מיקרוגלייה, תאים חיסוניים תושב של המוח, להגיב במהירות עם שינויים מורפולוגיים שינויים של סביבתם. פרוטוקול זה מתאר כיצד להשתמש מיקרוסקופ שני הפוטונים כדי לחקור את המשיכה של תהליכים microglial לכיוון סרוטונין או ATP פרוסות המוח חריפה של עכברים.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מיקרוגלייה, תאים חיסוניים תושב של המוח, להגיב במהירות עם שינויים מורפולוגיים שינויים של סביבתם. פרוטוקול זה מתאר כיצד להשתמש מיקרוסקופ שני הפוטונים כדי לחקור את המשיכה של תהליכים microglial לכיוון סרוטונין או ATP פרוסות המוח חריפה של עכברים.
Microglial תאים הם תושב מולדת תאים חיסוניים של המוח ללא הרף לסרוק את הסביבה שלהם עם תהליכים ארוכים שלהם, על הפרעה של הומאוסטזיס, עוברים שינויים מורפולוגיים מהירה. לדוגמה, פצע הלייזר גורם בעוד כמה דקות גידול מונחה של תהליכים microglial, נקרא גם "תנועתיות כיוונית", לכיוון האתר של פציעה. ניתן להשיג אפקט דומה על-ידי אספקת מקומית ATP או סרוטונין (5-hydroxytryptamine [5-HT]). במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול לזירוז גידול כיוונית של תהליכים microglial לקראת יישום מקומי של ATP או 5-HT-פרוסות המוח חריפה של עכברים צעירים וכדי תמונה משיכה זו לאורך זמן על ידי מיקרוסקופ multiphoton. שיטה פשוטה של כימות עם תוכנת ניתוח תמונות בחינם, קוד פתוח מוצע. אתגר המאפיינת עדיין פרוסות המוח חריפה זה הזמן מוגבל, יורד עם הגיל, במהלכו התאים ישארו במצב פיזיולוגי. פרוטוקול זה, לפיכך, מדגיש כמה שיפורים טכניים (חדר בינוני, אוויר נוזלי ממשק, הדמיה קאמרית עם זלוף כפול) שמטרתם ייעול הכדאיות של תאים microglial על פני מספר שעות, במיוחד בפרוסות של עכברים בוגרים.
Microglial תאים מקרופאגים תושב של המוח, לשחק תפקיד שני מצבים פיזיולוגיים ופתולוגיים1,2. הם יש מורפולוגיה מסועף מאוד ואני כל הזמן הארכת, היציבה שלהם3,של תהליכים4. זו התנהגות "סריקה" הוא האמין להיות קשורים צורך הסקר של סביבתם. הפלסטיות מורפולוגי של מיקרוגלייה מתבטאת בשלושה מצבים. ראשית, תרכובות מסוימות במהירות לווסת את microglial מורפולוגיה: התוספת של ATP5,6 או5,NMDA7 במדיום רחצה פרוסות המוח חריפה מגביר את המורכבות של השלכות microglial, ואילו נוראדרנלין מקטין אותה6. תופעות אלה הן ישירות מתווך על ידי קולטנים microglial (עבור ATP ונוראפינפרין) או לדרוש שחרור ATP של נוירונים (עבור NMDA). שנית, מהירות הצמיחה, הכחשה של תהליכים microglial, שנקרא תנועתיות או "מעקב", יושפעו על-ידי גורמים חוץ-תאית8, הומאוסטזיס שיבושים9,10או מוטציות9, 10,11. שלישית, שבנוסף לשינויים איזוטרופיות הללו של חיות וצורות מיקרוגלייה יש את היכולת להרחיב את תהליכי שלהם directionally לכיוון פיפטה אספקת ATP3,5,12, 13 , 14, בתרבות, פרוסות המוח חריפה או ויוו, או מתן 5-HT-במוח חריפה פרוסות15. כזה הצמיחה אוריינטציה של תהליכים microglial, הנקרא גם תנועתיות כיוונית, תוארה לראשונה בתגובה המקומית לייזר הנגע3,4. לכן, מבחינה פיזיולוגית, זה ייתכן הקשורים התגובה לפגיעה או נדרש מיקוד microglial תהליכים לכיוון הסינפסות או אזורים במוח הדורשים גיזום במהלך פיתוח15,16, או פיזיולוגיות17 ,18,19 -מצבים פתולוגיים9,18,19,20 בבגרות. שלושת סוגי שינויים מורפולוגיים להסתמך על מנגנונים תאיים שונים11,13,20, מתחם נתון אחד לא בהכרח לווסת את כולן (למשל, NMDA, אשר פועל בעקיפין על מיקרוגלייה, יש השפעה על מורפולוגיה אבל לא לגרום תנועתיות כיוונית5,7). לכן, כאשר, במטרה לאפיין את ההשפעה של תרכובת, מוטציה או פתולוגיה על מיקרוגלייה חשוב לאפיין את שלושת המרכיבים של פלסטיות מורפולוגית שלהם. כאן, אנו מתארים שיטה ללמוד את צמיחת microglial תהליכים לכיוון מקור מקומי של המתחם, אשר, כאן, ATP או 5-HT-כיוונית.
