Artigo de método

Modelagem da morte neuronal induzida por espécies reativas de oxigênio em neurônios de grânulos cerebelares de camundongos

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8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

Fonte: Laaper, M. et al., Modelagem de morte e degeneração neuronal em neurônios granulares cerebelares primários de camundongos.J. Vis. Exp. (2017).

Este vídeo descreve a geração de um modelo de lesão neuronal usando espécies reativas de oxigênio (ROS) em neurônios granulares cerebelares primários de camundongos. Ele detalha o processo de indução do estresse oxidativo adicionando altas concentrações de peróxido de hidrogênio. A exposição a ROS causa quebras de fita de DNA e instabilidade genômica. Além disso, a oxidação das proteínas celulares prejudica suas funções, enquanto a peroxidação lipídica compromete a integridade da membrana. Essa cascata leva à liberação do citocromo c e à ativação da caspase, resultando em apoptose neuronal.

Protocolo

1. Preparação Experimental

NOTA: As seguintes soluções de estoque podem ser preparadas e mantidas até o uso.

  1. Solução de dissecção
    1. Dissolva 3,62 g de cloreto de sódio (NaCl), 0,2 g de cloreto de potássio (KCl), 0,069 g de fosfato de sódio (NaH2PO4 ∙ H2O) e 1,306 g de D-(+)-glicose em 500 mL de H2O destilado. Em seguida, adicione 12,5 mL de tampão HEPES, 450 μL de solução de vermelho de fenol e 20 mL de albumina de soro bovino (BSA) fração V à solução. Ajuste para pH 7,4 usando hidróxido de sódio (NaOH) 1 N.
    2. Esterilizar com um filtro de 0,22 μm e conservar a 4 °C. Esta solução permanecerá estável por até uma semana a 10 dias.
  2. tripsina
    1. Prepare uma solução de estoque na concentração de 25 g / L de tripsina em cloreto de sódio a 0,9%. Conservar a solução a -20 °C.
  3. Inibidor de tripsina
    1. Preparar um caldo com uma concentração de 10 mg/ml, dissolvendo 1 g de inibidor de tripsina da clara de ovo de galinha em 100 ml de HCl 1 mM. Conservar esta solução a -20 °C.
  4. Desoxirribonuclease (DNase)
    1. Dissolva 100 mg de DNase 1 em 10 mL de água estéril para gerar um estoque de 10 mg / mL. Conservar a solução a -20 °C.
  5. MgSO4
    1. Adicione 6,02 g de sulfato de magnésio (MgSO4) a 50 mL de água destilada (H2O) para gerar um estoque de 1 M. Conservar a solução a 4 °C.
  6. CaCl2
    1. Dissolver 0,735 g de cloreto de cálcio (CaCl2∙ 2H2O) em 50 ml de H2O destilado até uma concentração de reserva de 100 mM. Conservar a solução a 4 °C.
  7. Kcl
    1. Dissolver 3,7275 g de KCl em 50 ml de H2O destilado até uma concentração de reserva de 1 M. Conservar a solução a 4 °C.
  8. D-(+)-Glicose
    1. Dissolver 1,802 g de D-(+)-glicose em 50 ml de H2O destilado até uma concentração de reserva de 100 mM. Conservar a solução a 4 °C.
  9. Meios de cultura celular
    1. Prepare os meios de cultura celular da seguinte forma: 5 mL de soro fetal bovino dialisado inativado por calor, 500 μL de 200 mM de L-glutamina, 100 μL de 50 mg / mL de gentamicina e 1 mL de 1,0 M KCL devem ser adicionados a 45 mL de meio essencial mínimo de Eagle esterilizado por filtro (E-MEM) que é suplementado com 1.125 g / L de D-glicose para gerar 50 mL de meio de cultura de neurônio granular cerebelar (CGN). Armazene mídia a 4 °C.
  10. Citosina Beta-D-Arabino Furanoside
    1. Dissolver 48 mg de citosina beta-D-arabino furanosídeo em 10 ml de meios de crescimento até uma concentração de reserva de 20 mM. Armazene a solução a -20 °C.
  11. Poli-D-Lisina
    1. Para gerar um estoque de poli D-lisina de 2 mg / mL, adicione 10 mL de H2O estéril a 20 mg de poli D-lisina. A poli D-lisina de estoque deve ser armazenada a -80 °C em alíquotas de 100 μL.
      nota: As soluções que se seguem devem ser preparadas antes da dissecação e mantidas a 4 °C até à utilização.
  12. Solução de Dissecção Suplementada com MgSO4
    1. Adicione 300 μL de estoque de MgSO4 a 250 mL de solução de dissecção.
  13. Solução de dissecção de tripsina
    1. Adicione 100 μL de tripsina estoque e 12 μL de MgSOestoque 4 a 10 mL de solução de dissecação.
  14. Solução Inibidora de Tripsina 1
    1. Adicione 164 μL de inibidor de tripsina estoque, 250 μL de estoque DNase 1 e 12 μL de estoque MgSO4 a 10 mL de solução de dissecção.
  15. Solução Inibidora de Tripsina 2
    1. Adicione 1040 μL de inibidor de tripsina estoque, 750 μL de estoque DNase 1 e 12 μL de estoque MgSO4 a 10 mL de solução de dissecação.
  16. Solução de dissecção suplementada com CaCl2
    1. Adicione 10 μL de estoque de CaCl2 e 25 μL de estoque de MgSO4 a 10 mL de solução de dissecção.
  17. Placas de cultura revestidas com poli D-lisina
    1. Para revestir placas de cultura, dilua 100 μL de poli D-lisina em 40 mL de H2O estéril. Para placas de cultura Nunc de 35 mm, adicione 2 mL de solução diluída de poli D-lisina. Para placas de 4 poços, adicione 300 μL de poli D-lisina diluída a cada poço.
    2. Deixe a poli D-lisina descansar por 1 h antes de aspirar e lavar cada poço com 4 mL ou 600 μL (para placas de cultura de 35 mm ou placas de 4 poços, respectivamente) de H2O estéril. Em seguida, aspire o H2O e deixe a loiça secar ao ar durante 1 h.

