Name: 初代海馬ニューロンのリン酸カルシウムトランスフェクション (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-12T18:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: 学ぶリン酸カルシウムトランスフェクション法を用いた初代海馬ニューロンへの遺伝子導入。星状膠細胞との共培養で効率50%達成し、神経科学研究に応用可能な経済的な手法です。

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この作品は、NIHの助成金NS065183とラトガースロバートウッドジョンソンメディカルスクールからの起動の資金によってサポートされています。

1。馴化培地およびアストロサイトニューロン共培養ラットアストロサイト培養物を調製。 <ol><li> （BSSレシピについては表1を参照）解剖バッファを用意し、4℃で保存し、使用直前まで。 </li><li> 500ミリリットルのビーカー内のイソフルランで新生ラットの仔（P0-P2）を麻酔。 </li><li>子犬が動かないときは、70％エタノールでスプレーし、首を切る。 </li><li>脳を削除します。 <ol><li>デュモン＃5ピンセットでしっかりと頭を保持し、皮膚や頭蓋骨を通して正中切開を作るために細かいハサミを使用しています。 </li><li>側面に頭蓋骨を反射することによって、脳を公開、冷BSSを含む皿に脳を削除します。 </li></ol></li><li>解剖スコープの下で間脳および脳幹から大脳半球を分離する。慎重にピンセットの1組で組織を安定化させ、静かに鉗子の別のペアで髄膜を離れて引っ張ることで、すべての髄膜を除去します。 </li><li>すべての半球を収集IN 1 60mmディッシュ。できる限り細かく、ミンチ組織を小さなハサミを使用して。その後、50ミリリットルコニカルチューブにみじん切りの組織を移す。 </li><li>脳に1％のDNase Iと2.5％トリプシンとBSSの12ミリリットル（15ミリリットルの全容量）の1.5ミリリットルの1.5ミリリットルを追加します。 37℃で15分間、振盪水浴中でインキュベート良好な混合を確実にするために、チューブを手で5分毎に旋回される。 </li><li>新しい50ミリリットルコニカルチューブの上に70μmの細胞濾過器上清を移す。この上清に3ミリリットルFBSを追加します。 </li><li>残りの部分に、13.5 BSSミリリットルと1.5ミリリットル、2.5％トリプシンを追加し、さらに15分間揺れ水浴中でインキュベートする。 </li><li>セルストレーナーを通して残りの上清を移し、ステップ1.8から上清を兼ね備えています。 </li><li>細胞をペレットに5分間1,000 rpmで遠心分離します。 </li><li>グリアメディアの5ミリリットルに再懸濁ペレット。上清を残りの細胞をペレット化し、再び遠心分離することができる。 </li><li>血球計数器を用いて細胞を数える。 </li><li>プレートCEL1×10 7センチあたり150 2フラスコの密度でLS。 </li><li>めっき後の新鮮なグリアメディアデーにメディアを変更します。その後、グリアメディアで週二回、細胞を養う。 </li><li>細胞が&gt; 80％の集密度（めっき後約10日）に達したときに、90％ウマ血清および10％DMSO中で細胞をダウン凍結し、液体窒素中で株式を保つ。細胞は、バイアル当たり2×10 6で凍結されています。約5バイアルを各フラスコから凍結することができる。 </li><li>約10〜14日間の海馬の文化を設定する前に、グリア細胞は、凍結ストックから播種する。私たちは通常、海馬ニューロンの90カバーグラス（ウェル当たり3 15ミリメートルラウンドカバーガラス）の成長をサポートするのに十分である5 6ウェルプレートを、プレート。我々はまた、トランスフェクションのためのコンディショニングN2.1のメディアに使用されるグリア細胞の追加の八から十60ミリメートル料理をプレート。神経培養前日に、細胞がNB27の培地を供給する必要があります。アストロサイトは、理想的に目で&gt; 90％コンフルエントであるべきポイントです。大幅に凍結するとアストログリア培養におけるミクログリアの数が減少していることを、私たちを見つける。ミクログリアは、アストログリア培養物中に存在する場合に増加した神経毒性が観察されているので、私たちは常に神経細胞との共培養のために凍結ストックから調製したアストログリアの文化を使用しています。 </li></ol> 2。神経培養<ol><li>ミリQ水2Xの最初すすぐことによって清浄なガラス製カバースリップ。次いで、これらを24時間、濃硝酸に浸漬し、2時間の合計よりも少なくとも5回milliQ水ですすぐ。カバーガラスを6時間225℃のオーブンで焼成して乾燥し、滅菌する。 </li><li>転送は、滅菌後60ミリメートル皿にカバースリップ。共培養の際にグリア細胞とは別の神経細胞を維持するために、各カバースリップの外側のエッジ付近の滅菌パラフィンの4ドットを配置します。 </li><li> 1ミリグラム/ 37℃インキュベーター内の0.1 Mホウ酸緩衝溶液中で一晩、ポリ-L-リシンでコートしたカバー。 </li><li>次の日、無菌メートルで二度カバース​​リップを洗う少なくとも15分間ずつilliQ水。次いで、これらを37℃のインキュベーター中でプレート培地中で一晩インキュベートする。 </li><li>気胸が続くイソフルラン麻酔による妊娠ラット（E18）を安楽死させると、断頭により胚性ラットを安楽死させる。脳を取り出して、上記のように大脳半球を解剖する。 </li><li>大脳半球から海馬を解剖する。 15ミリリットルコニカルチューブにすべての海馬を置き、15分間37℃で0.25％トリプシン（0.5ミリリットル、2.5％トリプシン、4.5ミリリットルBSS）で消化する。 </li><li>消化された海馬は、5分間ずつ、BSS 3Xですすぐ。次いで、それらをガラスパスツールピペットで磨砕し、細胞密度を血球計を用いて決定される。ニューロンを60 mmディッシュ当たり2×10 5細胞の密度で播種する。 </li><li>めっき後約2〜4時間後、転送がニューロンはグリアに向けて下向きにして、アストログリア細胞を含むディッシュに装着ニューロンとカバースリップ。 DIV3で、シトシンアラビノシドを追加5μmの最終濃度で細胞はグリア増殖を停止します。 </li></ol> 3。カルシウムトランスフェクション<ol><li>グリアトランスフェクションの前日に、条件N2.1メディア。 </li><li>トランスフェクションの日に、グリアのオフエアコンN2.1メディアを取り、新たな皿に移す。転送はエアコンN2.1メディアへのニューロンとカバースリップ。 10月30日分間インキュベーター内で平衡化してみましょう。 </li><li>滅菌チューブの1に設定するには、DNAの1-4μgを全量100μlのための2MのCaCl 2の12.5μL、及び滅菌H 2 Oを兼ね備えています。チューブの第二のセットに、2X HBSを100μlを加える。 </li><li>数秒間毎回ボルテックス、 塩化カルシウム/ DNA混合物を含むチューブに一度2X HBSの⅛量（12.5μL）を追加します。チューブは15分間座ってすることができます。 </li><li> 15分のインキュベーション後、細胞にトランスフェクション混合物を滴下する。 1〜1.5時間インキュベートする。砂のような沈殿物の層が見えるはずです10×対物レンズを用いて顕微鏡下で。 </li><li>インキュベーション後、温かいHBS洗浄緩衝液で2回カバースリップをすすぐ。 </li><li>グリアとオリジナル料理にカバースリップを返し、最終濃度0.5mMにキヌレン酸を追加します。 </li><li>トランスフェクションしたニューロンは、ライブ画像化や、早くも次の日などの免疫細胞化学のために処理することができる。ニューロンは、トランスフェクション後3週間まで生き残ることができる。 </li></ol>

