שיטה לבידוד תאי גזע עצביים ותאי אב אוליגודנדרוציטים ממוחות של חולדות חיות מוצגת כאן בפירוט ניסיוני. הוא מאפשר אוספים מרובים של תאים אלה מאותם בעלי חיים מבלי לסכן את רווחתם.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
שיטה לבידוד תאי גזע עצביים ותאי אב אוליגודנדרוציטים ממוחות של חולדות חיות מוצגת כאן בפירוט ניסיוני. הוא מאפשר אוספים מרובים של תאים אלה מאותם בעלי חיים מבלי לסכן את רווחתם.
תאי גזע עצביים ספציפיים לרקמות (NSCs) נשארים פעילים במוח של יונקים לאחר הלידה. הם מתגוררים בנישות מיוחדות, שם הם מייצרים נוירונים חדשים וגלריה. נישה אחת כזו היא האזור התת-אפנדימלי (SEZ; נקרא גם האזור החדרי-תת-חדרי), הממוקם מעבר לדפנות הצידיות של החדרים הרוחביים, בסמוך לשכבת התא האפנדימלי. תאי אב אוליגודנדרוציטים (OPC) מופצים בשפע ברחבי מערכת העצבים המרכזית, ומהווים מאגר של תאי אב מתרבים שיכולים לייצר אוליגודנדרוציטים.
הן NSCs והן OPCs מציגים פוטנציאל התחדשות עצמית ומחזורי שקט/הפעלה. בשל מיקומם, הבידוד והחקירה הניסויית של תאים אלה מבוצעת לאחר המוות. כאן, אנו מתארים בפירוט "חליבת מוח", שיטה לבידוד של תאי גזע גזעיים ו- OPC, בין תאים אחרים, מבעלי חיים חיים. זהו פרוטוקול דו-שלבי המיועד לשימוש במכרסמים ונבדק בחולדות. ראשית, תאים "משתחררים" מהרקמה באמצעות הזרקה סטריאוטקסית תוך-מוחית (i.c.v.) של "קוקטייל שחרור". המרכיבים העיקריים הם neuraminidase, אשר מכוון תאים אפנדימליים וגורם denudation דופן החדר, נוגדן חוסם integrin-β1, וגורם גדילה פיברובלסט-2. בשלב "איסוף" שני, ביופסיות נוזליות של נוזל מוחי שדרתי מבוצעות מגנה cisterna, בחולדות מורדמות ללא צורך בחתך.
התוצאות המוצגות כאן מראות כי תאים מבודדים שומרים על הפרופיל האנדוגני שלהם וכי NSCs של SEZ שומרים על שלוותם. הדנודציה של שכבת האפנדימל מוגבלת לרמה האנטומית של ההזרקה והפרוטוקול (שחרור ואיסוף) נסבל היטב על ידי בעלי החיים. גישה חדשנית זו סוללת את הדרך לביצוע מחקרי אורך של נוירוגנזה אנדוגנית וגליוגנזה בחיות ניסוי.
תאי גזע ספציפיים לרקמות הם תאים מחויבים חלקית שיכולים ליצור את כל אוכלוסיות התאים המרכיבות את הרקמות המתאימות. מלבד היותם מולטיפוטנטיים, הם תאים המתחדשים מעצמם וחיוניים לשמירה על ההומאוסטזיס ויכולת ההתחדשות של רקמות1. חלק מתאי הגזע הספציפיים לרקמות נשארים במצב פעיל ומתרבים מאוד, כגון תאי גזע במעי או בהמטופויטיקה. אחרים, כגון תאי גזע המוח, נשארים שקטים או רדומיםבמידה רבה 2. במוח הבוגר, תאי גזע עצביים (NSCs) יכולים להימצא באזורים מיוחדים, הנקראים לעתים קרובות נישות. שני אזורים כאלה המתוארים היטב קיימים באזור התת-אפנדימלי (SEZ) של החדרים הרוחביים ובפיתול המשונן של ההיפוקמפוס. נישת SEZ מייצרת את המספר הגבוה ביותר של תאים, בעיקר נוירובלסטים הנודדים לעבר פקעות הריח ותורמים לאוכלוסיית הנוירונים המקומית; לעומת זאת, אוליגודנדרובלסטים שנוצרו נודדים לכפיס המוח הסמוך (CC)3. תאי אב אוליגודנדרוציטים (OPC) הם תאים פעילים מיטוטית, המפוזרים באופן נרחב ברחבי מערכת העצבים המרכזית, אשר: i) מחויבים לשושלת אוליגודנדרוגליאלית, ii) יכולים לנדוד לאתרים של demyelination, ו iii) יכולים להתמיין לאוליגודנדרוציטים myelinating. OPCs גם להציג פוטנציאל התחדשות עצמית שקט4.
