1. Izolacja/Przygotowanie zarodka
Ta technika może być użyta dla myszy lub szczura. W tym protokole demonstrujemy technikę pobierania płynu mózgowo-rdzeniowego i sekcję eksplantatu kory mózgowej za pomocą embrionalnego mózgu myszy. Skomentujemy wszelkie istotne różnice między szczurami a myszami, które istnieją w ramach ogólnych technik. W przypadku systemu oceny wieku embrionalnego E1 jest klasyfikowany jako dzień czopa u szczurów, a E0,5 jest klasyfikowany jako dzień czopa u myszy.
- Przygotuj naczynie do mikropreparacji z elastomerem silikonowym Sylgard. Elastomer silikonowy Sylgard 184 jest dostarczany w postaci dwuskładnikowego płynu, części A i części B. Część A i część B miesza się w stosunku wagowym lub objętościowym w stosunku 10:1. Po wymieszaniu płynnych składników wlać elastomer sylgard do szalki Petriego, aby pokryć całą powierzchnię naczynia. Mogą być obecne pęcherzyki powietrza, które rozproszą się podczas procesu utwardzania. Nałożyć pokrywkę na szalkę Petriego i pozwolić elastomerowi utwardzić się. Elastomer można utwardzać w temperaturze pokojowej przez 24 godziny lub w wyższych temperaturach (np. 37 °C) w celu szybszego utwardzania. Gdy płynne składniki zestalą się, naczynie do preparacji jest gotowe do użycia. Naczynie może być używane wielokrotnie do wielu eksperymentów, pod warunkiem, że zostanie dobrze wyczyszczone zgodnie z procedurą.
- Przygotowanie pipety mikrokapilarnej (igły). Pipety mikrokapilarne przygotowuje się poprzez podgrzanie i pociągnięcie za pomocą pionowego ściągacza do mikropipet Narishige PC-10 z następującymi ustawieniami: Pociągnięcie jednoetapowe; Grzałka #2 ustawiona na 58; Ciężarek do uciągu: 100 g. Cienka końcówka mikropipety jest ostrożnie odłamywana za pomocą cienkich kleszczyków #55. Uzyskana średnia średnica wewnętrzna igły wynosi 85 μm.
- Przygotuj zespół aspiratora do aspiracji płynu mózgowo-rdzeniowego. Wprowadzić mikrotłok wyposażony w pipety mikrokapilarne do igły kapilarnej. Alternatywnie należy przymocować plastikowy filtr jednorazowego użytku do końca zespołu rurki aspiratora, która jest podłączona do pipety mikrokapilarnej. Przepchnij igłę przez uszczelkę na miejsce na przeciwległym końcu zespołu aspiratora.
- Przenieść zarodek wyizolowany z miotu do naczynia do mikropreparacji przygotowanego z użyciem produktu Sylgard.
- Usunąć błony i tkanki pozazarodkowe tak, aby zarodek był wyraźnie odsłonięty. Każda warstwa tkanki - najpierw ściana macicy, a następnie decidua - może być wypreparowana za pomocą cienkich nożyczek do irydektomii (tj. Fine Science Tools # 15000-02). W każdym miejscu implantacji najpierw ścianę macicy, a następnie decidua można naciąć równolegle do długiej osi macicy, a następnie nacięcie można dalej otwierać za pomocą cienkich kleszczy. Decidua można usunąć po podobnym nacięciu, odsłaniając błony płodu. Należy zachować ostrożność, aby błony płodu nie zostały nacięte lub przebite.
- Przemyć sterylnym zrównoważonym roztworem soli Hanksa (HBSS) i usunąć nadmiar płynu z otaczającego zarodka za pomocą pipety oraz kimwipe lub bibuły filtracyjnej pokrojonej w trójkąty.
2. Kolekcja płynu mózgowo-rdzeniowego komorowego
- Wizualizuj zarodek pod mikroskopem preparacyjnym: w przypadku myszy zarodek powinien leżeć na boku, tak aby mieć strzałkowy widok rozwijającego się zarodka. W przypadku zarodków szczurów E16 lub starszych należy umieścić zarodek na grzbietowej kolumnie kręgosłupa, wzdłuż jego najdłuższego płaskiego wymiaru, od kierunku czaszkowego do ogonowego, tak jakby zarodek leżał na plecach. W ten sposób płyn mózgowo-rdzeniowy można pobrać zarówno z prawej, jak i lewej komory bocznej.
