Method Article

Стимуляция дифференцировки нервных стволовых клеток с помощью лечения холодной атмосферной плазмой

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Xiong, Z., et al. Дифференцировка нервных стволовых клеток с помощью одноэтапной обработки холодной атмосферной плазмой in vitro. J. Vis. Exp. (2019).

В этом видео представлен метод запуска дифференцировки в нейральных стволовых клетках с использованием холодной атмосферной плазмы. При этом генерируется ультрафиолетовое излучение и реактивные молекулы, стимулирующие нервные клетки производить проекции, указывающие на дифференцировку нейронных клеток.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Клеточные культуры и предифференцировка

  1. Культивирование нейральных стволовых клеток и предифференцировка
    1. Подготовьте покровные листы, покрытые поли-D-лизином. Поместите стерильный покровный стакан (диаметром 20 мм) в 12-луночный планшет. Покройте покровное стекло поли-D-лизином, 0,1% по массе, в воде для лучшей адгезии клеток на покровных стеклах, выполнив следующие действия.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Оптимальные условия должны быть определены для каждой клеточной линии и области применения.
      1. Асептически покройте поверхность покровного стекла поли-D-лизином, 0,1% по массе, в воде. Осторожно покачивайте, чтобы обеспечить равномерное покрытие поверхности покровного стекла.
      2. После культивирования в течение ночи (~12 часов) при 37°C удалите раствор поли-D-лизина и промойте поверхность 3 раза 1 мл стерильной воды.
      3. Просушите ячейки не менее чем за 30 минут до их посева.
  2. Культивирование мышиных нейральных стволовых клеток C17.2 (C17.2-NSC) и предифференцировка
    1. Инкубируйте C17.2-NSC в колбе 25 см 2 в модифицированной среде Dulbecco Eagle's Medium (DMEM) с добавлением 10% эмбриональной бычьей сыворотки (FBS), 5% лошадиной сыворотки (HS) и 1% пенициллина/стрептомицина при 37 °C и 5% CO2 в течение ~2 - 3d.
    2. Когда клетки достигнут 85% конфлюенции, удалите среду, промойте клетки 1 мл PBS и добавьте в колбу 1 мл свежего трипсина (0,25%). Оставьте на 1 минуту; затем добавьте 1 мл питательной среды в колбу и несколько раз проведите пипеткой вверх и вниз, чтобы получить одноклеточную суспензию.
    3. Посчитайте плотность клеток в суспензии с помощью гемоцитометра. Рассчитайте требуемый объем клеточной суспензии, чтобы получить конечную концентрацию клеток 2 x 104 клеток/мл.
    4. Засейте C17.2-NSC на покровные стекла с покрытием в 12-луночный планшет с плотностью ~2 x 10 4 ячейки на лунку. Проверьте плотность клеток под микроскопом.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения лучшего результата перед экспериментом по иммунофлуоресценции необходимо определить оптимальную плотность клеток.
    5. Инкубируйте клетки при температуре 37°C в клеточном инкубаторе в течение 12 часов, чтобы обеспечить присоединение.
    6. После присоединения клетки 2 раза промыть 1 мл PBS и культивировать клетки дифференцировочной средой, состоящей из DMEM/F12 с 1% добавкой N2, в течение 48 ч перед обработкой плазмой.
  3. Культура первичных нейральных стволовых клеток крыс и предифференцировка
    1. Культивирование первичной суспензии NSC (нейральных стволовых клеток) крысы в питательной среде NSC крысы в непокрытых колбах T25 с плотностью 5 x 105 клеток.
    2. Проверьте образование нейросфер под перевернутым микроскопом. Убедитесь, что морфология нейросфер демонстрирует сферические и прозрачные многоклеточные комплексы.
    3. Когда нейросферы достигнут диаметра 3 мм или более, перенесите суспензию нейросферы в стерильную центрифужную пробирку объемом 15 мл и дайте нейросферам осесть под действием силы тяжести.
    4. Осторожно удалите надосадочную жидкость, чтобы оставить нейросферы в минимальном объеме среды.
    5. Промойте нейросферы 1 раз 5 мл PBS и дайте нейросферам осесть под действием силы тяжести. Удалите надосадочную жидкость, чтобы оставить минимальный объем PBS.
    6. Добавьте подходящий объем среды для дифференцировки, чтобы довести плотность клеток до ~12 - 15 нейросфер на миллилитр. Среда для дифференцировки первичных НСК крыс состоит из DMEM/F12, 2% B27 и 1% FBS.
    7. Засейте 1 мл суспензии нейросферы на каждый покрытый покровный лист в 12-луночном планшете.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Осторожно встряхните пластину, чтобы обеспечить равномерное распределение нейросфер. Этот шаг имеет решающее значение для лучшего результата иммунофлюоресценции.
    8. Поместите планшет в инкубатор и дайте ему предварительно дифференцироваться в течение 24 часов перед плазменной обработкой.

