이 기사에서는 생화학 및 면역세포화학 분석을 위해 대량의 순수 축삭 샘플을 얻는 데 사용할 수 있는 신경 세포 배양 시스템에 대해 설명합니다. 이 기술을 통해 정상적인 축삭 생리학 및 신경 퇴행으로 이어지는 신호 경로에 대한 이해를 높일 수 있습니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
이 기사에서는 생화학 및 면역세포화학 분석을 위해 대량의 순수 축삭 샘플을 얻는 데 사용할 수 있는 신경 세포 배양 시스템에 대해 설명합니다. 이 기술을 통해 정상적인 축삭 생리학 및 신경 퇴행으로 이어지는 신호 경로에 대한 이해를 높일 수 있습니다.
신경 축삭은 특정 메커니즘을 사용하여 확장을 중재하고 무결성을 유지하며 퇴행을 유도합니다. 기능적인 신경 회로를 형성하기 위해서는 이러한 사건의 적절한 균형이 필요합니다. 여기에 설명된 프로토콜은 다공성 멤브레인(필터)이 있는 세포 배양 삽입물을 사용하여 기존의 생화학 또는 면역세포화학 기술로 검사하기에 적합한 다량의 순수 축삭 제제를 얻는 방법을 설명합니다. 이러한 필터 삽입물의 기능은 배아 등쪽 뿌리 신경절의 외식법을 사용하여 발달 가지치기 및 Wallerian 변성 모델을 통해 입증될 것입니다. 축삭돌기의 무결성과 기능은 다양한 신경퇴행성 병리학에서 손상됩니다. 실제로, 축삭 기능 장애는 여러 신경 퇴행성 질환에서 신경 세포 소실 손실보다 질병 과정에서 훨씬 더 일찍 나타나며, 이는 축삭 특이적 과정이 주로 이러한 장애를 표적으로 한다는 것을 나타냅니다. 분자 및 생화학적 기법으로 분석하기 위한 순수한 축삭 샘플을 얻음으로써, 이 기술은 축삭돌기의 생리학 및 병태생리학을 조절하는 메커니즘에 새로운 빛을 비출 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이것은 차례로 신경계의 퇴행성 질환을 유발하는 과정에 대한 우리의 이해에 영향을 미칠 것입니다.
신경 세포의 축삭 구획 somato-돌기 실에서 기능적 독립의 큰 정도를 보여줍니다. 투사 뉴런의 축삭은 신경 세포의 단백질 1,2의 대부분을 포함하고 있습니다. 최근의 연구는 초기 축삭 장애는 신경 퇴행성 질환 및 신경 정신 장애 3의 공통적 인 특징이 나타납니다 것으로 나타났습니다 때문에 축삭의 생리와 병리 생리학의 연구 결과는 신경 과학 사회에서 힘을 얻고있다. 그것은 정상 및 병적 인 조건에서 축삭 독점 메커니즘에 대한 이해가 장애를 구동 초기 이벤트에 빛을 발산 할 것으로 보인다.
이 의정서는 생화학에 적합하며 면역 세포 화학 분석 순수 축삭 물질의 많은 양을 얻기 위해 다공성 막 (필터) 베어링 문화 삽입물을 사용하는 방법에 대해 설명합니다. 필터의 사용은 축삭 생물학 처음 스튜 워드에 의해 구현 된 공부를 삽입하고또한 현재의 구성에 Twiss의 동료 (5)에 의해 개발 된 동료 4. 기술은 연구 뉴런의 인구를 수용하는 각각의 경우에 약간의 수정과 함께, 축삭과 수상 돌기 생물학의 다양한 측면을 연구 그룹에 의해 현재 사용중인 지금, 수행먼트와 생화학 적 분석의 유형 6-9을 사용했다. 본 프로토콜은 응용 프로그램 같은 다양한 모든 대안을 수용 할 생각입니다 만, 오히려 대부분의 응용 프로그램에 적합한 간단한 방법을 제공하지 않습니다. 특히, 여기에서 설명하는 프로토콜은 철회 및 영양 요인 9 박탈 때 더 빨리 퇴화 적은 축삭을 생산 생화학 적 분석에 대한 축삭의 수율을 극대화하고, 문헌에 기술 된 축삭 변성 - 다른 코팅을 공부하기에 최적 인 트리플 코팅을 사용합니다.