- Równomiernie wprowadzaj pipetę mikrokapilarną do komory bocznej, komory śródmózgowia lub cisterna magna, starając się nie kontaktować z komórkami nabłonka nerwowego po włożeniu pipety. W przypadku zarodków myszy E14,5 lub starszych płyn mózgowo-rdzeniowy można odessać z prawej komory, a następnie wyjąć igłę i wprowadzić do lewej komory. Ze względu na drożność komór i cewy nerwowej u zarodków młodszych niż E14,5, cała objętość płynu mózgowo-rdzeniowego może być często odessana z komór bocznych za pomocą jednej igły. Jednak nie zawsze tak jest, ponieważ czasy rozwoju i drożność komór łączących mogą się nieznacznie różnić, dlatego pipetę mikrokapilarną można również wprowadzić do cisterna magna, aby zebrać maksymalną objętość płynu mózgowo-rdzeniowego.
- Po wprowadzeniu pipety mikrokapilarnej do komory bocznej, komory śródmózgowia lub cisterna magna, ostrożnie i delikatnie rozpocznij zasysanie płynu mózgowo-rdzeniowego do pipety, używając mikrotłoka do wytworzenia podciśnienia i zasysania płynu mózgowo-rdzeniowego lub zapewniając delikatne podciśnienie wytwarzane przez usta, tak aby płyn mózgowo-rdzeniowy zaczął delikatnie przepływać do pipety mikrokapilarnej w powolny i kontrolowany sposób. Zalecamy, aby widz skontaktował się ze swoimi lokalnymi urzędnikami w sprawie polityki instytucjonalnej dotyczącej tych podejść.
- Kontynuuj stosowanie podciśnienia i zbieraj płyn mózgowo-rdzeniowy do pipety mikrokapilarnej. Zarówno u zarodków myszy, jak i szczurów o wartości E16,5/E17 lub młodszych można zaobserwować lekkie zapadnięcie się komory po pojawieniu się wgłębienia tworzącego się po stronie głowy, w której znajduje się pipeta mikrokapilarna. U starszych zarodków, ze względu na większy rozmiar mózgu, może nie być możliwe zaobserwowanie zapadania się głowy.
- Przestań wywierać nacisk i delikatnie wyjmij pipetę mikrokapilarną z komory bocznej.
- Delikatnie wylać próbkę płynu mózgowo-rdzeniowego do probówki Eppendorfa, która została schłodzona na lodzie.
- Kontynuuj pobieranie płynu mózgowo-rdzeniowego z całego miotu zwierząt i umieść próbki w tej samej probówce.
- Wirować przy 10 000 x g w temperaturze 4 °C przez 10 minut w celu usunięcia wszelkich zanieczyszczających komórek.
- Przeanalizować próbki pod kątem jakichkolwiek oznak zanieczyszczenia komórek nabłonka nerwowego lub czerwonych krwinek. Oznaki zanieczyszczenia są zwykle sygnalizowane przez mętny lub czerwono-różowy płyn lub obecność granulki z plamką zabarwioną krwią. Po odwirowaniu płyn mózgowo-rdzeniowy można analizować pod mikroskopem pod kątem jakichkolwiek śladów komórek lub szczątków komórkowych. Jeśli widoczne są oznaki zanieczyszczenia, płyn należy wyrzucić. Jako dodatkowa kontrola, zawartość osadów może być również barwiona na komórki. Czysta próbka płynu mózgowo-rdzeniowego może być używana do hodowli komórkowych, hodowli korowej, spektrometrii, western blot, ELISA i innych testów. Przezroczysty płyn mózgowo-rdzeniowy należy przenieść do nowej sterylnej probówki Eppendorfa. Próbka może być teraz wykorzystana do analizy, połączona z innymi próbkami lub zamrożona w ciekłym azocie i przechowywana w temperaturze -80 °C. Zamrożenie i rozmrożenie małych próbek płynu może spowodować niewielki spadek objętości i zmiany stężenia białka. Można tego uniknąć poprzez liofilizację próbek.
3. Rozwarstwienie eksplantatu korowego
- Przenieść zarodek E14,5 wyizolowany ze ściółki na naczynie do mikropreparacji przygotowane z użyciem produktu Sylgard.
- Usunąć zarodek z błon i tkanek pozazarodkowych zgodnie z opisem w kroku 1.5.
- Przemyć sterylnym zrównoważonym roztworem soli Hanksa (HBSS) i usunąć nadmiar płynu z otaczającego zarodka za pomocą pipety.
- Przeprowadź sekcję przez obszar szyjki macicy oddzielający głowę od reszty zarodka (ryc. 1A).
- Za pomocą cienkiego skalpela (noża okulistycznego) odetnij linię środkową skóry głowy. Chwyć każdą stronę tego nacięcia cienkimi kleszczami i usuń skórę. Następnie użyj nożyczek do irydektomii, aby wykonać nacięcie biegnące wzdłuż linii środkowej rozwijającej się czaszki. Następnie wykonaj dwa dodatkowe nacięcia, około 1/3 odległości od przedniego i tylnego końca rozwijającej się czaszki. Użyj cienkich kleszczy, aby chwycić "płaty" czaszki, które powstają w wyniku tej części sekcji, i usuń rozwijającą się tkankę czaszki, odsłaniając korę (ryc. 1B).
