このプロトコルは、吻側渡り鳥ストリームにおける出生後の脳および神経芽細胞の遊走の高解像度のタイムラプスイメージングに最適化された器官スライスのアッセイを説明します。
このプロトコルは、吻側渡り鳥ストリームにおける出生後の脳および神経芽細胞の遊走の高解像度のタイムラプスイメージングに最適化された器官スライスのアッセイを説明します。
既存の神経回路に前駆細胞、神経芽細胞の遊走、だけでなく、新たな神経細胞の分化と統合の増殖:出生後の脳における神経新生は、3つの生物学的事象のメンテナンスに依存します。嗅球における出生後の神経新生のために、これらのイベントは3つの解剖学的に別個のドメイン内で分離されています:増殖は主に神経芽細胞は吻側渡り鳥ストリーム(RMS)を横断し、新しい神経細胞が分化し、移行、側脳室の上衣ゾーン(SEZ)で発生嗅球(OB)内に統合する。三つのドメインは、はっきりと生物学的事象の各々を調節する、細胞の分子、および生理学的メカニズムを研究する理想的なプラットフォームとして機能する。このホワイトペーパーでは、細胞外の条件が密接に神経芽を移行するための生体内環境で模倣した生後脳組織に最適化された器官スライスアッセイを、説明しています。私たちは、アッセイは、RMS内神経芽細胞の、均一な指向、そしてスピーディな動きを提供することを示している。このアッセイは、異なる遺伝的背景の上にマウスからのクロス移植のアプローチを利用することにより、ニューロン移動の細胞自律的で、非自律的規制の研究のために非常に適したものとなる。
I.手続
次のような手法は、滅菌のツールを使用して、層流フードで、無菌条件下で実行する必要があります。
器官型スライス用ガラスボトムディッシュの準備
出生後早期の脳の抽出
スライスが若い出生後のマウス(P1 - P10)から調製されているときに最良の結果が得られる。
ホストの脳のセクショニング
ドナーの脳セクショニングとRMS移植
ニューロン移動のタイムラプスイメージング
II。材料/装置
器官型スライス用ガラスボトムディッシュの準備
脳の抽出および埋込み
脳の切片とRMS移植
のタイムラプスイメージング器官型スライス
III。レシピ
組織の解剖とスライスの準備のための緩衝液(組織調製緩衝液)
| ストック溶液 | ボリューム | 最後のConcetration |
| 10X HBSS | 50 mLの | 1X |
| 1M Hepes緩衝液(pH7.4) | 1.25mlの | 2.5MM |
| 1M D -グルコース | 15 mLの | 30mMの |
| 1MのCaCl 2 | 0.5mLの | 1mMの |
| 1M MgSO 4を | 0.5mLの | 1mMの |
| 1MのNaHCO 3 | 2 mLの | 4MM |
| のdH 2 O | 430.75 mLの |
4で0.2μmのフィルターや店舗℃で滅菌をフィルタリング
器官型スライス、組織移植とイメージングのための培地(スライスの培地)
| ストック溶液 | ボリューム | 最終濃度 |
| 基礎培地イーグル | 35 mLの | |
| 組織調製緩衝液 | 12.9 mLの | |
| 1M D -グルコース | 1.35 mLの | 20mMの |
| L -グルタミン200mmの | 0.25mLを | 1mMの |
| ペニシリン - ストレプトマイシン | 0.5mLの | 100units / mLのペニシリン及び0.1mg / mLのストレプトマイシン |
4で0.2μmのフィルターや店舗℃で滅菌をフィルタリング
低融点アガロースゲルの調製
低融点アガロースを50 mLコニカルチューブに0.3グラム/ mLの(レシピを参照)で組織調製緩衝液で希釈されています。チューブは、ハイパワーで5〜10秒の単位でマイクロ波処理されています。刻みの数は、総体積に依存し、10 mLの場合、三増分は(10-8-5秒、それぞれ)で十分です。チューブのキャップは、慎重に空気の圧力を解放し、チューブの破裂を避けるために、加熱の増分の間にねじを緩めるれる。チューブの含有量は非常に熱くなるので注意が必要。アガロースが完全に溶解されると、チューブは温度が使用前に安定するまで少なくとも5分間、37℃の水浴中に保持されます。室温に長時間さらさ固めるにはゲルでしょう。これは可能な限り避けなければならないが、初期準備の24時間以内にすぐに使用するために、硬化ゲルを再加熱することができ、再溶融。
器官型スライスで免疫組織化学
共焦点顕微鏡でイメージングに続いて、スライスをPBS中4%ホルムアルデヒドで4℃で一晩固定してもよい。セクションは、1%トリトンXと10%ヤギ血清で、4℃で一晩ブロックされます(シグマ、カタログ番号S26 - 36 - 23)PBSで4℃で一次抗体と一晩インキュベートした蛍光タグ付きヤギ二次抗体を可視化(全希釈1:1000、室温で1時間インキュベーション)に使用されます。標識されたスライスは、徹底的に、氷冷PBSで前のスライドガラスにマウントして封入することで5〜6回洗浄する。
IV。代表的な結果
私たちの器官スライス培養プロトコルは徹底的にテストされ、移行のパターンと方向の一貫性を保つために、最後の数年間に最適化されています。赤色蛍光タンパク質、TD -トマト、の発現がネスチンのプロモーター(ネスチン- TDのトマト)で誘導されたマウスから得た外植片からアメリカに移住し、細胞の分析は、(ホストRMSにtdTomato +神経芽細胞の高配向と迅速な移行を明らかに図4A)。高倍率タイムラプス解析では、20分間のイメージングセッション(図4B)中に移行する神経芽細胞の全体の長さの優れた分解能を示しています。
ドナーとスライスTD -トマト+細胞を固定し、RMS内の異なる細胞成分に対して免疫染色を行った。 GFAP +アストロサイトとCD31 +の血管は、蛍光免疫組織化学(図5A)を用いて明らかになった。細胞骨格タンパク質のアクチンとチューブリンのために染色したスライスの高倍率の分析は、移行の最中(図5B)の細胞でこれらの成分の不均一な発現を明らかにする。
で使用される抗体これらの例:ウサギ抗- RFP(アブカム、1:250)、ウサギ抗GFAP(Dako社、1:1000)、ラット抗CD31(BD Pharmigen、1:100)、マウス抗アクチン(サンタクルス、1: 500)、ウサギ抗チューブリン(シグマ、1:1000)、ヤギ抗マウスCy3標識(Chemicon社、1:1000)、ヤギ抗ウサギAlexaFluor 647(Invitrogen社、1:1000)、ヤギ抗ラットAlexaFluor 488(Invitrogen社、1:1000)、ヤギ抗ウサギAlexaFluor 488(Invitrogen社、1:1000)。

