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방법 논문

형질전환 마우스 강아지 뇌에서 형광 흥분성 뉴런 배양

842 조회수

2025년 7월 8일

이 논문에서

초록

출처: Turko, P., et al. 형광 활성화 세포 분류를 통해 확립된 정제된 GABAergic 또는 글루타메이터 뉴런의 기본 세포 배양. J. Vis. 특급 (2019)

이 비디오는 형질전환 생쥐 새끼의 피질과 해마 조직에서 형광 GABAergic 및 glutamatergic 뉴런을 배양하는 기술을 보여줍니다. 이 과정에는 뉴런의 정제된 단세포 현탁액을 얻고, 형광 단백질 발현을 기반으로 GABAergic 뉴런을 분류하고, 부착 및 세포 증식을 촉진하기 위해 폴리-L-라이신 코팅 플레이트에 파종하는 것이 포함됩니다.

프로토콜

검체 채취와 관련된 모든 절차는 연구소의 IRB 지침에 따라 수행되었습니다.

1. Poly-L-lysine으로 코팅 유리 커버 슬립

  1. 200μg/mL 폴리-L-라이신(PLL) 용액의 분취액 5mL를 해동하여 유리 커버슬립을 준비합니다. 45mL의 순수 주입 등급 물을 첨가하여 이 원액을 20μg/mL로 희석합니다. 용액을 새로운 50mL 코니컬 튜브로 필터 멸균합니다. 이 튜브를 "PLL Sterile"으로 표시합니다.
    메모: 해동 속도를 높이기 위해 실온에 보관된 물을 사용하십시오.
  2. 멸균 PLL 용액에 100개의 멸균, 원형, 12mm 유리 커버슬립을 추가합니다. 균일한 코팅을 위해 5-10분마다 2-3분 동안 튜브를 교반합니다. 이런 식으로 커버 슬립을 1 시간 동안 코팅하십시오 .
    메모: 독일에서 제조된 원형 유리 커버슬립(직경 = 12mm)은 신뢰할 수 있는 배양 표면을 제공하고 24웰 세포 배양 플레이트의 웰에 쉽게 맞기 때문에 선호됩니다.
  3. PLL 코팅 40분 후 티슈 페이퍼 2장을 가져다가 플로우 캐비닛에 평평하게 놓습니다. 70% 에탄올을 사용하여 종이를 살균한 다음 평평하게 펴서 주름을 제거하고 건조시킵니다.
  4. 유리 커버슬립을 PLL로 1시간 동안 코팅한 후 과도한 PLL 용액을 제거하고 멸균 주입 등급의 물을 추가합니다. 과도한 PLL을 제거할 수 있도록 커버슬립을 2-3초 동안 부드럽게 저어줍니다. 이 헹굼 단계를 2회 더 반복합니다.
  5. 여분의 물을 제거한 다음 커버 슬립을 멸균 티슈 페이퍼로 옮깁니다. 구부러진 집게를 사용하여 각 커버슬립을 조심스럽게 분리하고 건조시킵니다.
    메모: 쉽게 분리되지 않는 커버슬립은 버릴 수 있습니다. 또는 분리를 돕기 위해 소량의 물을 추가할 수 있습니다.
  6. 건조되면 커버슬립을 24웰 배양 플레이트로 옮깁니다.
    메모: 커버슬립은 해부 과정을 시작하기 약 30분-1시간 전에 준비해야 합니다. 플레이트는 필요할 때까지 37°C 및 5% CO2의 인큐베이터에 보관할 수 있습니다.

