Niniejszy protokół hodowli embrionalnych neuronów hipokampa i kory mózgu myszy został opracowany jako modyfikacja protokołu Bankera, w którym wykorzystywano neurony szczura1,2. Stosowaliśmy ten protokół również do hodowli neuronów myszy i chomika3,4,5,6,7. Protokół ten sprawdza się równie dobrze w przypadku neuronów hipokampa, jak i neuronów nowokory, i jest podobny do protokołu opublikowanego przez Meberga i Millera8. Zazwyczaj do hodowli długoterminowych wykorzystujemy neurony hipokampa, ponieważ są one dobrze scharakteryzowane i stanowią bardziej ugruntowany system modelowy. Co więcej, prawdopodobnie zawierają one bardziej jednorodną populację neuronów niż nowokora. Jednakże neurony nowokory hodowane według tego protokołu również przeżywają i różnicują się w podobny sposób (dane nieopublikowane). Rutynowo wykorzystujemy neurony hipokampa i nowokory do hodowli krótkoterminowych. Wypreparowanie nowokory pozwala również na uzyskanie znacznie większej liczby neuronów (1,5x106 neuronów na parę kory) niż w przypadku hipokampa (2,5x105 neuronów na parę hipokampów), co czyni ten materiał lepszym wyborem, na przykład do analizy Western blotting.
Podobnie jak w przypadku każdej hodowli pierwotnej, kluczowe jest zminimalizowanie czasu od śmierci zwierzęcia do wysiania komórek. Zazwyczaj potrzeba od 10 do 20 sekcji, aby osiągnąć stałą biegłość w przeprowadzaniu sekcji i wysiewania. Ponadto, podczas pracy z systemem Lonza Nucleofector, niezwykle ważne jest szybkie działanie podczas procedury elektroporacji, ponieważ żywotność neuronów gwałtownie spada, jeśli pozostaną one w buforze do nukleofekcji.
Większość naszych obrazowań przeprowadzana jest za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej z całkowitym wewnętrznym odbiciem (TIRFM). Ten rodzaj mikroskopii umożliwia obrazowanie jedynie obszaru o grubości kilkuset nanometrów poza szkiełkiem podstawowym. W związku z tym obszary neuronów, które najczęściej obrazujemy – stożki wzrostu aksonów i kolce dendrytyczne – muszą przylegać bezpośrednio do szkiełka. Stosujemy zatem hodowle o niskiej gęstości, które do długoterminowej hodowli wymagają obecności komórek glejowych jako warstwy odżywczej. W przypadku hodowli długoterminowych wykorzystywaliśmy również hodowle o wyższej gęstości (>2x104 komórek/cm2) bez warstw odżywczych komórek glejowych i stwierdzono, że przeżywają one bardzo dobrze przy minimalnym dokarmianiu. Jednak kolce dendrytyczne tych neuronów często znajdują się zbyt daleko od podłoża, aby można je było obrazować w technice TIRFM, mimo że można je łatwo wykryć za pomocą mikroskopii szerokopolowej lub mikroskopii konfokalnej.
W większości naszych badań przeprowadzamy transfekcję neuronów przed wysianiem, a obrazowanie białek znakowanych fluorescencyjnie prowadziliśmy przez okres do trzech miesięcy hodowli. Ta długotrwała ekspresja białek znakowanych fluorescencyjnie daje nam pewność, że stosując niskie stężenia DNA (1-2μg) nie wywołujemy artefaktów związanych z nadekspresją w neuronach. Procedura ta może być jednak wykorzystana również do badania nadekspresji białek, jeśli zastosowane zostaną duże ilości DNA (10-20μg). Plazmidy, których używamy do transfekcji neuronów, zazwyczaj zawierają białka fuzyjne EGFP lub mCherry, choć znakujemy również cytoplazmę neuronów samym DsRed2 lub EGFP. Ta technika elektroporacji działa dobrze z wieloma wektorami. Preferujemy plazmidy zawierające promotor β-aktyny z enhancerem CMV i ogonem poly-A β-globiny (plazmidy pCAGGs lub pCAX)9, ze względu na stosunkowo wysokie poziomy ekspresji oraz fakt, że są one dobrze tolerowane przez neurony zarówno w hodowlach krótkoterminowych, jak i długoterminowych. Zazwyczaj białka zaczynają się eksponować w ciągu około 4 godzin od wysiania i osiągają poziomy wystarczające do obrazowania w ciągu 10-24hrs10. Z powodzeniem stosowaliśmy plazmidy sterowane promotorem CMV w hodowlach krótkoterminowych, jednak stwierdziliśmy, że mogą one powodować wysoką nadekspresję, która prowadzi do śmierci neuronów w hodowli długoterminowej. Niemniej jednak zauważyliśmy, że kondycjonowanie glejowe kultur o niskiej gęstości wspomaga przeżywalność neuronów przetransfekowanych plazmidami sterowanymi promotorem CMV w porównaniu do kultur o większej gęstości (niewspomaganych glejem).