我々は、マウスの前脳におけるニューロン移動のリアルタイムvideoimagingためのプロトコルを記述します。ウイルス標識又はグラフト神経前駆細胞の遊走は、固定と移動相の持続時間と速度を含む細胞遊走のさまざまなフェーズを、勉強するのは比較的急速な取得間隔と広視野蛍光イメージングを用いた急性スライスのライブで録音された移行。
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我々は、マウスの前脳におけるニューロン移動のリアルタイムvideoimagingためのプロトコルを記述します。ウイルス標識又はグラフト神経前駆細胞の遊走は、固定と移動相の持続時間と速度を含む細胞遊走のさまざまなフェーズを、勉強するのは比較的急速な取得間隔と広視野蛍光イメージングを用いた急性スライスのライブで録音された移行。
新しい機能性ニューロンが恒常的に成体哺乳類の脳の制限区域内の神経幹細胞の内因性のプールから生成されていることを示す証拠の実質的なボディがあります。脳室下帯(SVZ)から新生児神経芽細胞は、嗅球(OB)が1で、最終的な宛先に吻側渡り鳥ストリーム(RMS)に沿って移行します。 RMSで、神経芽細胞は、構造的な支持と移行4,5に必要な分子因子の供給源としての血管を使用して星状膠細胞の突起2,3によってensheathedチェーンで接線方向に移行します。 OBで、神経芽細胞はチェーンから切り離し、それらは介在ニューロンに分化し、既存のネットワーク1、6に統合異なる球層に放射状に移行します。
本稿では、我々は齧歯類の脳の急性スライスにおける細胞移動を監視するための手順を説明します。急性スライスの使用はassessmを許可密接にインビボ条件および in vivoイメージングにアクセスが困難な脳領域でに似ているという微小環境における細胞移動のENT。さらに、それは最終的に細胞の遊走特性を変化させることができる器官および細胞培養の場合のように、長い培養状態を回避できます。急性スライスにおける神経前駆細胞は、DIC光学または蛍光タンパク質を用いて可視化することができます。野生型マウスのSVZにレポーターマウスから神経芽細胞を移植し、神経芽細胞に蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを用いてSVZにおける神経前駆細胞のウイルスラベリングは、神経芽細胞を可視化し、それらの移動を追跡するためのすべての適当な方法である。後者の方法は、しかし、個々の細胞が原因で標識された細胞の高密度の長時間追跡することはできません。我々は、比較的急速な取得間隔(1つのIMAを達成するためにCCDカメラを搭載した広視野の蛍光正立顕微鏡を使用確実に静止して渡り鳥のフェーズを識別するために、GEごとに15または30秒)。静止および移動相の持続時間の正確な同定結果の明確な解釈のために重要である。我々はまた、3Dでの神経芽細胞の移行を監視するために複数のzステップの買収を行いました。広視野の蛍光イメージングは、ニューロンの移動7-10を視覚化するために広く使用されています。ここで、我々は、神経芽細胞を標識成体マウスの前脳の急性スライスにおける神経芽細胞の遊走をリアルタイムにビデオ撮影を行うと、細胞遊走を分析するための詳細なプロトコルを記述します。説明されたプロトコルは成人RMSでの神経芽細胞の遊走を例示したが、それは、胚や初期生後脳における細胞移動を追跡するために使用することができます。
1。神経前駆細胞のラベリング
神経芽細胞は、 すなわち (定位SVZまたはRMSに蛍光タンパク質をコードするウイルス粒子を注入することによって、またはレポーターマウス由来の神経前駆細胞を移植することによって、選択的に神経芽細胞における蛍光タンパク質( すなわち 、DCX-GFP、GAD67-GFP)を発現するトランスジェニックマウスを用いて可視化することができます、野生型マウスのSVZにDCX-GFP、GAD67-GFP)。私たちは、移植と神経前駆細胞のウイルス標識のための手順を説明します。
レポーターマウスのSVZから神経芽細胞の解離
40Xソリューション
10ミリリットルペン/ストレプト(ストックペン10,000 U / mlと/ストレプト千μg/ mlの)
10mlのグルコース(ストック200 mg / ml)を
20ミリリットルピルビン酸ナトリウム(在庫100 mM)を
ove_content "> 10 mlのH 2 O1mlのアリコートを準備
解剖溶液(100ml)
HBSS 1X - 97.4ミリリットル
HEPES(1M) - 0.1ミリリットル
40Xソリューション - 2.5ミリリットル
のDNase溶液(20K単位/ ml)
DNaseI、ウシ膵臓由来typeIV