<ol><li>Karra, D., Dahm, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfection+techniques+for+neuronal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Transfection techniques for neuronal cells.</a> J. Neurosci. 30, 6171-6177 (2010).</li>
<li>Zeitelhofer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-efficiency+transfection+of+mammalian+neurons+via+nucleofection%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">High-efficiency transfection of mammalian neurons via nucleofection.</a> Nat. Protoc. 2, 1692-1704 (2007).</li>
<li>Janas, J., Skowronski, J., Van Aelst, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lentiviral+delivery+of+RNAi+in+hippocampal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Method+Enzymol%22%5BJournal%5D)">Lentiviral delivery of RNAi in hippocampal neurons.</a> Method Enzymol. 406, 593-605 (2006).</li>
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<li>Kohrmann, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast%2C+convenient%2C+and+effective+method+to+transiently+transfect+primary+hippocampal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Res%22%5BJournal%5D)">Fast, convenient, and effective method to transiently transfect primary hippocampal neurons.</a> J. Neurosci. Res. 58, 831-835 (1999).</li>
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<li>Goetze, B., Grunewald, B., Baldassa, S., Kiebler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemically+controlled+formation+of+a+DNA%2Fcalcium+phosphate+coprecipitate%3A+application+for+transfection+of+mature+hippocampal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Chemically controlled formation of a DNA/calcium phosphate coprecipitate: application for transfection of mature hippocampal neurons.</a> J. Neurobiol. 60, 517-525 (2004).</li>
</ol>

