Name: プライマリのグリア細胞の in Vitro Neuroinflammation のモデリングのための三次元ハイドロゲル文化を改善 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-12-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 19 s
Description: 学ぶラット脳由来グリア細胞の三次元ハイドロゲル培養法。アストロサイト、ミクログリア、オリゴデンドロサイトをHAMAハイドロゲルで封入し、神経炎症モデリングと細胞形態の高品質イメージングを実現する革新的プロトコルです。

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著者は、金融サポート レベル、CFI、AIHS、アルバータ州健康サービス、および脳研究のため Davey 基金から感謝しています。

1 日目スプレイグ ドーリー仔、斬罪に、安楽死から脳組織抽出のためのプロトコルは、動物愛護とアルバータ大学利用委員会によって承認されました。
1. ミクログリアやアストロ サイト分離67,68
メモ: 分離および細胞培養のためのすべてのメディアは水浴中で 37 ° C に予熱します。ハンクの平衡塩溶液 (HBSS) が 1% ペニシリン-ストレプトマイシン (PS)。すべてダルベッコ修飾、栄養混合物 (DMEM/F12) は 10% 牛胎児血清 (FBS) と 1% ペニシリン-ストレプトマイシン (PS) 補われるハムの f12 キーでワシのメディアです。トリプシンと唯一の混合物は、政府短期証券を欠いています。このプロトコルのすべての材料、滅菌 (フィルター、アルコール、購入、およびオートクレーブ) とバイオ セーフティ キャビネットの無菌技術におけるステップ数 1.8 以降のすべてのステップが実行されます。
<ol><li>脳あたり 15 mL 12.5 mL DMEM/f12 キー 50 mL コニカル遠沈管、37 ° C と 1 mM エチレンジアミン四酢酸 (EDTA) 15 mL コニカル遠心管中で 0.25% トリプシンの約 2 mL の HBSS 予熱します。DMEM/f12 キーの追加 25 mL を加熱します。暖かいトリプシンは、約 10 分前の酵素活性の損失を防ぐために使用します。</li>
	<li>滅菌は、6 に十分な暖かい HBSS を注ぐと 10 cm の培養皿表面をカバーします。すべての 2 つの頭脳の 1 つの 10 cm 皿に加えて追加 6 cm 皿を準備します。</li>
	<li>各 10 cm2皿 (図 2 a) に最大 2 つの脳を配置します。</li>
	<li>解剖顕微鏡の下で脳幹と小脳正中線に沿って野を分離するのに曲線と直線の鉗子を使用します。これは、脳 (図 2 b) あたりの組織の 3 つのセクションを生成します。</li>
	<li>組織と別の培養皿に残りのティッシュを転送、破棄の各セクションから血管を含む組織の薄く、半透明な層 (髄膜) の皮をむきます。鉗子で組織カットによって公開される薄層をつかんで、慎重に主要な部分は ' をオフにぶら下がって' 脳組織まで。最後に優しく揺さぶることによりこの部分を削除します。図 2を参照してください-2Eこの手順中に、前後の代表的なイメージに。</li>
	<li>バイオ セーフティ キャビネットの慎重に維持組織培養皿から残り HBSS を削除します。メスで組織を漬け込むし、組織をトリプシンに予め温めておいた 15 mL チューブに転送します。</li>
	<li>この管組織を酵素によって消化する 37 ° C バスで 25 分間、インキュベートします。</li>
	<li>室内温度で 2 分間 500 x g でダウン チューブを遠心し、上清を注ぐ。</li>
	<li>10 mL の血清ピペットを使用して、組織を分割する、トリプシンを不活化し、ソリューションを 5 回カップ刻んだ温かみのある DMEM/F12 の 10 mL を追加します。</li>
	<li>室内温度で 2 分間 500 x g でダウン チューブを遠心し、上清を注ぐ。</li>
	<li>10 mL の血清ピペットを使用して、暖かい DMEM/F12 の 10 mL にペレットを再停止し、ソリューションを 50 mL の円錐形遠心管に転送します。</li>
	<li>ソリューションを 3 回カップ刻んだ、18 g 針、10 mL の注射器を使用して、します。</li>
	<li>暖かい DMEM/F12 脳あたり 12.5 mL の単位にこのソリューションを配布します。</li>
	<li>12 ウェル プレート (1 脳あたり) に摩砕液のピペット 1 mL ずつ。</li>
	<li>加湿細胞文化のインキュベーターで CO2を 37 ° C、5% で孵化させなさい。3 日後、メディアを交換し、その後三日メディアを更新します。2 週間後、実験用セルを収集できます。</li>
</ol>2. Macromer 合成69
<ol><li>50 mL の円錐形遠心管中 375 mg ヒアルロン酸 (HA) 塩の重量を量る、37.5 mL の蒸留水を追加します。</li>
	<li>1 分の vortexer のソリューションをフラッシュし、同種が表示され、そのゲル状の粘性を失うまで混合物を超音波照射します。6 時間かかる場合があります。</li>
