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方法論記事

胚前脳からの内皮細胞の単離および培養

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DOI:

10.3791/51021

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2014年1月23日

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この記事について

サマリー

このビデオでは、10〜12日以内に、胚前脳からの内皮細胞の純粋培養を調製するための簡単​​で信頼性の高い戦略を示し、脳血管新生のさまざまな側面に焦点を当てた研究のために有用であろう。

要約

胚の脳内皮細胞は、血管新生および神経血管の発達との相互作用の研究における重要なツールとして機能することができる。胚前脳、軟膜および脳室周囲の2血管網は、空間的に独特であり、異なる起源と成長パターンを持っている。軟膜および脳室周囲血管網から​​の内皮細胞は、固有の遺伝子発現プロフィールおよび機能を有している。ここでは、胚前脳(終脳)の脳室周囲血管網(PVECs)からの内皮細胞の純粋な集団の単離、文化、および検証のためのステップバイステップのプロトコルを提示する。このアプローチでは、胎齢15日のマウスから得た軟膜膜を欠く終脳は、みじん切りされたコラゲナーゼ/ディスパーゼを用いて消化し、単一細胞懸濁液中に機械的に分散した。 PVECsは強い磁場を使用してマイクロビーズに結合させanti-CD-31/PECAM-1抗体で陽性選択を用いて細胞懸濁液から精製される分離方法。コンフルエントとなるまで、さらに継代培養細胞は、精製された内皮細胞培養培地中のコラーゲン1コーティングした培養皿上で培養される。位相差光学顕微鏡、蛍光顕微鏡で可視化されるようPVECsは、このプロトコルの展示石畳と紡錘形の表現型を用いて得られる。 PVEC培養の純度は、内皮細胞のマーカーで設立されました。私たちの手では、この方法では、確実にかつ一貫してPVECsの純粋な集団が得られます。このプロトコルは、前脳の血管新生への機械論的な洞察を得るPVEC相互作用、および神経細胞の種類とのクロストークを理解し、治療的血管形成のための途方もない可能性を秘めていることを目的とした研究の利益になる。

概要

血管新生、神経発生および神経細胞移動は、中枢神経系(CNS)の開発、修復および再生における重要な事象である。いくつかのエレガントな研究は、内皮細胞が可溶性因子の放出を介して直接接触することによりニューロンの増殖およびその逆を刺激することが示されている。我々はそれが好奇心これらの研究1-3の大部分であることが見出さ神経前駆細胞/神経幹細胞は、胚の脳から単離されている間、それらは成人の脳、他の成体組織源から、または内皮細胞株と内皮細胞と共培養される。これは、部分的には、胚の脳から内皮細胞の純粋な集団を単離し、培養に関連する技術的な問題が原因である可能性があります。しかし、血管形成、神経発生、および神経細胞の移行は、より堅牢な胚の脳の正常な成人の脳に比べて桁違いに生じる同時イベントです。 embryoniの脳室周囲血管網Cの前脳(終脳)は、大脳基底核の原基内にある容器から発信され、胎生11(E11)4,5で終脳背側腹側からの整然とした勾配の形で開発しています。脳室周囲血管網の血管のこの神経叢は起源、解剖学的位置、成長パターン、および発生調節4,5に基づき、軟膜血管とは異なります。脳室周囲の血管新生勾配の伝播方向は、終脳の横断神経遺伝勾配と一致します。終脳内では、脳室周囲の血管新生勾配及び移行のGABAニューロンの勾配は接線方向にも空間的に6に重なる。タイミングに関しては、血管新生勾配は、約日までに神経遺伝勾配及びGABAニューロン勾配の進んでいる。し....

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プロトコル

1。試薬および溶液の調製の

  1. 35mm培養皿のコーティング:コラーゲン1型溶液を、20mM酢酸(〜100mgのタンパク質/バイアル)中の水溶液として供給される。滅菌組織培養グレードの水を用いて0.01%の使用濃度にコラーゲン溶液の適切な容量に希釈する。 2〜8℃で、室温(RT)又は37℃で3-4時間、コラーゲン溶液1ml、または一晩でコートディッシュコー​​トディッシュから余分な溶液を除去し、それを一晩乾燥させます。メディアを追加する前に、組織培養グレードの水またはPBSでお皿を洗浄します。被覆皿1ヶ月間4℃で保存することができる。
  2. 完全ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)を準備します。 (;吸油量1 mlの1×濃度)を、10%FBSおよび抗生物質 - 抗真菌溶液でDMEM(500ml)に補う。完全DMEM 2ヶ月間4℃で保存することができる。
  3. アリコートをDNアーゼI(0.001 mg / ml)を有するDMEM(50 ml)を調製し、(Dと称されるMEM-DNアーゼI)。
  4. コラゲナーゼおよびディスパーゼ(DMEM-collagenase/dispaseと呼ぶ)(1 mg / ml)を含むDMEMの別のアリコート(10ml)に調製する。
  5. EGF(5μg)を、ECGS(100mg)および抗生物質 - 抗真菌溶液5μlを加えた内皮細胞培養培地(ECCM、500ミリリットル)を、準備します。 ECCM 2ヶ月間4℃で保存することができる。 ....

