Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Stymulacja różnicowania nerwowych komórek macierzystych za pomocą leczenia zimną plazmą atmosferyczną

832 wyświetleń

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Źródło: Xiong, Z., et al. Różnicowanie komórek macierzystych nerwu za pomocą jednoetapowej obróbki zimnym osoczem atmosferycznym in vitro. J. Vis. Exp. (2019).

Ten film przedstawia metodę wywoływania różnicowania w nerwowych komórkach macierzystych za pomocą zimnego plazmy atmosferycznej. Generuje to promieniowanie UV i reaktywne cząsteczki, które stymulują komórki nerwowe do wytwarzania wypustek, wskazujących na różnicowanie komórek neuronalnych.

Protokół

1. Hodowle komórkowe i predyferencjacja

  1. Hodowla nerwowych komórek macierzystych i preróżnicowanie
    1. Przygotować szkiełka nakrywkowe pokryte poli-D-lizyną. Umieścić sterylne szkiełko nakrywkowe (o średnicy 20 mm) na płytkę 12-dołkową. Pokryj szkło nakrywkowe poli-D-lizyną 0,1% w/v w wodzie, aby uzyskać lepszą przyczepność komórek do szkiełek nakrywkowych, wykonując następujące czynności.
      UWAGA: Dla każdej linii komórkowej i aplikacji należy określić optymalne warunki.
      1. Aseptycznie pokryć powierzchnię szkiełka nakrywkowego poli-D-lizyną o stężeniu 0,1% w/v w wodzie. Kołysz delikatnie, aby zapewnić równomierne pokrycie powierzchni szkiełka nakrywkowego.
      2. Po nocnym hodowaniu (~12 h) w temperaturze 37°C należy usunąć roztwór poli-D-lizyny i spłukać powierzchnię 3x 1 ml sterylnej wody.
      3. Wysuszyć komórki co najmniej 30 minut przed ich wysiewem.
  2. Hodowla mysich nerwowych komórek macierzystych C17.2 (C17.2-NSC) i preróżnicowanie
    1. Inkubować C17.2-NSC w kolbie o średnicy 25cm2 w zmodyfikowanym pożywce Eagle's (DMEM) firmy Dulbecco, uzupełnionej 10% płodową surowicą bydlęcą (FBS), 5% surowicą końską (HS) i 1% penicyliną/streptomycyną w temperaturze 37 °C i 5% CO2 dla ~2 - 3d.
    2. Gdy komórki osiągną 85% konfluencji, usuń pożywkę, umyj komórki 1 ml PBS i dodaj 1 ml świeżej trypsyny (0,25%) do kolby. Pozostaw na 1 minutę; następnie dodać 1 ml pożywki hodowlanej do kolby i kilkakrotnie pipetować w górę i w dół, aby uzyskać zawiesinę jednokomórkową.
    3. Policz gęstość komórek w zawiesinie za pomocą hemocytometru. Obliczyć wymaganą objętość zawiesiny komórek, aby uzyskać końcowe stężenie komórek 2 x 104 komórek/ml.
    4. Zasiać C17.2-NSC na powlekanych szkiełkach nakrywkowych w 12-dołkowej płytce o gęstości ~2 x 104 komórek na studzienkę. Sprawdź gęstość komórek pod mikroskopem.
      UWAGA: Aby uzyskać lepszy wynik, przed eksperymentem immunofluorescencyjnym należy określić optymalną gęstość komórek.
    5. Inkubować komórki w temperaturze 37°C w inkubatorze komórkowym przez 12 godzin, aby umożliwić przyłączenie.
    6. Po przyłączeniu przemyć komórki 2x 1 ml PBS i hodować komórki za pomocą pożywki różnicującej składającej się z DMEM/F12 z 1% suplementem N2 przez 48 godzin przed obróbką osocza.
  3. Pierwotna hodowla nerwowych komórek macierzystych szczura i preróżnicowanie
    1. Hodowla pierwotnej zawiesiny NSC (nerwowych komórek macierzystych) szczura w pożywce wzrostowej NSC szczura w niepowlekanych kolbach T25 o gęstości 5 x 105 komórek.
    2. Sprawdź powstawanie neurosfer pod odwróconym mikroskopem. Upewnij się, że morfologia neurosfer wykazuje kuliste i przezroczyste kompleksy wielokomórkowe.
    3. Gdy neurosfery osiągną średnicę 3 mm lub większą, przenieś zawiesinę neurosfery do sterylnej probówki wirówkowej o pojemności 15 ml i pozwól neurosferom osiąść grawitacyjnie.
    4. Ostrożnie usunąć supernatant, aby pozostawić neurosfery w minimalnej objętości pożywki.
    5. Przepłucz neurosfery 1x 5 ml PBS i pozwól neurosferom osiąść grawitacyjnie. Usunąć supernatant, aby pozostawić minimalną objętość PBS.
    6. Dodaj odpowiednią objętość pożywki różnicującej, aby dostosować gęstość komórek do ~12 - 15 neurosfer na mililitr. Pożywka różnicująca dla pierwotnych NSC szczurów składa się z DMEM/F12, 2% B27 i 1% FBS.
    7. Umieść 1 ml zawiesiny neurosfery na każdym powlekanym szkiełku nakrywkowym na płytce 12-dołkowej.
      UWAGA: Delikatnie potrząśnij płytką, aby upewnić się, że neurosfery są równomiernie rozłożone. Ten krok ma kluczowe znaczenie dla uzyskania lepszego wyniku immunofluorescencji.
    8. Umieścić płytkę w inkubatorze i pozostawić do wstępnego różnicowania przez 24 godziny przed obróbką plazmową.

