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Estimulando a diferenciação de células-tronco nervosas usando tratamento com plasma atmosférico frio

July 8th, 2025

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Abstract

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Fonte: Xiong, Z., et al. Diferenciação de células-tronco nervosas por um tratamento de plasma atmosférico frio em uma etapa in vitro. (2019).

Este vídeo apresenta um método para desencadear a diferenciação em células-tronco neurais utilizando plasma atmosférico frio. Isso gera radiação UV e moléculas reativas para estimular as células nervosas a produzir projeções, indicando diferenciação celular neuronal.

Protocol

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1. Culturas de células e pré-diferenciação

  1. Cultura e pré-diferenciação de células-tronco neurais
    1. Prepare lamínulas revestidas com poli-D-lisina. Coloque uma lamínula estéril (20 mm de diâmetro) em uma placa de 12 poços. Cubra a lamínula com poli-D-lisina, 0,1% p/v, em água para melhor adesão celular nas lamínulas seguindo os próximos passos.
      NOTA: As condições ideais devem ser determinadas para cada linhagem celular e aplicação.
      1. Cubra assepticamente a superfície da lamínula com poli-D-lisina, 0,1% p / v, em água. Balance suavemente para garantir um revestimento uniforme da superfície da lamínula.
      2. Após a cultura durante a noite (~12 h) a 37°C, remova a solução de poli-D-lisina e enxágue a superfície 3x com 1 mL de água estéril.
      3. Seque as células pelo menos 30 minutos antes de semeá-las.
  2. Cultura e pré-diferenciação de células-tronco neurais murinas C17.2 (C17.2-NSC)
    1. Incubar C17.2-NSCs em um frasco de 25 cm2 em meio de Eagle modificado de Dulbecco (DMEM) suplementado com 10% de soro fetal bovino (FBS), 5% de soro de cavalo (HS) e 1% de penicilina/estreptomicina a 37 ° C e 5% de CO2 por ~ 2 - 3d.
    2. Quando as células atingirem 85% de confluência, remova o meio, lave as células com 1 mL de PBS e adicione 1 mL de tripsina fresca (0,25%) no frasco. Deixe agir por 1 min; em seguida, adicione 1 ml de meio de cultura ao balão e pipete várias vezes para cima e para baixo para garantir uma suspensão unicelular.
    3. Conte a densidade das células na suspensão usando um hemocitômetro. Calcule o volume necessário de suspensão celular para obter uma concentração celular final de 2 x 104 células / mL.
    4. Semeie os C17.2-NSCs nas lamínulas revestidas na placa de 12 poços com uma densidade de ~ 2 x 104 células por poço. Verifique a densidade celular ao microscópio.
      NOTA: Para um melhor resultado, a densidade celular ideal deve ser determinada antes do experimento de imunofluorescência.
    5. Incubar as células a 37°C numa incubadora de células durante 12 h para permitir a fixação.
    6. Após a fixação, lave as células 2x com 1 mL de PBS e cultive as células com um meio de diferenciação composto por DMEM/F12 com suplemento de N2% a 1% por 48 h antes do tratamento com plasma.
  3. Cultura primária de células-tronco neurais de ratos e pré-diferenciação
    1. Cultivar a suspensão primária de NSC (células estaminais neurais) de rato em meio de crescimento NSC de rato em frascos T25 não revestidos com uma densidade de 5 x 10,5 células.
    2. Verifique a formação de neuroesferas sob um microscópio invertido. Certifique-se de que a morfologia das neuroesferas exiba complexos multicelulares esféricos e transparentes.
    3. Quando as neuroesferas atingirem um diâmetro de 3 mm ou maior, transfira a suspensão da neuroesfera para um tubo de centrífuga estéril de 15 mL e deixe as neuroesferas assentarem por gravidade.
    4. Remova o sobrenadante com cuidado para deixar as neuroesferas em um volume mínimo de meio.
    5. Enxágue as neuroesferas 1x com 5 mL de PBS e deixe as neuroesferas assentarem por gravidade. Remova o sobrenadante para deixar um volume mínimo de PBS.
    6. Adicione um volume adequado de meio de diferenciação para ajustar a densidade celular para ~ 12 - 15 neuroesferas por mililitro. O meio de diferenciação para NSCs primários de ratos consiste em DMEM/F12, 2% de B27 e 1% de FBS.
    7. Semeie 1 mL de suspensão de neuroesfera em cada lamínula revestida na placa de 12 poços.
      NOTA: Agite a placa suavemente para garantir que as neuroesferas sejam distribuídas uniformemente. Esta etapa é fundamental para um melhor resultado de imunofluorescência.
    8. Colocar a placa na incubadora e deixá-la pré-diferenciar durante 24 h antes do tratamento com plasma.

2. Preparação dos jatos de plasma

  1. Escolha um tubo de quartzo semiaberto com um diâmetro interno de 2 mm e um diâmetro externo de 4 mm. Insira um fio de alta tensão com um diâmetro de 2 mm no tubo.
  2. Insira o tubo de quartzo com o alto volumetage fio em uma seringa de 5 mL e use um suporte para montá-lo dentro do centro da seringa. Defina a distância entre a extremidade selada do tubo de quartzo e a ponta da seringa em 1 cm.
  3. Conecte um tubo de borracha de silicone de 1 m (com diâmetro interno de 12 mm) à extremidade aberta da seringa e, em seguida, conecte-o ao medidor de vazão e à válvula de gás em sequência.

