Name: マルチ電極アレイ上に成長させた器官脊髄共培養における機能的再生の調査 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 25 s
Description: 学ぶマルチ電極アレイを用いた器官脊髄共培養における機能的再生の評価法。早期損傷で再生能が高く、神経科学と再生医療の研究に有用です。

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この研究はスイス国立財団（n（n° 3100AO-120327 and 31003A_140754/1)の支援を受けました。

動物のケアは、スイスの地方自治体（AMTエリーゼLandwirtschaftウントナチュールデKantonsベルン、Veterinärdienst、Sekretariat Tierversuche、承認NRS。11分の52と14分の35）によって承認されたガイドラインに従いました。これらのガイドラインは、欧州共同体指令63分の2010 / EUと一致しています。 注： - サブステップを含む、5すべてのステップ1のための滅菌機器およびソリューションを、層流フード内で作業。 MEAの作製注：のMEAは、ガラス基板、微細加工金属電極とSU-8ポリマー絶縁層で構成されている（またTscherter ら 3を参照）。本研究の目的のために、市販のMEAは、カスタマイズされた電極アレイの配置（ 図1 A＆B）に注文しました。 68の電極は、電極の自由は300μm幅の広い溝、電動式によって二つのゾーンに分割されている長方形の格子状に配置されていますiCalのリードと絶縁。各電極のサイズは40×40μmであり、それらは中心に中心から200ミクロンだけ離間しています。四つの大きな接地電極は、記録部位の周囲に配置されています。彼らは、サイズの他の標準的な市販のMEA（X 21ミリメートル21ミリメートル）とは異なり、彼らは決まった記録室がありません。 <ol><li>少なくとも30秒毎、100％エタノール（2×）、70％エタノール（1×）および蒸留水（2×）で消毒すすぎMEAについ​​て。乾燥してみましょう。きれいなガラスシャーレ（150ミリメートル×25ミリメートル）で12のMEAと蓋を閉じる - 10を置きます。 </li><li> 120℃で20分間オ​​ートクレーブのMEA。室温で保管してください。 </li><li> -20℃でのMEAや店舗のアリコートのために（材料のリストを参照）塗布液を調製します。 </li><li>個々の滅菌ペトリ皿（35ミリメートル×10 mm）の各MEAを置きます。 </li><li>電極の上に150μlの冷やした塗布液を入れ、シャーレの蓋を閉じるために冷却されたピペットを使用してください。約10分後の上部に気泡を確認必要に応じて、そっと電極とは、ゴム被覆スパチュラでそれらを削除します。 RTで1時間休ませてください。 </li><li>吸引し塗布液残基、出生前および胚の神経細胞のために最適化中、蒸留、滅菌水で2倍と1倍を洗います。 MEAのが翌日まで使用されていない場合は、インキュベータO / Nで37℃の蒸留、無菌水に保管してください。それ以外の場合は、室温で直接乾燥させてください。 </li></ol>器官培養物の調製および増殖に必要な2成分<ol><li>カルシウムを含まない洗浄溶液を準備（材料のリストを参照）。 </li><li>洗浄溶液中に鶏のプラズマを再構成（1：1、軽く振って、泡の形成を避けるため）、約20分間、3000×gで遠心分離し、滅菌チューブに明確な内容をデカント。小分け-20℃でクリオチューブやストアに200μlの。 </li><li>それに応じてウシ血漿（200 U / ml）および滅菌フィルター（0.2μmの孔のフィルター）からトロンビンを再構成。小分けcrytに200μlの-20℃でotubesと店舗。 </li><li> 30の文化のための栄養培地100mlを（材料のリストを参照）を作製。 </li></ol> 3.脊髄組織の解剖注：胚の数に応じて、手順の収率は約25のために、脊髄切片 - 35共培養し、無菌条件下で層流フードの内部に用意されています。 <ol><li>筋肉内注射によって母動物にペントバルビタール（0.4ミリリットル）の致死量を適用します。ペダル引っ込め反射をチェックすることにより、深い麻酔を確認してください。断頭により帝王切開と犠牲によってE14ラット胚を提供します。 </li><li>滅菌、チルド、洗浄溶液で満たされたペトリ皿に胚のボディを転送します。 </li><li>一つの完全な横断後肢上記メスで切断し、前肢上記の別のものを実行し、本体から手足を削除します。次に、脊髄Coを含むバック片から独立した内臓に前頭面で切断してくださいRD。 </li><li>スライスは、ディスク装着に一度脊髄一つを含むバックピースを転送し、225の厚さで切断 - 組織チョッパーで250μmです。刻んだ組織に洗浄溶液の液滴を入れて、35ミリメートル滅菌、チルド、洗浄溶液で満たされたX 10ミリメートルペトリ皿にスパチュラでスライスを転送します。 </li><li>個別に各スライスについて、離れて残りの組織から脊髄を解剖。添付の後根神経節を残します。 </li><li>スライスは、4℃で1時間休ませてください。 </li></ol> 4.多国間環境協定の脊髄組織のスライスのマウント<ol><li>インキュベーター内で無菌栄養培地をウォームアップ（37℃、酸素化のために軽く緩め蓋）。 </li><li>焦点の電極アレイで立体顕微鏡下でペトリ皿で​​室温、ゴム被覆ヒントを滅菌ピンセットで位置MEA。 、きれいなダストフリー、および無菌の電極アレイ上に鶏のプラズマ6μlの滴を中央に配置します。小さなへらを使用して、慎重にスライドさせ腹側がプラズマ液滴に互いに対向有する2つの脊髄切片。スパチュラで電極に触れないでください。 </li><li>鶏のプラズマ液滴の周りにトロンビンの8μLを追加します。トロンビンピペットチップを使用して、慎重に2つのスライスを中心に鶏プラズマ/トロンビン混合物を混合して広がりました。ここでも、直接脆い電極アレイを触れないでください。ただ、凝固する前に、余分な鶏のプラズマ/トロンビンを吸引。 </li><li> MEA /文化アセンブリは、37℃のインキュベーター内部加湿チャンバー内で約1時間座っている間、高湿度を維持するためにペトリ皿に蓋を。 </li><li>慎重にペトリ皿に蓋をし、約30分間インキュベーターに戻し、培養室に栄養培地10μlを添加します。 </li><li> 、ローラーチューブに無菌の、ゴムで覆われたヒントを各MEA /文化アセンブリを配置栄養培地の3ミリリットルを追加し、しっかりふたを閉めます。 