方法論記事

軸索切開ラット網膜神経節ニューロンにおける軸索再生のイメージングと定量化

2025年6月17日

この記事について

要約

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出典: Portela-Lomba, M., et.al. 成人軸索再生のインビトロモデルとしての、嗅覚被覆グリアを用いた軸索化ラット網膜神経節ニューロンの共培養。J. Vis. Exp.(2020).

このビデオは、不死化ヒト嗅覚被覆グリア細胞と共培養された軸索切除ラット網膜神経節ニューロン(RGN)における軸索再生のイメージングと定量化を示しています。RGNは免疫標識されており、赤い体細胞と緑色の軸索があります。画像は落射蛍光顕微鏡を使用してキャプチャされ、軸索および軸索再生指数を持つニューロンの割合は、イメージングソフトウェアを使用して定量化されました。

プロトコル

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動物サンプルを含むすべての手順は、適切な動物倫理審査委員会によって審査され、承認されています。

1.ヒト嗅覚被覆グリア(ihOEG、Ts12、Ts14)培養

注:この手順は、組織培養バイオセーフティキャビネット内の無菌条件下で行われます。

  1. ME10 OEG 培地 50 mL を調製します。
  2. 15 mLのコニカルチューブに、5 mLのダルベッコの改変イーグルミディアムまたはDMEM / F12-ウシ胎児血清(FBS)を調製します。.
  3. 両方の培地を37°Cのきれいな水浴で15分間温めます。
  4. Ts12およびTs14細胞バイアルを清水浴中で37°Cで解凍します。
  5. ステップ2で調製したDMEM/F12-FBS培地に細胞を再懸濁し、加えます。
  6. 200 x gで5分間遠心分離します。
  7. 上澄みを熱望します。
  8. ME10培地500μLを加え、ペレットを再懸濁します。
  9. 3 mLのME10を含むp60細胞培養皿を調製し、細胞懸濁液を滴下します。
  10. 細胞をプレート全体に均一に分布させるために移動します。
  11. 細胞を37°Cで5%COで培養します2.
    注:コンフルエンスに達した後、共培養のために細胞を最適化するために、少なくとも別の継代を行う必要があります。共培養のためにカバースリップに播種する前に、90%のコンフルエンスが必要です。コンフルエントなp-60の平均細胞数は、Ts14では7 x 105、Ts12細胞株では2.5 x 106です。Ts12およびTs14細胞株は、2〜3日ごとに継代する必要があります。

2.アッセイのためのihOEG(Ts12およびTs14)の準備

注:このステップは、網膜神経節ニューロン(RGN)の解剖および共培養の24時間前に行う必要があります。

  1. 12 mm Øカバーガラスを10 μg/mLポリ-L-リジン(PLL)で1時間処理します
    注:カバーガラスはPLL溶液に一晩放置できます。
  2. カバーガラスを1xリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で3回洗浄します。
  3. Ts12およびTs14 ihOEG細胞をp60細胞培養皿から分離します。
    1. 15mLのコニカルチューブに4mLのDMEM/F12-FBS培地を追加してください。きれいな水浴で37°Cで温めます。
    2. 培地をプレートから取り出し、1mLの1x PBS-エチレンジアミン四酢酸(EDTA)で細胞を1回洗浄します。
    3. 1 mLのトリプシン-EDTAをOEG細胞に添加し、37°C、5%CO2で3〜5分間インキュベー
    4. トします。
    5. p1000ピペットで細胞を採取し、ステップ3.1で調製した培地に移します。
    6. 200 x gで5分間遠心分離します。
    7. 上澄みを熱望します。
    8. ME10培地1mLを加え、ペレットを再懸濁します。
    9. 血球計算盤で細胞数を数えます。
  4. 80,000 Ts14 細胞または 100,000 Ts12 細胞/ウェルを 500 μL の ME10 培地中の 24 ウェルプレートのカバースリップに播種します。
  5. 細胞を37°Cで5%CO2で24時間培養します。

3.網膜組織解剖

:生後2か月の雄のWistarラットがRGNソースとして使用されます。24ウェルセルディッシュの20ウェル用の2つの網膜(1匹のラット)。使用前にオートクレーブ手術用材料。パパイン解離キットは市販されています(材料の表)。プロバイダーの指示に従って再構成します。D、L-2-アミノ-5-ホスホ吉草酸(APV)を5 mMストックに再構成し、アリコートを調製します。