	<li>転写液を 100 mL のビーカーには棒 (38 mm)、攪拌し、室温で積極的にかき混ぜます。</li>
	<li>慎重に、pH は、8 と 12 の間安定するまでは混合 HA と ph 試験紙で測定に 5.0 メートル naoh 水溶液を滴定します。</li>
	<li>保管中に窒素で覆われた新鮮なメタクリル酸 (MA、94%)、3 mL を収集します。 注: MA は長期間にわたって大気中にさらされる (日) の反応性が失われます。 注意: MA のすべての使用は、ヒューム フードでされるべきであります。</li>
	<li>混合の HA ソリューションに MA の 200 μ L を追加します。反応は、8 以下の溶液の pH を低下させます。</li>
	<li>MA の 3 mL がソリューションに追加されるまで、手順 2.4 〜 2.6.1-2 h までかかる場合があります。</li>
	<li>一晩で 4 ° C、混合せずに続行する反応を許可します。</li>
	<li>ソリューションを 500 mL のビーカーに冷たいエタノール (エタノール) の 400 mL に転送でき、4 ° C で 24-72 時間降水量56
</li>
	<li>慎重に処分、別のビーカーにソリューションの主要な部分をデカントし、50 mL の円錐形遠心管内の沈殿物を収集します。これは、必要に応じて 2 4 管の配布があります。</li>
	<li>部屋の温度と上澄みの dispose で 2 分間遠心分離機で 200 x g でチューブを遠心します。</li>
	<li>冷 EtOH でチューブをトップ、ソリューションを混ぜて 1 分 vortexer ステップ 2.10 2.11 を繰り返します。</li>
	<li>無菌純水 25 mL を追加、ソリューションを混ぜて 1 分 vortexer、超音波 (> 20 kHz) 1 h の 4 ° C で一晩インキュベートし、。</li>
	<li>15 分間または凍結まで-80 ° C のフリーザーのソリューションを配置またはフラッシュを液体窒素で凍結します。 注意: 液体窒素を使用する場合、保護手袋、顔面シールド、エプロンを使用します。</li>
	<li>凍結乾燥 (0.1 mBar、-30 ° C) の下 24-48 h 用のチューブ雪のような粉が作成されるまで。</li>
	<li>この時点で HA バックボーンにメタクリル酸陽子 (6.1 5.6 ppm にピーク) メチル プロトン (1.9 ppm、基準の量を確認できる、 1H 核磁気共鳴による純度のサンプルをテストします。95% メタクリル酸メチル プロトンへの最小比は許容されます。69
</li>
</ol>3. ゲルの形成と 3 D カプセル65
<ol><li>
Coverslip と金型を製作
	<ol>
<li>2% の水溶液 50 mL の蒸留水を作る 3-(構築) プロピル メタクリル酸 50 mL の円錐形遠心管中。</li>
		<li>ソリューションと室温で 1 h の岩に 18 mm ガラス coverslips を配置します。50 coverslips まで一度に追加することができます。</li>
		<li>直列それぞれ 3 ビーカー 100 mL の脱イオン水に浸漬による coverslips をすすいでください。</li>
		<li>真空デシケータとオーブンで一晩 40 ° c で coverslips を乾燥させます。</li>
		<li>すぐに 70% の個々 coverslips を浸す鉗子のエタノール。</li>
		<li>乾燥なし 12 ウェル プレートのウェルに各 coverslip をドロップします。</li>
		<li>洗浄し、無菌脱イオン水 (井戸あたり 1 mL) の各ウェルを吸引します。</li>
		<li>各ウェルに滅菌 2 μ g/mL ポリ-L-リジン (PLL) の 1 つの mL を追加し、インキュベート > 2 h。</li>
		<li>PLL ソリューションを吸引し、乾燥空気に coverslips を許可します。</li>
		<li>ジメチルビニル シロキサン (PDMS) 金型 (図 1参照) で 70 %etoh、各 coverslip の中心に 1 つの場所を浸すし、乾いた空気で乾燥させてカビとガラスの間のシールを作成します。<ol>
<li>PDMS の金型を準備するには、平底スチロール皿に 10:1 の比率で PDMS プレミックス試薬を鋳造します。準備 PDMS の数量を選択して、シートの厚さは約 1 mm をもたらします。内径 10 円パンチでシートをカット、PDMS のフォーム井戸。</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
セル準備 注: バイオ セーフティ キャビネットで無菌プロトコルのすべてのステップが実行されます。リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) ソリューションは、すべてのステップのための pH 7.4 に調整されます。<ol>
<li>浜でセル封止前に 24 h は、12 ウェル プレートで (ステップ 1.15) から 2 週間の一次文化のための媒体を更新します。DMEM/f12 キーの 1 つの mL を追加 (10 %fbs と 1 %ps) ウェルあたり中。</li>