5％のCOでインキュベーターで2回転数 - 1で回転するローラードラムにローラーチューブを置き<su37℃でB&gt; 2含有雰囲気。 </li><li> in vitroで 7日後に栄養培地の半分を変更します（DIV）、その後1 -週2回。 </li></ol> 5.機械病変<ol><li>焦点の組織と実体顕微鏡下で栄養培地なしペトリ皿にローラーチューブと場所のうち、滅菌、ゴムで覆われたヒントをMEA /文化アセンブリを取ります。視覚的に2つのスライスが融合していることを確認します。 </li><li> MEA上のゴム被覆ヒントをピンセットを配置することによって安定したMEA /文化アセンブリを持ちます。 </li><li>組織切片に近いMEAの溝に手術用メスの刃を配置します。むしろ水平にメスを持ちます。 </li><li>メスアップハンドルが、手術用メスの刃がベースからブレード「ロール」は先端と、それによって溝をカバーする組織を切断するようにMEAの溝に滞在させ持ち上げます。 </li><li> 25 G針先端necess場合と重度の残留組織の接続進。溝内の領域でのみ動作し、入札の縁に手を触れないでください。 </li><li>ローラーチューブに戻し、MEA /文化アセンブリを配置します。培養に新鮮な栄養培地の3ミリリットルを提供し、インキュベーター内でローラードラムに戻し、それらを配置します。 </li></ol>自発的活動の6電気生理学的記録<ol><li> DIVの選択された番号の後に2脊髄スライス間の機能的再生を調べるために、（材料のリストを参照）、顕微鏡で記録チャンバーにMEA /文化アセンブリをマウントし、約500μlの細胞外溶液を適用します。 </li><li>システムを安定させるために最初の記録の前に10分を待ちます。 </li><li> RTでMEAの各アクティビティ検出電極からの約10分間の録音の基本的な自発的活動の2倍。 </li><li>安定細胞外の条件を確実にするために、すべての記録セッションの後に細胞外溶液を交換します。 </li><li>ネットワークを脱抑制をきたすために、細胞外溶液の共同適用ストリキニーネ（1μM）とgabazine（10μm）をntaining。録音を開始する前に、少なくとも2分間待ちます。 </li></ol> 7.データ解析注：細胞外に記録された活動電位の検出のために各電極の標準偏差とその後の弁別に基づいて検出するために使用します。この手順はTscherter ら 3に詳細に記載されています。 <ol><li>標準的な手順3（ 図1F）に応じて、ラスタープロットの各電極の検出ニューロンの活動を表示します。 </li><li>決定し、表示する10ミリ秒のスライディングウィンドウ内応じてチャンネルのイベント数を合計することにより、各スライスの合計ネットワークアクティビティは、1ミリ秒のステップだけシフトした （図1GおよびTscherter ら3参照）。 </li><li>各スライスの個々のバースト（いくつかの電極の上に表示されるアクティビティのクラスタ）で検出します。したがって、、対応するネットワーク全体の活動の最小のピーク活性のしきい値を設定し、各バーストの開始とバースト終了を定義します。例えば、適切な閾値は、平均バースト振幅の25％であり、バースト開始は時の時間ウィンドウ内の最後のイベントであることによって、少なくとも5ミリ秒、バースト終了の時間ウィンドウ内の最初のイベントであることによって定義することができます。少なくとも25ミリ秒（Heidemann ら 10を参照）。 </li><li>機能的再生を定量化するために2つのスライス間の同期バーストの割合を計算します。これを行うには、1スライス内のバーストおよび他のスライスで次のバーストとの間の待ち時間を計算します。 注：バースト対は待ち時間、平均バースト長よりも小さい場合、「同期化」と呼ばれます。特に、多くのアクティビティとの共培養では、可能性は両側が偶然に選ばれた待ち時間ウィンドウでバーストを開始することが存在します。この事実は、SYの割合の定量化に考慮しなければなりませんnchronizedバースト。計算の詳細についてはHeidemann ら 10を参照されたいです 。 </li></ol> 8.文化の固定および免疫組織化学<ol><li>洗浄またはインキュベーションを含むすべての手順については、組織を通って溶液の適切な拡散を確保するために、傾斜テーブルの上に培養液を入れてください。 </li><li>記録セッションが終了した直後シャーレ（X 10ミリメートル35ミリメートル）でそれを入れて、細胞外溶液の約2mlを追加し、セットアップのうち、MEA /文化アセンブリを取ります。 </li><li> in vitroでの時間の間に形成している周囲の細胞層からのスライスを分離するために、スライス10μlのピペットチップと円がかかります。文化を傷つけないように注意してください。なお、この工程を省略することも可能であるが、後に埋め込むことは、それが実行されたときに容易です。 </li><li>薄い非金属注射針を使用して外solutiで満たされた1mlシリンジと組み合わせて（素材リストを参照）優しく、MEAから文化を爆破します。 </li><li>パスツールピペットの先端を取り外し、slivered端にゴム球をフィット。固定液（リン酸緩衝生理食塩水（PBS、0.1 M）を用いて4％パラホルムアルデヒド）に文化を転送するためにバックエンドを使用します。それはあまりにも小さく、文化が折り畳まれ、おそらく損傷を受けることになるので、転送のためにパスツールピペットの標準チップを使用しないでください。 4℃で2時間 - 1の修正。蒸留水でMEAをすすぎ、指先で組織残留物を除去するが、爪で傷つけたりしません。 4℃の蒸留水に保管したMEA </li><li>少なくとも10分ごとに、PBS中の培養3回洗浄します。 4℃でPBS中に保存したり、直接染色手順で開始します。 </li><li>溶液（5％ヤギ血清、1％ウシ血清アルブミン、PBS中の0.3％の界面活性剤）をブロック内に少なくとも90分間培養物をインキュベートします。 </li><li>ブロッキング溶液で希釈した一次抗体を加え、4℃で3泊インキュベートします。 </li><li> lにおけるPBS中の洗浄3倍東30分各。 </li><li>室温で2時間、PBSで希釈した二次抗体を追加します。 </li><li>少なくとも30分ごとに、PBS中で洗浄3倍。 </li><li>オブジェクトスライドで除去先端でパスツールピペットでスライスを転送します。過剰のPBSを削除して、メディアをマウントして埋め込みます。 </li></ol>