興味の競合が宣言されていない。

慎重に、一貫して成功したトランスフェクション10,11のために制御する必要があるいくつかの重要なパラメータがあります。リン酸カルシウムトランスフェクションのための最も重要なパラメータは、我々の手で、通常7.10から7.15の間で変化する2×HBS、pH値である。私たちは、pH計との違いを説明するために0.05刻みでpH値を有する株式の3つのバッチを作るお勧めします。別の方法として、クロンテック哺乳類トランスフェクションキットは、一貫して良好な効率が得2X HBSを提供しています。冷凍庫で保存しても溶液のpHは、時間の経過とともに変化することに注意してください。我々は一般的に、最大1ヶ月間、-20℃で1年間まで、4℃で2X HBSの分量を保つ。 二番目のパラメータは、培地のpHである。この一貫性のある、N2.1媒体を維持するために定期的に一晩ではなく、24以上の時間アストログリアの文化を条件としている。加えて、我々は番目のアストログリアの文化を使用しようとするの集密度に似ています。グリア馴化培地の使用はまた、トランスフェクションの際に神経細胞への毒性を減らすこと...

一次ニューロンは、それらが有糸分裂後で、微小環境の変化に非常に敏感であるようにトランスフェクトする最も困難な細胞タイプの一つである。これらの細胞1における外来遺伝子および短期ヘアピンRNA（shRNAの）の発現のための方法の4一般的に使用されるタイプがあります。それぞれ独自の長所と短所があります。細胞はトランスフェクションのためのキュベットに移しなければならないので、例えば、エレクトロポレーションは、通常、新たに単離されたニューロン2上で実行される。ウイルス感染は通常、非常に高い効率3を達成するが、事業者のためのより多くの労働集約的で危険であることができます。多くの脂質媒介トランスフェクション試薬は、ニューロンおよび細胞毒性の異なるレベルにおける成功の度合いは様々で、市販されている。 リン酸カルシウムトランスフェクションは、神経細胞に外来遺伝子を導入するための、便利で経済的な方法を表す。方法は、第一の哺乳類セルへのアデノウイルスDNAを導入するために使用されたグラハムとファンデEB（1973）によるLS 4。トランスフェクションは、リン酸緩衝液中の組換えDNAと塩化カルシウムを混合することにより行った。これは、徐々に細胞の単層上に滴下したとき、細胞表面に付着し、DNA /リン酸カルシウム沈殿物の形成は、エンドサイトーシスによって取り込まれることができ、最終的に核に5を入力してください。このプロセスは、標的細胞における導入外来遺伝子の発現につながる。 0.5〜5％、6〜8の間のリン酸カルシウムトランスフェクション範囲の典型的な効率。しかしながら、慎重な最適化お​​よび実験プロトコルの一貫性のある実行と、それは約50％のトランスフェクション効率を達成することができる。ここでは、サンドイッチフォーマット9にアストログリア細胞と共培養された初代海馬ニューロンのリン酸カルシウムトランスフェクション、私たちの詳細なプロトコルを記述します。

<table><tbody><tr><td>デュモン#5鉗子</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>11251-20</td><td></td></tr><tr><td>ファインはさみ</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>14090-09</td><td>ストレート/シャープ8.5cm</td></tr><tr><td>バンナスチュビンガースプリングはさみ</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>15008-08</td><td>角度付き/シャープ/ 8.5cm / 5mm刃先</td></tr><tr><td>標準パターン鉗子</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>11000-16</td><td></td></tr><tr><td>学生外科はさみ</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>91401-14</td><td>鈍い/ 14.5 cm</td></tr><tr><td>春のはさみ</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>15006-09</td>側面<td>に角度をつけた/ 9 cm / 10 mm刃先</td></tr><tr><td>イソフルラン</td><td>ウェブスター獣医</td><td>14043-225-06</td><td></td></tr>ポリ<tr><td>-L-リジン</td><td>シグマ</td><td>P2636</td><td></td></tr><tr><td>MEM</td><td>シグマ</td><td>M2279</td><td></td></tr><tr><td>100 mMピルビン酸ナトリウム</td><td>シグマ</td><td>S8636</td><td></td></tr><tr><td>Glucose</td><td>Sigma</td><td>G8270</td><td></td></tr><tr><td>10x HBSS</td><td>Sigma</td><td>H4385</td><td></td></tr><tr><td>1 M HEPES, pH 7.3</td><td>Gibco/Invitrogen</td><td>15630-080</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMAX</td><td>Gibco/Invitrogen</td><td>35050-061</td><td></td></tr><tr><td>Neurobasal Media</td><td>Gibco/Invitrogen</td><td>21130-049</td><td></td></tr><tr><td>B27 Supplement (50x)</td><td>Gibco/Invitrogen</td><td>17504-044</td><td></td></tr><tr><td>N2 Supplement</td><td>Gibco/Invitrogen</td><td>17502-048</td><td></td></tr><tr><td>オボアルブミン</td><td>Σ</td><td>A5503</td><td></td></tr><tr><td>ペニシリン/ストレプトマイシン</td><td>Gibco/Invitrogen</td><td>15070-063</td><td></td></tr><tr><td>2.5% トリプシン</td><td>Gibco/Invitrogen</td><td>15090-046</td><td></td></tr><tr><td>DNase I</td><td>Σ</td><td>DN-25</td><td></td></tr><tr><td>シトシンアラビノシド</td><td>カルバイオケム/ EMDミリポア</td><td>251010</td><td></td></tr>キ<tr><td>ヌレン酸</td><td>シグマ</td><td>K3375</td><td></td></tr></tbody></table>

