Dopamina, jeden z podstawowych neuroprzekaźników mózgowych1,2, jest głównie uwalniana przez neurony dopaminergiczne (DA) śródmózgowia. Większość neuronów DA znajduje się w brzusznej części śródmózgowia2-6. Schematycznie neurony DA śródmózgowia można podzielić na trzy anatomicznie i funkcjonalnie odrębne systemy projekcyjne: szlaki mezostriatalne, mezolimbiczne i mezokortykalne2,5. Szlak nigrostriatalny jest zaangażowany w zachowania motoryczne, szlaki mezolimbiczne odgrywają ważną rolę we wzmacnianiu, motywacji i uczeniu się, podczas gdy szlaki dopaminergiczne rzutujące do kory przedczołowej są zaangażowane w poznanie2.
Neurony DA są zaangażowane w kilka zaburzeń neurologicznych człowieka, takich jak schizofrenia, deficyt uwagi, zespół nadpobudliwości i choroba Parkinsona (PD)2,4. PD charakteryzuje się postępującą i selektywną degeneracją neuronów DA łączących istotę czarną pars compacta (SNc) z prążkowiem. Utrata neuronów DA nigro-prążkowia powoduje poważne wyczerpanie dopaminy w prążkowiu, które jest odpowiedzialne za objawy motoryczne PD (bradykinezja, drżenie spoczynkowe i sztywność)7. Pierwotna przyczyna idiopatycznej choroby Parkinsona nie została ustalona, a obecne leczenie jest jedynie objawowe, mające na celu przywrócenie poziomu dopaminy w prążkowiu. Najczęściej przepisywanym lekiem jest L-Dopa (lewodopa), naturalny prekursor dopaminy. Chociaż podawanie lewodopy kompensuje utratę dopaminy przez pewien czas, powikłania motoryczne występują po długotrwałym leczeniu (dyskinezy i stany włączenia/wyłączenia)8,9.
Badania nad neuronami dopaminergicznymi i PD są w ciągłym postępie i podejmowane są intensywne wysiłki w celu opracowania terapii opartych na transplantacji komórek, terapii genowej lub środkach neuroprotekcyjnych10,11. Jednak główny problem pozostaje niewyjaśniony: jaka jest przyczyna ekstremalnej wrażliwości neuronów DA? Część odpowiedzi można znaleźć w aktywności neuronów DA. Zmniejszenie aktywności elektrycznej i pobudliwości neuronów DA wydaje się zwiększać ich skłonność do degeneracji12. Niemniej jednak złożoność patogenezy PD wymaga dalszych badań w celu zidentyfikowania mechanizmów zaangażowanych w degenerację neuronów DA13-15.
Kultury pierwotne są szczególnie istotne do badania właściwości neuronów DA16-19 i do wyzywania tych neuronów na różne stresy w celu oceny czynników neuroprotekcyjnych20-24. Najczęściej stosuje się modele hodowli szczurów, ponieważ rozwarstwienie śródmózgowia zarodka szczura jest łatwiejsze w porównaniu z myszą, a u szczura można uzyskać większą ilość neuronów. Jednak generacja transgenicznych mysich modeli choroby25 znacznie zwiększyła zainteresowanie społeczności neurobiologów pierwotnymi kulturami myszy26-29. Chociaż można stosować kultury przygotowane z nowonarodzonych zwierząt, lepiej jest przygotować je z zarodków w stadium postmitotycznym (E13.5 dla neuronów śródmózgowia), kiedy neurony zachowały zdolność różnicowania się. Poniższy protokół przedstawia izolowane neurony śródmózgowia w hodowli pierwotnej z zarodków myszy (E13.5), które są najtrudniejsze do przygotowania. Warto zauważyć, że udostępniamy protokół wykorzystujący pożywkę hodowlaną bez surowicy w celu uzyskania lepszej odtwarzalności. Dwa najważniejsze etapy przygotowania hodowli (rozbiór i dysocjacja mechaniczna) zostaną szczegółowo opisane w powiązanym filmie.