<ol><li>Avossa, D., Rosato–Siri, M., Mazzarol, F., Ballerini, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+circuits+formation%3A+a+study+of+developmentally+regulated+markers+in+organotypic+cultures+of+embryonic+mouse+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Spinal circuits formation: a study of developmentally regulated markers in organotypic cultures of embryonic mouse spinal cord.</a> Neuroscience. 122 (2), 391-405 (2003).</li>
<li>Cifra, A., Mazzone, G. L., Nani, F., Nistri, A., Mladinic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postnatal+developmental+profile+of+neurons+and+glia+in+motor+nuclei+of+the+brainstem+and+spinal+cord%2C+and+its+comparison+with+organotypic+slice+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Postnatal developmental profile of neurons and glia in motor nuclei of the brainstem and spinal cord, and its comparison with organotypic slice cultures.</a> Dev Neurobiol. 72 (8), 1140-1160 (2012).</li>
<li>Tscherter, A., Heuschkel, M. O., Renaud, P., Streit, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+characterization+of+rhythmic+activity+in+rat+spinal+cord+slice+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal characterization of rhythmic activity in rat spinal cord slice cultures.</a> Eur. J. Neurosci. 14 (2), 179-190 (2001).</li>
<li>Czarnecki, A., Magloire, V., Streit, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+oscillations+of+spiking+activity+in+organotypic+spinal+cord+slice+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Local oscillations of spiking activity in organotypic spinal cord slice cultures.</a> Eur. J. Neurosci. 27 (8), 2076-2088 (2008).</li>
<li>Kirkby, L. A., Sack, G. S., Firl, A., Feller, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+role+for+correlated+spontaneous+activity+in+the+assembly+of+neural+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">A role for correlated spontaneous activity in the assembly of neural circuits.</a> Neuron. 80 (5), 1129-1144 (2013).</li>
<li>Ballerini, L., Galante, M., Grandolfo, M., Nistri, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+rhythmic+patterns+of+activity+by+ventral+interneurones+in+rat+organotypic+spinal+slice+culture%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol.+%28Lond.%29%22%5BJournal%5D)">Generation of rhythmic patterns of activity by ventral interneurones in rat organotypic spinal slice culture.</a> J. Physiol. (Lond.). 517 ((Pt 2)), 459-475 (1999).</li>
<li>Hanson, M. G., Landmesser, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+patterns+of+spontaneous+activity+are+required+for+correct+motor+axon+guidance+and+the+expression+of+specific+guidance+molecules%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Normal patterns of spontaneous activity are required for correct motor axon guidance and the expression of specific guidance molecules).</a> Neuron. 43 (5), 687-701 (2004).</li>
<li>Courtine, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recovery+of+supraspinal+control+of+stepping+via+indirect+propriospinal+relay+connections+after+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Med%22%5BJournal%5D)">Recovery of supraspinal control of stepping via indirect propriospinal relay connections after spinal cord injury.</a> Nat. Med. 14 (1), 69-74 (2008).</li>
<li>Bonnici, B., Kapfhammer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+regeneration+of+intrinsic+spinal+cord+axons+in+a+novel+spinal+cord+slice+culture+model%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Spontaneous regeneration of intrinsic spinal cord axons in a novel spinal cord slice culture model.</a> Eur. J. Neurosci. 27 (10), 2483-2492 (2008).</li>
<li>Heidemann, M., Streit, J., Tscherter, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+regeneration+of+intraspinal+connections+in+a+new+in+vitro+model%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Functional regeneration of intraspinal connections in a new in vitro model.</a> Neuroscience. 262, 40-52 (2014).</li>
<li>Nishimaru, H., Restrepo, C. E., Ryge, J., Yanagawa, Y., Kiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mammalian+motor+neurons+corelease+glutamate+and+acetylcholine+at+central+synapses%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Mammalian motor neurons corelease glutamate and acetylcholine at central synapses.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (14), 5245-5249 (2005).</li>
<li>Tsuji, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proteasome+inhibition+induces+selective+motor+neuron+death+in+organotypic+slice+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Res%22%5BJournal%5D)">Proteasome inhibition induces selective motor neuron death in organotypic slice cultures.</a> J. Neurosci. Res. 82 (4), 443-451 (2005).</li>
<li>Magloire, V., Streit, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+activity+and+positive+feedback+in+motor+circuits+in+organotypic+spinal+cord+slice+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Intrinsic activity and positive feedback in motor circuits in organotypic spinal cord slice cultures.</a> Eur. J. Neurosci. 30 (8), 1487-1497 (2009).</li>
<li>Bahrami, F., Janahmadi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibiotic+supplements+affect+electrophysiological+properties+and+excitability+of+rat+hippocampal+pyramidal+neurons+in+primary+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Iran.+Biomed+J%22%5BJournal%5D)">Antibiotic supplements affect electrophysiological properties and excitability of rat hippocampal pyramidal neurons in primary culture.</a> Iran. Biomed J. 17 (2), 101-106 (2013).</li>
<li>Mentis, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noncholinergic+excitatory+actions+of+motoneurons+in+the+neonatal+mammalian+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci+U.S.A.%22%5BJournal%5D)">Noncholinergic excitatory actions of motoneurons in the neonatal mammalian spinal cord.</a> Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A.. 20 (102), 7344-7349 (2005).</li>
<li>Tsang, Y. M., Chiong, F., Kuznetsov, D., Kasarskis, E., Geula, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+neurons+are+rich+in+non%E2%80%93phosphorylated+neurofilaments%3A+Cross%E2%80%93+species+comparison+and+alterations+in+ALS%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Motor neurons are rich in non–phosphorylated neurofilaments: Cross– species comparison and alterations in ALS.</a> Brain Res. 861 (45–58), (2000).</li>
</ol>