ישנם מספר מודלים ללמוד משיכה מיקרוגלייה תהליכים: תרבויות ראשי בסביבה תלת-ממד6,18,19, המוח חריפה פרוסות6,13,15, וב -vivo הדמיה3,13. הגישה ויוו הוא הטוב ביותר כדי לשמר את מצב פיזיולוגי מיקרוגלייה. עם זאת, intravital הדמיה של אזורים עמוקים דורש הליכים כירורגיים מורכבים, לכן לעיתים קרובות מוגבל לשכבות קורטיקלית שטחית. השימוש מיקרוגלייה התרבות העיקרית היא הטכניקה הפשוטה ביותר לבדוק מספר רב של מצבים עם מספר מצומצם של בעלי חיים. בכל זאת, זה אפשרי להשיג המורפולוגיה תא אותו כמו vivo, תאים לאבד את יחסי הגומלין פיזיולוגיים נוירונים, האסטרוציטים. פרוסות המוח חריפה מייצגים מעין פשרה בין שתי גישות אלה. דגם זה מאפשר לחוקרים ללמוד מבנים במוח אשר אחרת קשה להגיע, כדי תמונה עם רזולוציה גבוהה ויוו, וכדי לחקור פרוסות שלבים neonatal, ואילו טראנס מיקרוסקופית מבוצע בעיקר-לבגרות. בסופו של דבר, זה מאפשר להתבונן בזמן אמת את ההשפעות של סמים מקומי יישום, וכדי לחזור על ניסויים תוך שימוש במספר מצומצם של בעלי חיים. למרות זאת, בעיה עם פרוסות המוח חריפה זה הזמן מוגבל (מספר שעות) במהלכו התאים נשארים בחיים, ובמיוחד עבור פרוסות של עכברים שגילן עולה על שבועיים, ואת השינוי פוטנציאליים מיקרוגלייה מורפולוגיה של מעל הזמן21,22 .
כאן, אנו מתארים את פרוטוקול להכין פרוסות המוח חריפה של צעירים ומבוגרים Cx3cr1GFP / + עכברים זקנים, עם שימור מיקרוגלייה וצורות למשך מספר שעות עד חודשיים. ואז, נתאר כיצד להשתמש פרוסות אלה ללמוד האטרקציה של תהליכים microglial לכיוון תרכובות כמו ATP או 5-HT.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ניסויים אושרו על-ידי הוועדה המקומית אתית (דרווין הוועדה, הסכמי #1170, #10921).
1. הכנת Micropipettes זכוכית עבור יישום מקומי של תרכובות
2. פתרונות
3. הכנת פרוסות המוח חריפה
4. שני הפוטונים מיקרוסקופ
5. ניתוח של האטרקציה של תהליכים Microglial

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מתאר שיטה כדי לגרום, להתבונן, לכמת את הצמיחה אוריינטציה של תהליכים microglial לכיוון מתחם מקומית יישומית, לדוגמה, ATP או 5-HT, במוח חריפה פרוסות צעיר או מבוגר (לפחות עד בן חודש שני) עכברים. בין הגורמים התורמים לשמירה על המוח פרוסות מחיות למבוגרים במצב בריא במשך כמה שעות הוא השימוש של שני כלים שנועדו לייעל את הישרדות cell-שני צעדים של הפרוטוקול. ראשית, בעל ממשק פרוסה בבית הבליעה ממשק (איור 1) משפר את השימור של הפרוסות לאחר חיתוך. שנית, תא הקלטה (
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
על ידי שמירה על, שלא כמו בחלופה מועדפת או organotypic לחתוך תרבות, המבנית עם התאמות רשת מוגבל, פרוסות המוח חריפה לאפשר לחוקרים ללמוד מיקרוגלייה בסביבה הפיזיולוגית שלהם. עם זאת, אחת המגבלות הגדולות היא העובדה כי ההליך עם פרוסות יוצר פציעות במהירות יכול לסכן את הכדאיות של נוירונים, במיוחד במוח למבוגרים. כפי מיקרוגלייה ראקטיבית במיוחד לפגיעה בתאים, חשוב להגביל את מות תאים עצביים ככל האפשר לשמר מיקרוגלייה קרוב מצב פיזיולוגי שלהם. זה, בתורו, תורמת דרך מעגל מוסרי מצב כללי טוב יותר של הפרוסה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