  1. アッセイ当日は、次のメディアを準備してください。
    1. 5 mLの冷たいEarle's Balanced Salt SolutionまたはEBSS(パパイン解離キットのバイアル1)でp60細胞培養皿を調製します。
    2. パパイン解離キットの再構成バイアル2(パパイン)と50μLのAPVでp60細胞培養皿を調製します。次に、再構成したバイアル3 250 μL (DNase と 5 μL の APV) を加えます。
    3. 滅菌チューブ内で、2.7 mLのバイアル1と300 μLのバイアル4(アルブミン-オボムコイドプロテアーゼ阻害剤)を混合します。150 μL のバイアル 3 (DNase) と 30 μL の APV を加えます。
    4. 20 mLのNeurobasal-B27培地(NB-B27)を調製します。.
  2. ネズミをCO2で窒息死させます。
  3. ギロチンで頭を斬首し、100 mmのシャーレに入れ、70%エタノールをヘッドにスプレーしてから、層流フードに入れます。
  4. ネズミのひげをハサミで切って、目の操作を妨げないようにします。
  5. 鉗子で視神経をつかみ、メスで目を切開できるほど眼球を引き抜きます。
  6. 水晶体と硝子体液を取り除き、網膜(オレンジ色のような組織)を引き出しますが、目の残りの層(色素上皮層を含む)は内側にとどまります。
  7. ステップ3.1.1で調製したp60細胞培養皿に網膜を置きます。
  8. ステップ3.1.2で調製したp60細胞培養皿に網膜を移し、メスで約1mm<小片に切断します。
  9. 15mLのプラスチックチューブに移します。
  10. 加湿インキュベーターで37°C、5%CO2の下で組織を30分間インキュベートし、10分ごとに攪拌します。
  11. ガラス製のパスツールピペットでピペッティングを上下させて、細胞の凝集体を解離します。
  12. 細胞懸濁液を200 x gで5分間遠心分離します。
  13. 上清を廃棄し、パパインを不活性化するために、ステップ3.1.3で調製した溶液に細胞ペレットを再懸濁します。(2眼で1.5mL)。
  14. この細胞懸濁液を5mLの再溶解バイアル4に慎重にピペットで移します。
  15. 200 x gで5分間遠心分離します。
  16. 遠心分離中に、ME-10培地をOEG 24ウェルセルプレート(ステップ2で調製済み)から完全に取り出し、ウェルあたり500 μLのNB-B27培地と交換します。
  17. 上清を捨て、細胞を2 mLのNB-B27培地に再懸濁します。
  18. m24プレートのウェルごとに100μLの網膜細胞懸濁液をPLL処理またはOEG単層カバースリップにプレートします。
  19. NB-B27培地で5%CO2を含む37°Cで96時間培養します。

4. 免疫染色

  1. 96時間後、1x PBS中の同量の4%パラホルムアルデヒド(PFA)を1x PBSに添加して細胞を10分間固定します(PFA最終濃度2%)。
  2. 24マルチウェルプレートから培地とPFAを取り出し、1x PBSに500 μLの4%パラホルムアルデヒド(PFA)を再度加えます。10分間インキュベートします。
  3. 固定具を廃棄し、1x PBSで5分間3回洗浄します。
  4. 0.1% Triton X-100/1% FBS を PBS (PBS-TS) で 30–40 分間ブロックします。
  5. SMI31(MAP1BおよびNF-Hタンパク質に対して)モノクローナル抗体(1:500)、514(MAP2AおよびBタンパク質を認識する)、ウサギポリクローナル抗血清(1:400)で、PBS-TS緩衝液に一次抗体を調製します。
  6. 一次抗体を共培養に添加し、4°Cで一晩インキュベートします。
  7. 翌日、抗体を廃棄し、カバーガラスを1x PBSで3回、5分間洗浄します。
  8. 次のようにPBS-TSバッファーで二次抗体を調製します:SMI-31の場合、抗マウスAlexa Fluor 488(1:500)。514の場合、アンチウサギAlexa-594(1:500)。
  9. 対応する蛍光二次抗体と細胞を室温で1時間、または暗所でRTでインキュベー
  10. トします。
  11. カバースリップを1x PBSで3回、5分間、暗闇で洗います。
  12. 最後に、封入剤(材料表)でカバースリップをマウントし、4°Cに保ちます.
    注:必要に応じて、DAPI(4,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール)による蛍光核染色を行うことができます。マウントする前に、DAPI(1x PBSで10 μg/mL)を使用して、暗所で細胞を10分間インキュベートします。カバースリップを1x PBSで3回洗浄し、最後に封入剤でカバースリップをマウントします。

5. 軸索再生の定量化

注:サンプルは、落射蛍光顕微鏡の40倍対物レンズで定量されます。各治療で定量化するために、少なくとも 200 個のニューロンを含むランダム フィールドで少なくとも 30 枚の写真を撮影する必要があります。各実験は最低3回繰り返す必要があります。

  1. RGN の全集団 (ニューロン本体と樹状突起の MAP2A/B 514 陽性免疫染色で同定) に対する軸索 (SMI31 陽性神経突起) を持つニューロンの割合を定量化します。
  2. 軸索再生指数または平均軸索長(μm/ニューロン)を定量化します。このパラメータは、同定されたすべての軸索の長さ(μm)の合計を、軸索を示したかどうかに関係なく、カウントされたニューロンの総数で割ったものとして定義されます。軸索の長さは、画像ソフトウェアImageJ(NIH-USA)のプラグインNeuronJを使用して決定されます。
  3. 適切なソフトウェアを使用して、平均、標準偏差、および統計的有意性を計算します。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
Antibody 514参考文献 34 MAP2AとBを認識するウサギポリクローナル抗血清。
抗体 SMI-31BioLegend801601MAP1BおよびNF-Hタンパク質に対するモノクローナル抗体
抗マウス Alexa Fluor 488抗体ThermoFisherA-21202
抗ウサギ Alexa Fluor 594抗体ThermoFisherA-21207
B-27 SupplementGibco17504044
D,L-2-amino-5-phosphon吉草酸Sigma283967NMDA受容体阻害剤
DAPISigmaD9542核蛍光染色剤
DMEM-F12Gibco11320033細胞培養培地
FBSGibco11573397シ胎児血清
FBS-Hycloneフィッシャーサイエンティフィック16291082ウシ胎児血清
FluoromountSouthern Biotech0100-01実装培地
ImageJNational Institutes of Health (NIH-USA) イメージソフト
L-グルタミンロンザBE17-605F
ニューロベース液ギブコ21103049神経細胞培養液
パパイン解離システム ワージントンバイオケミカルコーポレーションLK003150神経細胞用単離
PBSホームメイド
PBS-EDTAロンザH3BE02-017F
ペニシリン/ストレプトマイシン/アムホテリシンBロンザ17-745E静菌および殺菌
下垂体抽出物Gibco13028014ウシ下垂体抽出物
ポリ-L-リジン(PLL)シグマA-003-M 

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