著者らは開示するものは何もない。

提示された手順のいくつかの要素は、正確で再現性のある実験の達成のための基本です。 MEAを、溶液の調製とスライス培養物の製造時の全てのステップは、層流フード内で無菌条件下で行われます。彼らは自発的活動14に影響を与えることができるため、抗生物質を栄養培地には適用されません。 MEAのコーティングの間に、最も重要な部分は、細胞外マトリックスゲル溶液が常に冷たいまま確認することです。それ冷蔵庫の中や、0℃に近い最高温度を確保するために、全体の手順のために氷の上にそれを維持解凍。スライス迅速な隔離の準備中および切片だけでなく、氷冷解剖バッファを使用して低温に注意を払っては健全な文化の割合が増加します。また、プラズマ/トロンビン凝固は最も重要なステップの1つです。まず、プラズマが正しくミヘ族であることを確認してくださいトロンビンでD。第二に、多国間環境協定へのスライスの適切な取り付けを確実にするために、できるだけ多くの残留物を除去することに特別な注意を払います。このステップは非常に時間に敏感です。タイムフレームが短すぎると、プラズマ/トロンビン混合物の過度に除去します。タイムフレームが長すぎると、凝集が既に残留プラズマ/トロンビンと共にスライスを除去する危険性を増大させる、起こりました。 機械的な病変が計画されている場合には、正確なデザインでのMEAを使用することが重要です。病変が意図されている領域は、電極、配線と絶縁体を含まないことが必要です。それ以外の場合は、MEAの電気系統が損傷されようとしているので、何のレコーディングはもう実行することはできません。 もう一つの重要なステップは、病変の大きさに関係します。これは、病変後に二人の若いのスライスを再接続すると、2日程度10を要することが以前に示されています。すべての実験のために、親指のルールは、スペースbetweことに使用しました病変後のスライスエンMEA溝（300ミクロン）の幅よりも大きくなるべきではありません。大きな病変サイズは、病変は、全く再接続大きすぎるされていない場合、再接続のための長い時間枠になるか、可能性があります。注釈を付けるには、前者の実験はさらに離れて非常に低い接続速度が1mmの結果より、2つのスライスの初期配置することを明らかにしました。 録音、室温に少なくとも10分の調整時間の開始前に、インキュベーターの、および細胞外溶液に、代わりに栄養培地の代わりに37℃を推奨します。これらの初期分間の活動パターンの綿密な観察は、測定データが記録を開始した適切後文化の崩壊パターンを表していることを保証します。 （チャンバーを記録し、アンプやアンプへの接続）活性の検出、データ収集、さらなる処理、手作りのハードウェアについては、ラボ内のプログラムVIEW、C ++とIgorProが使用されています。市販のMEAのセットアップおよびその他のソフトウェアパッケージは、これらの操作のためにも適しています。ここで、電極によって見られる信号は、1001倍に増幅された後、6 kHzの速度でデジタル化されています。 なぜなら、インビボで提示したモデルは、脊髄固有の接続を検査するために役立つツールとなることができ、それらは、繊維路を昇順と降順の干渉を受けずに勉強することは困難です。 2脊髄スライスの共培養は、エレガントに、この問題を回避することができます。培養物は、厳密に制御し、簡単に操作することができる微小環境を提供します。一方、脊柱上および感覚入力が不足していることは勿論です。さらに、培養調製方法は、CNS損傷の状況を表しています。アストロサイトとミクログリアのようなグリア細胞が増加増殖と病変に応答することが知られているので、組織を再編成ある程度ですされています。提示モードに関する機械的な損傷を実行した後、Lグリア性瘢痕の形成は観察されませんでした。 1つの説明は、アストロサイトの適応メカニズムが既に準備処理中にトリガされたことや文化の病変がさらに応答を生じなかったことが考えられます。また、ミエリン関連阻害剤、 例えばの関与の証拠はありません。、のNogo-A、老後に病変の文化の低い再生可能性に。しかし、ロリプラムは、スライス10の間で23 DIV増加機能的再生に病変を実行した後に直接起動ホスホジエステラーゼ4阻害剤による治療を示されました。これらの結果は、機能回復が古い培養物中で増加させることができることを示しています。病変部位を横切る軸索の数をカウントするときに顕著に、若い年齢で病変の文化や古い年齢で病変の文化の間には差が発見されませんでした。これらの知見は、軸索再生の欠如が主な理由Fではないことを示唆していますまたはしたがって、文化の中で後半の病変後の回復の損失とは、再生の機能解析を可能にするモデルの必要性を強調しています。シナプス形成とシナプス可塑性は、回復プロセス10において主要な役割を果たしている可能性があります。これらのメカニズムは、近年中に多くの注目を得て、それが今日では広く、彼らは脊髄損傷後の結果に大きな影響を与えることが認められています。したがって、単独でと非常に詳細にこれらのプロセスを調査するために安定した条件を提供するモデルは確かに脊髄の機能的再生に関する洞察を得るのを助けることができます。

中枢神経系（CNS）の器官型切片培養物は、神経発達の神経変性に到達する様々な生理学的および病理学的現象を研究するために広く使用されています。解離細胞培養物と比較して、器官のスライスは、無傷の細胞構築と地元のシナプス回路をより複雑にするという利点を提供します。同時に、組織は 、インビボのコンテキスト全体の複雑さが関与することなく、孤立したように分析することができます。また、選択したセルに簡単に繰り返しアクセスが保証され、細胞外環境を精密に制御することができ、通常、in vitroモデルは、 それらのインビボ対応よりも低コストです。近年、様々な研究が対応する生きている動物1,2対長期培養の発達プロファイル間の顕著な類似を発表しました。それは、様々なCNSレジオの神経回路が示されていますNSは、開発中に自発的なネットワーク活性を発現し、器官スライスが部分的にこの現象3-7を維持すること 。単離された脊髄調製物は、特にリズム生成6および神経回路1の形成を研究するために使用されています。 器官型スライスの自発的活動を記録する方法は、マルチ電極アレイ（MEAの）の上で培養するそれらです。これらのデバイスは、同時に多数の細胞からの活動電位によって生成された細胞外電位（マルチユニット記録）を監視することができ、複数の電極を含んでいます。 MEA記録の高い時間分解能が与えられた神経回路内の正確な活性の動態を再構築するために使用することができます。さらに、パッチクランプ技術とは対照的に、ニューロンは、それらの動作に影響されないという事実の長期測定し、結果を可能にする、非侵襲的です。 Fまたは、本研究の目的は、器官脊髄共培養およびマルチサイト記録の組み合わせは、脊髄内の機能再生を研究するために使用されました。成人高等脊椎動物の脊髄の損傷から回復する可能性が限られているので、別の戦略は、脊髄損傷後の再生を促進するために研究されています。これまでのところ、皮質脊髄路は、通常、調査のための選択のモデルシステムとなっています。これらの実験は、一般的に高価な時間のかかるであり、単一のグループ内の高い変動に起因する大型動物のコホートを必要とします。また、証拠が脊髄固有の接続（完全脊髄内に閉じ込めているニューロン）は、脊髄損傷8後の回復過程において極めて重要な役割を果たしうることを示唆しています。これらの繊維は、繊維路を昇順と降順の干渉を受けずに、生体内で勉強することは困難です。 BonniciとKapfhammer 9は、長手方向の脊髄を使用しました別のアプローチとして、出生後のマウスのスライス培養。機械的な病変を行った後、彼らは半定量的に脊髄セグメント間の軸索の形態学的再生を分析しました。彼らは成熟した年齢で切断培養における病変部位を横切る少なくはなく、なし、軸索を観察しました。 7日後に損傷 - これとは対照的に、若い段階で病変した培養物は、5軸索再生の高い量を表示しました。しかし、機能的な接続のための証拠が提示されませんでした。 したがって、機能的再生の調査を可能にする脊髄固有の繊維のインビトロモデルにおける代表の開発は、脊髄の再生過程についての知識を拡張するための貴重なツールになります。