初代海馬ニューロンのリン酸カルシウムトランスフェクション

Calcium Phosphate Transfection of Primary Hippocampal Neurons

リン酸カルシウム沈殿法は、培養細胞のトランスフェクションのため便利で経済的な方法である。最適化により、一次ニューロンのような困難なトランスフェ細胞上で、この方法を使用することが可能である。ここでは、アストログリア細胞と共培養した海馬神経細胞のリン酸カルシウムトランスフェクションのための私達の詳細なプロトコルを記述します。

トランスフェクションの異なるパラメータを最適化し、注意深く実験毎に制御される場合には、50％までのトランスフェクション効率を得ることができる。 図1は DIV4でGFPでトランスフェクトされたニューロンのフィールドを示している。フィールドが16をトランスフェクトした、そのうち28ニューロンの合計が含まれています。これは、50％以上の効率を表しています。同じカバーガラス上の他のフィールドのサンプリング（データは示さず）全体の効率は50％前後であることを示している。アストログリア共培養システムでは、ニューロンは、健康を維持し、トランスフェクション後正常に発達。2は 10日、PSD-95-GFP構築物でトランスフェクション後、DIV15で海馬ニューロンを示しています。ニューロンは、ニューロンが健全であることを示している、非常に多くの成熟したキノコ型樹状突起棘を開発しました。高いトランスフェクション効率およびこのプロトコルの最小の毒性は、一次カバにおける遺伝子機能を研究するための貴重なツールになるcampalニューロン。最後に、このプロトコルは...

Calcium phosphate precipitation is a convenient and economical method for transfection of cultured cells. With optimization, it is possible to use this ...

この手順の全体的な目標は、遺伝子と短いヘアピンRNAを培養ニューロンに導入することです。これは、最初にニューロンの成長をサポートするために、新生仔ラットからアストログリア培養を確立することによって達成されます。次に、E 18ラットの海馬ニューロンをグリア細胞と共培養します。次のステップは、リン酸カルシウム沈殿法を使用して海馬ニューロンをトランスフェクションすることであり、トランスフェクションされたニューロンは蛍光顕微鏡法によって視覚化されます。これらの方法を使用すると、トランスフェクション効率は最大50%になります既存の方法に対するこの技術の主な利点は、比較的単純で経済的、および非常に効率的であることです。私たちのプロトコルは、培養された海馬ニューロンのトランスフェクションに焦点を当てていますが、トランスフェクションが困難な他の細胞株にも適用できます。このプロトコルでは、4°CのBSS解剖バッファーを準備し、すぐに使用できます。子犬の首を切った後、5番の鉗子で頭をしっかりと保持し、細いハサミを使用して皮膚と頭蓋骨に正中線を切開します。頭蓋骨を側面に反射させて脳を露出させます。次に、冷たいBSSが入った皿に脳を取り出します。解剖スコープの下で、大脳半球を頭蓋と脳幹から分離します。1対の鉗子で組織を安定させ、別の鉗子で髄膜をそっと引き離すことにより、すべての髄膜を慎重に除去します。小さなハサミを使って、ティッシュをできるだけ細かく刻みます。次に、ミンチ組織を50ミリリットルの円錐管に移します。残りの組織と一緒にBSSを皿に加え、次に混合物を円錐形のチューブに移します。DNA1とトリプシンを総容量15ミリリットルに加えます。組織を振盪水浴中で摂氏37度で15分間インキュベートします。良好な混合を確保するために、5分ごとに手でチューブを回転させます。ティッシュが落ち着くのを待ちます。次に、上清を70ミクロンのセルストレーナーに通し、残りのピースに3ミリリットルのFBSを含む50ミリリットルの円錐管に入れます。B、s、s、トリプシンを追加します。その後、さらに15分間それらをインキュベートします。残りの上清を細胞ストレーナーに移し、他の上清と結合します。次に、結合されたコレクションを1000 RPMで5分間遠心分離します。Reus、細胞ペレットを5ミリリットルのグリア培地に懸濁します。細胞を数えた後、150平方センチメートルのフラスコごとに1,000万個の細胞をプレートし、翌日からインキュベーションを開始します。メディアを新しいグリアメディアと交換します。その後、週に2回、グリア培地を細胞に供給します。細胞は約10日後に80%co以上の流暢さに達します。このとき、MSOを使用して血清中の細胞をバイアルあたり200万個で凍結します。アリコートを発泡スチロールラックでマイ

