Volwassen neurogenese in de hippocampus van zoogdieren vertegenwoordigt een opmerkelijk voorbeeld van de aangeboren aanpassingscapaciteit en plasticiteit van de hersenen. Dentate granule cellen (DGC's) worden gegenereerd uit een hernieuwbare pool van neurale voorlopercellen in de dentate gyrus van de hippocampus, die een van de twee momenteel goed gekarakteriseerde neurogene gebieden in de zoogdierhersenen is en waarvan wordt gedacht dat het bijzonder belangrijk is voor leren en geheugen. De hippocampus maakt deel uit van het limbische systeem en heeft een diepe locatie in de hersenen van zoogdieren, wat het een moeilijk doelwit maakt voor nauwkeurige farmacologische manipulatie. Bovendien is afwijkende neurogenese geïmpliceerd in aandoeningen zoals epilepsie, schizofrenie en de ziekte van Alzheimer, wat de belangstelling heeft gewekt om de invloed van verschillende farmacologische middelen te begrijpen tijdens de rijping en overleving van pasgeboren neuronen. Het onderscheid tussen postnatale en volwassen neurogenese is vervaagd en eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat veel kenmerken van in vivo neuronale ontwikkeling in de vroege postnatale periode en volwassenheid vergelijkbaar zijn25. Hier benadrukken we postnatale neurogenese en suggereren we mogelijke toepassingen op volwassen neurogenese.
Organotypische plaksnede culturen bieden een efficiënte in vitro methode voor het bestuderen van verschillende fysiologische eigenschappen van de zoogdierhersenen. De waarde van plaksnede culturen bereid uit hersenen van knaagdieren kan worden samengevat in drie hoofdkwaliteiten: 1) het protocol is eenvoudig en vereist gemakkelijk verkrijgbare materialen; 2) plaksnede culturen staan farmacologische studies toe die complexe variabelen elimineren, zoals de diepe anatomische locatie van de hippocampus en omzeilt de bloed-hersenbarrière1; en 3) de goed gekarakteriseerde structuur van de hippocampus en tri-synaptische circuit wordt behouden2. Eerdere onderzoekers hebben de organotypische hippocampale cultuur gebruikt om synaptische ontwikkeling en fysiologie3,4, gliogenese5-7, ischemische hersenbeschadiging8,9, neuroprotectie en neuroreparatie10-12 en epilepsie13-15 te bestuderen. De plaksnede culturen kunnen ook een nuttig modelsysteem bieden dat het mogelijk maakt om de ontwikkeling van cellen te monitoren in combinatie met het labelen van cellen met groen fluorescent eiwit (GFP) of andere vitale markers.
Plaksnede culturen zijn ook eerder gebruikt om postnatale hippocampale neurogenese te bestuderen16-19, maar een belangrijke factor in de meeste van deze onderzoeken is de goed gekarakteriseerde degeneratie die resulteert uit het explanteren van weefsel van volwassen dieren na ongeveer 2 weken in vitro20,21. Om deze reden worden plaksnede culturen meestal bereid uit vroeg postnataal (P5-P10) muizen of rattenpups, die gebruikmaken van de verbeterde levensvatbaarheid van vroeg postnataal hersenweefsel voor het kweken22. Hoewel eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat de vroeg postnatale en volwassen hippocampus verschillen met betrekking tot synaptische fysiologie en de expressie van specifieke neuronale subtypen23,24, is er een substantiële conservering van het gekoreografiede ontwikkelingsprogramma dat pasgeboren dentate granule cellen doorlopen tijdens de rijping25. Bovendien hebben recente onderzoeken gesuggereerd dat de fysiologische kenmerken van pasgeboren DGC's in cultuur zeer vergelijkbaar zijn met onrijpe neuronen in de acute hippocampale plaksnede voorbereiding16.