		<li>細胞の各 12 ウェル プレート準備希薄トリプシン (DMEM/F12 メディアでの 0.25% トリプシン-EDTA 希釈 30%)、12.5 mL、25 mL DMEM/F12 (10 %fbs と 1 %ps)、37 ° c 水のお風呂では暖かい。</li>
		<li>10 mL の血清ピペット (ウェルあたりの > 0.5 mL) を使用して板から馴化培地を収集、徹底的に残りの液体を吸引し、まで希薄トリプシン (0.075% トリプシン-EDTA) (37 ° C、5% CO2) インキュベーターで 20-30 分のための井戸あたり 1 mL に置き換えますコンフルエントの細胞の層は、プレートからデタッチします。</li>
		<li>(単一の浮動小数点部分として表示される) 1 mL ピペットで物質を懸濁細胞を回復し、15 mL の円錐形遠心分離機管の収集します。DMEM/F12 の相当量に希釈 (10 %fbs と 1 %ps) と 200 x g で上清を廃棄、常温で 2 分間遠心します。</li>
		<li>DMEM/F12 を暖かく 10 mL の細胞ペレットを再懸濁します (10 %fbs と 1 %ps) 5 回 10 mL のピペットで細胞をカップ刻んだし、2 分間 200 × g で遠心分離します。</li>
		<li>上清をデカント、5 mL の細胞を再停止 DMEM/F12 を暖かいし、50 mL の円錐形遠心管にセルを転送します。</li>
		<li>18 g 針、10 mL の注射器を使用して、3 回の細胞液をカップ刻んだし、新しい円錐形遠心管にセル 40 μ m ふるい懸濁液をフィルターします。</li>
		<li>細胞懸濁液の 10 μ L を収集、暖かい DMEM/f12 キー、および自動化された細胞カウンター カウント細胞 1: 100 希釈</li>
		<li>カプセル化のステップまで 37 ° C の水浴で孵化させなさい。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
電池封止材 注: バイオ セーフティ キャビネットで無菌プロトコルのすべてのステップが実行されます。<ol>
<li>3 D の各 12 ウェル プレートのヒドロゲル暖かい DMEM/F12 12.5 mL とセル準備の中に収集されたエアコン DMEM/F12 メディアの 12.5 mL。</li>
		<li>メタクリ レート化ヒアルロン酸 (浜) を最終濃度 0.5 %wt/巻溶解濃度 (2 %wt/巻); フィルター滅菌 PBS でこの浜に必要な量の重量を量る最終濃度の 4 倍濃度は細胞とその他の試薬の追加に対応するため利用されています。1 ゲル 12 ウェル プレート 7 mg 浜 ~ 350 μ L の PBS を必要があります。</li>
		<li>超音波 (> 20 kHz) ソリューション浜は 60 分のために完全に溶解するまで。</li>
		<li>トリエタノールアミン (TEA)、1-ビニル-2-ピロリジノン (NVP) の個々 の 10% 溶液と 1 mL 滅菌 PBS pH 7.4 の因数で 1 mM ソリューション エオシン Y (EY) を準備します。</li>
		<li>1 つ 12 ウェル プレート、ためにを作る 1 x 10 の最終の 1.4 mL 混合7セル、0.5 %wt/巻浜 (2 %wt/巻 350 μ L)、0.1% 紅茶 (10% の 14 μ L)、0.1 %nvp (10% の 14 μ L)、0.01 mm EY (1 mm 14 μ L)、と 20% 混合基底膜 (株式 280 μ L)。残りのボリュームは、PBS です。</li>
		<li>優しくソリューションをミックスし、それぞれの PDMS 型 1 mL 先端に 100 μ L をピペットします。</li>
		<li>高輝度緑色 LED ライトのサンプルを公開 (~ 520 nm、60 mW、囲まれた 20 cm × 20 cm × 20 cm のボックスの) 部屋の温度で 5 分間。</li>
		<li>12 ウェル プレートに暖かいエアコン DMEM/F12 の井戸あたり 1 mL を追加します。</li>
		<li>各 coverslip の親指と人差し指の間を把握、ゆっくり PDMS 金型をゲルがずれないように注意しながらピンセットではがすし、馴化培地と同様にそれを置きます。</li>
		<li>追加 1 mL を追加 DMEM/f12 キーを各ウェルに暖かい。</li>
		<li>5% CO2と 37 ° C でプレートを 2 週間、各井戸からメディアのピペット 1 mL を毎週携帯メディアをリフレッシュし、1 mL DMEM/f12 キーに置き換えるにインキュベートします。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 顕微鏡
<ol><li>
免疫細胞化学 注: 倒立共焦点顕微鏡を用いてこれらのサンプル画像し、ImageJ だった処理し、画像を表示するために使用します。ミクログリアやアストロ サイト、オリゴデンドロ サイト、核は、浜文化で 3 週間後ラベルがされます。<ol>
<li>37 ° C バースの PBS 緩衝ホルマリン 10% (pH 7.0) を予熱します。 注意: ヒューム フード外にホルマリンを使用できます、この材料は、組織と反応は、ケアと手袋を常に処理する必要があります。それは別々 に処分をする必要があります。</li>