2. 해마와 피질 조직의 해리

  1. 세포 배양 용액의 준비
    1. 신경 조직의 해리를 위해 먼저 세포 배양 완충액 40mL 분취액(조성[mM]: 116 NaCl, 5.4 KCl, 26 NaHCO3, 1.3 NaH2PO4, 1 MgSO4·7H2O, 1 CaCl2·2H2O, 0.5 EDTA·2Na·2H2O 및 25 D-포도당)을 해동하고, pH = 7.4)입니다. 12mL의 세포 배양 완충액을 15mL 원뿔형 튜브에 측정합니다. 레이블을 "BSA"로 표시합니다. 5mL의 세포 배양 완충액을 다른 15mL 튜브로 측정합니다. 라벨을 "파파인"으로 지정합니다. 두 튜브를 모두 37°C에서 15분 동안 수조에서 배양합니다.
    2. 남은 세포 배양 완충액을 필터 멸균하고 "완충액 - 멸균"으로 표시한 후 필요할 때까지 4°C에서 보관합니다.
    3. 120mg의 소 혈청 알부민(BSA)의 무게를 잰 후 "BSA"라고 표시된 튜브에 넣습니다. 파파인 7mg의 무게를 잰 후 "파파인"이라고 표시된 튜브에 넣습니다. 두 튜브를 모두 수조에 15분 동안 다시 넣습니다.
      메모: 파파인 분말의 이송을 용이하게 하기 위해 계량 보트에 소량의 완충액을 추가하는 것이 도움이 됩니다.
    4. 모든 분말이 용해되면 각 용액을 새 15mL 원뿔형 튜브에 필터 멸균합니다. 튜브 파파인의 경우 여과된 용액에 "파파인 - 멸균"이라는 라벨을 붙입니다. 튜브 BSA의 경우, 멸균 BSA 용액을 각각 4mL의 BSA 용액이 들어 있는 3개의 튜브로 나눕니다. 각 튜브를 "BSA - Sterile"과 "1", "2" 또는 "3"으로 표시합니다. 모든 튜브를 수조로 다시 넣고 필요할 때까지 37°C에서 계속 배양합니다.
  2. 조직 해부를 위한 준비
    1. 35mm 여과지 한 장(재료 표 참조)을 가져다가 70% 에탄올로 살균합니다. 플로우 캐비닛의 100mm 페트리 접시 뚜껑에서 건조시킵니다. 해마와 피질을 해부하는 데 필요한 가위, 집게, 메스 및 주걱(재료 표 참조)을 배치합니다.
    2. 멸균 여과지가 들어 있는 35mm 페트리 접시 두 개와 100mm 페트리 접시를 흐름 캐비닛 중앙의 접근 가능한 위치에 놓습니다.
    3. 형질전환 NexCre를 수집합니다. Ai9 및 VGAT 금성 새끼 쥐를 해부할 예정입니다. 적절한 여기 및 방출 필터(재료 표 참조)가 있는 형광등을 사용하여 형광 새끼와 야생형 새끼를 구별하십시오.
    4. 동물을 해부하기 직전에 각 35mm 페트리 접시에 냉장 멸균 세포 배양 완충액을 채웁니다.
      메모: 하나의 페트리 접시는 해부 사이의 도구를 청소하기 위한 것이고, 다른 하나는 해마와 피질을 모으기 위한 것입니다.
  3. 조직 해부
    1. 세포 배양 완충액을 붓자마자 크고 날카로운 가위를 사용하여 출생 후 0-2일 형질전환 마우스 또는 새끼 쥐의 목을 베고 멸균 100mm 페트리 접시를 사용하여 머리를 흐름 캐비닛으로 옮깁니다. 집게, 가위, 주걱을 사용하여 형질전환 강아지의 뇌를 멸균 여과지로 조심스럽게 옮깁니다.
    2. 유형 22 메스를 사용하여 소뇌를 절개하고 2개의 반구를 분리합니다. 작은 주걱을 사용하여 반구를 옆으로 굴립니다. 각 반구에서 피질이 여과지와 접촉하도록 부드럽게 누릅니다. 해마와 피질이 드러나도록 중뇌 영역을 부드럽게 움직입니다.
      메모: 반구를 눌렀을 때 너무 많은 압력을 가하거나 세포가 부서질 수 있으므로 주의하십시오.
    3. 메스나 주걱을 사용하여 각 반구에서 해마와 피질을 분리합니다. 절개된 조직을 냉각된 세포 배양 완충액이 들어 있는 35mm 페트리 접시로 옮깁니다.
      메모: 여러 동물을 해부하는 경우 멸균 세포 배양 완충액을 얼음 위의 50mL 원뿔형 튜브에 보관하십시오. 각 해부 후 절개된 조직을 냉각된 세포 배양 완충액으로 옮깁니다.