2. Przygotowanie dżetów plazmowych

  1. Wybierz półotwartą rurkę kwarcową o średnicy wewnętrznej 2 mm i średnicy zewnętrznej 4 mm. Włóż do rurki przewód wysokiego napięcia o średnicy 2 mm.
  2. Włóż rurkę kwarcową z przewodem wysokiego napięcia do strzykawki o pojemności 5 ml i użyj uchwytu, aby zamontować ją wewnątrz środka strzykawki. Ustaw odległość między uszczelnionym końcem rurki kwarcowej a końcówką strzykawki na 1 cm.
  3. Podłączyć rurkę z gumy silikonowej o długości 1 m (o średnicy wewnętrznej 12 mm) do otwartego końca strzykawki, a następnie podłączyć ją kolejno do przepływomierza i zaworu gazowego.

3. Przejęcie Jets

  1. Podłącz obwód, jak pokazano na rysunku 1. Podłącz przewód wyjściowy zasilacza do urządzenia plazmowego, a następnie połącz końcówkę sondy wysokonapięciowej z przewodem wyjściowym, aby wykryć napięcie. Podłącz drugi koniec sondy wysokonapięciowej do oscyloskopu, aby zarejestrować informacje o napięciu wyjściowym. Sprawdź cały obwód i upewnij się, że zasilacz, oscyloskop i sonda wysokiego napięcia są uziemione.
  2. Sprawdź przewód gazowy. Upewnij się, że rura gazowa została podłączona do urządzenia do strumienia plazmy; następnie otwórz zawór gazowy helu (ułamek objętościowy, 99,999%) i tlenu (ułamek objętościowy, 99,999%) i ustaw przepływ gazu na 1 L : 0,01 l / min (He:O2).
    UWAGA: Pozwól gazowi płynąć przez kilka minut przed pierwszym włączeniem zasilania.
  3. Ustaw amplitudę, częstotliwość i szerokość impulsu odpowiednio na 8 kV, 8 kHz i 1600 ns. Sprawdź ponownie obwód, a następnie włącz przycisk wyjścia, aby utworzyć strumień plazmy.
    UWAGA: Nigdy nie dotykaj przewodu wysokiego napięcia.