		<li>慎重に各ウェル プレートやピペット 1 mL の 10% ホルマリンからメディアを吸い出しなさい。</li>
		<li>37 ° c 20 分間 5% CO2で板を孵化させなさい。</li>
		<li>各板から液体を吸引ピペット 2 mL の PBS (pH 7.4) を各ウェルに、15 分間インキュベートします。</li>
		<li>4.1.4 の手順を 2 回繰り返します。</li>
		<li>プレートから液体を吸引 10% 通常の馬血清 (NHS) と 0.5% トリトン X-100、PBS の井戸あたり 1 mL を追加して、最低速度でゆっくり岩) 1 時間。</li>
		<li>4.1.4 のステップを 3 回繰り返します。</li>
		<li>液を吸引し、PBS で次の混合物の井戸あたり 1 mL を追加: ウサギ イオン化カルシウム結合アダプター分子 (Iba1) 1:1, 000, グリア線維性蛋白 (GFAP) 1:5, 000 を鶏、マウス 2', 3'-サイクリック-nucelotide 3'-ホスホジエステラーゼ (CNPase) 1:1, 000, 1 %nhs、および 0.1% セル穿孔界面活性剤。4 ° C で一晩、プレートをできるだけ穏やかに揺れます。</li>
		<li>間に、3 回と 1 時間孵化 4.1.4 手順を繰り返します。</li>
		<li>液を吸引し、PBS で次の混合物の井戸あたり 1 mL を追加: 647 nm 励起ロバ抗家兎抗体 1: 200、546 nm 励起ヤギ抗にわとり抗体 1: 200、488 nm 励起ロバ抗マウス抗体 1: 200、1 %nhs、縮尺ブルー核染色。優しくロッキング プレート、1 時間室温で孵化させなさい。</li>
		<li>間に 3 回 1 時間孵化とステップ 4 を繰り返します。</li>
		<li>ゲルを保持するには、バッファーを吸引 1 分ピペット メディアをマウントをマウント培の 0.5 mL 中に没頭し、ガラスの間の層を作成するゲルの上に coverslip をそっと置きます。ヒドロゲルの乾燥を防ぐ coverslips の覆いを取られた側に取り付け中の少量を追加します。 注: トラブルシューティング目的のゲルはステップ 4.1.11 でイメージングすることができます。さらに処理する前に適切なラベルを参照してください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
走査型電子顕微鏡 (SEM) 注: ヒドロゲルを視覚化し、走査型電子顕微鏡を使用してこれらのサンプル画像します。<ol>
<li>37 ° C の水浴中の PBS (0.1 M) で 2.5%, グルタルアルデヒドおよび 2% パラホルムアルデヒドの固定混合物を予熱します。 注意: これらの試薬は、組織反応性の高いケアと手袋で処理する必要があります。彼らは発煙のフードで可能な限り処理して個別に破棄します。</li>
		<li>細胞培養皿から培地を吸引し、予熱定着性混合物の 1 つの mL を追加します。</li>
		<li>37 ° c 20 分間 5% CO2で板を孵化させなさい。</li>
		<li>一晩 4 ° C (冷蔵庫・ クーラー) でプレートを配置します。</li>
		<li>井戸から固定液を吸引し、1 mL の PBS を追加します。</li>
		<li>各板から液体を吸引、2 mL の PBS を各ウェルを追加し、15 分間インキュベートします。</li>
		<li>4.2.6 のステップを 2 回繰り返します。</li>
		<li>PBS を吸引し、1% オスミウム四酸化各ウェルに PBS でバッファーの 1 つの mL を追加します。 注: サンプルに乾燥するまでこの手順および以降の手順で実行されますヒューム フード。</li>
		<li>固定液体から 30 分オスミウム蒸気は同じプレートで他のサンプルを修正できるために発生することを許可します。したがって、それに応じてサンプルを分割このステップの前に。 注意: 四酸化オスミウムは高い組織と反応し、揮発性です。それは危険であり、手袋で発煙のフードで処理する必要があります。それと即時洗浄する必要があります処分別途。</li>
		<li>4.2.6 のステップを 3 回繰り返します。</li>
		<li>液体を吸引し順番では、下の一覧に脱水の混合物を追加し、示された時間 (室温) 孵化させなさい。まず徐々 にエタノール (エタノール) はそれから続いたヘキサメチルジシラザン (HMDS) を追加します。各増分の表 2を参照してください。 注: HMD を追加する際、coverslips 強くプラスチックに付着できを削除する非常に困難になります。これは、HMD の最初のアプリケーションの後ガラス スリップの下で小さなプラスチック製プラットフォームを配置することによって防ぐことができます。2 番目の EtOH インキュベーション後サンプル撮影でき破壊サンプルを凍結する数秒間液体窒素で急冷します。</li>
		<li>慎重に乾燥のサンプルを削除し、両面導電性テープと走査型電子顕微鏡関連のスタブ項目にサンプルをマウントします。</li>
		<li>スパッタ コート ゴールドの最小量のサンプルです。ホルダーに試料を置き、15 で 2 分間機械の操作 mA。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