    4. 피질-해마 조직을 성공적으로 해부한 후 멸균 파파인 용액을 수조에서 흐름 캐비닛으로 옮깁니다. 3mL 파스퇴르 피펫을 사용하여 절개된 해마와 피질을 멸균된 35mm 페트리 접시의 뚜껑으로 옮깁니다. 조직이 작은 조각이 될 때까지 유형 22 메스의 평평한 부분을 사용하여 십자형으로 자릅니다.
    5. 소량의 파파인 용액을 사용하여 페트리 접시 뚜껑에서 다진 조직을 멸균 파파인 튜브로 옮깁니다. 파파인 튜브를 수조에 다시 넣고 37°C에서 25분 동안 조직을 배양합니다.
    6. 파파인 배양 중에는 완전한 형광 배지 용액을 구성합니다. B27 분취액 1mL, 글루타맥스 분취량 0.5mL, 펜-스트렙 분취량 0.5mL를 해동합니다. 48.5 mL의 동면 표본 저형광 매체를 50 mL 코니컬 튜브에 분배합니다. 용액에 B27, Glutamax 및 Pen-Strep을 첨가합니다. 용액을 잘 흔든 다음 여과 살균하고 "Hibernate A complete media"(날짜 및 이니셜 포함)로 표시합니다. 37 °C의 수조에서 배양합니다.
    7. 파파인 배양 후 파파인 튜브와 멸균 BSA 튜브를 flow cabinet으로 옮깁니다. 1mL 파스퇴르 피펫을 사용하여 파파인 튜브에서 피질 해마 조직만 BSA 튜브 1.
      로 제거합니다. 메모: 과도한 파파인 용액의 전달을 최소화하도록 주의하십시오.
  4. 세포의 해리
    1. 큰 조직 덩어리를 분해하려면 1mL 파스퇴르 피펫을 사용하여 조직을 여러 번 분쇄합니다. 그런 다음 미세한 팁 파스퇴르 피펫을 사용하여 조직을 7 번 분쇄합니다. 조직을 30초 동안 그대로 두어 더 큰 조직 조각이 침전될 수 있도록 합니다.
    2. 30초 후, 하단 1mL의 용액과 조직을 BSA-튜브 1에서 BSA-튜브 2로 옮깁니다. 미세한 팁 파스퇴르 피펫을 사용하여 BSA-tube 2의 조직을 여러 번 Triturate합니다.
      1. 분쇄 후 BSA 튜브 1에서 아래쪽 1mL의 조직과 용액을 다시 옮기지만 이번에는 BSA 튜브 3으로 옮깁니다. 미세한 팁 파스퇴르 피펫을 사용하여 BSA 튜브 3의 조직을 여러 번 Triturate합니다.
      2. 분쇄 후 튜브 2와 3의 모든 용액과 조직을 BSA 튜브 1로 옮깁니다. 2-3회 더 분쇄하고 3,000 x g에서 3분 동안 원심분리합니다.
    3. 원심분리 중에는 완전한 신경 기저 A 배지(NBA 배지)를 구성합니다. 48.5mL의 NBA 배지를 50mL 코니컬 튜브에 부분 표본으로 추출하고 수조에서 37°C로 배양합니다. 이 튜브에 "NBA 전용"이라는 레이블을 지정합니다. 또한 B27 분취 1mL, 글루타맥스 분취 0.5mL 및 Pen-Strep 분취 0.5mL를 실온에서 해동합니다.
    4. 원심분리 후 펠릿 조직에서 상층액을 조심스럽게 제거하고 2mL의 완전한 배지에 세포를 다시 현탁시킵니다. P1000 피펫을 사용하여 조직을 위아래로 20회 분쇄합니다.
      메모: 세포를 너무 세게 피펫팅하지 않도록 주의하십시오. 너무 많은 압력이 가해지면 세포가 손상될 수 있습니다.
    5. 1mL 파스퇴르 피펫을 사용하여 30μm 세포 체를 통해 세포 현탁액을 폴리스티렌 샘플 튜브로 여과합니다.
      메모: 세포 현탁액이 세포 체를 즉시 통과하지 않으면 멸균 장갑으로 체 상단을 눌러 흐름을 시작해야 할 수 있습니다. 이 중요한 단계는 세포 분류기의 막힘을 방지합니다.
    6. 분류 후 뉴런을 수집하려면 300μL의 완전한 배지를 필요한 수의 폴리프로필렌 튜브에 피펫팅하여 수집 튜브를 준비합니다.
    7. 이제 세포 현탁액을 선별을 위해 세포 분류기로 가져갈 준비가 되었습니다. 세포 현탁액, 추가 수집 튜브 및 시료 희석이 필요한 경우를 대비하여 예비 전체 배지를 준비합니다.