אנו מודים את התא ואת רקמת מתקן הדמיה של ה-Institut du Fer à מולן, איפה כל ייבוא תמונות וניתוח בוצעו. עבודה זו בתמיכתם באופן חלקי המרכז הלאומי דה לה של רשרש, Santé de la הלאומי אינסטיטוט et de la Médicale רשרש, המדעים אוניברסיטת סורבון, ועל -ידי מענקים מן הסורבון Universités-פייר ואח (מארי קירי אוניברסיטת תוכנית Emergence-UPMC 2011/2014), Fondation למזוג לה Recherche sur le Cerveau, Fondation דה פראנס, שופכים Fondation la Médicale רשרש "Equipe עקרות DEQ2014039529", משרד הצרפתי של מחקר (סוכנות הידיעות נאסיונאל pour la Recherche ANR-17-CE16-0008, d'Avenir Investissements את תוכנית "ביו-פסיכולוגיים Labex" ANR-11-IDEX-0004-02), מחקר שיתופי בתוכנית בנוירוביולוגיה חישובית, לאומי-הסוכנות הלאומית של המדע קרן/צרפתית, למחקר (המספר: 1515686). כל הכותבים מזוהים לחקור קבוצות אשר הם חברים של הספר פריז of Neuroscience (ENP) ושל את Labex ביו-פסיכולוגיים. הקיבולות נשמר תלמיד דוקטורט המזוהה עם אוניברסיטת סורבון, קולז דוקטורט, F-75005 בפריז, צרפת, ממומן על ידי Labex ביו-פסיכולוגיים. V.M. הוא פוסט-דוקטורנט במימון מחקר שיתופי בתוכנית בנוירוביולוגיה חישובית, לאומי-הסוכנות הלאומית של המדע קרן/צרפתית, למחקר (המספר: 1515686). המחברים תודה מרתה Kolodziejczak שהשתתפו אתחול של הפרויקט.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>להכנת פיפטות | |||
| קלארק בורוסיליקט נימים דקים קיר | הרווארד מנגנון | 30-0065 | בורוסיליקט קיר דק ללא נימה, 1.5 מ"מ OD, 1.17 מ"מ ID, 75 מ"מ L, חבילה של 225 |
| DMZ אוניברסלי מושך | Zeitz Instrumente | ||
| <חזק>שם | <חזק>חברה | מספר קטלוגי | הערות |
| >לתמיסות | |||
| סידן כלוריד דיהידראט (CaCl2) | Sigma | C5080 | |
| כולין כלוריד | סיגמא | C7527 | |
| D-(+)-גלוקוז | סיגמא | G8270 | |
| חומצה L-אסקורבית | Sigma | A5960 | |
| תמיסת מגנזיום כלוריד 1 M (MgCl2) | Sigma | 63020 | |
| אשלגן כלורי SigmaUltra >99.0% (KCl) | Sigma | P9333 | |
| נתרן ביקרבונט (NaHCO3) | Sigma | S5761 | |
| נתרן כלורי (NaCl) | Sigma | S5886 | |
| נתרן פוספט מונו-בסיסי | סיגמא | S5011 | |
| נתרן פירובט | סיגמא | P2256 | |
| מים טהורים | במיוחד MilliQ | לכל הפתרונות | |
| <חזק>שם | ><חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק>תגובות |
| <חזק>עבור הכנת פרוסות | |||
| 2x 200 מ"ל כלים | |||
| 80 מ"ל | |||
| Antlia-3C משאבה פריסטלטית דיגיטלית | DD Biolab | 178961 | לזלוף עכברים וזילוף תא 2 פוטונים (aCSF) |
| קרבוגן 5% CO2/95% O2 | Air Liquide France Industrie | ||
| Dolethal | Vetoquinol | Dolethal 50 מ"ג/מ"ל | |
| ניירות סינון (Whatman) | Sigma | WHA1001042 | Whatman נייר סינון איכותי, דרגה 1 (גודל נקבוביות: 11µ M) |
| מספריים עדינים - | כלי מדע עדינים | חדים 14060-60 | |
| קופסת מזון בקוטר 10 ס"מ, דבק גובה | |||
| (אתיל ציאנואקרילט) | לוקטיט | 3 כוח גמיש | |
| כלי היפוקמפוס (מרית) | כלי מדע עדין | 10099-15 | הגפה הגדולה ביותר צריכה להיות בזווית של 90 מעלות; |
| מלקחיים קשתית קרח | |||
| (מעוקלים) | Moria | MC31 | |
| רקמת ניקוי עדשות | THOR LABS | ||
| מסננת | 7 ס"מ | ||
| סכיני גילוח | מדעי מיקרוסקופ אלקטרונים | 72000 | ללהב |
| אזמל | |||