15万台は、7.5 mlのH 2 Oに溶解
フィルタリングさ0.22μmの
1mlのアリコートを準備
トリプシン-DNaseI溶液(10ml)
HBSS - 8.6ミリリットル
DNaseI(20K単位/ ml) - 0.15ミリリットル
トリプシン-EDTA(0.5%) - 1ミリリットル
40Xソリューション - 0.25ミリリットル
摩溶液(50ml)
ntent "> Neurobasal培地 - 47.5ミリリットルBSA(300 mg / ml)を - 332.5μL
40Xソリューション - 1.25ミリリットル
DNaseI(20K単位/ ml) - 0.66ミリリットル
以下で説明する手順を使用して、SVZに移植細胞数を任意の数に。
解離された細胞のウイルスと移植の定位注入
2。急性スライスの準備
この手順は、最高品質のスライスを確保するため、可能な限り迅速に行うべきである。
3。神経芽細胞の移行のタイムラプスイメージング
移行神経芽細胞のイメージングは、スライスの準備の6-8時間と神経芽細胞の標識後3-10日以内に実施されるべきである。移行パラメータの変化を避けるために、なぜなら、脳の損傷を最小限にし、注射部位(実効以下、 すなわちイメージから遠位領域におけるイメージングを実行するために脳の損傷およびグリアの活性化使用薄いひっくり返されたガラス微小電極を(1-2μm)を誘発するかもしれない定位注射SVZにまたはRMSへの注入後に嗅球のRMS内注射)。イメージングは、SVZにレンチウイルス粒子の注射後21日までに行うことができますが、それは視野当たりより多くの細胞を可視化し、追跡を可能にするため、我々は、より短いポスト噴射間隔(3-10日)をお勧めします。
我々は、CCDカメラ(CoolSnapHQ2、Photometrics)および0.8開口数(オリンパス)と40X水浸対物レンズを搭載した広視野の蛍光電動BX61WI顕微鏡(オリンパス)を用いた。高NAとの目標は、より良い解像度の画像を提供します。標識された神経芽細胞は、(レポータードナーマウスのいずれかからグラフトまたはウイルスラベル)興奮していたラムダDG-4でz買収当たり30から100ミリ秒のために175 Wキセノンランプ(サッター·インスツルメンツ)を装備。多波長イメージングはまた、蛍光標識されたアストロサイトや血管などのRMSの他の細胞要素に沿っニューロンの移動を追跡するために、適切なフィルターセットを(クロマ)を使用して実行できます。顕微鏡、CCDカメラとDG-4(下記参照)が設定される時間経過取得プログラムのさまざまなパラメータを許可されたMetaMorphソフトウェア(分子デバイス)によって制御されていました。スライスはPH1シリーズ20超静音イメージング顕微鏡上に構築されたチャンバー(ハーバード装置)に移した。チャンバーは、自動加熱システム(TC-344B、ハーバード装置)に接続されていた、継続的に酸素化されたACSF( 図1D)で灌流した。チャンバー内の温度は31から33℃に維持し、ACSFの流量は分あたり1-2 mlであった。
4。神経芽細胞の移行を分析
我々は、データを分析するためにImarisソフトウェア(ビットプレン)を使用します。これは、私たちは自動的に3Dで新生児の細胞移動を追跡することができます。 Imaris 7.0F1パッケージはMeasurementsPro、Imarisトラッキング、ImarisColoc、ImarisXT、フィラメントトレーサ、およびInPressモジュールが含まれています。
5。代表的な結果
我々はテストされ、神経芽細胞遊走の広視野タイムラプスイメージングを最適化しました。ウイルスラベリングまたは移行細胞における堅牢なGFP発現( 図2)に対して許可SVZに蛍光標識された神経芽細胞の移植。多波長イメージングはb缶eは、デキストランTexasRed満ちた血管4( 図3およびムービー1)、蛍光グリア細胞特異的プロモーター( 図2B)12を用いてウイルスの定位注入によって標識アストロサイト、としてRMSの他の細胞要素に沿った神経芽細胞の移行を可視化するために適用されるまたは具体的にトランスジェニック動物において星状膠細胞を標識した。
固定相( 図3、映画1と2)で区切られた最先端のプロセスに向かって神経細胞体の変位:急性スライスにおける神経芽細胞遊走の広視野映像イメージングは、2つの別個のフェーズから成る神経前駆細胞の移行の跳躍行動を明らかにした。静止および移動相の持続を確実に識別するには、このような変位速度(マイグレーションフェーズ中にのみ計算される)のような他の細胞移行パラメータを導出するために、イメージングは15ごとに一度短い取得間隔(使用して、3Dで行われたまたは30秒)。定常と移行フェーズの期間の正確な識別は、データの明確な解釈のための非常に重要です。例えば、与えられた期間中に、移行の距離の違いでは、マイグレーションの速度の変化によって、または移行および固定相の持続時間や周期性における変更のいずれかによって誘導することができる。これらの様々な可能性は、長い間、取得間隔を使用して区別することはできません。