<table><tbody><tr><td>平面多電極アレイ</td><td>Qwane Biosciences</td><td></td>は<td>、私たちの研究室の設計に従ってカスタムメイド</td></tr><tr><td>栄養培地</td><td></td><td></td><td>100 ml</td></tr>ダル<tr><td>ベッコス修正イーグルス培地</td><td>Gibco</td><td>31966-021</td><td>80 ml</td></tr><tr><td>馬血清</td><td>Gibco</td><td>26050-070</td><td>10 ml</td></tr><tr><td>蒸留、滅菌水</td><td></td><td></td><td>10 ml&nbsp;</td></tr><tr><td>神経成長因子-7S [5 ng/ml]</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N0513</td><td>200 &micro;l</td></tr><tr><td colspan="4">reconstituted in wash solution with 1% BSA</td></tr><tr><td>コーティング溶液</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>細胞外マトリックスゲル</td><td>BD Biosciences</td><td>356230</td><td>常に冷たく保つ必要があります。出生前および胚性ニューロン用に最適化された培地で1:50に希釈します</td></tr> 出<tr><td>生前および胚性ニューロン用に最適化された培地</td><td>Gibco</td><td>21103-049</td><td></td></tr><tr><td>洗浄液</td><td></td><td></td><td>[mg/L]</td></tr><tr><td>MgCl<サブ>2</サブ>-6H<サブ>2</サブ>O</td><td></td><td></td><td>100</td></tr><tr><td>MgSO<サブ>4</サブ>-7H<サブ>2</サブ>O</td><td></td><td></td><td>100</td></tr><tr><td>KCl</td><td></td><td></td><td>400</td></tr><tr><td>KH<サブ>2</サブ>PO<サブ>4</サブ></td><td></td><td></td><td>60</td></tr><tr><td>NaCl</td><td></td><td></td><td>8,000</td></tr><tr><td>Na2HPO4無水48</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>D-グルコース(デキストロース)</td><td></td><td></td><td>1,000</td></tr><tr><td colspan="4">http://www.lifetechnologies.com/ch/en/home/technical-resources/media-formulation.152.html</td></tr><tr><td>細胞外溶液(pH 7.4)</td><td></td><td></td><td>[mM]</td></tr><tr><td>NaCl</td><td></td><td></td><td>145</td></tr><tr><td>のプロトコルによるKCl</td><td></td><td></td><td>4</td></tr><tr><td>MgCl2</td><td></td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>CaCl2</td><td></td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>HEPES</td><td></td><td></td><td>5</td></tr><tr><td>Na-ピルビン酸</td><td></td><td></td><td>2</td></tr>グル<tr><td>コース</td><td></td><td></td><td>5</td></tr><tr><td>ブロッキング液</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>洗剤:Triton X-100</td><td></td><td></td><td>0.3%、飲み込むと有害</td></tr><tr><td>ウシ血清アルブミン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A9418</td><td>1%</td></tr><tr><td>ヤギ血清</td><td>Gibco</td><td>16210-064</td><td>5%</td></tr><tr><td>チキン血漿</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2366</td><td>凍結乾燥、洗浄液で再構成</td></tr><tr><td>Gabazine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>SR-95531</td><td></td></tr><tr><td>メカミルアミン塩酸塩</td><td>トクリス</td><td>2843</td><td>飲み込むと有毒</td></tr><tr><td>Micropipette</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td><td>MF28G-5</td><td></td></tr><tr><td>パラホルムアルデヒド</td><td></td><td></td><td>有害、4%</td></tr><tr><td>SMI-31</td><td>コーヴァンス</td><td>SMI-31P</td><td></td></tr><tr><td>SMI-32</td><td>コーヴァンス</td><td>SMI-32R-500</td><td></td></tr><tr><td>ストリキニーネ</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S0532</td><td>有毒</td></tr>トロン<tr><td>ビン</td><td>メルク ミリポア</td><td></td><td>1123740001 刺激性、感作性、洗浄液</td></tr><tr><td>で再構成組織培養フラットチューブ10(=ローラーチューブ)</td><td>テクノプラスチックプロダクツAG</td><td>91243</td><td></td></tr></tbody></table>

マルチ電極アレイ上に成長させた器官脊髄共培養における機能的再生の調査

Investigating Functional Regeneration in Organotypic Spinal Cord Co-cultures Grown on Multi-electrode Arrays

成体の高等脊椎動物は、脊髄損傷から回復する可能性が限られています。最近、固有脊椎接続が機能再生を改善するための介入の有望な標的であるという証拠が現れました。これまでのところ、固有脊髄線維の機能回復を調べる可能性を認めるin vitroモデルは存在しません。そこで、胚性ラットの2つの器官型脊髄切片を基に、多電極アレイ(MEA)上で隣り合って培養した代表的なモデルを開発しました。これらのスライスは成長し、in vitroで数日以内に、互いに対向する側面に沿って融合します。使用されるMEAの設計により、MEAに損傷を与えることなく、この融合部位を通じてメスの刃で病変を実行することができます。スライスは、通常はネットワークアクティビティバーストに編成された自発的なアクティビティを示し、バーストの起点の位置、その伝播の速度と方向、バースト間の待ち時間などの空間的および時間的なアクティビティパラメータを特徴付けることができます。これらの機能を使用して、両側間の同期バーストの量を計算することにより、スライスの機能的な接続を評価することもできます。さらに、記録後に免疫組織化学的染色を行うことにより、スライスを形態学的に分析することができます。
>jove_content<このモデルでは、使用された技術のいくつかの利点が組み合わされています：スライスは、元の組織構造を無傷の局所シナプス回路で大部分保存し、組織は容易かつ繰り返しアクセスでき、ニューロンの活動は高い時間分解能で多数のスポットで同時に非侵襲的に検出することができます。これらの特徴により、in vitroで脊髄内接続の機能的再生を高度かつ効率的に単離して調査することができます。