3. 정제된 GABAergic 또는 글루타메이터 뉴런의 세포 분류

참고: 분류 중 박테리아 오염 가능성을 최소화하려면 분류기 s를 헹굽니다.amp분류하기 전에 최소 50분 동안 분류기의 튜브 튜브를 5% 에탄올로 세척하십시오. 자세한 정렬 매개변수는 기기마다 다르며 기본 고려 사항은 다음과 같습니다.

  1. 첫 번째 세포 분류 동안, 야생형 동물의 세포를 분류하고 비교하여 표지되지 않은 세포로부터 배경 형광 수준을 확립합니다.
  2. 분류할 각 형광 세포 유형에 대해 적절한 excitation 및 emission filter를 선택합니다. Venus 및 TdTomato 단백질을 각각 488nm 또는 531nm 여기 파장을 사용하여 여기합니다. 각각 530/40 및 575/30 방출 필터 세트를 통해 방출된 빛을 감지합니다.
  3. 세포 채취를 위해 300μL의 완전한 배지를 포함하는 폴리프로필렌 수집 튜브를 세포 분류기에 추가합니다.
  4. 고순도의 경우, 밝게 라벨링된 형광 세포를 분류합니다(예: 분류된 세포의 점도표는 그림 1B 참조).
  5. 정렬 후 최적의 결과를 얻으려면 정렬된 세포의 순도 테스트를 수행하여 순도 수준을 추정합니다. 정렬 후 세포의 일반적인 회수율은 70-80%입니다.
  6. 각 수집 튜브에 정렬된 세포의 수를 기록해 둡니다. 이 값은 세포 분류 기기에 의해 제공됩니다.
    메모: 세포 분류는 70μm 노즐(70psi sheath 유체 압력) 또는 100μm 노즐(20psi sheath 유체 압력)을 사용하여 수행할 수 있습니다.

4. 정렬된 뉴런의 배양

  1. 세포 분류 후 1mL 파스퇴르 피펫을 사용하여 수집된 세포를 2mL 둥근 바닥 원심분리 튜브로 옮깁니다. 3,000 x g에서 3분 동안 세포를 원심분리하여 세포 펠릿을 형성합니다.
    메모: 세포 펠릿의 위치를 식별하는 데 도움이 되도록 뚜껑의 힌지가 바깥쪽을 향하도록 둥근 바닥 원심분리기 튜브를 향하게 하여 세포 펠릿이 원심분리기 튜브 뒷면(즉, 힌지와 튜브의 같은 쪽)에 형성될 수 있도록 합니다.
  2. 원심분리 중에 예열된 NBA 배지 48.5mL에 B27 1mL, 글루타맥스 0.5mL, Pen-Strep 0.5mL를 추가합니다. 용액을 잘 흔든 다음 여과, 살균 및 "NBA complete media"(날짜 및 이니셜 포함)로 표시합니다. 필요할 때까지 수조로 돌아가십시오.
  3. 원심분리 후 1mL 파스퇴르 피펫을 사용하여 상층액을 다른 원심분리 튜브로 옮깁니다(세포 펠릿이 교란된 경우 상층액을 보관). 1,000 cells/μL의 세포 밀도를 달성하기 위해 필요한 양의 예열된 완전한 NBA 배지에 세포 펠릿을 다시 현탁시킵니다. P200 또는 P1000 피펫으로 위아래로 피펫팅하여 세포를 다시 현탁합니다.
  4. 해리된 세포의 존재를 확인하려면 4x 또는 10x 대물렌즈를 사용하여 현미경으로 세포 용액을 확인하십시오. 또는 소량의 세포 용액을 커버슬립에 피펫으로 넣고 현미경으로 확인합니다. 많은 수의 세포가 존재하는 경우 4.3단계의 상등액을 버릴 수 있습니다.
  5. 세포를 도금하기 전에 균일한 세포 현탁액을 보장하기 위해 2-3초 동안 중간 속도로 와류를 치십시오. 볼텍싱(vortexing) 후 세포 현탁액 10μL를 각 커버슬립의 중앙으로 빠르게 피펫팅합니다. 세포를 피펫팅한 후 각 플레이트를 신속하게 인큐베이터(5% CO2/37 °C)로 되돌리고 1시간 동안 배양
    메모: 여러 개의 24-well 플레이트에 세포를 추가하는 경우, 플레이트 사이의 세포를 와류로 처리하여 균일한 세포 밀도를 보장합니다.
  6. 1시간 후, 예열된 완전한 NBA 배지 500μL를 세포에 공급하고 인큐베이터로 돌아갑니다.
    메모: 세포에 공급될 때 세포 분리를 방지하기 위해 웰 측면 아래로 배지를 부드럽게 피펫팅하는 것이 중요합니다. 짧은 실험(<16일)의 경우 위의 밀도에서 먹이를 줄 필요가 없습니다. 더 높은 밀도의 세포를 도금할 때 더 빈번한 공급 간격이 필요할 수 있습니다.

