מאמר שיטה

מערכת O9-1/הידרוג'ל ממוטבת לחקר אותות מכניים בתאי ציצית עצבית

3K צפיות

DOI:

10.3791/62693

13 באוגוסט 2021

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

פרוטוקולים מפורטים שלב אחר שלב מתוארים כאן לחקר אותות מכניים במבחנה באמצעות תאי פסגה עצביים O9-1 רב-תכליתיים והידרוגלים פוליאקרילמידים בעלי קשיחות משתנה.

תקציר

תאי ציצית עצבית (NCCs) הם תאים רב-תכליתיים עובריים בעלי חוליות שיכולים לנדוד ולהבדיל למגוון רחב של סוגי תאים המעוררים איברים ורקמות שונים. נוקשות רקמות מייצרת כוח מכני, סימן פיזי הממלא תפקיד קריטי בבידול NCC; עם זאת, המנגנון עדיין לא ברור. השיטה המתוארת כאן מספקת מידע מפורט עבור הדור הממוטב של הידרוג'לים polyacrylamide של נוקשות משתנה, מדידה מדויקת של נוקשות כזו, ואת ההערכה של ההשפעה של אותות מכניים בתאי O9-1, קו NCC המחקה ב NCCs vivo.

נוקשות הידרוג'ל נמדדה באמצעות מיקרוסקופיה של כוח אטומי (AFM) והצביעה על רמות נוקשות שונות בהתאם. O9-1 NCCs תרבית על הידרוג'לים של נוקשות משתנה הראה מורפולוגיה תאים שונים ביטוי גנים של סיבי מתח, אשר הצביעו על השפעות ביולוגיות שונות הנגרמות על ידי שינויים באותות מכניים. יתר על כן, זה קבע כי שינוי נוקשות הידרוג'ל הביא מערכת במבחנה יעילה כדי לתפעל איתות מכני על ידי שינוי נוקשות ג'ל וניתוח הרגולציה המולקולרית והגנטית ב NCCs. O9-1 NCCs יכול להבדיל למגוון רחב של סוגי תאים תחת השפעת מדיית הבידול המתאימה, וזה נוח לתפעל אותות כימיים במבחנה. לכן, מערכת במבחנה זו היא כלי רב עוצמה לחקור את התפקיד של איתות מכני ב- NCCs ואת האינטראקציה שלה עם אותות כימיים, אשר יסייע לחוקרים להבין טוב יותר את המנגנונים המולקולריים והגנטיים של התפתחות ציצית עצבית ומחלות.

מבוא

תאי ציצית עצבית (NCCs) הם קבוצה של תאי גזע במהלך עובר חוליות עם יכולת יוצאת דופן לנדוד ולתרום להתפתחות של איברים ורקמות שונים. NCCs יכול להבדיל לסוגי תאים שונים, כולל נוירונים חושיים, סחוס, עצם, מלנוציטים ותאי שריר חלקים, בהתאם למיקום המקור האקסיאלי וההדרכה הסביבתית המקומית של NCC1,2. עם היכולת להבדיל למגוון רחב של סוגי תאים, חריגות גנטיות הגורמות לדיסרגציה בכל שלב של התפתחות פסגת עצבים (NC) יכולות להוביל למחלות מולדות רבות2. לדוגמה, הפרעות במהלך היווצרות, הגירה, ופיתוח של NCCs להוביל להפרעות התפתחותיות המכונה באופן קולקטיבי נוירוקריסטופתיות1,

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. הכנת הידרוג'ל

הערה: כל השלבים חייבים להתבצע במכסה המנוע של תרבית התא שחוטא באתנול וחיטוי אולטרה סגול (UV) לפני השימוש כדי לשמור על סטריליות. כלים, כגון פינצטה ופיפטות, חייבים להיות מרוססים באתנול. פתרונות מאגר חייבים להיות גם מסוננים סטריליים.

  1. הכנת כיסויי זכוכית מצופים אמינוסילן
    1. מניחים את המספר הרצוי של כיסויי זכוכית על פיסת מגבון מעבדה.
      הערה: הכן כיסוי נוסף של 3-4 כדי להבטיח אספקת גיבוי מספקת בזמן שהם נשברים בקלות. חומרים שונים של כיסויי זכוכית יניבו תאימות שונה של זריעת תאים וחיבור. עדיף לקבוע איזה סוג מתאים ביותר לניסוי לפני תחילת הניסויים (ראה טבלת החומרים).
    2. השתמש מבער אלכוהול או מבער ....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