モデル グリア bioreactivity 3次元培養システムおよびグリア瘢痕のプロセスを生成する目標に向かって一次培養ミクログリア、アストロ サイト、オリゴデンドロ サイトをサポートし、により、電池の堅牢な評価システムを開発しました。形態と細胞間の相互作用。示されている顕微鏡写真から各セル型の形態が 2 D、3 D 浜および 3 D 浜基底板混合プラットフォームと異なる。2 D システムの形態がはっきりと表面の平面に沿って一方に片寄ったが 3 D の浜に比較すると、ミクログリアやアストロ サイト オリゴデンドロ サイトのクラスターを除いて、行列の内部は一般的に小さかった。走査電子顕微鏡像の詳細は、浜に丸形概ねセル。これは主に歩行し、自由な動きとプロセスの成長の行列を変更する限られた容量でカプセル化された細胞のためにかもしれません。細胞伸長、浜にはアストロ サイト、オリゴデンドロ サイト通常ラジアルだったこれら細胞の拡張のプロセス、組織マトリックスおよび他の細胞と対話する能力を通して彼らの動きが限られていたことを示唆します。さらに、前作は、相互接続ネットワー キング、この伸長65...

中枢神経系 (CNS) の炎症は急性の認刻極印を長く考慮された (例えば、虚血性脳卒中、脳外傷、脊髄損傷) および慢性 (例えばアルツハイマー病、パーキンソン病のおよびハンティントンの病気) 中枢神経損傷しかし、ますます、神経変性疾患や神経疾患に因果共同作成者として認識されます。持続的なまたは不適切な炎症神経損傷や髄 (例えば多発性硬化症) が発生し、脳の発達 (例えば、統合失調症、自閉症) と (例えばうつ病、不安の気分状態に悪影響を及ぼす、双極性障害)。さらに、植込み型デバイスを用いた新しい治療戦略 (e.g、脳-コンピューターのインターフェイス1,2,3, 脳深部刺激4,5, 脊柱。微小6,7,8,9,10) デバイスとその結果中枢神経系間のインターフェイスで予測可能な炎症性応答を生成します。11インプラントの寿命にわたる効果やデバイスの障害の損失を引き起こすことができます保護組織の応答です。中枢神経系の炎症通常中枢神経系組織の監視および異物応答 (レビュー12) を取付担当の常駐免疫細胞として機能するミクログリアによって開始されます。侮辱の重大度に応じて、ミクログリアの信号と追加募集細胞傷害のサイトの種類です。具体的には、ミクログリアは二次炎症性細胞と形態傷害サイト13,14を含む密な防護壁として機能するアストロ サイトをアクティブにします。ミクログリアはまた (参照15見直し) 免疫の浸透を許可する BBB の崩壊につながることができます末梢の免疫系の細胞の活動連鎖を開始できます。
中枢神経系に注入デバイス、デバイスの挿入だけでなく、外部デバイスの継続的な存在から生じる組織の損傷がグリア瘢痕と呼ばれるプロセスを開始します。このプロセスで、ミクログリアに移行し、損傷部位で増殖します。彼らはまた、潜在的な脅威を中和して追加のグリア細胞を募集する炎症性因子のリリースを開始します。その後、活性化アストロ サイトは肥大になるし、16の連続的な線維性バリアを形成するため注入装置をカプセル化を開始します。炎症性シグナル伝達もインプラントの周辺から神経突起の撤退を促進するために提供し、発展途上のグリア瘢痕17を補強する線維芽細胞を最終的に募集します。オリゴデンドロ サイトは、コンダクタンスを強化するミエリンのニューロンをシースの責任はこのプロセスを存続しないと傷跡18によってインプラントから離れた場所の細胞が分割されました。グリア瘢痕を大幅機能と記録電極に特に注入デバイスの寿命を低減し、最終的に神経インターフェイス19の機能を制限するのに役立ちます。
いくつかのアプローチは、生体適合性と中枢神経系20,21,22,23埋込デバイスのインターフェイス アクティビティを高めるに悪用されています。広範なレビューはこれらの神経インターフェイス24の生体適合性設計も承ります。最も著名な戦略を含める polyelthyleneglycol (PEG)、ポリ グリコール酸 (PLGA)25など互換性のあるコーティングと電極を囲むまたはポリ (エチレンなどの導電性ポリマー電極を強化dioxythiophene) (PEDOT) とポリピロール (PPy)26,27,28,29,30,31。生体活性コーティングは、配位子に由来するコラーゲン、コラーゲン、ヒアルロン酸32,33,34 など細胞外マトリックスを使用して神経組織の成長のための手がかりを提供するために採用されています。 ,35,36,37。これらのコーティングの生理活性はさらに自然な細胞分泌物30,38,39,40,41をエミュレートする成長因子リリース システムで検討されています。,42,43,44,45,46,47,48,49,50します同時に、いくつかの研究グループ電極形状、柔軟性、および機械的デバイスと組織51,52,53 ミスマッチを減少する組成を改造することを選択した。 ,,5455,56,57。完全に、これらの戦略をリードしている多くの有望な改善、次世代ニューラル界面デバイスでしかし、進行中の問題であり、進行状況は、複雑で時間のかかるin vivoモデルによって妨げられる可能性があります長期的な互換性.
動物モデル ・ ベースのアプローチは、実験のスループットを制限でき、電極生体適合性テストのコストが増加します。従来の細胞培養技術より費用効果が大きい代わりを提供するが、デバイスと組織58間の相互作用の複雑さの多くを要約する失敗を使用して体外に近づきます。特に、電極形状のモデリングと機械の不一致・微動デバイス障害59に貢献ホスト応答の生成に寄与すると考えの影響、2 D セル文化の制限を利用した表面コーティングのテスト,60。
2 D の細胞培養に関連する問題を克服するためにハイドロゲル培養神経細胞のために開発された幅広い用途、薬理学的研究61、直接神経細胞分化62病気を理解するために経路63,64、またはモデル細胞の移動、神経保護、またはモデル組織微小61他の細胞型の層状共培養します。ヒドロゲルはさまざまなサイズで容易に形成して共焦点蛍光顕微鏡などの一般的に使用される手法によって分析に非常に適しているジオメトリ、プライマリまたは不死化細胞培養の様々 なタイプを組み込むことができます。グリア瘢痕化プロセスのモデルを作成するには、最近開発し、注入電極 (図 1)65グリア細胞応答の高スループットをテストするためヒアルロン酸ベースの 3 D ハイドロゲル システムが特徴します。このシステムは、いくつかの明確な利点: 1); の内因性細胞外マトリックス成分であるヒアルロン酸の重合体で構成される 3 D 行列でプライマリのグリア細胞 (ミクログリア、アストロ サイト、オリゴデンドロ サイト) にカプセル化2) 剛性マトリックス ' チューニングできる「脳や脊髄組織の機械的性質を再現するには・ 3) 制限毒性カプセル化の間、緑色の光で光重合を用いた迅速なベンチ トップ アプローチでマトリックスでセルをカプセル化できます。このシステムにより、体内の生体適合性の主な機能: デバイスが組織と対等な方法でヒドロゲルに挿入され、埋込デバイスへの細胞の応答パラメーター65の広い範囲を監視します。機械的デバイスと多彩な構造と電気刺激パルス ハイドロゲル コーティング不一致が含まれます。このシステムでは、オリゴデンドロ サイトとがしばしば存在し、グリア瘢痕の募集関連前駆物質も含まれています。彼らの損傷と死とミクログリアによる貪食が高い炎症性傷害の指標とニューロン66の再髄鞘化を示す能力があるモデルは減少瘢痕または回復。
ここは合成と細胞の混入を改善するために市販の基底膜製剤併用ハイブリッド ヒアルロン酸ゲルの形成について述べる。さらに、初代培養グリア細胞 (ミクログリア、アストロ サイト、オリゴデンドロ サイト) の定款及び各種と共焦点顕微鏡を用いた文化成長の分析を示します。