E14ラット胚の脊髄に由来する共培養物の機能回復の可能性を調べるために、病変は、8〜28 DIVの時間ウィンドウ内で行われました。 2〜3週間後に、自発的なニューロンの活動は、多国間環境協定（ 図1 C＆D）で記録しました。細胞外に記録された活動電位は、個々の電極（ 図1E）のためにオフラインで同定されました。ネットワークアクティビティプロットが続くラスタプロットが生成されたこれらのデータ（ 図1F）、から側（ 図1G）ごとに別々に総活性を可視化しました。各スライスでは自発的活動は通常バーストで構成されています。スライスが機能的に接続されている場合は、これらのバーストは1スライスから他に伝播することができます。したがって、2つのスライスの間の同期バーストの量を定量的に機能的な再生を測定するために、計算されました。どのように変換intの詳細について異なるプロットoを行い、同期活動の割合を計算するための式は導出したか、Heidemann ら 10を参照してくださいされています。 全ての実験において、活動はまず、標準的な条件下で記録しました。第2のステップでは、シナプスの阻害は、細胞外浴溶液にストリキニーネ（1μM）とgabazine（10μM）を加えることによりブロックしました。この脱抑制は、バーストの定義、したがって、スライス間のバースト同期の決意を容易に延長されたバーストとバースト間隔でより規則的な活動パターン、通常つながります。 若い年齢で病変文化-後期（&gt; 19 DIV）で病変文化が（ 図2のAを再生する能力の明らかな低下を示した（図7〜図9 DIV）は、2〜3週間後に病変同期活動の高い量を表示しました- F）。これらの知見は、その再生能力を示します脊髄切片培養において機能的接続の培養で3週間以内に、 インビボでのさらなる展開状態を示す、低レベルのために、 インビボでの胚の状態を表す、ハイレベルから低下します。 接続にはどのようなものは、実際には2つのスライス間のバースト同期に関与していますか？脊髄固有の接続に加えて、繊維は、運動ニューロンまたは後根神経節ニューロンから発生する可能性があります。これは、後根神経節ニューロンは、脊髄の切片10との間の機能的結合に関連しないことが以前に示されています。しかし、運動ニューロンの関与は可能性が残りました。運動ニューロンのニコチン性受容体13を介して脊髄ニューロンへのコリン作動性の接続を形成することが知られているので、脊髄の共培養物の活性は8 DIV、培養物は高度に同期活動10を示し 、時間、およびニコチンアンタゴニストMecamで記録しましたイルアミン（MEC、100μM）は、細胞外浴溶液に添加しました。 2つのスライスとの間の接続における運動ニューロンの参加は、同期活動の減少割合をもたらすであろう。しかし、これはそうではなかった（MEC：91.0±4.5％、N = 7;対照：93.6±4.6％、N = 7、P&gt; 0.05、ウィルコクソンのマッチドペア検定）。これらの結果は、コリン作動性シナプスは、スライス間の機能の接続には寄与しないことを示唆しています。運動ニューロンはまた、CNS 11,15内のシナプスでのグルタミン酸を放出することが示されているので、これらの実験は、完全にそれらの関与を排除するものではありません。 運動ニューロンを同定するために、SMI-32と非リン酸化神経フィラメントHに対する免疫組織化学的染色を行いました。彼らは、スライス（ 図3A）に分布し、運動ニューロンのための代表的ないくつかのラベルに大きな細胞体を、明らかにしました。 SMI-32抗体はmotoneuroの細胞体を標識することが報告されていますNS 12と、この発見を使用しても文化13にも当てはまります。また、B-IIIチューブリンまたはのNeuNに対する一般的な神経細胞体の染色、 例えば、同様にグリア細胞体、 例えば 、GFAP抗体によるアストロサイトは、他の報告と一致していると、これらの細胞型の形態学的記述と一致しています（ 図3のB - D）。それにもかかわらず、SMI-32抗体を用いた軸索の標識は（ 図3E）についてです。予想に反し、この抗体を使用した場合、繊維の巨大なネットワークが表示され、それがリン酸化された神経フィラメントH（ 図3F）をラベルのSMI-31染色のようになります。この結果の一つの解釈は、ニューロフィラメントのリン酸化/脱リン酸化の発生調節がin vivoでの状況と比較して使用した培養物のようにタイトではないことが考えられます。同じ軸索におけるリン酸化および非リン酸化神経フィラメントの混合発生が正しくありませんでしたこの知見AIN。別の可能性は、SMI-32ラベルされた軸索は投射ニューロンから発生するということです。ツァンや同僚16は、 例えばは、クラークの列と中間外側セル列ニューロンは運動ニューロン以外に、SMI-32で染色されることが示されています。このようなニューロンの発音神経突起の増殖はまた、SMI-32陽性線維の豊かさを説明することができます。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/53121/53121fig1.jpg" /> 図1.ディスプレイと自発的活動の分析。（A）MEAのダイアグラム。プラチナ覆われた電極は、黒、赤、透明ワイヤと黄色で、MEAの中央にある溝に描かれています。 （B）、MEAの中心部に位置する電極アレイのクローズアップ。図は親切に博士M. Heuschkelによって提供されています。 （C）8 DIV古いculturの明視野像E。スライスが成長し、互いに対向する辺に沿って融合しています。黄色のバーは、MEAの電極 - 絶縁フリー溝を表します。実験のスケールバー= 400μmの（D）のタイムライン。 E14ラット胚の二つの脊髄切片を、MEAの上に隣同士に配置されています。数日以内に、スライスは、互いに対向する辺に沿って成長し、ヒューズ。 8の時間枠で - 28 DIV、完全な病変が融合部位を介して実行されます。 2〜3週間後に自発的な活動が記録され、培養物は、免疫組織化学的染色のために固定されています。 （E）23 DIV古い文化の各個別電極の自発的活動の痕跡。明確に可視化するために、すべての第2のトレースのみが示されています。オレンジ色のトレースは、左側から右側のスライスから記録された活動、青色トレースを示しています。バーストのほとんどは、両者の間に同期されます。左スライスpのみで発生するバーストに矢印ポイントartially右スライスに伝播。右のスライスでの活動は、しかし応じ側の平均最大ピーク活性の少なくとも25％の選択されたしきい値に達しなかったため、バーストとして検出されません。右の倍率が最後に同期バーストのペアを示しています。 （E）に示す活動の（F）ラスタープロット。 （E）に示す活動の定義されたバースト（ベースライン下のバー）と（G）ネットワークアクティビティプロット。 Heidemann らから適応。10。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53121/53121fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/53121/53121fig2.jpg" /> 図2.わけではありません同期活動に対する同期。（A、B）の文化のラスタープロットがlesione若い年齢でD（7時- 9 DIV）、標準的な条件（A）と脱抑制下（B）の下で同期活動を示します。 （C、D）の標準的な条件（C）および脱抑制下（D）下にない同期活動を示す（&gt; 19 DIVで）昔の年齢で病変の文化、のラスタプロット。同期活動の（E、F）の平均割合は、標準的な条件（E）および脱抑制下（F）の下で記録された各個々の病変日のためにプロットしました。 3週間病変の日の後 - 記録は2を撮影しました。 Heidemann らから適応。10。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53121/53121fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/53121/53121fig3.jpg" /> Figure 3.免疫組織化学的キャラクタリゼーション。SMI-32との運動神経細胞体の（A）染色。 （B）は、成熟神経細胞体とそのプロセスのβ-IIIチューブリンラベル。 （C）GFAPとアストロサイトの同定。 （D）のNeuNと成熟した神経細胞体の標識。 SMI-31で識別される非リン酸化神経フィラメントH.（F）リン酸化ニューロフィラメントHの（E）SMI-32染色。 Heidemann らから適応。10。両方、SMI-31およびSMI-32で、繊維の大規模なネットワークは、培養で表示されていることに注意してください。バーAD = 20ミクロン、H＆F =100μmである。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53121/53121fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a>

