Method Article

Stymulacja różnicowania nerwowych komórek macierzystych za pomocą leczenia zimną plazmą atmosferyczną

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
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.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Nerve Stem CellsCold Atmospheric PlasmaCell DifferentiationPlasma TreatmentUV RadiationReactive MoleculesPhase Contrast MicroscopyDifferentiation MediumNeural ProjectionsGas Controls

Related Articles