2. Extração de cérebro e isolamento do cerebelo

  1. Decapite um filhote de rato de 6 a 7 dias usando uma tesoura de decapitação. Realize a dissecção do cérebro em uma capa de cultura de tecidos estéril.
  2. Para remover o cérebro, segure a cabeça usando uma pinça e corte a pele em direção à parte anterior da cabeça usando uma tesoura de microdissecação, conforme demonstrado na Figura 1. Em seguida, corte o osso do crânio usando uma nova tesoura para minimizar o risco de contaminação. Remova o crânio que cobre o cérebro usando uma pinça e provoque o cérebro usando uma pinça ou uma espátula.
    1. Conforme necessário, corte o nervo óptico para facilitar a retirada do cérebro como um todo.
  3. Coloque o cérebro na solução de dissecação, que é suplementada com MgSO4. Mantenha a solução e o cérebro no gelo.
  4. Após a remoção do cérebro, sob um microscópio de dissecação, dissecar o cerebelo do cérebro ainda em solução de dissecção suplementada com MgSO4 e remover as meninges usando uma pinça fina. Vire o cerebelo para o lado ventral e assegure a remoção do plexo coróide.
  5. Agrupe o cerebelo em um prato de 35 mm contendo ~ 1 mL de solução de dissecção suplementada com MgSO4.
  6. Pique o tecido em pedaços pequenos e transfira para um tubo de 50 mL contendo 30 mL de solução de dissecção tamponada com MgSO4.

