$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Rozmrażanie i hodowla komórek
- Uzyskanie zapasu zamrożonych unieśmiertelnionych komórek N19-oligodendroglialnych z długoterminowych magazynów ciekłego azotu.
- Zanurzyć fiolkę zawierającą komórki w łaźni wodnej o temperaturze 37 °C aż do całkowitego rozmrożenia zawiesiny komórek.
- Dodaj 7 ml DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) z wysoką glukozą uzupełnioną 10% FBS (płodowa surowica bydlęca) i 1% penicyliny/streptomycyny do 10 cm płytki hodowlanej.
- Dodaj zawiesinę komórek kroplami do płytki, a następnie delikatnie wymieszaj i kołysz płytką Petriego, aby równomiernie rozproszyć komórki.
- Hodowla komórek w inkubatorze o temperaturze 34 °C/5% CO2 .
- Po 4 godzinach odessać pożywkę z płytek, aby usunąć wszelkie pozostałe DMSO (dimetylosulfotlenek), który był używany jako krioprotektant, i zastąpić świeżą pożywką (7 ml pożywki DMEM o wysokiej zawartości glukozy uzupełnionej 10% FBS i 1% penicyliny/streptomycyny).
2. Komórki pasujące
- Przy 70-80% konfluencji (4-7 dni wzrostu) odessać pożywkę z komórek.
- Dodaj 1 ml 0,25% trypsyny na talerz. Odpipetuj trypsynę, aby oderwać komórki (około 5 minut).
- Wykonać odpowiednie rozcieńczenia do warunków doświadczalnych i przepuścić dodatkową płytkę o średnicy 10 cm do przyszłych eksperymentów przy gęstości komórek nie mniejszej niż 0,1 x 106 komórek / ml.
Uwaga: Powinieneś przejść swoje komórki co najmniej dwa razy po rozmrożeniu, zanim użyjesz ich do eksperymentów.
3. Liczenie i powlekanie komórek
- Aby ułożyć komórki na płytce do obrazowania żywych komórek, trypsynizuj zgodnie z wcześniejszym opisem.
- Usuń około 30 μl komórek i policz za pomocą hemocytometru.
- Umieść niepowlekane szklane szkiełko nakrywkowe na płytce 6-dołkowej. Dodać komórki do studzienki o gęstości 0,1 x 106 komórek/ml w 2 ml bezfenolowej pożywki DMEM o wysokiej zawartości glukozy, uzupełnionej 10% FBS i 1% penicyliny/streptomycyny, w temperaturze 34 °C/5% CO2 .
- Pozostawić komórki do wzrostu przez noc (16-20 godzin) w temperaturze 34 °C/5% CO2 przed transfekcją.
4. Transfekcja
- Połącz 100 μl pożywki bez surowicy, 0,5-4 μg oczyszczonego plazmidowego DNA i 4 μl FuGENE HD (Roche). Delikatnie zmieszaj.
- Ponownie krótko odwirować i pozwolić DNA na zmieszanie się przez 5 minut w temperaturze pokojowej, a następnie dodać mieszaninę FuGENE HD DNA bezpośrednio do hodowanych komórek. Delikatnie przechyl talerz, aby wymieszać.
- Hodować komórki przez dodatkowe 48 godzin w temperaturze 34 °C/5% CO2 przed poddaniem działaniu substancji lub eksperymentem.
5. Przygotowanie komórek do obrazowania żywych komórek (LCI)
- Włącz skrzynkę kontrolną przyrządu LCI Chamlide z żywymi komórkami co najmniej 1 godzinę przed rozpoczęciem eksperymentu. Skrzynka sterownicza reguluje również temperaturę i wilgotność w LCI Chamlide oraz reguluje przepływ wstępnie zmieszanego 5% CO2 .
