Analiza przebudowy nerwowo-naczyniowej w organotypowych kulturach entorhino-hipokampowych plastrów

Sophorn Chip; Xinzhou Zhu; Josef P. Kapfhammer

doi:10.3791/52023

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

Artykuł metodologiczny

Analiza przebudowy nerwowo-naczyniowej w organotypowych kulturach entorhino-hipokampowych plastrów

9.4K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/52023

⸱

23 października 2014

Sophorn Chip¹ , Xinzhou Zhu² , Josef P. Kapfhammer¹

¹Anatomical Institute, Department of Biomedicine Basel, University of Basel, ²Department of Neonatology, University Children's Hospital (UKBB), University of Basel

W tym artykule

Podsumowanie

Przedstawiono protokół dla organotypowych kultur entorhino-hipokampowych, który pozwala na odtworzenie wielu aspektów niedokrwiennego uszkodzenia mózgu. Badając zmiany układu nerwowo-naczyniowego oprócz zmian w neuronach, protokół ten jest wszechstronnym narzędziem do badania zmian plastycznych w tkance nerwowej po urazie.

Streszczenie

Niedokrwienne uszkodzenie mózgu jest jednym z najczęstszych i najbardziej wyniszczających stanów zagrażających prawidłowemu funkcjonowaniu mózgu i często prowadzi do utrzymujących się deficytów funkcjonalnych u dotkniętych nim pacjentów. Pomimo intensywnych wysiłków badawczych nadal nie ma skutecznej opcji leczenia, która zmniejszałaby uszkodzenie neuronów i chroniła neurony w obszarach niedokrwionych przed opóźnioną wtórną śmiercią. Badania w tej dziedzinie zazwyczaj obejmują wykorzystanie skomplikowanych i problematycznych modeli zwierzęcych. Organotypowe hodowle warstwowe entorhino-hipokampa z deprywacją tlenu i glukozy (OGD) są tworzone in vitro, które naśladują niedokrwienie mózgu. Nowatorskim aspektem tego badania jest to, że oprócz zmian neuronalnych badane są zmiany naczyń krwionośnych mózgu, a reakcja zarówno przedziału neuronalnego, jak i przedziału naczyniowego może być porównywana i korelowana. Metody przedstawione w niniejszym protokole znacznie poszerzają potencjalne zastosowania podejścia opartego na organotypowej hodowli plastrów. Sama indukcja OGD lub hipoksja może być zastosowana dość prostymi środkami w organotypowych kulturach plastrów i prowadzi do wiarygodnych i powtarzalnych uszkodzeń tkanki nerwowej. Stoi to w jaskrawym kontraście ze skomplikowanymi i problematycznymi eksperymentami na zwierzętach wywołującymi udar i niedokrwienie in vivo. Poszerzenie analizy o badanie reakcji układu krwionośnego może dostarczyć nowych sposobów na zachowanie i przywrócenie funkcji mózgu. Przedstawione tutaj podejście oparte na hodowli warstw może stać się atrakcyjnym i ważnym narzędziem do badania niedokrwiennego uszkodzenia mózgu i może być przydatne do testowania potencjalnych środków terapeutycznych mających na celu neuroprotekcję.

Wprowadzenie

Ośrodkowy układ nerwowy jest szczególnie wrażliwy na utratę lub zmniejszenie dopływu tlenu i glukozy przez układ naczyniowy. Nawet dość krótka przerwa w dopływie krwi do mózgu może wywołać trwałą utratę funkcji odpowiednich obszarów mózgu, prowadząc do typowych zespołów udaru. Oprócz utraty neuronów w pierwotnych obszarach dotkniętych chorobą, zazwyczaj występuje dodatkowa opóźniona utrata neuronów poprzez wtórne uszkodzenie. Niestety, do tej pory nie było dostępnego leczenia neuroprotekcyjnego w celu zmniejszenia wtórnej śmierci neuronów¹. Wysiłki badawcze mające na celu zbadanie mechanizmów wtórnego uszkodzenia opierają się na wykorzystaniu zwierzęcych mo....