<table><tbody><tr><td><ストロング>1.HAMA合成および光重合のための材料</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ヒアルロン酸(HA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>53747-10G</td><td>Streptococcus equi、MW:1.5 - 1.8 X 10 ^ 6</td></tr>無<tr><td>水メタクリル(MA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>275585-100ML</td><td></td></tr><tr><td>水酸化ナトリウム(NaOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221465-25G</td><td></td></tr><tr><td>エタノール(EtOH)</td><td>商業アルコール株式 会社。</td><td></td><td>無水</td></tr><tr><td>リン酸緩衝生理食塩水(pH 7.4)錠剤</td>フィ<td>ッシャーサイエンティフィック</td><td>18912014</td><td></td></tr><tr><td>トリエタノールアミン(TEA)</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>90279-100ML</td><td></td></tr><tr><td>1-ビニル-2ピロリジノン(NVP)</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>V3409-5G</td><td></td></tr><tr><td>エオシンY(EY)</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>E6003-25G</td><td></td></tr><tr><td>ポリジメチルシロキサン(PDMS)シルガード184シリコーンエラストマーキット</td><td>ダウ コーニング</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>440159-100ML</td><td></td></tr><tr><td>ビーカー (100 mL)</td><td>Corning</td><td>1000-100</td><td></td></tr><tr><td>ビーカー (500 mL)</td><td>Corning</td><td>1000-600</td><td></td></tr><tr><td>pH 紙 (Labstick)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9580</td><td></td></tr><tr><td>名前</td><td>Company</td><td>カタログ番号</td><td>Comments</td></tr><tr><td>2.グリア細胞の単離と細胞培養のための材料</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>P1-2 Sprague Dawleyラットの子犬</td><td>Charles River</td><td>CD Sprague Dawleyラット株コード001</td><td></td></tr><tr><td>Dissectorはさみ - スリムブレード(小)</td><td>Fine Science Tools</td><td>14081-09</td><td></td></tr><tr><td>手術用ハサミ - Toughcut(大)</td><td>Fine Science Tools</td><td>14130-17</td><td></td></tr><tr><td>細かい鉗子(Dumont #5)</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>11521-10</td><td></td></tr><tr><td>湾曲した細い鉗子 (デュモン #7)</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>11271-30</td><td></td></tr><tr><td>ハンクの平衡塩溶液 (HBSS)</td><td>ギブコ</td><td>14170-112</td><td></td></tr><tr><td>ダルベッコの改変イーグルの培地とハムの栄養混合物 F-12 (DMEM/F12)</td><td>ギブコ</td><td>11320-033</td><td></td></tr><tr><td>ペニシリン-ストレプトマイシン (PS)</td><td>ギブコ</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>ウシ胎児血清 (FBS)</td><td>Gibco</td><td>12483-020</td><td></td></tr><tr><td>0.25% トリプシン-エチレンジアミン四酢酸 (EDTA)</td><td>Gibco</td><td>25200-072</td><td></td></tr><tr><td>ポリ-L-リジン (PLL)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P-6282</td><td></td></tr><tr><td>50 mL コニカル遠心チューブ</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-539-13</td><td></td></tr><tr><td>15 mL コニカル遠心チューブ</td><td>サイエンティフィック</td><td>05-539-5</td><td></td></tr><tr><td>12ウェル 組織培養処理プレート (セルスター)</td><td>Greiner Bio-One</td><td>665 108</td><td></td></tr><tr><td>10 mL 血清ピペット</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>13-676-10F</td><td></td></tr><tr><td>25 mL セロジカルピペット</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック <td>12-676-10K</td><td></td></tr><tr><td>ペトリ皿 (60 mm X 15 mm)</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック <td>FB0875713A</td><td></td></tr><tr><td>ペトリ皿 (100 mm X 15 mm)</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>FB0875712</td><td></td></tr><tr><td>顕微鏡カバースリップ(18 mm)</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>12-545-100 18CIR</td><td></td></tr><tr><td>名前</td><td>会社</td><td>カタログ番号</td><td>strongコメント</td></tr><tr><td>3。顕微鏡用材料(共焦点顕微鏡・走査型電子顕微鏡)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>マウスモノクローナル抗CNPase</td><td>abcam</td><td>ab6319</td><td></td></tr><tr><td>ウサギ抗Iba1</td><td>和光実験化学</td><td>019-17741</td><td></td></tr><tr><td>ニワトリ抗GFAP</td><td>abcam</td><td>ab4674</td><td></td></tr><tr><td>Hoechst 33342</td><td>Fisher Scientific</td><td>62249</td><td></td></tr><tr><td>フルオロマウント-G</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>00-4958-02</td><td></td></tr><tr><td>ホルマリン</td><td>シグマ アルドリッチ</td><td>HT501128-4L</td><td>緩衝型 (10%)</td></tr> <tr><td>トリトン X-100</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>BP151-500</td><td></td></tr><tr><td>馬血清</td><td>ギブコ</td><td>16050-122</td><td></td></tr><tr><td>パラホルムアルデヒド</td><td>エレクトン顕微鏡科学</td><td>157-8</td><td>緩衝型 (8%)</td></tr> <tr><td>グテラアルデヒド</td><td>Electon Microscopy Sciences</td><td>16019</td><td>緩衝型 (8%)</td></tr><tr><td>四酸化オスミウム</td><td>Electon Microscopy Sciences</td><td>19152</td><td>緩衝型 (2%)</td></tr><tr><td>ヘキサメチルジラザン (HMDS)</td><td>Electon Microscopy Sciences</td><td>16700</td><td></td></tr><tr><td>エタノール (EtOH)</td><td>Electon Microscopy Sciences</td><td>15055</td><td>無水</td></tr><tr><td>顕微鏡スライド (25 X 75 X 1 mm)</td><td>VWR International</td><td>48311-703</td><td></td></tr></tbody></table>

