このプロトコルは、神経科学および神経薬理学研究のインビトロモデルとして使用される初代ニューロン培養物である培養小脳顆粒ニューロンにおけるフルオレセインジアセテート(FDA)およびヨウ化プロピジウム(PI)二重染色を使用してニューロン生存度を正確に測定する方法を記載する。
方法論記事
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このプロトコルは、神経科学および神経薬理学研究のインビトロモデルとして使用される初代ニューロン培養物である培養小脳顆粒ニューロンにおけるフルオレセインジアセテート(FDA)およびヨウ化プロピジウム(PI)二重染色を使用してニューロン生存度を正確に測定する方法を記載する。
一次培養小脳顆粒ニューロン(CGN)は、神経科学および神経薬理学研究におけるインビトロモデルとして広く使用されている。しかし、CGN培養におけるグリア細胞とニューロンの共存は、ニューロン生存率の正確な評価において偏りを引き起こす可能性がある。生きた細胞と死んだ細胞を同時に評価することにより、細胞の生存率を測定するために、フルオレセインジアセテート(FDA)およびヨウ化プロピジウム(PI)の二重染色が用いられてきた。我々は、比色アッセイの感度を改善し、CGNにおけるニューロン生存度を評価するために、FDA-PI二重染色を使用した。さらに、精度を向上させるため青色蛍光DNA染色剤(Hoechstなど)を追加しました。このプロトコルは、CGN培養においてこれらの方法を使用することによって、ニューロン生存度の評価の精度を改善する方法を記載する。このプロトコルを使用して、グリア細胞の数は、蛍光顕微鏡を使用することによって除外することができます。同様の戦略を適用して、望ましくないgli例えば、一次皮質培養および海馬培養のような種々の混合細胞培養物中のニューロンから得た。
3-(4,5-ジメチル-2-チアゾリル)-2,5-ジフェニル-2-H-テトラゾリウムブロミド(MTT)アッセイなどの比色細胞毒性アッセイは、インビトロで細胞生存度を測定するために一般的に使用される。ラット由来の初代培養小脳顆粒ニューロン(CGN)は、1-メチル-4-フェニルピリジニウムイオン、過酸化水素、グルタミン酸塩などの様々な神経毒に感受性である1,2。したがって、CGN培養物は、神経科学の分野におけるインビトロモデルとして使用することができる。 CGN培養物は、CGN培養物中の全細胞の約1%を占めることができるニューロンおよびグリア細胞を含む種々の細胞を含み得る。しかし、グリア細胞は、ニューロンと比較して神経毒とは異なる応答を示し、比色アッセイによって測定されたニューロン生存率の偏りをもたらす3 。
生存細胞では、フルオレセインジアセテート(FDA)はエステラーゼによってフルオレセインに変換することができる。ヨウ化プロピジウム(PI)は、死んだ細胞に浸透した後にDNAと相互作用することができ、培養内のアポトーシスを示すために使用することができる。したがって、FDA-PI二重染色は、生存細胞および死細胞を同時に評価することができ、両方の比色法を組み合わせることにより細胞生存率をより正確に測定できることを示唆している。さらに、核の青色蛍光染色であるHoechstを添加することにより、細胞生存率の精度をさらに向上させることができた。ここに提示されたプロトコールは、初代培養CGNにおけるニューロン生存度を正確に分析するために使用できるFDA-PI二重染色およびFDA-PI-Hoechst三重染色を記載する。
このプロトコールは、CGNおよびグリア細胞を異なる大きさおよび形状で視覚化および区別することを利用する。染色後、生存可能なニューロンおよび死んだニューロンの数を、蛍光顕微鏡で撮影した代表的な画像から数えた。大型グリア細胞は、典型的なCGNsの比較によって排除される蛍光モードの下で位相差モードで撮影されたものである。同様の戦略を実施して、一次皮質培養および海馬培養などのニューロンおよびグリア細胞を含む混合細胞培養物におけるニューロン生存度を測定することができる。
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すべての手技は、実験動物のケアおよび使用のための国立衛生研究所(NIH)のガイドライン(NIH Publications No. 80-23、1996年改訂)に準拠し、寧波大学の動物実験および使用委員会(IACUC) SYXK-2008-0110)。
1.溶液および培養培地の調製
注:試薬およびストックは無菌条件下で調製する必要があります。孔径0.22μmのフィルターでろ過して滅菌します。
2.解剖ソリューションの準備
注:解剖の前にこれを1回行います。
3.細胞培養プレートのコーティング
注:解剖の前にこれを1回行います。
4. 8日齢のSprague-Dawleyラットの組織の処理。
5.培養中のAra-CおよびD-グルコースの添加
6.CDA培養におけるFDA-PI二重染色およびFDA-PI-Hoechst三重染色
ニューロン生存率の評価
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GAP43(赤色)およびGFAP(緑色)の二重免疫染色を用いて、ニューロンおよびグリア細胞の形状をそれぞれ分析した2,5。両方のニューロンおよびグリア細胞はCGN培養物中に存在する。 GFAP陽性グリア細胞は、画像中の矢印で示されるように、大きくて不規則な形状である( 図1 )。ニューロンの生存度を測定するために使用される場合、細胞活力のための従来のアッセイは、グリア細胞とニューロンとを区別することができない。したがって、グリア細胞とニューロンを区別できるFDA-PIおよびFDA-PI-Hoechst染色は、CGN培養におけるニューロン生存度の正確な評価に有利である。
低カリウムチャレンジを用いて、CGN培養における神経細胞死を誘導した。代表的な画像は、低カリウム培地(5K)、正常培地(25K)、またはオリジンFDA-PI二重染色( 図2A )またはFDA-PI-Hoechst三重染...