Uwaga: Zaleca się włączenie skrzynki kontrolnej do 3 godzin przed rozpoczęciem eksperymentów, aby upewnić się, że cały etap osiągnie 34 °C. Ten krok zmniejszy dryft ogniskowej, który jest spowodowany topnieniem i rozszerzalnością cieplną metalowego stolika podczas nagrzewania się podczas obrazowania.
- Pracując w okapie przepływowym, spryskaj magnetyczną komorę hodowlaną Chamlide i pęsetę 70% etanolem i pozostaw do wyschnięcia na 5 minut.
- Wyjmij komórki z inkubatora i upewnij się, że są zdrowe. Powinny wydawać się przylegające i dobrze rozprowadzone na szklanym szkiełku nakrywkowym z licznymi procesami membranowymi. Komórki, które są obciążone transfekcją, nie nadają się do eksperymentów i będą miały zmniejszoną liczbę rozszerzeń procesu i często będą miały jądro o nieregularnym kształcie.
- Przechyl płytkę 6-dołkową i usuń szkiełko nakrywkowe za pomocą pęsety. Szybko umieść szkiełko nakrywkowe stroną z komórką do góry w dolnej płycie komory hodowlanej. Nie dopuścić do wyschnięcia szkiełka nakrywkowego.
- Przymocuj magnetyczny korpus komory hodowlanej i dodaj 500 μl pożywki z oryginalnej płytki 6-dołkowej na wierzch szkiełka nakrywkowego. Ponowne użycie tej pożywki zmniejszy ilość stresu wywieranego na komórki przez zmiany środowiskowe, a także może być przydatne do oceny czynników wydzielanych zewnątrzkomórkowo.
- Umieść szklaną pokrywę na komorze hodowlanej.
- Użyj KimWipe spryskanego 70% etanolem, aby usunąć wszelkie resztki materiału z dna szkiełka nakrywkowego, które mogłyby zakłócać mikroskopię.
- Umieścić komorę hodowlaną w inkubatorze o temperaturze 34 °C/5% CO2 na 30 minut. Ten krok zapewni, że sama komora nagrzeje się do 34 °C, aby zmniejszyć przesuwanie się szkiełka nakrywkowego w miarę nagrzewania się metalu.
6. Ustawienia mikroskopu
Obrazy zostały uzyskane tutaj za pomocą odwróconego mikroskopu Leica DMIRE2 z niestandardową soczewką przekaźnikową i obudową koła filtra emisyjnego do ładowania wkładów z wieloma kołami (Quorum Technologies Inc., Guelph, ON).
- Jasne pole - Lampa ustawiona na 2,5 V i czas naświetlania do 240 ms.
- Białko czerwonej fluorescencji (RFP) - Wzmocnienie ustawione na 140 przez 200 ms.
- Białko zielonej fluorescencji (GFP) - Wzmocnienie ustawione na 140 przez 500 ms.
- Nasz mikroskop jest wyposażony w ściemnialną lampę, a nie obracający się dysk, aby kontrolować ilość światła dostępnego dla komórek. Nasze eksperymenty ze światłem prowadzimy przy 90% maksymalnego natężenia lampy.
7. Leczenie komórek za pomocą induktorów apoptozy i substratu kaspazy-3 NucView 488
- Ważne jest, aby przygotować duże zapasy induktorów apoptozy z wyprzedzeniem i zamrozić je w podwielokrotnościach, tak aby stężenia były spójne między eksperymentami.
- Podłoże NucView 488 jest wrażliwe na światło. Przygotować porcje po 15 μl w celu zmniejszenia zamrażania/rozmrażania i przechowywać probówki w temperaturze -20 °C przykryte folią aluminiową. Pracuj przy jak najniższym oświetleniu pomieszczenia, aby zmniejszyć ekspozycję podłoża NucView 488 na światło przed jego użyciem.
- Szybko wyjmij komorę hodowlaną z inkubatora, aby komórki nie były narażone na obniżenie temperatury. Umieść komorę hodowlaną w komorze środowiskowej mikroskopu i użyj zacisków, aby komora hodowlana nie się poruszała. W tym momencie należy również przyciemnić światła w pomieszczeniu.