ここでは、in vitroでの脊髄固有の接続の機能的再生を研究するために、マルチ電極アレイ上で培養脊髄スライスに基づいてされているプロトコルを提示します。

Adult higher vertebrates have a limited potential to recover from spinal cord injury. Recently, evidence emerged that propriospinal connections are a ...

本実験の全体的な目的は、マルチ電極アレイ（いわゆるMEAS）を用いて、器官型脊髄共培養における脊髄内接続の機能的再生を研究することです。これは、異なる脊髄セグメント間の脊髄内接続を模倣するために、2枚の脊髄横断面スライスをMEAS上で隣接させて培養することで達成されます。in vitroにおいて、これらのスライスは成長し、培養開始から数日で互いに接している側面で融合します。第2ステップとして、培養から異なる経過時間の後に病変を作製します。これにより、スライスが完全に分離されます。次に、培養物をインキュベーター内で少なくとも2週間静置します。脊髄ネットワークに再生時間を設けることで、2つのスライス間の活動バーストから、若齢期に病変を作製した培養系は機能的再生の潜在能力が高い一方で、高齢期に病変を作製した培養系ではこの能力が明らかに低下していることが示されます。膜上のスライス培養、解離培養、あるいはBSA（脳幹スライス）などの既存の手法に対する本手法の主な利点は、組織型培養とマルチ電極アレイを組み合わせることで、脊髄の微小環境における再生の機能的側面を、直接的な実験的アクセスを伴いながら評価できる点にあります。まず、ここに示すような既製品のマルチ電極アレイを購入するか、自作します。マルチ電極アレイを、100%エタノールで30秒間2回、70%エタノールで1回、その後蒸留水で2回すすいで滅菌します。乾燥後、10〜12個のアレイをガラス製ペトリ皿に入れ、120 °Cで20分間オートクレーブ処理した後、蓋を閉じます。各マルチ電極アレイを、個別の滅菌済み35 millimeterペトリ皿に入れます。冷却したピペットをフリーザーから取り出します。それを用いて、冷却した細胞外マトリックスコーティング溶液150 microlitersを電極の上に滴下します。ペトリ皿の蓋を閉じ、アレイを室温で1時間インキュベートします。約10分後、電極の上に気泡がないかを確認し、ゴム製のスパチュラで慎重に取り除きます。必要に応じて、すべての気泡が消失したかを確認してください。次に、コーティング溶液を吸引します。出生前および胚ニューロン用に最適化された培地でeraseを洗浄し、その後、滅菌蒸留水で2回すすぎます。すすぎが終わったら、室温で乾燥するまで放置します。母体から摘出した直後に、脱頭したE 14ラット胚を、滅菌済みの冷やした洗浄液を満たしたペトリ皿に移します。メスを用いて、後肢の上方で一度、また4本の肢の上方でもう一度、完全に横方向に切断し、肢を体から取り除きます。次に、前額面で切断し、内臓と脊髄を含む背側部位を分離します。次に、脊髄を含む背面片を1つずつマウンティングディスクに移します。組織チョッパーを用いて、脊髄を225から250ミクロンの厚さに切断します。その後、切断した組織に洗浄液を1滴滴下し、切片を滅菌済み冷却洗浄液を満たした35 mm × 10 mmのペトリ皿に移します。各スライスの脊髄を、残存組織から切り離します。この際、後根神経節が付着したままになるよう注意してください。その後、スライスを、滅菌済みの冷却洗浄液を満たした35 mm × 10 mmのペトリ皿に移します。その後、スライスを4°Cで1時間静置します。コーティング済みマイクロ電極アレイが入ったペトリ皿を実体顕微鏡下に設置します。アレイに焦点を合わせ、中心に配置します。電極アレイ上に6 µLのニワトリ血漿を滴下します。小型スパチュラを用いて、2つの脊髄切片の腹側同士が向かい合うようにして、慎重に血漿ドロップレットの中へ滑り込ませます。次に、ニワトリ血漿ドロップレットの周囲に8 µLのトロンビンを添加します。次に、ピペットチップを使用して、チキン血漿とトロンビンの混合液を注意深く混ぜ合わせ、広げます。混合液が粘り気を帯びて凝固し始める直前に、余分な液体を吸引し、ペトリ皿に蓋をして加湿チャンバーに入れます。このチャンバーを37°Cのインキュベーターに約1時間置いてください。インキュベーション後、サンプルに10 µLの栄養培地を注意深く加えます。ペトリ皿に蓋をし、さらに45分間インキュベーターに戻します。次に、各マルチ電極アレイ培養アセンブリをローラーチューブに入れ、3 mLの栄養培地を加えます。蓋をしっかりと閉め、ローラーチューブをローラードラムに入れます。滅菌済みのゴムチップ付きピンセットを用い、インキュベーター内（37 °C）でドラムを1〜2 RRP Mの速度で回転させます。ローラーチューブからマルチ電極アレイ培養アセンブリを取り出し、実体顕微鏡下でペトリ皿に移します。組織に焦点を合わせ、2つのスライスが融合していることを確認します。次に、アッセンブリを固定し、マルチ電極アレイの溝にメス刃を配置します。組織切片に近づけてください。メスをほぼ水平に持ち、そこからメスハンドルを持ち上げます。ただし、メス刃をアレイの溝に沿わせ、ベースからチップに向かって転がるようにして組織を切断し、溝全体を覆うようにします。必要に応じて、25ゲージの針先を用いて残存している組織の結合を切り離します。この際、溝の中の領域のみで作業し、脆弱な端部分に触れないように注意してください。マルチ電極アレイ培養アセンブリをローラーチューブに戻し、培養液として3 mLの新鮮な栄養培地を添加します。その後、ローラーチューブを37 °Cのインキュベーター内のローラードラムに戻します。マルチ電極アレイ培養アセンブリを記録チャンバーに取り付け、アレイに約500 µLの細胞外液を投与します。次に、アセンブリを顕微鏡に装着します。システムが安定するまで10分間待ち、その後、各活動検出電極から10分間、基本的な自発活動を記録します。細胞外条件が安定していることを確認するため、記録を計2回繰り返します。必要に応じて、各記録セッション後に細胞外液を交換してください。1 µMのstrychnineと10 µMのgazinを含む細胞外液を添加してネットワークの脱抑制を行い、電気活動の記録を開始するまで少なくとも2分間待機し、E14ラット胚の脊髄由来共培養系の機能的回復の可能性を調査した。病変はin vitroで8日から28日の期間に作成した。その2〜3週間後に、自発的な神経活動を記録した。マルチ電極アレイを用いて、まず生データをラスタープロットに変換し、続いてネットワーク活動プロットを作成することで、各スライスの側ごとの総活動を個別に可視化します。自発活動は通常、バースト状に構成されます。ここでは、若年期に分離された脱抑制スライスにおいて、機能的に接続されている様子が示されています。一方、高齢期に分離されたものは、非同期であるように見えます。この情報を用いて、さまざまな週齢におけるスライス間の同期バースト量を決定し、本手順に従ってここに示すように可視化することができます。2つの脊髄4分の一スライス間の機能的接続にどの細胞型が寄与しているかといった追加の疑問に答えるために、免疫組織化学的染色などの他の手法を実施することが可能です。