הכנת הידרוג'ל והערכת נוקשות באמצעות AFM ומודל הרץ
כאן, פרוטוקול מפורט מסופק כדי ליצור הידרוג'לים polyacrylamide של נוקשות משתנה על ידי ויסות היחס של אקרילאמיד וביס-אקרילאמיד. עם זאת, הידרוג'לים polyacrylamide אינם מוכנים להידבקות של תאים בשל היעדר חלבוני ECM. לכן, סולפו-SANPAH, הפועל כמקשר, נקשר באופן קוולנטי להידרוג'ל ומגיב עם האמינים העיקריים של חלבוני ECM כדי לאפשר הידבקות של חלבוני ECM למשטחי ההידרוג'ל באמצעות אסתר N-hydroxysuccinimide בסולפו-SANPAH לאחר הפעלת UV. סוג קולגן הייתי בשימוש כ.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

מטרת המחקר הנוכחי היא לספק מערכת במבחנה יעילה ויעילה כדי להבין טוב יותר את ההשפעה של אותות מכניים ב- NCCs. בנוסף בעקבות הפרוטוקול צעד אחר צעד שהוזכר לעיל, החוקרים צריכים לזכור כי התרבות התאית של O9-1 NCCs מושפעת מסוג כיסויי זכוכית המשמשים להכנת הידרוג'ל. לדוגמה, צוין כי תאים שנזרעו על סוג מסוים של כיסוי זכוכית (ראה טבלת החומרים) שרדו והתרבו היטב, בעוד תאים בתרבית שנזרעו על סוגים אחרים של כיסויי זכוכית הראו יותר מוות של תאים. יתר על כן, חשוב לעקוב בקפדנות אחר תנאי תרבית התא הנכונים עבור O9-1 NCCs.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

תודות

אנו מודים לד"ר אנה-מריה זסקה, מפעילת מתקן הליבה של הכוח האטומי מיקרוסקופ-UT במרכז למדעי הבריאות של אוניברסיטת טקסס, על המומחיות שנתרמה ב- AFM בפרויקט זה. אנו מודים גם למקורות המימון של המכונים הלאומיים לבריאות (K01DE026561, R03DE025873, R01DE029014, R56HL142704 ו- R01HL142704 לג'יי וואנג).

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
12 מ"מ #1 קורנינג 0211 כיסוי זכוכיתChemglass מדעי החייםCLS-1763-012
2% ביס-אקרילאמידסיגמא אולדריץ'M1533
צלחת 24 בארותגריינר ביו-וואן662165
25 מ"מ #1 קורנינג 0211 כיסוי זכוכיתChemglass מדעי החייםCLS-1763-025
3-אמינופרופיל טריאתוקסיסילן (APTS)סיגמא אולדריץ'A3648
צלחת תרבית תאים 4 בארותThermo Scientific179830
4% ParaformaldehydeSigma AldrichJ61899-AP
40% אקרילאמידסיגמא אולדריץ'A4058
50% גלוטראלדהידסיגמא אולדריץ'G7651
צלחת תרבית תאים 6 בארותגריינר ביו-וואן657160
שלוחה AFM (חרוז כדורי)תוכנת Novascan
AFMCatalyst NanoScopeדגם: 8.15 SR3R1
Alexa Fluor 488 PhalloidinThermo FisherA12379
אמוניום פרסולפט (APS)אבקת Sigma Aldrich
248614 אנטי-AP-2α נוגדןSanta Cruzsc-12726
נוגדן נגד וינקוליןAbcamab129002
מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) זרז ביוסקופBruker Corporation
קולגן מסוג I (100 מ"ג)קורנינג354236
DAPI (4',6-דיאמידינו-2-פנילינדול, דיהידרוכלוריד)תרמו פישרD1306
דיכלורומתילסילן (DCMS)סיגמא אולדריץ'440272
סרום חמורסיגמא אולדריץ'D9663
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)Corning10-017-CV
סרום בקר עוברי (FBS)Corning35-010-CV
מיקרוסקופ פלואורסצנטיLeicaדגם DMi8
Fluoromount-G הרכבה בינוניSouthernBiotech0100-35
HEPESSigma AldrichH3375אבקת
סרום סוסקורנינג35-030-CI
iScript שעתוק הפוך SupermixBio-Rad1708841
אנטיביוטיקה פניצילין-סטרפטומיציןתרמו פישר15140148
RNeasy מיקרו קיטQiagen74004
סטרילי 1x PBSHycloneSH30256.02
מים סטריליים נטולי יוניםHardy DiagnosticsU284
sulfo-SANPAHThermo Fisher22589
SYBR ירוקיישומי ביוסיסטמס4472908
TEMEDSigma AldrichT9281
Triton X-100Sigma AldrichX100
טווין 20סיגמא אולדריץ'P9416

מקורות

  1. Mehrotra, P., Tseropoulos, G., Bronner, M. E., Andreadis, S. T. Adult tissue-derived neural crest-like stem cells: Sources, regulatory networks, and translational potential. Stem Cells Translational Medicine. 9 (3), 328-341 (2020).
  2. Liu, J. A., Cheung, M.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

O9 1

מאמרים קשורים