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

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....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Doświadczenia na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z Dyrektywą Rady Wspólnot Europejskich z 22 września 2010 roku (2010/63/UE) i zostały zweryfikowane i zatwierdzone przez władze szwajcarskie.

1. Konfiguracja organotypowych kultur entorhino-hipokampowych plastrów

  1. Przygotować organotypowe kultury warstwowe entorhino-hipokampa (EHOSC) od młodych myszy w 4. dniu po urodzeniu (P4) przy użyciu metody inkubacji statycznej4,11. Tutaj użyj myszy C57Bl6 i CB6F1.
    1. Poświęć około 30 minut na młode myszy na przygotowanie kultur plastrowych, tj. 3 godziny na miot 6 młodych myszy. Wszystkie kroki należy ....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Pozbawienie tlenu i glukozy oraz hipoksja indukują śmierć neuronów i redukcję naczyń krwionośnych specyficznie w obszarze CA1 hipokampa.
OGD lub samo pozbawienie tlenu przez 15 min wywołało silną indukcję śmierci komórek, co widoczne było w barwieniu jodkiem propidium specyficznie w obszarze CA1 hipokampa (Rycina 3), podobnie jak opisano poprzednio7. Przy zastosowaniu markerów do wizualizacji sieci naczyń krwionośnych stwierdzono, że gęstość i organizacja naczyń krwionośnych w wię.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Dzięki przedstawionym tu metodom, organotypowe kultury plastrów hipokampa mogą być wykorzystywane jako wszechstronne narzędzie do badania zmian plastycznych w tkance nerwowej po urazie. Podczas gdy organotypowe kultury warstw były wykorzystywane w przeszłości do badania reakcji neuronalnych po niedokrwieniu6, 7 , nowy aspekt jednoczesnego badania zmian naczyniowych znacznie zwiększa potencjalne zastosowania tej metody. Sama indukcja OGD lub hipoksja może być zastosowana dość prostymi środkami w organotypowych .......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Doświadczenia na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z dyrektywą Rady Wspólnot Europejskich z dnia 24 listopada 1986 r. (86/609/EWG) i zostały poddane przeglądowi i zatwierdzone przez władze szwajcarskie. Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez Uniwersytet w Bazylei, Wydział Biomedycyny oraz Szwajcarską Narodową Fundację Nauki (31003A_141007). Wsparcia technicznego udzielił Markus Saxer.

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Minimum Essential Medium MEMGibco11012-044
GlutamaxGibco35050-061stabilizowana forma L-glutaminy
Wkłady do hodowli komórkowych MillicellMilliporePICM03050
Podłoże bazowe Eagle Gibco41010-026
Surowica dla koniGibco26050-088
Pożywka neuropodstawowaGibco21103-049
B27 suplementGibco17504-044
Paski anaeroboweSigma-Aldrich59886
Roztwór jodku propidynySigma-AldrichP4864
AMPAR& Systemy D0169-10
CNQXR& Systemy D0190/10
TTXR& Systemy D1078/1
poliklonalna antylamininaSigma-AldrichL9393 
anty-MAP2Abcamab11267
Alexa anty-mysie 350Sondy molekularneA11045
Alexa anty-mysie 488Sondy molekularneA11001
Alexa anty-króliki 350Sondy molekularneA11046
Alexa anty-królik 488Sondy molekularneA11008
Oprogramowanie statystyczneOprogramowanie GraphPadGraphPad Prism
McIlwainTed Pella10180
Komora hipoksjiBillups-RothenbergMIC-101
Rozdrabniacz tkanek

Bibliografia

  1. Turner, R. C., Dodson, S. C., Rosen, C. L., Huber, J. D. The science of cerebral ischemia and the quest for neuroprotection: navigating past failure to future success. J Neurosurg. 118, 1072-1085 (2013).
  2. Bacigaluppi, M., Comi, G., Hermann, D. M.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Organotypowe hodowle skrawków entorhino-hipokampalnychdeprywacja tlenu i glukozyanaliza przeżywalności neuronówanaliza zmian naczyniowychmikroskopia konfokalnabarwienie jodkiem propidynyimmunohistochemia lamininykomora hipoksycznaorganotypowa hodowla skrawków