プライマリのグリア細胞の in vitro neuroinflammation のモデリングのための三次元ハイドロゲル文化を改善

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

同様にイオン注入装置や生体が同じ結果に関数の結果を高めるように設計されて中枢神経系、多数の急性障害と神経変性疾患、: 細胞毒性、神経膠症につながる過剰な炎症および/または総称して怪我を悪化させるまたは健康回復を防ぐグリア瘢痕の形成。初代培養グリア細胞を収容可能 3 D 細胞培養足場を生成、グリア瘢痕形成と研究炎症性プロセスをモデル化するシステムの作成の意図で: ミクログリア異物反応を調節する、開始、炎症性イベント、線維性瘢痕の形成に対応するアストロ サイト、オリゴデンドロ サイト通常炎症性傷害を受けやすい。現在の仕事では、脳グリア細胞作製、カルチャ、およびカプセル化されたラットとヒアルロン酸ベースの 3 D ハイドロゲル足場の微視的構造の評価のための詳細なステップバイ ステップのメソッドを提供します。生理活性基板と足場を変更する能力だけでなく、電池封止材と共焦点の蛍光および走査電顕によるハイドロゲル足場のキャラクタリゼーションのためのプロトコルの実証、さらに、改良されたセル統合商業基底膜の混合物の設立。

神経組織のホスト応答と高スループットのグリア瘢痕をモデル化するには、 in vitroシステムはマトリックス材料は生体親和性、その場形成、細胞傷害性のイベントを発生させないとを変更すると 3 D の細胞の足場を必要とします。優しい対応を導くための生理活性成分。このため、ヒアルロン酸に基づく 3 D の細胞の足場システムを作成し、細胞間相互作用とグリア bioreactivity を検討する主な混合グリア細胞人口をカプセル化します。細胞と足場の簡単な視覚的検討がなされました。オリゴデンドロ サイト (緑の CNPase) を含む細胞の亜集団の形態ミクログリア (赤で Iba1)、共焦点蛍光顕微鏡観察 (図 3Ai-ii-Ci ii) によるアストロ サイト (黄色で GFAP) が表示されます。複合足場と細胞形態に SEM (図 3Aiii-iv - Ciii iv</s...

ここで、ラットの 3 D の文化のためのプロトコル脳由来グリア細胞、アストロ サイト、ミクログリア、オリゴデンドロ サイトなどを紹介します。一次電池文化、ならびにヒアルロン酸 (浜) ハイドロゲル合成、HAMAphoto 重合と細胞のカプセル化、共焦点走査型電子顕微鏡画像処理サンプルを紹介しています。

プライマリのグリア細胞の in Vitro Neuroinflammation のモデリングのための三次元ハイドロゲル文化を改善

In the central nervous system, numerous acute injuries and neurodegenerative disorders, as well as implanted devices or biomaterials engineered to enhance ...

この3D細胞培養プロトコルの全体的な目標は、ミクログリア、アストロサイト、オリゴデンドロサイトなどの主要な指標細胞を使用して、中枢神経系のグリア瘢痕イベントをモデル化することです。この方法は、グリア細胞が再生戦略を強化し、グリア瘢痕を解明する可能性など、神経炎症分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、3D微小環境で、体系的かつ高スループットの操作により、グリア生物学を迅速に特徴付けることができることです。播種用のカバースリップを準備するには、まず1ミリリットルの3-プロピルメタクリレートを49ミリリットルの蒸留水に加えて2%溶液を作ります。次に、18ミリメートルのガラスカバーを溶液に入れ、室温で1時間揺さぶります。1時間後、各カバースリップを100ミリリットルの脱イオン水の3つのビーカーに連続的に浸して、カバースリップをすすぎます。.次に、カバースリップをデシケーターとオーブンで真空中で40°Cで一晩乾燥させます。翌日、鉗子を使用して、個々のカバースリップを70%エタノールにすばやく浸します。次に、乾燥せずに、各カバースリップを12ウェルプレートのウェルに落とします。次に、各ウェルを1ミリリットルの滅菌脱イオン水で洗浄します。次に、1ミリリットルの滅菌ポリを追加します

improved-3d-hydrogel-cultures-primary-glial-cells-for-vitro-modelling

Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

このビデオでは、グリア細胞の三次元培養を確立する技術を示しています。ラット脳由来のグリア細胞は、細胞外マトリックス成分を含む光架橋性ポリマーマトリックス内にカプセル化されています。増殖培地でインキュベートすると、グリア細胞は支持マトリックス内で増殖し、三次元培養を作製します。...