- Włącz 5% wstępnie zmieszany zbiornik CO2 z podwójnym regulatorem.
- Korzystając z obiektywu 10x, ustaw ostrość, aby znaleźć komórki na monitorze komputera za pomocą mikroskopii jasnego pola. Uwaga: należy użyć największego otworu numerycznego na obiektywie o pożądanym powiększeniu, aby skrócić czas naświetlania.
- Dostarczyć induktory apoptozy do komórek (w naszym przypadku 80 mM potasu lub 100 mM glutaminianu), można zastosować jedną z poniższych metod. Jako przykład użyjemy dostarczania 80 mM potasu, używając KCl rozpuszczonego jako 10-krotny koncentrat w naszych typowych pożywkach hodowlanych.
- Wymiana mediów przez powolną i lokalną perfuzję:
- Za pomocą pompy perystaltycznej wymienić pożywkę w komorze hodowlanej na nową pożywkę zawierającą 80 mM potasu.
- Jeden koniec rurki dostarczy 10 ml zapasu 80 mM potasu rozpuszczonego w DMEM bez fenolu, a drugi koniec rurki usunie media z komory.
- Potrzebujesz co najmniej 10-krotnej wymiany pożywki, aby upewnić się, że pożywka pozostawiona w komorze ma prawidłowe stężenie potasu.
- Po wymianie pożywki dodać 3 μl substratu NucView 488 do pożywki w komorze. Odpipetować do mieszania.
- Bezpośrednie dodawanie 80 mM K+ i podłoża NucView 488 do pożywki w komorze hodowlanej:
- Przygotować 10x roztwór podstawowy 80 mM potasu rozpuszczonego w DMEM.
- Dodać 3 μl substratu NucView 488 do 50 μl 10x 80 mM potasu. Odpipetować do mieszania. Dodać do 500 μl DMEM bez fenolu w komorze hodowlanej.
Uwaga: ta metoda jest preferowana, jeśli jesteś zainteresowany utrzymaniem lub oceną wzrostu lub innych wydzielanych czynników, które mogą być obecne w oryginalnych pożywkach. Odkryliśmy, że substrat NucView 488 jest stabilny w hodowli komórkowej w eksperymentach trwających nawet 36 godzin.
8. Obrazowanie żywych komórek
- Kliknij czerwony kanał, aby wyświetlić transfekowane komórki.
- Zaznacz i zapisz około tuzina klatek, w których znajduje się kilka transfekowanych komórek, i zapisz te "punkty etapu X-Y". W zależności od ilości pamięci komputera liczba punktów etapu, które będzie można zdobyć, może być ograniczona.
- Niech mikroskop rejestruje obrazy (w jasnym polu, kanale czerwonym i kanale zielonym) w tych zapisanych punktach stage co 6 minut.
- Wszelkie zielone zabarwienia, które są widoczne we wczesnych stadiach eksperymentów, prawdopodobnie wskazują na komórki, które już przechodzą apoptozę, zwykle z powodu transfekcji i/lub stresu środowiskowego. Apoptoza spowodowana eksperymentalnymi terapiami zostanie wykryta w późniejszym czasie eksperymentu.
9. Analiza statystyczna
Dla każdego eksperymentu programujemy mikroskop tak, aby pozyskiwał wiele punktów X-Y, aby efektywnie zbierać duży zestaw danych. Każdy eksperyment jest wykonywany w dwóch lub trzech egzemplarzach, a dane są kompilowane z oddzielnych eksperymentów przeprowadzonych w różnych dniach. Z każdego zestawu danych analizujemy do 15 pól widzenia i porównujemy stosunek komórek kaspazo-ujemnych do komórek kaspazo-dodatnich (całkowita liczba komórek w polu widzenia/całkowita liczba komórek kaspazo-dodatnich).