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결과

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그림 1: 글루타메이터 및 GABAergic 뉴런의 정제. (A) NexCre에서 TdTomato의 전이유전자 발현에서 나온 형광 신호를 보여주는 이미지; Ai9 마우스(위)와 VGAT Venus 마우스의 Venus(아래). 스케일 바 = 5mm. (B) NexCre에서 피질-해마 해리 세포의 TdTomato 및 Venus 형광의 강도 산점도; Ai9 마우스(위)와 VGAT Venus 마우스(아래). 강하게 형광을 띤 TdTomato 또는 Venus 뉴런을 분류하기 위해 선택했습니다(게이팅 박스로 표시). (C, 왼쪽) 분류된 TdTomato(위)와 Venus(아래) 양성 뉴런의 컨포칼 이미지. (C...

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공개 사항

선언된 이해 상충이 없습니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
신경 기저 A 매체(NBA)써모피셔 사이언티픽10888022세포 배양 완충액
나27써모피셔 사이언티픽17504001문화 보충 자료
글루타맥스써모피셔 사이언티픽제35050-038문화 보충 자료
페니실린 스트렙토마이신 (10,000 U/mL)써모피셔 사이언티픽15140-122항생제
폴리-L-라이신시그마P1399커버슬립 코팅
파파인시그마P4762-1G효소
소 세럼 알부민시그마A3294-100G혈청
Hibernate A 저형광 매체브레인 비트 주식회사세포 수송 배지
파인 팁 파스퇴르 피펫네오랩스-세포의 trituration를 위해 사용하는
24웰 플레이트BD (영어)353047문화 플레이트
50 mL 팔콘 튜브BD (영어)352070-
15 mL 팔콘 튜브BD (영어)352096-
유리 커버 슬립 : 12mm 라운드로스231.1-
35mm 페트리 접시코 닝353001-
100mm 페트리 접시코 닝353003-
30 μm CellTrics Cell Sieve시스멕스TEL:04-004-2326세포 분류 전에 세포 덩어리를 제거하기 위해
둥근 바닥 폴리스티렌 튜브BD (영어)352054분류된 세포를 위한 수송 튜브
둥근 바닥 polypropylyne 관BD (영어)352063분류된 세포를 위한 수집 튜브
극세 본 가위정밀한 과학 도구14084-08생쥐의 피부와 뼈를 제거하기 위해
매우 좁은 가위정밀한 과학 도구14088-10쥐의 위에 놓인 피부와 뼈를 제거하기 위해
집게정밀한 과학 도구11242-40머리를 제자리에 고정하려면
주걱 (길이 130mm / 팁 폭 5mm)정밀한 과학 도구3006.1종이를 여과하기 위해 뇌를 제거하려면
메스 블레이드스완-모튼#의 0308신경 조직을 기계적으로 해리하기 위해
혈구계(Neubauer Imroved)Optik 노동-해리된 세포를 계수하기 위해
호 년 (영문) 페이지 년 년 년

태그

Poly L lysine