ラット脳由来グリア細胞の三次元培養法の確立

表現型の野生型アストロサイトと神経幹細胞は、floxed、条件付き発癌性対立遺伝子で操作され、ウイルスCre媒介組換えを介して形質転換されたマウスから採取され、同系で免疫能力のある同腹仔の脳に形質転換細胞を同所性注射することにより、in vitroおよびin...

モデル星細胞腫発症機序体外とインビボ皮質アストロサイトまたは条件付き、遺伝子改変マウスから神経幹細胞を使用した

神経因性疼痛の発症は、脊髄グリア細胞の病理学的変化を伴います。成人脊髄組織に由来し、 インビトロでこれらの細胞を研究するために設計された信頼性のあるグリア培養システムが欠如しています。したがって、我々は、成体マウスの脊髄組織からの初代混合グリア培養を確立する方法をここに示します。...

成体マウスの脊髄組織からの初代混合グリア培養の調製

ここでは、脳マトリックスを模倣するように設計された直交可変生体内神経膠芽腫患者由来細胞の三次元培養のためのプロトコルを提案する.このアプローチは、生体外で、通常文化で失われた神経膠芽腫細胞体内の多くの特徴を維持する実験のプラットフォームを提供します。...

ヒアルロン酸を用いた神経膠芽腫患者由来細胞の 3次元培養ヒドロゲル

ここでは、高収率と再現性を持つ、胚性皮質由来のニューロンおよびアストロサイトエンリッチ培養、またはニューロングリア培養を確立できる特定の培養培地を用いた簡単なアプローチを提示する。...

虚血におけるニューロングリア相互作用の役割を研究するための細胞培養モデル

ここでは、パターン化されたニューロン上で神経膠芽腫(GBM)の移行を分析するための使いやすい共培養アッセイを提示する。我々は、ニューロン上のGBM細胞移動を容易に定量化するためのFiJiソフトウェアでマクロを開発し、ニューロンがGBM細胞侵襲能力を変更することを観察した。...

パターン化ニューロン上の神経膠芽腫幹細胞の共培養による移動と細胞相互作用の研究

ここでは、中枢神経系におけるアストロサイトの機能性と神経疾患や治療におけるグリア細胞を含むメカニズムを研究するために、神経様組織をバイオファブリケートするための3Dバイオプリン皮質アストロサイトの方法を報告する。...

ニューラル様組織の工学的なマウス皮質アストロサイトの3Dバイオプリンティング

この原稿では、末梢組織工学で使用するためのグラフェンを含むバイオハイブリッドヒドロゲルバイオインクの調製を示します。この3Dバイオハイブリッド材料を用いて、幹細胞の神経分化プロトコールを行う。これは、同様の生体材料を診療所に持ち込む上で重要なステップになる可能性があります。...

末梢神経工学のためのグラフェンベースの3Dバイオハイブリッドヒドロゲルバイオインクの調製と特性評価

このプロトコルは、神経(免疫)学研究のために、胚17日目のマウス脳から中枢神経系細胞培養を生成するユニークな方法を提示します。このモデルは、RT-qPCR、顕微鏡、ELISA、フローサイトメトリーなど、さまざまな実験手法を使用して分析できます。...

感染と自然免疫を研究するためのマウス胚性脳からの混合神経細胞およびグリア細胞培養の確立

ここでは、iPS細胞由来のニューロンとアストロサイトの3Dバイオプリント共培養を行うためのプロトコルを紹介します。この共培養モデルは、96ウェルまたは384ウェルフォーマットのハイドロゲル足場内で生成され、7日以内に高いポストプリント生存率と神経突起伸長を示し、両方の細胞タイプの成熟マーカーの発現を示します。...

スクリーニング応用のためのヒトiPS細胞由来神経細胞-アストロサイト共培養の3次元バイオプリンティング

私たちは、間質液の流れを組み込んだ浸潤前部の神経膠腫腫瘍微小環境を再現する方法を提示します。このモデルは、ヒアルロン酸-コラーゲンI型ハイドロゲルを組織培養インサートに含ませたもので、液圧ヘッドを適用することができる。浸潤を定量化し、細胞を単離または溶解することができます。...

間質流を有する浸潤性神経膠腫微小環境の光重合性ヒアルロン酸コラーゲンモデル

学ぶラット脳由来グリア細胞の三次元ハイドロゲル培養法。アストロサイト、ミクログリア、オリゴデンドロサイトをHAMAハイドロゲルで封入し、神経炎症モデリングと細胞形態の高品質イメージングを実現する革新的プロトコルです。

プライマリのグリア細胞の in Vitro Neuroinflammation のモデリングのための三次元ハイドロゲル文化を改善

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