- Zarejestrowane pomiary z każdego zestawu danych są grupowane w większy zestaw próbek, a następnie porównywane ze sobą za pomocą tabeli ANOVA (p = 0,05). Pokazujemy błędy standardowe średniej (SEM) każdego eksperymentu, a następnie porównujemy różnicę w średnich, wykonując test porównania średnich Tukeya (p = 0,05), aby określić, które terapie znacznie się od siebie różnią.
10. Reprezentatywne wyniki
Opisaliśmy eksperyment, aby zilustrować, jak substrat NucView 488 może wskazywać na zwiększoną szybkość apoptozy kultur komórkowych N19-OLG po leczeniu wysokim zewnątrzkomórkowym stężeniem potasu. Komórki N19 transfekowano RFP i traktowano 3 μl substratu NucView 488 (kontrola) lub 3 μl substratu NucView 488 i 80 mM [K+] (leczenie). Komórki monitorowano, a obrazy pozyskiwano w ciągu 12 godzin, co jest wystarczające dla badań obejmujących urazy neurologiczne (ryc. 1A). W warunkach kontrolnych nie zaobserwowaliśmy znaczących ilości apoptozy w porównaniu z kulturami traktowanymi 80 mM [K+] (hashed box), które wykazały około 45% śmierć komórek po 12 godzinach (Figura 1B). Zielony sygnał tła obserwowany w warunkach kontrolnych wskazuje komórki, które ulegają apoptozie bez dodatku pozakomórkowego potasu. Praktycznie żadna z komórek w eksperymencie kontrolnym nie wykazuje apoptozy do 12-godzinnego punktu czasowego, chociaż w innych sytuacjach eksperymenty mogą być wymagane dłużej. Zdjęcia zostały uzyskane przy użyciu obiektywu 10x. Bar = 100 μm.

Rysunek 1. (A) 12-godzinny eksperyment z kulturami N19 OLG 48 godzin po transfekcji z ekspresją RFP-MBP (kanał czerwony) wraz z 3 μl substratu NucView 488 (kanał zielony). Hodowle były albo traktowane końcowym stężeniem 80 mM [K+] (lewe panele), albo nie traktowano ich jako kontrolne (prawe panele). Obrazy uzyskano w odstępach 6-minutowych, a znaczącą aktywację rozszczepionej kaspazy-3 (zielony sygnał) można zaobserwować w hodowlach traktowanych 80 mM [K+] w jądrach komórkowych (hashed box) w porównaniu z eksperymentem kontrolnym. (B) Odsetek rozszczepionych komórek kaspazy-3 (obliczony przez podzielenie całkowitej liczby komórek w polu widzenia przez całkowitą liczbę komórek kaspazo-dodatnich). W porównaniu z warunkami kontrolnymi, zaobserwowaliśmy około 45% śmierci komórek po leczeniu K+ przez 12 godzin.
sVideo 1. 12-godzinny eksperyment z kulturami N19-OLG 48 godzin po transfekcji z ekspresją RFP-MBP (kanał czerwony) z 3 μl substratu NucView 488 (kanał zielony), wraz z obrazami jasnego pola i obrazem scalonym trójstronnie, po leczeniu 80 mM [K+]. Proszę kliknij tutaj, aby zobaczyć/pobrać ten plik wideo.
sVideo 2. 12-godzinny eksperyment z kulturami N19-OLG 48 godzin po transfekcji z ekspresją RFP-MBP (kanał czerwony) z 3 μl substratu NucView 488 (kanał zielony), wraz z obrazami w jasnym polu i obrazem scalonym trójstronnie. Do hodowli nie zastosowano żadnej obróbki i można zaobserwować migrację N19-OLG w polu mikroskopu, w przeciwieństwie do kultur komórkowych poddanych działaniu 80 mM [K+] (porównaj z sVideo 1). Proszę kliknij tutaj, aby zobaczyć/pobrać ten plik wideo.