$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Neurale stamcellen (NSC) genereren van neuronen en macroglial cellen tijdens de ontwikkeling van de hersenschors. Bij vroege-corticogenesis, NSCs ondergaan verschillende rondes van symmetrische celdeling en vouw het voorlopercellen zwembad. Vervolgens NSCs kloof asymmetrisch voor het genereren van neuronen, direct of indirect via intermediairen1. Alleen op schakelen midden - tot laat-corticogenesis, progenitoren voor het genereren van astrocyten en oligodendrocyten2,3,4 De volledige mechanismen waarmee de celproliferatie en differentiatie, alsmede de bijdrage van de progenitoren lot-beperkt tot de generatie van unieke soorten neuronen of macroglial cellen blijven echter een kwestie van intens debat4,5,6. Het potentieel van individuele corticale NSCs voor het genereren van neuronen, astrocyten en oligodendrocyten geweest uitgebreid bestudeerde in vitro en in vivo met behulp van een groot aantal technieken, zoals: live beeldvorming in eencellige culturen7,8,9,10,11,12,13; Live imaging in high-density culturen culturen3,14,15; Live imaging in segment culturen16,17,18; klonen analyse met behulp van virale vector-gemedieerde genetische labeling van high-density culturen14,15,19,20,21; klonen analyse in vivo met behulp van retrovirus22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33; en het klonen analyse in vivo gebruik van transgene dieren34.
Elk van deze technieken presenteert voors en tegens. Bijvoorbeeld, is in vivo lineage tracering gevoelig voor het samenvoegen en splitsen fouten3, leiden tot tegenstrijdige conclusies over de mogelijkheden van individuele corticale voorlopercellen. Bovendien, zowel in vitro en in vivo studies gebaseerd zijn op de etikettering van voorlopercellen op vroege tijd-punten en posterieure analyse van cel lineages kan worden beïnvloed door het onopgemerkt vóórkomen van celdood tijdens lineage-progressie35. Een geschikt systeem voor het analyseren van de mogelijkheden van één NSCs moet dan ook toe dat de identificatie van alle cellen gegenereerd, alsmede de passende karakterisatie van het lot van de cel binnen de bloedlijn. Combinatie van primaire celculturen en levende imaging biedt deze instelling. Met behulp van eencellige cultuur en tijd-tijdspanne videomicroscopie, tempel et al. is gebleken de schakelaar in de bloedlijn van individuele hersenschors voorlopercellen van neurogenese naar gliogenesis11. Later gebruikte ze hetzelfde systeem om te laten zien dat er verschillende soorten neuronen worden gegenereerd uit een enkele corticale voorlopercellen12. Dit systeem kampt echter met een belangrijk voorbehoud: slechts 1% van de corticale progenitoren geïsoleerd op vroege corticogenesis klonen van 4 of meer nakomelingen9 genereren. Na de toevoeging van FGF2, de frequentie van cellen genereren van 4 of meer cellen loopt tot en met 8-10%9. Dit aantal is echter te klein gezien het feit dat vrijwel alle corticale progenitoren proliferatieve in dit stadium. Worden bovendien, de mogelijke effecten van FGF2 op lot-specificatie kunnen niet uitgesloten36. Om te omzeilen deze beperkingen, gebruikten we high-density celculturen die ondersteuning bieden voor de verspreiding van beide ventriculaire (Pax6-uitdrukken) en subventriculaire (Tbr2-uitdrukken) corticale progenitoren15. Het real-time opvolgen van deze culturen heeft bovendien aangetoond dat verschillende functies van NSC lineage progressie worden gereproduceerd in deze omstandigheden, zoals de wijze van celdeling, verlenging van de celcyclus, potentieel van afzonderlijke cellen voor het genereren van neuronen en glia, o.a.3,15. Meer recentelijk hebben we dit systeem ook gebruikt om te tonen dat CREB signalering gevolgen heeft voor de overleving van de cel van onrijpe hersenschors neuronen in muizen37. Dus, wij zijn van mening dat time-lapse video-microscopie van primaire lymfkliertest hersenschors cellen gekweekt in hoge dichtheid is een krachtige en toegankelijke hulpmiddel om te studeren van cellulaire en moleculaire mechanismen van de celcyclus, de wijze van de celdeling, de overleving van de cel en de cel lot specificatie. De laatste kan worden bereikt met behulp van transgene dieren, zodat de identificatie van specifieke cel lot op real-time38,39,40 of het gebruik van post imaging immunocytochemie3,38,41,42.
Hier bieden we een stapsgewijze protocol ter voorbereiding van de primaire hersenschors celkweek ter ondersteuning van de verspreiding van NSCs en de latere generaties van neuronen en macroglial cellen. Ook bespreken we het gebruik van retrovirale-gemedieerde Transfectie te manipuleren van de genexpressie van afzonderlijke cellen, die kunnen worden geïdentificeerd en getraceerd op het niveau van de eencellige met behulp van de tijd-tijdspanne videomicroscopie. Dit protocol kan worden gebruikt voor het bestuderen van primaire hersenschors cellen geïsoleerd van het begin tot het einde van de corticogenesis in knaagdieren, maar een paar aanpassingen kunnen worden verlangd overeenkomstig de etappe14. NSCs geïsoleerd uit andere bronnen kunnen ook worden bestudeerd met behulp van de tijd-tijdspanne videomicroscopie van 2D culturen, maar de juiste kweken systeem moet worden bepaald door het vergelijken van cel gedrag in vitro en in vivo38,43.