עד כה, הבידוד והמחקר של NSCs ו- OPCs דרשו דיסוציאציה לאחר המוות של רקמת המוח וחוט השדרה המנותחת. כדי לעקוף את המגבלה הניסויית הזו, הקמנו שיטה שמאפשרת, לראשונה, בידוד של תאי גזע עצביים במוח ו-OPC מבעלי חיים חיים. אנו קוראים לשיטה זו "חליבה", מכיוון שהיא מאפשרת אוספים מרובים של תאים מכיוון שהמאגרים שלהם אינם מתרוקנים. הפרוטוקול פותח בחולדות, בשל גודל המוח הגדול שלהן, המכוון בעיקר ל-SEZ, או CC, וכולל שני שלבים עיקריים. ראשית, NSCs או OPCs "מוסרים" מהרקמה באמצעות הזרקת i.c.v של "קוקטייל שחרור" המכיל neuraminidase, רעלן המשרה denudation דופן החדר, נוגדן חוסם integrin-β1, וגורם גדילה פיברובלסט 2 (FGF2). הקוקטייל מוזרק באופן סטריאוטקסי דו צדדי בתוך החדרים הצדיים. אם השימוש המיועד הוא בידוד של NSCs, אזורים rostral של החדרים לרוחב ממוקדים. אם המטרה היא לבודד OPC בצורה טהורה יותר, הקוקטייל מוזרק באופן קאודלי באזור הפימבריה של ההיפוקמפוס. בשלב "איסוף" שני, ביופסיות נוזליות של נוזל מוחי שדרתי (CSF) מבוצעות מן cisterna magna של חולדות מורדמות, ללא צורך בחתך. הביופסיה הנוזלית מעורבבת עם מדיום תרבית NSC וניתן לשמור אותה בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס עד לצפייה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הליכי גידול, תחזוקה וניסויים בבעלי חיים נערכו בהתאם לחוק הבריטי לבעלי חיים (הליכים מדעיים) 1986, שאושר על ידי משרד הפנים, ועם הצו הנשיאותי 56/2013 של הרפובליקה ההלנית, שנבחן על ידי גופי רווחת בעלי החיים והביקורת האתית של אוניברסיטאות קיימברידג 'ופטרס, וכן אושר ונבדק על ידי הוועדה המקומית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (מספר פרוטוקול: 5675/39/18-01-2021). נעשה שימוש בחולדות Sprague-Dawley, Wistar ו-Long-Evans, שגילן נע בין חודשיים לארבעה חודשים ומשקלי הגוף שלהן בין 150 גרם ל-250 גרם. הפרוטוקול מסוכם באופן גרפי באיור 1.
1. שחרור הכנת קוקטייל
הערה: יש להכין טרי ביום ההליך ולשמור על קרח. הכמויות ניתנות לכל 2 μL שיוזרקו i.c.v בכל חדר לטרלי. יש להכין 1 מיקרוליטר נוספים לכל זריקה מיועדת.
2. הזרקת קוקטייל שחרור
הערה: ניתן לבצע את התהליך כולו תוך 20 דקות. יש להקפיד לבצע את הניתוח בתנאים אספטיים. נקו את כל המשטחים עם חומר חיטוי (למשל, 3% או 6% מי חמצן). השתמשו בכלים, כפפות, חלוקים ווילונות אוטומטיים או סטריליים בקלות.