4. Plazmowe leczenie nerwowych komórek macierzystych

  1. Ustaw odległość między dyszą strzykawki a otworem w komorze na 15 mm.
    UWAGA: Odległość jest mierzona od dołu platformy, na której umieszczona jest płytka 12-dołkowa.
  2. Wyjąć 12-dołkową płytkę z inkubatora i zmienić pożywkę z wstępnie zróżnicowanych komórek na 800 μl świeżej pożywki różnicującej.
  3. Podziel komórki na trzy grupy: nieleczoną grupę kontrolną, grupę leczoną przepływem gazu He-and-O2 (1%) przez 60 s i grupę leczoną osoczem 60 s.
    UWAGA: Nie ma oczywistej utraty płynów w warunkach zabiegu.
  4. Umieść 12-dołkową płytkę pod dyszami plazmy, upewnij się, że dysza strzykawki jest zamocowana na środku każdego otworu i poddaj odpowiednią obróbkę różnym grupom wymienionym w kroku 4.3.
    UWAGA: Niepoddane działaniu substancji kontrolnej trzymano w pożywce różnicującej w temperaturze pokojowej podczas procedury eksperymentalnej, aby zapewnić jednolite warunki leczenia. Grupa leczona przepływem gazu He-and-O2 (1%) była traktowana tylko przepływem gazu He i O2 (1%), bez wytwarzania plazmy. Wszystkie zabiegi należy wykonać w trzech egzemplarzach.

5. Różnicowanie nerwowych komórek macierzystych

  1. Po poddaniu działaniu substancji należy usunąć oryginalną kulturę i dodać 1 ml nowej pożywki różnicującej do każdej studzienki.
  2. Inkubować komórki w inkubatorze w temperaturze 37°C i 5% CO2 przez 6 dni. Zmieniaj podłoże co drugi dzień.
  3. Codziennie sprawdzaj stan różnicowania różnych grup pod mikroskopem światła z odwróconym kontrastem fazowym Rysunek 2. Losowo wybierz co najmniej 12 pól i zrób zdjęcia, aby zarejestrować zmiany morfologiczne.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

figure-results-1
Rysunek 1: Schemat układu doświadczalnego. Urządzenie do strumienia plazmy jest podłączone do przewodu wyjściowego zasilacza wysokiego napięcia. Sonda wysokonapięciowa z oscyloskopem służy do wykrywania napięcia wyjściowego. Gdy gazy robocze przepływają przez strzykawkę i włączone jest wysokie napięcie, strumień plazmy zostanie wygenerowany i rozchodzi się na świeżym powietrzu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Szkiełko nakrywkowegniazdo801008
Poli-D-lizynaBeyotimeZobacz materiał P0128
Podłoże DMEMKlon HyCloneSH30022.01 mldprzechowywany w temperaturze 4 °C
DMEM/F12 średniKlon HyCloneSH30023.01 mldprzechowywany w temperaturze 4 °C
Suplement N2Gibco (firma Gibco)17502048przechowywać w temperaturze -20 °C i chronić przed światłem
Suplement witaminy B27Gibco (firma Gibco)17504044przechowywać w temperaturze -20 °C i chronić przed światłem
Surowica bydlęca płoduKlon HyCloneSH30084.03przechowywać w temperaturze -20 °C, unikać wielokrotnego zamrażania i rozmrażania
Dawca Konia surowicyKlon HyCloneSH30074.03w temperaturze -20 °C, unikać wielokrotnego zamrażania i rozmrażania
Penicylina/StreptomycynaKlon HyCloneSV30010przechowywany w temperaturze 4 °C
trypsynaKlon HyClone25300054przechowywany w temperaturze 4 °C
Rozwiązanie PBSKlon HyCloneSH30256.01 mldprzechowywany w temperaturze 4 °C
4% paraformaldehyduBeyotimeZobacz materiał P0098przechowywane w temperaturze -20 °C
Silnik TritonX-100SigmaZobacz materiał T8787
Mikroskop świetlnyFirma Nanjing Jiangnan Novel OpticsZobacz materiał XD-202
Wysokonapięciowy wzmacniacz mocyEnergia ukierunkowanaZobacz materiał PVX-4110
Zasilanie prądem stałymCzarodziejZobacz materiał SL1200
Generator funkcjiAligent (S.A33521A
OscyloskopTektronixDPO3034
Sonda wysokonapięciowaTektronixZobacz materiał P6015A
Płytka 12-dołkowaCorning3512
Kolba 25 cm2Corning430639
Hel gazowy
Tlen gazowy
Dysza plazmowa
Inkubator CO2
Rurka silikonowaśrednica wewnętrzna 12 mm
Mysia nerwowa komórka macierzysta C17.2 (C17.2-NSC)
TGL .) SZT.

Tagi

Macierzyste komórki nerwowepromieniowanie UVcząsteczki reaktywnemikroskopia w kontraście fazowympożywka różnicującawypustki neuronalnesterowniki gazowe