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このプロトコールは、以前に記載された手順6,7から修正された。研究者らは、インビトロで初代ニューロンを培養する際の条件を改善することによって、非神経細胞成長を減少させるために時間を費やしている8 。しかし、培養条件が改善されても、いくつかのグリア細胞が残る。さらに、非ニューロン細胞は、ニューロンの成長および成熟に役立つため、初代ニューロン培養に必要である9 。この研究では、グリア細胞の増殖を最小限に抑えるためにAra-Cを用いたが、CGN培養においてグリア細胞の存在は約1〜5%であった。この問題は他のグループの研究でも示されている10 。 CGN培養において、グリア細胞のサイズおよび形状は、ニューロンと大きく異なる。 CGNの直径は約10μmであり、成熟CGNはニューロンを接続する豊富なプロセスを有する。ハウverでは、培養中のグリア細胞の直径は約30〜100μmと比較的大きいので、画像中のグリア細胞とニューロンを区別することは容易である。したがって、FDA-...
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著者は何も開示することはない。
この研究は、浙江省自然科学財団(LY15H310007)、浙江省非営利研究プロジェクト(2016C37110)、中国国立自然科学財団(U1503223,81673407)、寧波国際科学研究院広東省国際科学技術協力プロジェクト(No. 2013B051000038)、深セン基礎研究プログラム(JCYJ20160331141459373)、広東省洪水技術協力プロジェクト(2014D10019)、寧波市のライフサイエンス・イノベーション・チーム(2015C110026) (GHP / 012 / 16GD)、香港の研究助成協議会(15101014)、香港工科大学(G-YBGQ)、寧波大学のKCウォン・マグナ基金などがあります。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ポリ-L-リジン (PLL) | Σ | P2636 | |
| D-グルコース | Σ | G8270 | |
| シトシン &β;-D-アラビノフラノシド | Σ | C1768 | |
| ウシ胎児血清 (FBS) | Gibco | 10099141 | 高品質のFBSは培養に必須 |
| 100倍 グルタミン | Gibco | 25030081 | |
| 100倍抗生物質 | Gibco | 15240062 | |
| Basal Medium Eagle (BME) | Gibco | 21010046 | |
| Fluorescein Diacetate (FDA) | Sigma | F7378 | |
| ヨウ化プロピジウム (PI) | Sigma | P4170 | |
| Hoechst 33342 | Yesen | 40731ES10 | |
| ウサギ 抗GAP43抗体 | Abcam | ab75810 | |
| マウス 抗GFAP抗体 | 細胞シグナル伝達 | 3670 | |
| ウシ血清アルブミン (BSA) | サンゴンバイオテック | A602440 | |
| トリプシン | Σ | T4665 | |
| DNAse | Σ | D5025 | |
| 大豆トリプシン阻害剤 | Σ | T9003 | |
| パスツールピペット | Volac | Z310727 | 前に先端を丸く燃やす |
| 12ウェル細胞培養プレート | TPP | Z707783 | |
| 6ウェル細胞培養プレート | TPP | Z707759 | 高品質の細胞培養プレートは培養に不可欠です |
| フィルター | ミリポア | SLGP033RB | |
| ピペット 5 mL | エクセルバイオ | CS017-0003 | |
| ピペット 10 mL | エクセルバイオ | CS017-0004 | |
| 解剖顕微鏡 | 上海 カイカン | XTL2400 | |
| CO2 インキュベーター | Thermo Scientific | 311 | |
| 蛍光顕微鏡 | ニコン | TI-S | |
| 蛍光フィルターとエミミッションキューブ | ニコン | B-2A、G-2A、UV-2A | |
| 写真ソフト | コン | NIS-Elements | |
| グラフィックエディタ ソフトウェア | Adobe | Photoshop CS | |
| 画像処理ソフト | NIH | ImageJ |
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