図1。接着剤の器官型スライス用ガラスボトムディッシュの準備。複数のスポットがフィルターの下から培地を交換するためのオープンな一面を残して、皿の円形のガラス底の成分(赤)の周囲に配置されます。スライス培地の150μL滴はガラスのカバースリップの中央に配置されます。に気泡がガラスのカバースリップと膜の間に閉じ込めていないことを確認しながらnucleopore膜(青)はその後、光沢のある面を下にして、適用されます。スライス培地(グレー)の1mlを膜の上に広がっている、と料理が°はC使用前に37℃でインキュベートする。

図2。セクショニングの脳の抽出と準備。 (A)頭蓋骨は、首から鼻(正中線に沿って点線)に頭皮を切開によって公開されます。頭蓋骨は、その後、1は内側と2側面カット(各側に1つ、2A)することによって、大槽から始まる縦方向と前方にカットされます。(B)皮質の外側-ほとんどの側面と中枢神経系の尾側の側面があるビブラトーム切片中に組織の安定性を向上させるために切除。(CD)二つの半球は、前の組織調製緩衝液に溶解3%アガロースゲルのアプリケーションへの埋め込 み型の内側面を下に分離して配置されます。

図3。脳の切片とクロス移植。 (A)ホストの組織は、150μm厚さで切片であり、RMS -を含むセクションは、慎重に冷たいガラスボトムディッシュのnucleopore膜の上に平らに配置されています。(B)ドナーの脳が(RMSで蛍光レポーターを表現する脳)で区分されたもの250μm厚さ、およびスライスを氷冷組織調製のバッファに収集されます。ドナーRMSは、顕微と小さな片に切断される。 20μLの先端装備ピペッターを使用して、個々のRMSの外植片は、ホストRMSで線刻されたサイトに転送されます。(C)インキュベーションの1-2時間後に、皿は共焦点顕微鏡でインキュベーション段階に転送され、移行が捕捉されるタイムラプスイメージングを使用して。顕微鏡写真は典型的なスライスの代表的な低倍率の画像(グレー)です(ドナーマウスのtdTomato + RMSから赤外植片、赤点線がホストのスライスにRMSの概要を説明)、移植後1時間を設定します。

図4。ホストのRMSへの植片からの神経芽細胞の遊走。 (A)ネスチン- tdTomato +神経芽細胞は、(赤)外植片からホストRMS(緑の点線)移植後1時間に移行する。器官型スライスが離れてSEZからとOBに向かって高配向性と迅速な方法で移動する。(B)渡り鳥サイクルが約上の神経芽細胞のハイパワーのタイムラプス画像で観察することができるホストのRMSを侵入tdTomato +細胞20分周期。スケールバー=10μmである。

図5。器官型スライスの免疫組織化学的評価。植神経芽細胞(赤)は、移行の真っ只中に修正されて12時間後に移植。(A)スライスの蛍光免疫組織化学的染色ではCD31 +の血管を(緑)GFAP +アストロサイトの密度の高いプール(青)を明らかにし、散乱ホストのスライスのRMS内。(B)孤立tdTomato +ホストの移行細胞(赤色)の細胞骨格は、RMSは、アクチン(青)とチューブリン(緑)に対する抗体を用いた共免疫染色により明らかにされる。
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RMSの神経細胞の移動は、嗅球1の出生後の神経新生の重要なコンポーネントです。 RMSを介しての移行は、脳の表面への接平面で発生します。接線方向に移行する神経芽細胞が放射状にその前駆細胞のソースの場所だけでなく、彼らの最終的な神経の製品1、2、3の分岐運命に基づいて細胞の移行とは別個のものである。出生後のRMSでの接線方向に移行し細胞の比較的純粋な人口は、この解剖学的に定義可能な地域接線マイグレーションの機構を研究するための最適なプラットフォームになります。ニューロン移動の細胞および分子メカニズムを解読することは、多くの神経疾患(例えば、文献4)を理解するために重要です。この知識は、さらに(例えば、文献5)脳の腫瘍の形成と普及の基礎となるメカニズムの同定を容易に、そして将来の神経交換戦略の傷害または神経変性の部位に再プログラム神経芽細胞の誘導に不可欠である可能性があります。
ここ数年で大きな進歩にもかかわらず、遺伝子や分子ニューロン移動のメカニズム、および特定の細胞内のイベントへのリンクの現在...
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我々はビデオでプロトコルを語るためのダンマホーターに感謝。この作品は、NIHのグラント5R01NS062182、老化研究のためのアメリカ連合からの助成金、およびHTGに授与機関の資金によってサポートされています。
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