3. ביופסיה נוזלית של נוזל מוחי שדרתי (CSF)
הערה: ניתן לבצע את התהליך כולו תוך 10 דקות. הביופסיה הנוזלית המתוארת כאן מבוצעת 3 ימים לאחר הזרקת קוקטייל השחרור אך ניתן לבצעה בדיוק באותו אופן בעת הצורך. יש להקפיד לבצע את הניתוח בתנאים אספטיים. נקו את כל המשטחים עם חומר חיטוי (למשל, 3% או 6% מי חמצן). השתמשו בכלים, כפפות, חלוקים ווילונות אוטומטיים או סטריליים בקלות.
4. עיבוד רקמה עבור immunofluorescence
5. עיבוד תאים מבודדים עבור immunofluorescence
6. מיקרוסקופיה וניתוח תמונה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שחרור ואיסוף של NSCs
NSCs של SEZ מופרדים מן CSF רק על ידי monolayer של תאים ependymal, אם כי הם נשארים בקשר ישיר עם התוכן החדר באמצעות intercalating mono-ciliated תהליכים 8,9. Neuraminidase פועל באופן ספציפי על תאים ependymal באמצעות מחשוף של שאריות חומצה sialic והוא יכול לגרום denudation של דופן החדר. זה מוביל אשכולות neuroblast על פני החדר10,11. יתר על כן, זרימה של ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תאי גזע ותאי אב דלילים יחסית ברקמת המוח של יונקים. בנוסף, NSCs ממוקמים באזורים שאינם נגישים לביופסיות קלות ובטוחות (קירות חדר, היפוקמפוס). לכן, הדרך היחידה לעבוד באופן ניסיוני עם תאים כאלה, עד כה, הייתה הבידוד שלהם לאחר המוות. שיטה המאפשרת איסוף יחיד או חוזר של NSCs ו-OPC מחולדות חיות, הנקראת חליבה, מתוארת כאן צעד אחר צעד. השיטה מבוססת על שתי תכונות עיקריות: i) NSCs או OPCs מופרדים על ידי monolayer התא ependymal מן CSF, זורם בתוך מערכת החדרים של המוח; ii) תאים אפנדימליים ואבות עצביים שומרים על קשר בינם לבין סוגי תאים שכנ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין אינטרסים כלכליים מתחרים או ניגודי עניינים אחרים להצהיר.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק מחקר רפואי פעולה (בריטניה) (GN2291) ל- R.J.M.F. ו- I.K. עבודת המחקר נתמכה גם באופן חלקי (עלויות בעלי חיים ותמיכה ל- D.D) על ידי הקרן ההלנית למחקר וחדשנות (H.F.R.I.) תחת "קול קורא ראשון לפרויקטי מחקר של H.F.R.I לתמיכה בחברי סגל וחוקרים ורכישת מענק ציוד מחקר בעלות גבוהה" (מספר פרויקט: 3395).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <קוקטייל >שחרור חזק | |||
| &בטא; נוגדן חוסם 1-אינטגרין | BD Biosciences | #555002 | אוגר מטוהר NA/LE נגד חולדות CD29 שיבוט Ha2/5, 1 מ"ג/מ"ל. כל abntibody עם פעילות חוסמת צריך להיות מתאים. |
| Neuraminidase מ-Clostridium perfringens (Clostridium welchii) | Sigma-Aldrich | #N2876 | Neuraminidases ממקורות אחרים (למשל, מ-Vibrio cholerae) לא נבדקו. |
| FGF אנושי רקומביננטי בסיסי (154 a.a.) | Peprotech | #100-18B | נשמר כ-1 μ g/μ ציר L, מדולל במים סטריליים ב-20 מעלות; C |
| <חזק>פרוצדורות כירורגיות | |||
| 10 ומיקרו; L מזרק | המילטון | #80330 | דגם 701 RN, מחט נשלפת קטנה, מד 26 שניות, 2 אינץ', סגנון נקודתי 2 |