investigating-functional-regeneration-organotypic-spinal-cord-co

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

新生児げっ歯類の脊髄の電気生理学的記録を測定するために使用される細胞外吸引電極の製造と使用のデモンストレーション...

脊髄電気生理学II：細胞外吸引電極の作製

神経突起伸長アッセイのためのコラーゲンゲルのチックStatoacousticガングリオンと脊髄の外植片の解剖と文化

このビデオは、内耳から螺旋神経節外植片を分離し、それらを多電極アレイ上でコルチ器官と共培養するプロセスを示しています。螺旋神経節は慎重に抽出され、より小さな組織切片または外植片に切片化されます。これらの外植片は、多電極アレイの活性領域で培養され、ニューロンプロセスの伸長を促進します。...

多電極アレイ上でのマウススパイラル神経節ニューロン外植片の培養

このビデオは、多電極アレイ(MEA)ベースのアッセイを使用して、固有脊髄接続の機能再生を示しています。脊髄スライスはMEA上に配置され、融合することができます。融合したスライスは、病変を作成することによって機械的に分離され、固有脊髄ニューロンが病変上で成長し、スライスを結合するように誘導されます。スライスの電気的活動を評価して、機能的な接続の再生を特定します。...

多電極アレイを用いた脊髄切片間の機能的接続の再生の研究

このビデオは、初期段階のニワトリ胚の前脳からニューロンを分離し、微小電極アレイ上でニューロンネットワークを形成する方法を示しています。...

多電極アレイ上でのニワトリ胚性ニューロンの単離と培養

このビデオは、多電極アレイまたはMEAデバイスを使用してキャプチャされた、脊髄切片の器官型共培養からの電気生理学的記録を示しています。これらの記録は、スライス間のニューロン再生を評価します。観察された同期した電気的活動は、神経再生の成功を裏付けています。...

共培養脊髄切片におけるニューロン再生を評価するための電気生理学的記録

このビデオでは、多電極アレイ(MEA)を使用して3D共培養球のシナプス生理機能を測定する手順を示しています。この方法により、3D球体内のニューラルネットワークダイナミクスとシナプスネットワークバースト活動を理解することができます。...

多電極アレイを用いた3D共培養球のシナプス生理機能の測定

私たちは、ニューロンの応答プロファイルを研究し、刺激パラメータを最適化するために、多電極アレイ上で一次マウススパイラル神経節ニューロン外植片を培養するためのプロトコルを提示します。このような研究は、人工内耳のニューロン電極インターフェースを改善して、患者の聴覚とデバイスのエネルギー消費に利益をもたらすことを目的としています。...

マルチ電極アレイ上のらせん神経節ニューロン外植片培養と電気生理学

ヒト誘導多能性由来のアストロサイトとニューロンおよびそれらの共培養を電気生理学的記録のために脊髄に分化させる方法を記載する。...

領域特異的ヒト多能性幹細胞由来アストロサイトおよびニューロンを用いたALSモデリングのための電気生理学的基盤の確立

この論文では、神経幹細胞を移植した脊髄器官型スライスを長期間生成および維持するための再現性のある方法を提供し、細胞置換療法をテストするための ex vivo モデルとして提供します。...

脊髄損傷における細胞移植を検証するためのプラットフォームとしての長期マウス脊髄器官型スライス培養

ヒト多能性幹細胞由来脳アッセンブロイドを用いたてんかんモデリングのための多電極アレイプラットフォーム

学ぶマルチ電極アレイを用いた器官脊髄共培養における機能的再生の評価法。早期損傷で再生能が高く、神経科学と再生医療の研究に有用です。

マルチ電極アレイ上に成長させた器官脊髄共培養における機能的再生の調査

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