3. Aquisição dos jatos

  1. Conecte o circuito conforme mostrado na Figura 1. Conecte o fio de saída da fonte de alimentação ao dispositivo de jato de plasma e, em seguida, conecte a ponta da sonda de alta tensão com o fio de saída para detectar a tensão. Conecte a outra extremidade da ponta de prova de alta tensão ao osciloscópio para registrar as informações da tensão de saída. Verifique todo o circuito e certifique-se de que a fonte de alimentação, o osciloscópio e o alto volumetage a sonda estão todos aterrados.
  2. Verifique a linha de gás. Certifique-se de que o tubo de gás foi conectado ao dispositivo de jato de plasma; em seguida, abra a válvula de gás do hélio (fração de volume, 99,999%) e oxigênio (fração de volume, 99,999%) e ajuste o fluxo de gás para 1 L: 0,01 L/min (He:O2).
    NOTA: Deixe o gás fluir por alguns minutos antes de ligar a fonte de alimentação pela primeira vez.
  3. Defina a amplitude de pulso, frequência e largura de pulso como 8 kV, 8 kHz e 1600 ns, respectivamente. Verifique o circuito novamente e, em seguida, ligue o botão de saída para criar um jato de plasma.
    CUIDADO: Não toque no alto volumetage fio em nenhum momento.

4. Tratamento plasmático de células-tronco neurais

  1. Defina a distância entre o bico da seringa e o orifício do poço da célula para 15 mm.
    NOTA: A distância é medida a partir da parte inferior da plataforma onde a placa de 12 poços é colocada.
  2. Retire a placa de 12 poços da incubadora e mude o meio das células pré-diferenciadas para 800 μL de meio de diferenciação fresco.
  3. Divida as células em três grupos: um grupo de controle não tratado, um grupo de tratamento de fluxo de gás He-and-O2 (1%) de 60 s e um grupo de tratamento de plasma de 60 s.
    NOTA: Não há perda óbvia de líquido sob a condição de tratamento.
  4. Coloque a placa de 12 poços sob os jatos de plasma, certifique-se de que o bico da seringa esteja fixado no centro de cada orifício e dê o tratamento relevante aos diferentes grupos mencionados na etapa 4.3.
    NOTA: Os controles não tratados foram mantidos em meio de diferenciação à temperatura ambiente durante o procedimento experimental para garantir condições de tratamento uniformes. O grupo de tratamento com fluxo de gás He-and-O2 (1%) foi tratado apenas com um fluxo de gás He e O2 (1%), sem geração de plasma. Todos os tratamentos devem ser realizados em triplicata.

5. Diferenciação de células-tronco neurais

  1. Após o tratamento, remova a cultura original e adicione 1 mL de novo meio de diferenciação a cada poço.
  2. Incubar as células na incubadora a 37°C e 5% de CO2 durante 6 dias. Mudar o meio em dias alternados.
  3. Verifique o status de diferenciação dos diferentes grupos diariamente sob um microscópio óptico de contraste de fase invertido Figura 2. Selecione aleatoriamente pelo menos 12 campos e tire fotos para registrar as mudanças morfológicas.

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Results

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Figura 1: Esquema da configuração experimental. O dispositivo de jato de plasma é conectado ao fio de saída da fonte de alimentação de alta tensão. A sonda de alta tensão com osciloscópio é usada para detectar a tensão de saída. Quando os gases de trabalho estão fluindo através da seringa e a alta tensão está ligada, o jato de plasma será gerado e se propagará ao ar livre.

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Disclosures

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Não há conflitos de interesse declarados.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Lamelaninho801008
Poli-D-lisinaBeyotimePág. 0128
Meio DMEMHyCloneSH30022.01Bconservado a 4 °C
Meio DMEM/F12HyCloneSH30023.01Bconservado a 4 °C
Suplemento N2Gibco17502048armazenado a -20 °C e proteger da luz
Suplemento B27Gibco17504044armazenado a -20 °C e proteger da luz
Soro fetal bovinoHyCloneSH30084.03armazenado a -20 °C, evite congelamento e descongelamento repetidos
Soro de cavalo doadorHyCloneSH30074.03tored no °C -20, evita a congelação e o descongelamento repetidos
Penicilina/estreptomicinaHyCloneSV30010conservado a 4 °C
tripsinaHyClone25300054conservado a 4 °C
Solução PBSHyCloneSH30256.01Bconservado a 4 °C
4% de paraformaldeídoBeyotimePág. 0098conservados a -20 °C
TritonX-100sigmaT8787
Microscópio ópticoNanjing Jiangnan Novel Optics CompanyXD-202
Amplificador de potência de alta tensãoEnergia DirecionadaPVX-4110
Fonte de alimentação DCSpellmanSL1200
Gerador de funçõesAligent33521A
osciloscópioTektronixDPO3034
Sonda de alta tensãoTektronixPág. 6015A
Placa de 12 poçosCorning3512
Balão de 25 cm2Corning430639
Gás hélio
Gás oxigênio
Bico de jato de plasma
Incubadora de CO2
Tubo de siliconediâmetro interno de 12 mm
Célula-tronco neural murina C17.2 (C17.2-NSC)

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