מטרת טכניקה זו היא להכין תרבות מועשר של ראשי motoneurons (MNs) של חוט השדרה מאתר. כדי להעריך את ההשלכות של מוטציות גורמות למחלות MN, נתאר כאן ניתוקה של אלה מבודדים MNs של תרביות תאים שלהם על-ידי magnetofection.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מטרת טכניקה זו היא להכין תרבות מועשר של ראשי motoneurons (MNs) של חוט השדרה מאתר. כדי להעריך את ההשלכות של מוטציות גורמות למחלות MN, נתאר כאן ניתוקה של אלה מבודדים MNs של תרביות תאים שלהם על-ידי magnetofection.
הייתה שם הקשורים ניוון מוחיים של עמוד השדרה motoneurons (MNs) במגוון גדול של הפרעות נוירולוגיות כולל נוירודגנרטיביות שארקו-מארי-טות ', ניוון שרירי עמוד השדרה, אשר ישויכו כולן ניוון שרירים. תרבויות העיקרי MNs בעמוד השדרה היו בשימוש נרחב כדי להדגים את מעורבותם של גנים ספציפיים במחלות כגון ולאפיין את ההשלכות שלהם מוטציות הסלולר. תרבות זו מודלים MN העיקרי פרוטוקול נגזר העבודה החלוצי של הנדרסון ועמיתיו לפני יותר מעשרים שנה. ראשית, אנחנו פירוט שיטת לנתח את הקרניים הקדמי של חוט השדרה של העובר העכבר ובידוד MNs מגבולות תאים באמצעות מעבר הדרגתי צפיפות. לאחר מכן, אנו מציגים דרך חדשה ביעילות transfecting MNs עם פלסמידים ביטוי באמצעות magnetofection. בסופו של דבר, אנחנו להמחיש כיצד לתקן, immunostain העיקרי ש-mns. באמצעות neurofilament מוטציות הגורמות שארקו-מארי-שן מחלות מסוג 2, פרוטוקול זה מדגים בגישה איכותית המבטאים חלבונים עניין ולימוד שלהם מעורבות MN, תחזוקה, וצמיחה של הישרדות.
מחלות נוירומוסקולריות מקיפים מגוון רחב של פתולוגיות ברורים קליניות, גנטית המאופיינת על ידי משינוי של שריר ו/או מערכת העצבים. הודות להתפתחות הטכנולוגית של טכנולוגיות רצף, מאות גנים אחראים אלה מחלות נדירות זוהו במהלך העשור האחרון (הרשימה זמינה במרכז המחלה Neuromuscular, http://neuromuscular.wustl.edu/index.html). מגוון מוטציות מזוהה מציין כי מוטציות שונות בגן גן יחיד יכול לגרום מתבטא בצורות שונות ומחלות1,2,3 , כי מוטציות בגנים שונים ניתן לייצר דומה פנוטיפים 4 , 5. בהקשר זה, ישנם מאמצים לפתח דגמי הסלולר שיכולים להיות כלים רבי-עוצמה לניתוח ההשלכות מוטציה ומנגנונים פתולוגי.
MNs בעמוד השדרה יש somas גדולה הממוקמת הקרניים הבטני של חוט השדרה, אקסונים ארוכים טופס היעד סיבי שריר השלד, ולאפשר תנועות מרצון באמצעות השחרור אצטילכולין ובצמתים עצב-שריר. מאז MNs מושפעות על ידי מחלות נוירומוסקולריות כגון נוירודגנרטיביות, שארקו-מארי-טות (CMT), ניוון שרירי עמוד השדרה, דוקטור הנדרסון ועמיתיו פיתחו הראשון פרוטוקול6 שמותר קומפלקסים במבחנה MNs בעמוד השדרה, על גילוי neurotrophic גורם GDNF7 (תא גליה נגזר neurotrophic פקטור). ליטושים טכני מאז אפשרו לטיהור מדויקת יותר של עמוד השדרה MNs ובסוגי שלהם באמצעות FACS8, אך העשרה על ידי צפיפות הצבע נשאר בשימוש נרחב ועוצמתי במעבדות כרגע עובד עם MNs בעמוד השדרה הראשית 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14. לאחר מכן, זה גם אפשרי להשיג ציון גבוה יותר של טיהור MN דרך immunopanning על ידי ניצול של סמן משטח p75(NTR)15,16,17.