3. Isolamento e cultura de neurônios de grânulos cerebelares de camundongos

  1. Centrifugue o tubo de 50 ml contendo o tecido cerebral picado durante 5 min a 644 x g e 4 °C.
  2. Remova o sobrenadante e adicione 10 mL de solução de dissecção de tripsina. Em seguida, agite o tubo em alta velocidade por 15 min a 37 °C.
  3. Adicione 10 mL de solução inibidora de tripsina 1 ao tubo e balance suavemente por 2 min.
  4. Centrifugue o tubo por 5 min a 644 x g e 4 °C.
  5. Remova o sobrenadante e adicione 2 mL de solução inibidora de tripsina 2 e, em seguida, transfira para um tubo de 15 mL.
  6. Triturar o tecido no tubo de 15 mL até que a solução fique turva. Em seguida, deixe repousar por 5 min.
  7. Remova o sobrenadante transparente e transfira o sobrenadante para um novo tubo contendo 1 mL de solução de dissecção suplementada com CaCl2.
  8. Adicione outro ml de solução inibidora de tripsina 2 ao fundo do tubo que contém o pellet do passo 3.6. Triturar novamente e deixar repousar durante 5 min. Remova o sobrenadante e adicione-o ao tubo que contém o sobrenadante da etapa 3.7 (ou seja, uma repetição das etapas 3.6-3.7). Repita esse processo até que a maior parte do tecido esteja mecanicamente dissociada.
  9. Adicione 0,3 mL de solução de dissecção suplementada com CaCl2 à coleção de sobrenadantes para cada mL de sobrenadante.
  10. Misture o conteúdo do tubo e centrifugue por 5 min a 644 x g.
  11. Retire o sobrenadante e adicione 10 ml de meio fresco ao pellet e misture.
  12. As células podem então ser contadas e diluídas a uma concentração de 1,5 x 106 células/mL. Observe que, em geral, 10 milhões de células são esperadas de cada cérebro dissecado, dependendo do tempo de tripsinização e da eficiência da dissecação. Células de placa em placas de poli D-lisina feitas anteriormente. Para placas de 4 poços, placa de 0,5 mL, dando 7,5 x 105 células por poço. Para pratos de 35 mm, placa 4 mL, dando 6 x 106 células por placa.
  13. Após 24 h, adicione citosina-β-arabino furanosídeo (AraC) às placas para reduzir a contaminação glial. Para cada mL de meio é necessário 0,5 μL de 20 mM AraC. A adição do AraC não requer uma alteração de mídia. Se as células forem mantidas por 7-8 dias, repita este tratamento no dia 3.
  14. Mantenha as culturas em uma incubadora de CO2 a 5% a 37 ° C e alimente com 100 μL de glicose 100 mM adicionada à cultura para cada 2 mL de meio a cada 2 mL de meio a cada 2 dias após 5 dias. Uma mudança completa de mídia não é necessária.

4. Modelagem de Lesão Neuronal

  1. Para induzir a morte celular induzida por ROS (estresse oxidativo), trate os neurônios com 75-100 μM de peróxido de hidrogênio (H2O2) e mude para meios condicionados de culturas paralelas após 5 minutos de exposição a H2O2. Observe que, devido à instabilidade de H2O2, otimize a concentração a um nível que induza 50-70% de morte celular em cultura após 24 h de tratamento (Figura 2).

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Resultados

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Figura 1: Remoção do cérebro do camundongo e dissecção do cerebelo. (A) Para extrair o cérebro de um camundongo de 6 a 7 dias de idade, usando uma pinça, segure a cabeça e corte a pele anteriormente ao longo das linhas pontilhadas usando uma tesoura de microdissecação. Tenha cuidado para cortar apenas a pele e o tecido conjuntivo, uma incisão muito profunda pode perfurar o crânio e d...

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Kit de titulação lentivitral qPCR Abm#LV900
Solução rápida de purificação de vírus Abm#LV999
pCMV-dR8.2Addgene#8455
pCMV-VS.VGAddgene#8454
água destilada Gibco#15230162
200 mM L-Glutamina Gibco#25030081
Pratos de cultura Nunc de 35 mmGibco#174913
PowerUP SYBR mix mestre verdeTecnologias de Vida#A25742
Solução BSA VSigma Aldrich#A-8412
CaCl2 • 2H2OSigma Aldrich#C-7902
CamptotecinaSigma Aldrich#C-9911
Inibidor de tripsina de clara de ovo de galinha Sigma Aldrich#10109878001
Citosina beta-D-Arabino FuranosideSigma Aldrich#C-1768
D-(+)-Glicose Sigma Aldrich#G-7528
DNase1 Sigma Aldrich#11284932001
Águia-mínimo essencial médioSigma Aldrich#M-2279
glicinaSigma Aldrich#G-5417
Soro bovino fetal dialisado inativado por calor Sigma Aldrich#F-0392
Tampão Hepes Sigma Aldrich#H-0887
Peróxido de hidrogénioSigma Aldrich#216763
50 mg/mL de gentamicina Sigma Aldrich#G-1397
MgSO4 Sigma Aldrich#M-2643
Ácido N-metil-D-aspárticoSigma Aldrich#M-3262
Solução de Vermelho de Fenol Sigma Aldrich#P-0290
tripsina Sigma Aldrich#T-4549
Lipofectamina 3000Thermo Fisher CientíficoL3000-008
Reagente intensificador P3000Thermo Fisher CientíficoL3000-008
Opti-MEM I Meio de Soro ReduzidoThermo Fisher Científico31985070
Kcl VWR#CABDH9258
NaCl VWR#CABDH9286
NaH2PO4H2O VWR#CABDH9298
Poli D-lisina VWR#89134-858
DMEMbisonte europeu#319-005-CL
FBSbisonte europeu#080-450

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