Imarisソフトウェアは、3Dでの神経芽細胞の移動を分析するために使用したとトラックのデュレーションとトラックの長さだけでなく、変位ベクトルであるトラック変位長さ、などの細胞遊走の追加パラメータを導出する。トラックの真直度もトラックずれの長さによって、トラックの長さで除して算出し、それは個々の神経芽細胞の移行経路の直進性を示すことができます。
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図1。急性ライブスライスの準備の概略図。1尾、1 intrahemisphericと2サジタルカットの)略図。ビブラトームの寒天ブロックとプラットフォーム上でマウス脳を配置B)の概略図。急性スライスのインキュベーション室のC)の概略図。正立顕微鏡上に構築されたイメージングチャンバーのD)の概略図。

図2。 RMSでの神経芽細胞のラベリング。成人RMSの神経芽細胞や血管の堅牢なラベルを示す)低倍率像は。レトロエンコーディングGFPは、SVZに注入し、GFP発現細胞(緑)(左パネル)3日後、RMSで検出された。血管は、デキストランがマウスの心臓(赤、右パネル)にTexasRed注入することによって標識した。挿入図は、高い壮麗なを示しています血管や血管に関連バイラル標識した神経芽細胞のationイメージ。成人RMSの異なる細胞要素のB)ラベリング。神経芽細胞は、SVZにおけるmCherryエンコードレンチ(赤)を注入することによって標識した、アストロサイトは、RMS(緑)のGFAPプロモーターの制御下にレンチウイルスGFPをコードを注入することによって標識し、そして血管がデキストランCascadeBlue(青を注入することによって標識した)中心部にあります。成体野生型マウスのSVZにGAD67-GFPマウスのSVZから解離GAD67-GFP細胞の注入C)の概略図。 D)は7日SVZにおいて移植後のRMSで検出GAD67-GFP細胞(緑)移植した。 RMSは、GFAP(青)を用いて免疫染色しています。 E)を移植GAD67-GFP細胞(緑)DCX(赤色)免疫あったが、GFAP(青)immunonegativeました。 拡大図を表示するには、ここをクリックしてください。

図3。神経芽細胞のタイムラプスイメージング。神経芽細胞のタイムラプスイメージング(緑色)血管に沿って移行(赤)。矢印は神経芽細胞の移行段階を示し、矢印は固定相を示す。

図4。神経芽細胞の遊走の解析 (AD)は神経芽細胞の移行解析の様々なステップ。赤い丸はテキストに記載されているさまざまな機能を示しています。 拡大図を表示するにはここをクリック 。
ビデオ1。デキストランに沿って移行バイラルというラベルの付いた神経芽細胞のタイムラプスイメージング(緑)が標識された血管(赤色)TexasRed。 Cビデオをご覧になるにはここをなめる。
ビデオ2。Imarisソフトウェアによって神経芽細胞の移行を追跡。緑色のドットは、細胞体を示しており、トラックは移動の距離を示す。 ビデオを見るにはここをクリック 。
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適切な脳領域に神経前駆細胞の正確なターゲティングは、神経回路の適切なアセンブリと関数の基礎となる基本的なプロセスです。細胞の大半は、胚発生中に移行し、唯一のそのようなOB、歯状回および小脳などのいくつかの地域では、出生後の脳では、ニューロンの変位は、まだ行われます。出生後の脳内の細胞遊走を編成するメカニズムはよくわかっていない、しかし、残っている。成熟した神経組織において細胞遊走を誘導に関与する機序と分子経路の知識は、生後脳における神経ターゲティングの我々の理解を改善し、脳の病気の領域に神経細胞の動員を誘導するために新たな戦略を開発するための臨床的意義を持っているかもしれません。
本稿では、成体マウスの前脳の急性スライスにおける細胞移動を監視するためのプロトコルを記述します。我々は、成人SVZ-OBを使用しながらモデル系として経路は、同じ技術が胚および生後初期の脳内だけでなく、成人の脳損傷後における細胞遊走をフォローするために適用することができる。我々は、小脳や成人脳卒中後の線条体(Eiriz、グレード、マルバとSaghatelyan、未発表データ)、出生後早期のRMS