- Za pomocą skalpela przetnij mózg wzdłuż linii środkowej w płaszczyźnie środkowej strzałkowej, oddzielając prawą i lewą półkulę korową (ryc. 1B, C). Pia i pajęczynówka pozostają przyczepione do kory, a opona twarda jest usuwana wraz z rozwijającą się czaszką.
- Przygotuj każdą półkulę korową osobno. Umieść półkulę przyśrodkową do góry, tak aby można było zobaczyć wyniosłość zwojową i rozwijającą się korę (ryc. 1C, D).
- Za pomocą skalpela wykonaj nacięcie koronalne przez nabłonek nerwowy kory ogonowej do rozwijającej się opuszki węchowej. To nacięcie powinno zaczynać się na przedniej granicy bocznych i przyśrodkowych wypukłości zwojowych i rozciągać się przez przedni obszar zakrętu obręczy rozwijającego się zaczątka korowego (ryc. 1E).
- Wykonaj kolejne nacięcie koronalne tuż doogonowo do tylnej granicy bocznej wyniosłości zwojowej (ryc. 1F). To nacięcie powinno również rozciągać się od bocznej granicy wyniosłości zwojowej do przyśrodkowej ściany rozwijającego się zaczątka korowego.
- Wycofaj "płat" korowy utworzony przez dwa nacięcia wykonane w krokach 3.7 i 3.8, używając skalpela lub delikatnego nacisku strumienia HBSS dostarczanego pipetorem o pojemności 200 μl, aby uniknąć mechanicznego uszkodzenia kory. Następnie wykonaj poprzeczne nacięcie wzdłuż granicy oddzielającej boczne wybrzuszenie zwojowe od rozwijającej się kory (ryc. 1G, H). Następnie należy wypreparować rozwijający się hipokamp i rąbek korowy śródmózgowia przyśrodkowego, na szczycie kory nowej, gdzie boczna powierzchnia kory spotyka się ze ścianą międzypółkulową.
- Wykonaj poprzeczne nacięcie wzdłuż granicy oddzielającej boczną wyniosłość zwojową od rozwijającej się kory (ryc. 1H).
- Usunąć wszelkie dodatkowe wypreparowane tkanki, które znajdują się na płytce Sylgard z wypreparowanego eksplantatu korowego. Można użyć delikatnego pipetowania ze świeżym buforem HBSS, aby odpipetować nadmiar wypreparowanej tkanki. Wypreparowana kora mózgowa jest teraz skierowana stroną oponową skierowaną w dół (ryc. 1I).
4. Przenoszenie eksplantatu korowego
- Przygotuj pętlę z drutu platynowego podłączoną do szklanej pipety. Podgrzej szklaną pipetę za pomocą złożonego platynowego drutu włożonego na końcu szklanej pipety. Przekręcając koniec pętli z drutu platynowego, rozmiar pętli można zwiększyć lub zmniejszyć, a pętlę można ukształtować tak, aby pasowała do pożądanego rozmiaru eksplantatu. (Można to przygotować wcześniej i ponownie wykorzystać.)
- Podgrzej koniec drutu platynowego, aby wysterylizować pętlę.
- Odizolować wypreparowany eksplant korowy i usunąć dodatkowe podłoże HBSS przez delikatne pipetowanie, pozostawiając niewielką ilość do użycia z drucianą pętlą.
- Umieść membranę poliwęglanową o grubości 1 cm w naczyniu obrazowym o średnicy 4 cm.
- Używając boku pętli z drutu platynowego, delikatnie odwróć korę tak, aby strona opony mózgowej była skierowana do góry.
- Podnieś eksplant korowy z naczynia rozwarstwiającego, umieszczając eksplant w środku pętli i wykorzystując wewnętrzne siły hydrostatyczne do podniesienia eksplantatu na płaskiej płaszczyźnie.
- Delikatnie umieść eksplant na membranie poliwęglanowej i podnieś pętlę z drutu platynowego tak, aby eksplant pozostał na membranie na płaskiej płaszczyźnie z powierzchnią komory stykającą się z membraną.
- Delikatnie podnieść membranę i odpipetować 50 μl płynu mózgowo-rdzeniowego lub innego medium znajdującego się pod membraną.
- Przykryj naczynie do obrazowania, umieść je w nawilżonym pojemniku wtórnym i inkubuj w temperaturze 37 °C w 5% CO2 przez 24 godziny, aby wspierać dalszą proliferację komórek i wzrost eksplantatów. Rysunek 2 przedstawia schemat końcowego przygotowania naczynia z eksplantatu kory mózgowej.