| BD מיקרו-עדין 1 מ"ל מזרקי אינסולין | BD biosciences | 04085-00 | 29 גרם x 12.7 מ"מ |
| חיתוך בטדין. SOL 10% FLx30ML | LAVIPHARM-CASTALIA | מק"ט: | |
| Bupaq | RICHTERPHARMA | 1021854AF | 10 מ"ל (בופרנופין 0.3 מ"ג/מ"ל) |
| דיגיטלי חדש סטנדרטי סטריאוטקסי, עכברוש ועכבר | Stoelting | 51500D | |
| מערכת ניטור הומותרמית | מכשיר הרווארד | 55-7020 | |
| ISOFLURIN 1,000 מ"ג/גרם אדי אינהלציה, נוזל | Vetpharma בריאות בעלי חיים | 32509/4031 | |
| Ketamidor | RICHTER PHARMA | מק"ט: | קטמין 100 מ"ג/מ"ל |
| תפר ניילון, Ethilon | Ethicon | D9635 | שקוף, גודל 5-0 |
| גוזמים כירורגיים אלחוטיים נטענים | Stoelting | פריט: 51472 | |
| להבי אזמל, סטרילי | Swann Morton | AW050 | |
| Scopettes Jr. 8 אינץ 'Swabs | Birchwood Laboratories | 34-7021-12P | |
| מקדחה סטריאוטקסית במהירות גבוהה | Foredom | 1474w/o1464 | |
| Stoelting' s ערכת מכשירים סטריאוטקסיים | Stoelting | פריט: 52189 | |
| Xylan 2% | Chanelle Pharmaceuticals | 13764/03/19-5-2004 | Xylazine, 25 מ"ל |
| <חזק>טיפול ברקמות ותאים וצביעה חיסונית | |||
| 96 בארות מתאימות למיקרוסקופיה | גריינר | #655866 | |
| מיקרופלייט כוכב מסך B27ThermoFisher Scientific | A1486701 | ||
| סרום בקר אלבומין (BSA) | Merck | P06-1391100 | Fraction V, הלם חום |
| ציטראט | Merck | 71497 | נתרן ציטראט מונו-בסיסי |
| Cryostat | Leica | CM1510S-DAPI | |
| Merck, Calbiochem | 28718-90-3 | צביעה גרעינית, דילול: 1/1,000 | |
| DMEM | ThermoFisher מדעי | 11995065 | גלוקוז גבוה, פירובט |
| חמור נגד עזים | ביוטיום | 20016 או 20106 או 20048 | דילול: 1/1,000 |
| חמור נגד עכבר | ביוטיום | 20014 או 20105 או 20046 | דילול: 1/1,000 |
| חמור נגד ארנב | ביוטיום | 20015 או 20098 או 20047 | דילול: 1/1,000 |
| EGF | Peprotech | 315-09 | |
| FGF-2 (או bFGF) | Peprotech | 100-18B | |
| עז אנטי-GFAP | Abcam | ab53554 | דילול: 1/500 |
| עז אנטי-SOX2 | סנטה קרוז ביוטכניולוגיה | sc-17320 | דילול: 1/200 |
| עכבר אנטי-ID3 | סנטה קרוז ביוטכניולוגיה | sc-56712 | דילול: 1/200 |
| עכבר אנטי-S100β | דילול Sigma | S2532 | : 1/200 |
| Mowiol | Merck, Calbiochem | 475904 | N2 בינוני הרכבה |
| ThermoFisher | Scientific | 17502048 | |
| Parafolmadehyde | Merck | 158127 | |
| Poly-D-Lysine | Merck, תמיסת Millipore | A-003-E | , 1.0 מ"ג/מ"ל |
| ארנב אנטי-דאבל קורטין (DCX) | Abcam | ab18723 | דילול: 1/500 |
| ארנב אנטי-PDGFR&אלפא; | Abcam | ab51875 | דילול: 1/200 |
| ארנב אנטי-&בטא;- catenin | Abcam | ab16051 | דילול: 1/500 |
| Triton X-100 | Merck | X100 | |
| מיקרוסקופיה וניתוח תמונה | |||
| ניתוח תמונה | NIH, ארה"ב | ImageJ | |
| ניתוח תמונה | Leica | LasX |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.