이 과정에서 신경 세포 기관은 필터 WH 꼭대기에 고립 된 상태로 유지일의 축색 돌기가 모공을 통과 및 바닥면을 따라 성장한다. 필터의 저면에 성장 (아교 및 신경 세포체 오염물) 순수한 축삭 생화학 분석을 위해 수집하거나 반응계에서 고정 및 면역 세포 화학 기법 (9)에 의해 조사 될 수있다. 절차는 후근 신경절 (DRG)에서 배아 감각 뉴런의 사용에 의존한다. 이 요인을 박탈 때 빠르게 퇴보를 받아야하기 때문에 배아 개의 DRG 널리 신경 성장 인자 (NGF)에 유지하면 이들 세포에서 신경 돌기는 체외에서 빠르고 강력한 성장을 받아야하기 때문에 축삭 생물학을 연구하는 데 사용하고있다. 이 방법에 의해 수집 된 모든 신경 돌기가 순수 축삭 수 있도록 또한, DRG의 신경 세포는 수상 돌기 부족합니다.
필터 삽입은 축삭을 연구하는 데 다른 방법에 비해 큰 이점을 나타냅니다. 프로세스 에서와는 셀 소마에서 발생 차별화 현미경의 사용에 의존 연구xons 제한 생화학 적 정보를 제공합니다. 다른 예로서, 구획화 배양 시스템 (예 Campenot 챔버 (10) 또는 미세 유동 장치 (11))은 촬상 방법 및 세포 구획 차동 치료에 유용하지만 필요 생화학 적 분석에 대한 이러한 기술의 사용을 배제, 축삭 물질의 소량 만 제공 샘플의 비교적 다량. 또한, 자신의 사용은 중요한 교육뿐만 아니라 전문 장비를 필요로하고, 그들은 시간이 소요됩니다. 종종 이식편에서 축삭을 분리하는 데 사용하는 또 다른 방법은 수동 축삭 시료 채취 전에 (신경 세포의 세포체 함유) 이식편 센터를 제거하는 것이다. 이 축삭 농축 제제의 대량 생산 할 수 있지만,이 준비 축삭이 아교에 싸여 빠르게 (최소 실험의 예를 들어) 6 우물에서 연속 20 이식편의 몸을 제거 할 수있는 시간이 오래 걸릴하고 가능성의 한계에.
대조적으로, 여기에 제시된 방법은 서양 얼룩, 면역 6, 북부 오점 5 질량 분석 6, RNA 정화와 같은 일반적으로 전체 세포 용 해물을 분석하는 데 사용되는 거의 모든 생화학 적 기법에 의해 분석 될 수있다 풍부하고 순수 축삭 준비를 생산 7,12,13, 다른 사람의 사이에서. 또한, 프로토콜은 상기 IF에서이를 검사하는 필터의 바닥 측에서 성장하는 축삭을 고정 할 수있는 한, (IF)를 면역 형광 기법에 적용될 수있다. 제공된 세포체는 최종 준비가 없기 때문에이 접근법은 크게 축삭 특정 프로세스의 분석을 용이하게한다. 세포 기관에서 높은 면역 신호가 자주 검사와 같은 축삭 얇은 구조에서 발생하는 약한 신호의 분석을 저해하기 때문에 이것은 큰 장점이다.
축삭 변성 AR을 연구하는 배양 방법의 두 가지 응용 프로그램전자 기술; 발달 전정 부상 유도 퇴화 모델의 모델 (통상 Wallerian 변성 함). 발달 전정의 모델링은 생체 내 감각 뉴런 타겟 유래 NGF의 양 및 충분한 신경성지지 축퇴 (14)를 수신하지 못하고 그 제한에 대해 경쟁한다는 사실에 근거한다. 이 현상은 생체 내에서 일어나는로서, 균체 파괴 다음에 축삭 변성을 시작, 배양 배지에서 NGF를 철수하여 배아 DRG의 문화에서 모방 할 수 있습니다. Wallerian 변성을 모델링하기 위해, 균체와 함께 필터의 상부 측이 긁어된다. 물리적으로 균체로부터 분리 한 후, 제 1850 16 현상을보고 A. 월러 따서 Wallerian 변성 (15)로서 알려진 신속하고 진부한 퇴행성 과정을 거칠되어 필터의 바닥 측 상에 성장한 축삭.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
참고 : 다음 절차는 동물 보호의 캐나다 협의회의 승인 지침에 따라 수 있습니다. 모든 노력이 과정에서 고통과 동물의 고통을 최소화 할 수 있습니다.
