין גילוח קצה יחיד | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית | 71952-10 | הסר את הקצה הקהה לפני הכנסת החלל המיועד ללהב של הוויברטום |
| &מיקרו;-שקופית 8 באר | Ibidi | 80827 | חבילה של 15 |
| הכנסת תרבית | תאים מילי-תאMillipore-Sigma | PICM0RG50 | 30 מ"מ, PTFE הידרופילי, 0.4 ומיקרו; נקבוביות, חבילה של 50. |
| מיקרוסקופ Leica DMi6000 | Leica Microsystems | N/A | |
| ראש קונפוקלי דיסק מסתובב Ultraview Vox | Perkin Elmer | N/A | |
| Volocity 6.0 תוכנת רכישה | Improvision/Perkin Elmer | N/A | |
| LiveCell Stage מערכת הדגירה העליונה | התקני פתולוגיה | LC30030 | מספק בקרת טמפרטורה, CO2 ולחות. |
| מיקרוסקופ קונפוקלי SP8 | Leica | ||
| mCherry-Lifeact-7 | Addgene | 54491 | מתנה מבקבוק מייקל דוידסון |
| Fast Green FCF | Millipore-Sigma | F7258-25G | 25G, מאושר על ידי הוועדה לכתמים ביולוגיים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.