חוט השדרה מכיל תתי סוגים שונים של צוואר הרחם,, מותניים MNs, וכן החציוני לרוחב המנוע וטורים שונים בין המיקום שלהם ב הצופר הקדמי על ציר dorso-הגחוני /, בין היעדים הם innervate8, 18. תרבויות MN הראשי יכול לשחזר את כל תת אלה MN בפרופורציות פיזיולוגיים. המגבלה העיקרית של שיטה זו הוא המספר הנמוך של MNs שהושג בסופו של ההליך; למעשה, ניתן לצפות להשיג סביב 105 MNs של שישה עוברי, אשר מתאימה מיקרוסקופ, אבל הגבלת לניסויים ביוכימיה. ביצוע ניסויים עם יותר סטנדרטית יחוברו, שופע MNs (> 106 תאים) עובריים תאי גזע-derived MNs צריך להיחשב18.
תרביות תאים של transgenes פראי-סוג/מוטציה או תמונות ציפורים גנים אנדוגני לתוך MNs העיקרי הוא כלי מהיר ויעיל עבור פענוח מסלולים physiopathological, במיוחד כאשר העכבר מודלים אינן זמינות. Magnetofection היא טכניקה אחת עבור נוירונים העיקרי transfecting, הדומה lipofection בלי neurotoxicity קשורים. יתר על כן, ניתן לבצע תרביות תאים בנוירונים בוגרים לאחר מספר ימים במבחנה, בניגוד טכניקות בהתבסס על אלקטרופורציה9. אולם חיסרון אחד של שיטה זו הוא כי החרוזים לאגד חומצות גרעין בתרבות, גרימת רעש דאפי תיוג. זיהום ויראלי הוא כנראה הטכניקה היעילה ביותר עבור transfecting MNs; עם זאת, magnetofection אינו מצריך מסוימים נהלי הבטיחות לצורך ייצור ויראלי ולדלקת הסלולר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בכל ההליכים הכרוכים חיות התקבלו על-ידי הוועדה האתית של המוסד.
1. פתרון הכנה
2. פולי-ornithine/Laminin (Po/L) דיש ציפוי
הערה: אמצעי אחסון מותאמים את המעיל צלחת 24-. טוב.
3. ניתוח
4. חוט השדרה תא השעיה
5. MN העשרה על ידי דחיסות צבע
6. MN תרבות
7. Magnetofection של MNs
הערה: בשלבים הבאים, הכמויות שבהן משתמשים נועדו תרביות תאים של אחד טוב של צלחת 24-. טוב. נא עיין הפרוטוקול של היצרן עבור תבנית אחרת.
8. קיבוע, מכתים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לאחר 24 שעות בתרבות, motoneurons (MNs) כבר להראות צמיחה משמעותית עצב (לפחות 6 פעמים יותר מאשר הגודל soma). בימים שלאחר מכן, אקסונים צריך להמשיך לצמוח ולהציג מסעף (איור 2). יהיו מורפולוגיות שונות עקב סוג של specificities. לדוגמה, העמודה החציוני MNs זה innervate השרירים צירית יש אקסונים נמוך, מסועף יותר מאשר MNs לרוחב עמודה מנוע זה innervate איבר שרירי18.
לאחרונה היו בשימוש כדי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אחד של נקודות קריטיות של פרוטוקול זה הוא העוברים העכבר הם שפרופסור-חלון זמן מדויק במהלך הפיתוח (E12.5) כדי למטב את כמות MNs שהושג בסופו של דבר. בנוסף, עבור תשואה אופטימלית, הקרע צריכה להתבצע בבוקר או בשעות אחר הצהריים המוקדמות. לפני E12.5 (למשל, ב- E11.5), ניתוח קשה, במיוחד לגבי חיסול של קרומי המוח. לאחר E12.5, מספר MNs שהושג טיפות באופן משמעותי. כדי לשלוט עובר לשלב ההתפתחות, למבוגרים נקבות וזכרים קודם ממוקמים יחד בסוף היום. למחרת בבוקר, המבוגרים מופרדות, וכל הנקבות נבדקים לנוכחות של פקק הנרתיק. אם פקק, העוברים,...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
ברצוננו להודות את "האגודה יציקת le développement de la neurogénétique" אחוות של ד ר Jacquier, AFM-הטלויזיונית על התמיכה באמצעות תוכנית אסטרטגית MyoNeurAlp. אנחנו רוצים גם תודה ד ר כריס הנדרסון, ד ר ויליאם camu ב, ד ר בריג'יט Pettmann, ד ר סדריק ראול ו ד ר גיאורג Haase, אשר השתתף בפיתוח ושיפור הטכניקה ולהפיץ את הידע שלהם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Material | |||