필터 1. 코팅
참고 : 문화 필터 삽입이 멀티 웰 플레이트의 우물에 배치하는 경우, 두 개의 구획이 정의되어있다 : 최고 구획은 삽입 위의 지역이며, 아래 칸은 삽입 그림 1A.ab 아래의 하나입니다. 이식편들은 필터의 상부 측에 부착 상부 구획에 시딩; 많은 축삭은 필터를 통해 성장하고 하부 격실도 1A.c 이내에, 필터의 하부 측에 연장되어있다. (즉, 코팅 용액, 액체, 배양액 등을인가하는) 표준 작업 볼륨은 하부 구획 2 ㎖ 및 상부 구획 대 1 ㎖이며 "로 프로토콜로 지칭 될 예정; 표준 볼륨 ". 삽입 및 웰의 측면 사이의 간극에 피펫 팁을 배치하여 하부 격실로 시작 솔루션을 추가. 필터의 하단에 갇히는 기포를 방지하는 용액을 분배하면서 또, 한쪽으로 기울 인서트.
2. 해부 배아 배근 신경절 (DRG)의 Explants
필터 3. 시드와 배근 신경절 외식 유지
4. 영양 인자 탈퇴 처리
NGF 철수는 먼저 철수 후 약 12 시간을 표시 (IF 상 대비 및 β-III-tubulin에 의해 결정) 축삭 조각화 축삭 변성을 유도한다. 전체 조각은 36 시간에 의해 달성된다. 변성는 실험 디자인에 따라 최종 사용자에 의해 선택되어야 동안 진행하도록 방치 얼마나.
5. 축삭 절개는 Wallerian 변성을 유도하는
이 절차는 전지 본체로부터 분리 필터의 하부 측에 축삭을 남겨 두지 만, 그렇지 않으면 그대로. 그 후,이 축삭이 빠르게 Wallerian 변성을 시작합니다. 첫 번째 절개 후 3 시간으로 나타납니다 (IF 상 대비 또는 β-III-tubulin에 의해 입증) 축삭 분열; 9 시간으로, 축삭이 완전히 분할되어 필터에서 분리됩니다. 변성는 실험 디자인에 따라 최종 사용자에 의해 선택되어야 동안 진행하도록 방치 얼마나.
축삭 샘플 6. 단백질 추출
필터에 축삭의 7. 면역 형광 시험
다음 단계는 β-III-튜 불린의 검출에 의해 예시 필터 삽입에 염색 경우 수행 할 수있는 일반적인 조작을 설명합니다. 정착액, 배양 시간, 농도와 다른 내용이 다른 항원 - 항체 쌍에 최적화되어야한다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
E13.5 마우스에서 후근 신경절 외식 문화 2 일 이내에 2mm에 도달, 필터에 광범위하게 폴리-D-라이신, 라미닌 및 콜라겐 (그림 1B, 왼쪽)와 코팅을 순차적으로 성장한다. 이 기판의 조합이 특히 풍부한 성장을 수득; 다른 조합은 상당히 짧은 축삭 수익률 (그림 1B를, 오른쪽). 또한, 필터를 유지 개의 DRG 플라스틱 그림 1C에 성장 개의 DRG보다 더 긴 축삭을 확장합니다.