calcium-phosphate-transfection-of-primary-hippocampal-neurons

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

解剖や個々の脳領域からの細胞の増殖は、細胞と生理的パラメータの調査を容易にします。我々は、無血清環境でのニューロンに富んだ文化を生産する主要な細胞培養のための方法を説明します。...

P0新生児ラットからの海馬ニューロンの初代培養

オルガネラの人身売買のダイナミクスを研究するときに、ライブセルイメージングには特に有用です。ここでは、広視野蛍光顕微鏡を用いた培養神経細胞における高密度コア小胞のライブイメージングのためのプロトコルについて説明します。このプロトコルは柔軟性があり、画像その他のようなミトコンドリアなどのオルガネラ、エンドソーム、およびペルオキシソームに適合させることができます。...

初代培養海馬ニューロンにおける高密度コア小胞のライブイメージング

このプロトコルは、エレクトロポレーションと文化のマウス海馬および皮質のニューロンを経由してトランスフェクション、解剖するために必要な手順を説明します。長期培養がシナプスと樹状突起棘の解析の研究に使用することができますが、短期的な文化は、軸索伸長やガイダンスの研究に使用されることがあります。...

Nucleofectionとマウス胎児海馬および皮質ニューロンの初代培養

出典:カルボ・ロドリゲス、他.老化した海馬ニューロンにおける細胞内Ca2+の蛍光および生物発光イメージング。 J. Vis. Exp. (2015).

短期および長期ラット海馬培養におけるin vitroカルシウムイメージング

初代海馬ニューロンの低密度培養では、通常、神経栄養因子を供給し、寿命を維持するためにグリアフィーダー層が必要です。ここでは、高密度ニューロンフィーダー層の存在下でガラスカバースリップ上で超低密度ニューロンを培養する簡略化された方法について説明し、これにより特定のニューロン自律メカニズムの調査が容易になります。...

超低密度のために簡略化された方法、長期初代海馬ニューロンの文化

ここでは、光反応性の非天然アミノ酸を遺伝子的にコード化することにより、短い光パルスでニューロンタンパク質を選択的に活性化する手順を、培養中または生体内でニューロンで発現するニューロンに提示します。...

ニューロンに遺伝的にコードされた非天然アミノ酸を用いた神経タンパク質の光制御

この記事では、グリア単層の上に反転したカバーガラス上で成長する低密度初代海馬神経細胞を培養するためのプロトコルを記述しています。ニューロンとグリアの層は、パラフィンワックスビーズで分離されています。この方法によって成長させた神経細胞は、高分解能光学イメージングおよび機能アッセイに適しています。...

低密度初代海馬ニューロンの文化

光顕微鏡によるシナプス小胞タンパク質と融合した 1p-169...

培養海馬神経細胞のシナプス小胞エンドサイトーシスを測定

ここでは、巨大なアンキリンGがないために組み立て済みのAISを欠く海馬ニューロンの軸索初期セグメント(AIS)の組み立てと構造を定量的に研究するプロトコルについて説明した。...

主培養海馬ニューロンを用いた軸索初期セグメントの組み立て研究

ここでは、初代海馬げっ歯類ニューロンのトランスフェクションと生細胞共焦点イメージングを組み合わせて、軸索輸送に対する病理学的タンパク質誘発性の影響を解析し、これらの影響を媒介する機構経路を特定する方法を示します。...

生細胞イメージングを使用して、初代海馬ニューロンの軸索輸送に対する病理学的タンパク質の影響を測定する

学ぶリン酸カルシウムトランスフェクション法を用いた初代海馬ニューロンへの遺伝子導入。星状膠細胞との共培養で効率50%達成し、神経科学研究に応用可能な経済的な手法です。

初代海馬ニューロンのリン酸カルシウムトランスフェクション

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