| צלחת חיתוך סיליקון | מכשור מערכות חיים | DD-90-S-BLK-3PK | Sylgard |
| כיסוי עגול | NeuVitro, זכוכית Knittel | GG-12-Pre | 12 מ"מ |
| שקופית קלטות לייזר | ThermoFisher Scientific | 66030 | 20,000 MWCO ; יחידת סינון 30 מ"ל |
| Millipore | SCGVU02RE | ||
| GP מסנני מזרק סטריליים | Millipore | SLGP033RS | |
| 4 בארות צלחת | ThermoFisher Scientific | 167063 | Nunclon Delta מלקחיים צלחת |
| מטופלים | FST מאת Dumont | 11252-20 | # 5 מספריים מלקחיים |
| FST מאת Dumont | 14060-10 | אזמל מספריים עדינים | |
| FST מאת Dumont | 10035-20 | להב מעוקל | |
| FST מאת Dumont | 10316-14 | אזמל מיקרו-סכין | |
| צלחת פטרי | גריינר | 663102 | ø x h = 100 x 15 מ"מ |
| 15 מ"ל צינור פוליפרופילן | פלקון | 352096 | |
| נייר סינון | מעגל ווטמן | 1001125, שקופית תא זכוכית בקוטר 125 מ"מ | |
| Lab-Tek | 154526 | 4 תאים | |
| פלסמיד pCAGEN | Addgene | #11160 | |
| שם | Company | Catalog Number | Comments |
| >Solutions and mediums | |||
| Bovine serum albumin | סיגמא-אולדריץ' | A9418 | |
| L-15 בינוני | ThermoFisher Scientific | 11415056 | |
| L-15 בינוני, ללא פנול אדום | ThermoFisher Scientific | 21083027 | |
| אינסולין | סיגמא-אולדריץ' | I6634 | |
| פוטרסין | סיגמא-אולדריץ' | P5780 | |
| קונאלבומין | סיגמא-אולדריץ' | C7786 | |
| נתרן סלניט | סיגמא-אולדריץ' | S5261 | |
| פרוגסטרון | סיגמא-אולדריץ' | P8783 | |
| פולי-DL-אורניתין | סיגמא-אולדריץ' | P8638 | |
| למינין | סיגמא-אולדריץ' | L2020 | |
| טריפסין 2.5%, 10x | ThermoFisher Scientific | 15090046 | |
| DNAse | סיגמא-אולדריץ' | DN25 | |
| PBS ללא Ca Mg | ThermoFisher Scientific | 14190144 ללא Mg2+ Ca2+ | |
| נתרן ביקרבונט | ThermoFisher Scientific | 25080094 | |
| מדיום תרבית תאים נוירונים | ThermoFisher Scientific | A3582901 | Neurobasal Plus בינוני |
| HBSS | Sigma-Aldrich | H6648-500ML | |
| HEPES מאגר 1 M | ThermoFisher Scientific | 15630056 | |
| צפיפות שיפוע בינוני | Sigma-Aldrich | D1556 | Optiprep |
| תוסף בינוני | ThermoFisher Scientific | A3582801 | B-27 Plus |
| סרום סוס מושבת בחום | ThermoFisher Scientific | 26050-088 | |
| L-גלוטמין 200 מ"מ | ThermoFisher Scientific | 25030024 | |
| 2-מרקפטואתנול | ThermoFisher Scientific | 31350010 | |
| פניצילין/סטרפטומיצין | ThermoFisher Scientific | 15140122 | 10,000 U/mL |
| Name | Company | >Catalog Number | Comments |
| >Immuno פלואורסצנטי | |||
| PBS, 10x | ThermoFisher Scientific | X0515 | ללא Mg2+ Ca2+ |
| Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich | 441244 | |
| סרום עיזים רגיל | Sigma-Aldrich | G6767 | |
| גליצין | Sigma-Aldrich | G7126 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| כולין אצטיל טרנספראז (CHAT) | Chemicon | Ab144P | |
| נוירופילמנט H ללא זרחן (SMI32) | Biolegends | SMI-32P | IF ב-1/1000 |
| Islet-1 | DSHB | 40.2D6 | |
| Islet-2 | DSHB | 39.4D5 | |
| Hb9 | DSHB | 81.5C10 | |
| Vectashield הרכבה בינונית | וקטור Lab | H-1000 | |
| Beta3 טובולין (שיבוט Tuj1) | Biolegends | 801201 | IF ב-1/1000 |
| Lc3b | Cell Signaling Technology | #2775 | IF ב-1/200 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.