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特別な利害関係は宣言されません。
この作品は、部分的にラヴァル大学の交わりによってサポートされていましたASJKに健康研究(CIHR)助成金のカナダの協会によってサポートされていました。 ASは出生後の神経発生におけるカナダリサーチチェアの受取人である。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 試薬の名称 | 会社 | カタログ番号 | |
| スクロース | シグマ | S9378 | |
| グルコース(ACSF) | EMD | DX0145-3 | |
| NaClを | シグマ | S9625 | |
| KCI | シグマ | P9541 | |
| MgCI 2 x6H 2 O | シグマアルドリッチ | M2670 | |
| NaHCO 3を | シグマ | S5761 | |
| のNaH 2 PO 4·xH 2 Oを | EMD | SX0710-1 | |
| CACI 2 x2H 2 O | シグマアルドリッチ | C3881 | |
| デキストランTexasRed | インビトロジェン | D1864 | |
| デキストランカスカdeBlue | インビトロジェン | D1976 | |
| グルコース(40X溶液) | シグマ | G8769 | |
| ナトリウムpyruvat | ギブコ | 11360-070 | |
| HEPES | シグマ | H3375 | |
| HBSS | ギブコ | 14170-112 | |
| DNase Iを | シグマ | D-5025 | |
| トリプシン-EDTA | ギブコ | 25300-054 | |
| Neurobasal培地 | ギブコ | 21103-049 | |
| BSA | EMD | 2930 | |
| ペニシリン/ストレプトマイシン | ライフテクノロジーズ | 15140-122 | |
| ケタミン/キシラジン | CDMV | 5230 | |
| パスツールピペット | VWR | 14672-380 | |
| 15 mlコニカルチューブ | ザルスタット | 62.553.205 | |
| 50 mlコニカルチューブ | ザルスタット | 62.547.205 | |
| ガラスキャピラリー(定位注射) | WPI | 4878 | |
| 灯油 | EMD | PX0045-3 | |
| Proviodine | ルジェ | 65655-1370 | |
| 縫合 | Stoelting | 50487 | |
| Anafen | CDMV | 11508 | |
| 20ccのシリンジ | VWR | SS-20L2 | |
| ペトリ皿 | VWR | 25384-094 | |
| 寒天 | ラボラトリーマット | AP-0108 | |
| グルー | Permabond | 910 | |
| 95%O 2/5%CO 2で | リンデ | 24068835 | |
| ブレード | WPI | 501901 | |
| ナイロンメッシュ | ワーナー·インスツルメンツ | 64から0198 | |
| 遠心 | エッペンドルフ | 5702 000.019 | |
| ピペットプラー | サター·インストゥルメント | P-97 | |
| ナノリットルインジェクタ | WPI | B203MC4 | |
| 定位注入装置 | WPI | 502900 | |
| マイクロドリルシステム | WPI | 501819 | |
| ビブラトーム | サーモサイエンティフィック | 920110 | |
| 広視野の蛍光顕微鏡 | オリンポス | BX61WIF | |
| CCDカメラ | Photometrics | CS-HQ2-D | |
| 超静音イメージング室 | ハーバード装置 | 64から1487 | |
| PH-1シリーズ20ヒータープラットフォーム | ハーバード装置 | 64から0284 | |
| 暖房装置 | ワーナー·インスツルメンツ | TC-344B | |
| 40X水浸対物レンズ | オリンポス | 1-UM587 | |
| 10Xの水浸対物レンズ | オリンポス | 1-UM583 | |
| ラムダDG-4 | サターインスツルメンツ | DG-4/OF | |
| MetaMorphソフトウェア | 分子デバイス | 4万 | |
| Imarisソフトウェア | ビットプレン | BPI-IM70-F1 |
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