| מחזיק ממשק פרוסה | תוצרת בית, הקובץ להדפסת תלת מימד מסופק | ||
| במספריים כירורגיים | Fine Science Tools | 14002-14 | |
| פורס רוטט | Thermo Scientific | 720-2709 | דגם: HM 650V (מיקרוטום להב רוטט) |
| אמבט | סט ב-32 מעלות; C (שלב התאוששות ראשון) | ||
| שם< | strong>Company | Catalog Number | Comments |
| for slice imaging | |||
| × 25 0.95 NA מטרת טבילה | במים Leica Microsystems (גרמניה) | HCX Irapo | |
| מיקרוסקופ זקוף MP5 דו-פוטוני עם סורקי תהודה (8 קילו-הרץ) ושני גלאים היברידיים HyD | Leica Microsystems (גרמניה) | ||
| Antlia-3C משאבה פריסטלטית דיגיטלית | DD Biolab | 178961 | לזלוף תא 2 פוטונים עם aCSF |
| קרבוגן 5% CO2/95% O2 | Air Liquide France Industrie | I1501L50R2A001 | |
| Chameleon Ultra2 Ti: לייזר ספיר | קוהרנטי (גרמניה) | ||
| פיפטות העברה חד פעמיות, פה רחב | ThermoFischer מדעי | לדוגמא: 232-11 | 5.8 מ"ל עם קצה סנפיר, אבל חתכנו אותו (כ-7 ס"מ) כדי שיהיה לו מסנן פליטת פה בקוטר 4 מ"מ |
| SP680 | Leica Microsystems (גרמניה) | ||
| קוביית פלורסנט המכילה מסנן פליטה 525/50 ומסנן דיכרואי 560 (לאיסוף פלואורסצנטי) | Leica Microsystems (גרמניה) | ||
| זכוכית עם 50 מ"ל ACSF לשמירה על זלוף קבוע של מערכת חימום הפרוסות | |||
| אוטומטי של Warner Instrument Corporation | TC-324B | לשמירה על תמיסת זלוף ב-32 מעלות; | |
| C תא | תוצרת בית, הקובץ להדפסת תלת מימד מסופק במחזיק פרוסות חומר משלים | ||
| ("נבל") | תוצרת בית: סיכת ראש עשויה פלטינה כאשר שני הענפים מחוברים בחוטי ניילון מקבילים | ||
| <חזק>שם | <חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק> הערות |
| <חזק>לגירוי פרוסות | |||
| אדנוזין 5&פריים;-טריפוספט מלח דיסודיום הידרט (ATP) | סיגמא | A-26209 | להכנה זמנית : תמיסת מלאי של 1 מ"ג/מ"ל (3 מ"מ) שהוכנה ביום הניסוי, נשמרת בטמפרטורה של 4 מעלות; C (מספר שעות) ומדולל ממש לפני השימוש |
| פלואורסצאין (אופציונלי) | Sigma | F-6377 | לשימוש ב-1 ומיקרו; M המיקרומניפולטור הסופי |
| לואיגס ונוימן | SM7 | מחוברים למחזיק המיקרופיפטה הולד, | |
| לזה | של אלטרופיזיולוגיה | ||
| סרוטונין הידרוכלוריד | סיגמא | H-9523 | מכסות של תמיסת מלאי של 50 מ"מ ב-H20 נשמר ב-20 °C. 500 µ תמיסת M הכינה את יום הניסוי. |
| מזרק 5 מ"ל (ללא מחט) | Terumo מוצרים רפואיים | SS+05S1 | |
| צינורות שקופים | Fischer Scientific | 11750105 | Saint Gobain Performance Plastics & trade; Tygon™ E-3603 צינורות שאינו DEHP |
| שם | Company | Catalog Number | Comments |
| >for image analysis | |||
| Fiji | https://fiji.sc | Schindelin, J. et al Nat. Methods (2012) doi 10.1038 | |
| Icy | Institut Pasteur | http://icy.bioimageanalysis.org | de Chaumont, F. et al. Nat. Methods (2012) |
| name | Company | Catalog Number | Comments |
| mice | |||
| CX3CR1-GFP עכברים | Jung et al, 2000 | זכר או נקבה, P3 עד חודשיים; הצלבנו את העכברים הללו על רקע 129SV. | |
| עכברי CX3CR1creER-YFP | Parkhurst et al 2013 | זכר או נקבה, P3 עד חודשיים; הצלבנו את העכברים הללו על רקע 129SV. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה