Pokazano tutaj skuteczną i opłacalną metodę oczyszczania, hodowli i różnicowania komórek macierzystych istoty białej z pourodzeniowego móżdżku myszy.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Pokazano tutaj skuteczną i opłacalną metodę oczyszczania, hodowli i różnicowania komórek macierzystych istoty białej z pourodzeniowego móżdżku myszy.
Większość neuronów móżdżku powstaje z dwóch embrionalnych nisz macierzystych: rombowej niszy wargowej, która generuje wszystkie pobudzające móżdżkowe neurony glutaminergiczne, oraz niszy strefy komorowej, która generuje hamujące GABA-ergiczne komórki Purkinjego, które są neuronami tworzącymi głębokie jądra móżdżku i glej Bergmana. Ostatnio opisano trzecią niszę komórek macierzystych, która powstaje jako wtórna strefa rozrodcza z niszy strefy komorowej. Komórki tej niszy są definiowane przez marker powierzchni komórki promininę-1 i są zlokalizowane w rozwijającej się istocie białej móżdżku po urodzeniu. Ta nisza odpowiada za późno urodzone interneurony GABA-ergiczne warstwy molekularnej wraz z astrocytami móżdżku generowanymi po urodzeniu. Oprócz ich roli rozwojowej, nisza ta zyskuje na znaczeniu translacyjnym ze względu na jej udział w neurodegeneracji i nowotworzenia. Biologia tych komórek była trudna do rozszyfrowania z powodu braku skutecznych technik ich oczyszczania. Zademonstrowano tutaj skuteczne metody oczyszczania, hodowli i różnicowania tych postnatalnych komórek macierzystych móżdżku.
Móżdżek od dawna uznawany jest za główny obwód neuronalny koordynujący dobrowolne ruchy1. Odbiera dane wejściowe z szerokich obszarów neuroosi, które obejmują informacje proprioceptywne z obwodu, aby precyzyjnie dostroić moc motoryczną i koordynować ruch. Ostatnio został również zamieszany w regulację funkcji poznawczych i emocji poprzez potencjalne wykorzystanie podobnych sieci przetwarzania informacji2,3,4.
Dorosły móżdżek składa się z zewnętrznej kory móżdżku i wewnętrznej istoty białej. Pomiędzy tymi strukturami znajdują się głębokie jądra śródmózgowia. Podobnie jak w przypadku reszty układu nerwowego, rozwój móżdżku jest napędzany przez proliferację multipotencjalnych komórek progenitorowych (komórek macierzystych), które migrują i różnicują się, aby uzyskać tę dobrze zorganizowaną strukturę. We wczesnym rozwoju (E10.5–E13.5) komorowa nisza macierzysta wokół rozwijającej się czwartej komory generuje neurony GABAergiczne (tj. komórki Purkinjego, komórki Lugaro, komórki Golgiego) wraz z glejem Bergmanna5,6,7,8.
W późniejszym okresie rozwoju (pierwszy tydzień po urodzeniu), druga nisza komórek macierzystych w rombowej wardze generuje komórki progenitorowe wyrażające MATH1 i Nestin, które dają początek pobudzającym neuronom ziarnistym9,10,11,12. Ostatnio została opisana trzecia nisza komórek macierzystych13. Komórki te wyrażają promininę-1 (znaną również jako CD133), glikoproteinę obejmującą błonę, która definiuje podzbiór komórek macierzystych w jelicie i układzie krwiotwórczym14,15,16. Mapowanie losów in vivo pokazuje, że te komórki macierzyste generują kluczowe interneurony warstwy molekularnej (tj. komórki koszyczkowe i komórki gwiaździste) wraz z astrocytami w ciągu pierwszych trzech tygodni po urodzeniu. W przeszłości trudno było badać te komórki in vitro, ponieważ wcześniejsze metody wymagały kosztownych i czasochłonnych technik (tj. sortowania komórek aktywowanego fluorescencją [FACS]), które są zależne od barwienia promininą-112,13,17. Protokół ten opisuje opartą na immunomagnetyzmie metodę izolacji tych komórek macierzystych, które można następnie łatwo hodować i różnicować.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z Przewodnikiem NIH dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych (2011) i zostały zatwierdzone przez IACUC Uniwersytetu Northwestern (Protokół IS00011368).
1. Przygotowanie roztworów
2. Rozwarstwienie móżdżku
3. Przygotowanie zawiesiny komórkowej
4. Znakowanie immunologiczne komórek macierzystych
5. Przygotowanie kolumn magnetycznych, sortowanie komórek i powlekanie
UWAGA: Separacja magnetyczna od różnych warunków genotypu (choroba vs. kontrola) musi być przeprowadzona w tym samym czasie, ponieważ każde opóźnienie może wpłynąć na morfologię neurosfery.
6. Pasażowanie neurosfer i różnicowanie
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Postnatalne komórki macierzyste móżdżku wykazujące ekspresję promininy-1 tworzyły neurosfery w pośrodku do neurosfer bogatym w czynniki wzrostu (EGF i bFGF). Neurosfery te były pozytywne w barwieniu na promininę-1, marker wykorzystany do ich izolacji, a także w barwieniu na inne markery komórek macierzystych, takie jak Nestin i GFAP13 (Rycina 1). Ekspresja markerów komórek macierzystych była utrzymana przez cały okres hodowli i do co najmniej ośmiu pasaży
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Komórki macierzyste móżdżku wykazujące ekspresję promininy 1 znajdują się w prospektywnej istocie białej w ciągu pierwszych 3 tygodni życia poporodowego. Ich proliferacja jest ściśle kontrolowana przez soniczny szlak jeża wspierany przez komórki Purkinjego17. Te komórki macierzyste / progenitorowe przyczyniają się do powstawania później powstałych interneuronów GABA-ergicznych zwanych komórkami koszyczkowymi i komórkami gwiaździstymi. Te interneurony znajdują się w warstwie molekularnej, gdzie łąc...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nie zgłasza się konfliktu interesów.
Dziękujemy członkom laboratorium Opal za ich sugestie. Praca ta była wspierana przez granty NIH 1RO1 NS062051 i 1RO1NS08251 (Opal P)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,05%Trypsyna | Thermo Fisher Scientific | 25300054 | 0,05% |
| 2% B27 | Gibco; Thermo Fisher Scientific 17504001 | ||
| 2 mM roztwór EDTA | Corning | 46-034-CI | |
| Mikrogranulki anty-promininy-1 | Miltenyi Biote | 130-092-333 | |
| Albumina surowicy bydlęcej | Sigma | A9418 | |
| Kolumna MultiStand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
| Płytki hodowlane ultra - niskie nasadka | Corning | 3473 | |
| Cysteina | Sigma | C7880 | |
| DNase | Sigma | D4513-1VL | 250 U/ml |
| Dulbecco' s Bufor fosforanowy Saline | Thermo Fisher Scientific | 14040141 | |
| Zbilansowany roztwór soli Hanka-HBSS | Gibco | 14025-092 | |
| Ludzki rekombinowany podstawowy czynnik wzrostu fibroblastów | Promega | G507A | 20 ng / ml |
| Ludzki rekombinowany naskórkowy czynnik wzrostu | Promega | G502A | 20 ng / ml |
| Czynnik hamujący białaczkę | Sigma | L5158 | |
| l-glutamina | Mikroskopia Gibco | 25030081 | |
| TCS SP5 mikroskopy konfokalne | |||
| Separator MiniMACS | Miltenyi Biotec | 130-042-102 | |
| Mysia anty-prominina-1 | Affymetrix eBioscience | 14-1331 | 1 w 100 |
| Nestin | Abcam | ab27952 | 1 w 200 |
| Podłoże neuropodstawowe | Thermo Fisher | 25030081 | |
| O4 | Millopore | MAB345 | |
| Papaina | Worthington | LS003126 | (100 U / mL) |
| Płytkowy czynnik wzrostu | Sigma | H8291 | 10 ng / ml |
| Poli-D-lizyna | Sigma | P6407 | |
| Antytubulina królika, b-III | Sigma | T2200 | 1 na 500 |
| Rabit anty-GFAP | Dako | Z0334 | 1 w 500 |
| Kolumny separacyjne-kolumny MS | Miltenyi Biotec | 130-042-201 | |
| Sterylne sitko do komórek | Fisher Scientific | 22363547 | 40 μ mln |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.