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結果

1-12日目からPVECsの表現型の特徴は、位相差光学顕微鏡検査( 図2)によって示されている。細胞分裂( 図2A)の1日目を表示形態学特性上皿に付着した細胞。 5-8日の間、石畳からPVECs遷移は、内皮細胞およびそのin vivoの状態( 図2Bおよび2C)により類似の典型的な形の形態をスピンドルます。 12日目までにPVEC文化が完全な合流点( 図2D)を実現。 PVECsは、コロニー( 図2E-G)を拡大することが容易で継代培養することができます。内皮細胞培養の純度は、内皮細胞のマーカーで設立されました-イソレクチンB4、CD-31/PECAM-1、フォンヴィレブランド因子(VWF)とVE-カドヘリンとサブカルチャー( 図2H-K)の後に百パーセントであることが決定された。

高倍率のCD1胚から調製PVECsの画像だけで.......

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ディスカッション

PVEC年代は、より生理学的に関連する神経血管の相互作用に焦点を当てた研究のための他の組織源からの大人の脳内皮細胞とのECよりもあり、また治療の可能性を持っている。 PVECの準備のためには、死んだ細胞は、CD31マイクロビーズに非特異的に結合することができるので、優れた実行可能性を達成するために、高速動作するように郭清を伴う重要な始まりです。単一細胞懸濁液は、従来の磁気標識工程により達成されていない場合も、これは、細胞塊がカラムの目詰まりの原因となるので、トラブルシューティングをもたらすであろう。この方法の利点は、磁気ビーズ、時間がかかり、EC製剤4,7用の磁気ビーズに基づく分離方法において使用されることがしばしば困難工程から細胞を剥離するために、トリプシンとのインキュベーションのために必要がないことである。さらに、この分離技術は、胚脳組織を大量に必要としない。 PVECのは一貫APPRの単一時限妊娠マウスを利用して製造することができるoximately、12日間継代培養し、 インビトロでの多種多様およびin vivo実験に使用した。

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開示事項

利害の対立が宣言されていません。

謝辞

この作品は、統合失調症研究のための国民の同盟とうつ病(NARSAD)若手研究者賞と米国立衛生研究所のAVにR01NS073635を助成金によってサポートされていました。

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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
DNase IΣD-4527 
コラーゲン、ラットテール由来の1型溶液 シグマC3867 
DPBS品質生物製剤114057-131 
EDTAフィッシャーサイエンティフィックM4055 
BSAシグマA2058 
MSコラムMiltenyi Biotech130-042-201 
CD31マイクロビーズMiltenyiバイオテック130-097-418 
MACSセパレーターMiltenyi Biotech130-042-102 
MACSマルチスタンドMiltenyi Biotech130-042-303 
セルストレーナー70&マイクロ;mBDバイオサイエンス352350 
抗生物質および抗真菌剤溶液SigmaA5955 
FBSシグマF4135 
コラゲナーゼ/ディスパーゼロシュ10269638001 
DMEMの ロンザ12-604F 
35 mm 培養皿BD バイオサイエンス353001 
15mlファルコンチューブ BDバイオサイエンス352097 
50 ml ファルコンチューブBD バイオサイエンス352098 
ECCMキットBDバイオサイエンス355054キット 内皮細胞増殖サプリメント、EGF、大豆トリプシン阻害剤
内皮細胞増殖サプリメント(ECGS)が含まれていますBDバイオサイエンス354006 
RBECGMセルアプリケーションR819-500 
DMEM F12 ライフテクノロジーズ10565-018 
GlutaMAXLife Technologies305050-061 
組織培養グレードの水ライフテクノロジーズ15230162 
0.25% トリプシンライフ テクノロジーズ15050 
大豆トリプシン阻害剤BDバイオサイエンス5425 
マトリゲルBDバイオサイエンス354234 
Qtracker 655 Cell Labeling KitLife TechnologiesQ25021 
CellLight原形質膜-RFP、BacMam 2.0Life TechnologiesC10608 
ビオチン化イソレクチンB4抗体SigmaL2140 
反フォン・ヴィレブランド・ファクターシグマF3520 
アンチCD31/PECAM-1BD Pharmingen550274 
VECTASHIELD ハードセット封入剤 with DAPIVector LaboratoriesH-1500 
ケタミンバトラーシャインアニマルヘルスサプライ44028 
キシラジンロイド研究所1009 
実体顕微鏡Motic SMZ-168 
血球計算盤Fisher Scientific267110 
倒立顕微鏡オリンパス CK-40CK-40 
蛍光顕微鏡リンパス FSX-100FSX-100 
細かい鉗子Roboz Surgical Instrument7 inox 
細目マイクロチップハサミロボズ 手術器具RS5611 
オ

参考文献

  1. Shen, Q., S, G., et al. Endothelial cells stimulate self-renewal and expand neurogenesis of neural stem cells. Science. 304, 1338-1340 (2004).
  2. Milner, R. A novel three-dimensional system to ....

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