$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Utrata neuronów dopaminergicznych z istoty czarnej pars compacta prowadzi do głównych objawów motorycznych choroby Parkinsona (PD), drugiego najbardziej rozpowszechnionego zaburzenia neurodegeneracyjnego. Podstawowa przyczyna wyginięcia tej populacji neuronów śródmózgowia nie jest znana. Do zbadania szlaków biochemicznych odpowiedzialnych za rozwój i modulację właściwości neurofizjologicznych oraz przeżycie neuronów mesDA wykorzystano kilka hodowli komórkowych i systemów modeli zwierzęcych. Unieśmiertelnione linie komórkowe, w tym szczurza linia komórek dopaminergicznych 1RB3AN27 (N27), ludzka linia komórkowa nerwiaka dopaminergicznego SH-SY5Y, mysia dopaminergiczna hybrydowa linia komórkowa MN9D i ludzkie śródmózgowiowe komórki LUHMES zostały wykorzystane do badań biochemicznych i ograniczonych badań mechanistycznych 1-5. Do badania specyficznej utraty neuronów mesDA opracowano kilka modeli opartych na neurotoksynach i modelach genetycznych 6-8. Pierwotne hodowle brzusznej części śródmózgowia stanowią niezbędne narzędzie do badania właściwości neuronalnych i synaptycznych neuronów dopaminergicznych oraz szlaków zaangażowanych w patogenezę tego powszechnego zaburzenia.
Tutaj prezentujemy szczegółowy protokół izolacji śródmózgowiowych neuronów dopaminergicznych, który zawiera modyfikacje skutkujące wyższą przeżywalnością i zwiększoną wydajnością szkiełek nakrywkowych na zarodek. Zastosowanie przedwcześnie opracowanego śródmózgowia myszy E12.5 (E14.5 u szczurów) zwiększa przeżywalność. W tym wieku neurony nie rozwinęły jeszcze aksonów, co pozostawia komórki nienaruszone podczas sekcji i minimalizuje stres, co znacznie zwiększa żywotność. Ponadto staranna sekcja brzusznej części śródmózgowia, opisana w sekcji 2 niniejszego protokołu, dodatkowo zwiększa przeżywalność. W celu zwiększenia liczby szkiełek nakrywkowych na zarodek przedstawiono alternatywną metodę posiewu w sekcji 4 niniejszego protokołu. Prowadzi to do uzyskania do 10 szkiełek nakrywkowych na zarodek w porównaniu z 4 szkiełkami nakrywkowymi w standardowych warunkach posiewu, zmniejszając w ten sposób liczbę zwierząt w jednym doświadczeniu.
Neurony w kulturze wykazują wzrost aksonów i dentytów, tworzą połączenia synaptyczne i ujawniają obecność markerów neuronalnych i synaptycznych, co czyni te kultury odpowiednimi do obrazowania żywych komórek, badań immunocytochemicznych i elektrofizjologicznych. Co więcej, wykorzystanie kultur neuronalnych ułatwia manipulacje genetyczne i farmakologiczne. Przerost neurytów od 2 dnia in vitro pozwala na badania rozwojowe. Co więcej, długotrwałe przetrwanie kultur (do sześciu tygodni) sprawia, że nadają się one do badania powolnej, postępującej degeneracji tych neuronów.