이 프로토콜에서 사용되는 직경이 1 μM, 신경 돌기가 기공을 통해 성장하고 저면에 연장하도록 허용하면서, 필터의 상측에 균체를 유지의 기공 필터. 이것은 명확하게 핵 (DAPI) 및 β-III-tubulin의 그림 1D 스테인드 필터의 표면 형광 현미경으로 표시됩니다. 그대로 필터에서는 뉴런에서 비 두, 세포 핵을 관찰 할 수있다그것에서 이식편 센터와 약간의 조사에 ...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 기술을 채택 할 때 고려해야 할 중요한 매개 변수는 공부한다 신경 세포의 인구, 기판, 필터의 기공 크기 및 표면 영역을 포함한다. 이러한 모든 파라미터가 얻어 신경 돌기 제제의 특이성, 질 및 양에 영향을 미칠 것이며, 최종 사용자에 의해 신중하게 고려되어야한다. 이 프로토콜에 제시된 예에서, DRG 신경 세포의 사용, 따라서 순수 (특정) 축삭 제제를주는 유일한 축삭 연장되는 이점이있다.
배아 개의 DRG의 축삭 성장은 매우 빠른 축삭 샘플 문화 단지 2 일 이후에 준비 할 수 있도록, 중추 신경계에서 뉴런과 비교된다. 1 μM의 기공 크기가 증가 축삭 효율적인 통로를 허용하면서 바닥면으로 이주에서 균체를 방지하기 위해 충분히 작은 입증되었다. 가능한 작은 크기 (즉, 0.4 μM)에 비해 얇은 축삭에 대한 선택을 강요하지 않습니다.DRG 이식편의 연구를 위해, (6 - 웰 플레이트에 사용) 24mm 필터 삽입물은 종종 단백질 입력 많이 필요 면역 포함...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 공개할 것이 없습니다.
이 프로젝트는 캐나다 보건 연구소(Canadian Institutes of Health Research)의 보조금 MOP62827 지원받았습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| CD-1 마우스, E13 시간 지정 임신 | Charles River | 집에서 시간 지정 임신은 쥐를 짝짓기하고 질 플러그를 확인하여 수행 할 수 있습니다 (E0 일) | |
| 팔콘 세포 배양 삽입 | Corning | 353102 | 1 µ m 기공 크기, 6웰 수용 플레이트에 적합 |
| Falcon 세포 배양 컴패니언 플레이트 | Corning | 353502 | 인서트용 수용 플레이트 |
| Poly-D-lysine | Sigma-Aldrich | P6407 | 물에서 1mg/ml로 사용됩니다. 한 번 재사용 할 수 있습니다. |
| Laminin | Sigma-Aldrich | L2020 | ; 물에 있는 g/ml. -80에서 100배 재고를 가져옵니다. C 및 해동 O/N 4 ° 씨 |
| PureCol 소 콜라겐 용액 | Advanced Biomatrix | 5005-B | |
| Leibovitz의 L-15 Medium | Invitrogen | 11415-064 | 로 대체 가능 DMEM |
| Neurobasal medium | Invitrogen | 21103-049 | |
| B-27 무혈청 보충제 | Invitrogen | 17504-044 | |
| 5-Fluoro-2′-deoxyuridine (FDU) | Sigma-Aldrich | F0503 | |
| NGF (2.5S, 베타 서브 유닛) | Cedarlane | CLMCNET-001 | |
| 안티 NGF 항체 | 사내에서 | : Acheson, A. et al. 섬유 아세포 및 슈반 세포에서 뇌 유래 신경 영양 인자와 같은 활성의 검출 : NGF에 대한 항체에 의한 억제. 신경세포. 7, 265-75, (1991). | |
| Alomone Labs | AN-240 | 상용 옵션 | |
| 항 튜불린 항체 | Millipore | MAB5564 | |
| Alexa Fluor 488 염소 항 마우스 항체 | Invitrogen | A-11029 | |
| DRG 배양 매체 < / strong> | |||
| Neurobasal Medium 2% B27 Neurobasal Supplement 2 mM l-글루타민 1% 페니실린-스트렙토미신 10 &마이크로; M FDU 15ng/ml NGF(하단 구획만 해당) | |||
| 1x Laemmli 샘플 버퍼 | |||
| 2% SDS 50mM DTT 60mM Tris(pH 6.8) 5% 글리세롤 0.01%(w/v) 브로모페놀 블루 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.