2. Подготовка плазменных струй

  1. Выберите полуоткрытую кварцевую трубку с внутренним диаметром 2 мм и внешним диаметром 4 мм. Вставьте в трубку высоковольтный провод диаметром 2 мм.
  2. Вставьте кварцевую трубку с высоковольтным проводом в шприц объемом 5 мл и с помощью держателя закрепите ее внутри центра шприца. Установите расстояние между герметичным концом кварцевой трубки и наконечником шприца на уровне 1 см.
  3. Подсоедините трубку из силиконовой резины длиной 1 м (с внутренним диаметром 12 мм) к открытому концу шприца, а затем последовательно подключите ее к расходомеру и газовому клапану.

3. Приобретение "Джетс"

  1. Подключите цепь, как показано на рисунке 1. Подключите выходной провод источника питания к плазменно-струйному устройству, а затем соедините наконечник высоковольтного зонда с выходным проводом для определения напряжения. Подключите другой конец высоковольтного щупа к осциллографу, чтобы записать информацию о выходном напряжении. Проверьте всю цепь и убедитесь, что источник питания, осциллограф и высоковольтный пробник заземлены.
  2. Проверьте газовую магистраль. Убедитесь, что газовая трубка подключена к плазменно-струйному устройству; затем откройте газовый клапан гелия (объемная доля 99,999%) и кислорода (объемная доля 99,999%) и установите расход газа на 1 л : 0,01 л/мин (He:O2).<бр /> ПРИМЕЧАНИЕ: Дайте газу течь в течение нескольких минут перед первым включением источника питания.
  3. Установите амплитуду, частоту и ширину импульса на 8 кВ, 8 кГц и 1600 нс соответственно. Проверьте схему еще раз, а затем включите кнопку вывода для создания плазменной струи.
    ВНИМАНИЕ: Ни в коем случае не прикасайтесь к высоковольтному проводу.

4. Плазменная терапия нейральных стволовых клеток

  1. Установите расстояние между соплом шприца и отверстием ячейки 15 мм.<бр/> ПРИМЕЧАНИЕ: Расстояние измеряется от нижней части платформы, на которой размещена 12-луночная пластина.
  2. Извлеките из инкубатора 12-луночный планшет и замените среду для предварительно дифференцированных клеток на 800 мкл свежей дифференцировочной среды.
  3. Разделите клетки на три группы: контрольную группу без лечения, группу обработки потоком газа He-and-O-2 (1%) с и группу плазменной обработки 60 с><. ПРИМЕЧАНИЕ: В условиях лечения нет явной потери жидкости.
  4. Поместите 12-луночный планшет под плазменные струи, убедитесь, что сопло шприца закреплено в центре каждого отверстия, и проведите соответствующую обработку различных групп, упомянутых в шаге 4.3.
    Примечание: Необработанные контрольные группы содержались в дифференцировочной среде при комнатной температуре во время экспериментальной процедуры для обеспечения однородных условий обработки. В группе обработки потоком газа He-and-O2 (1%) проводилась обработка только потоком газа He иO2 (1%) без генерации плазмы. Все процедуры должны проводиться в трех экземплярах.

5. Дифференцировка нейральных стволовых клеток

  1. После обработки удалите исходную культуру и добавьте по 1 мл новой среды для дифференцировки в каждую лунку.
  2. Инкубируйте клетки в инкубаторе при 37°C и 5% CO2 в течение 6 дней. Меняйте среду через день.
  3. Ежедневно проверяйте состояние дифференцировки различных групп под микроскопом с инвертированным фазово-контрастным светом Рисунок 2. Случайным образом выберите не менее 12 полей и сделайте фотографии, чтобы зафиксировать морфологические изменения.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Рисунок 1: Схема экспериментальной установки. Плазменно-струйный аппарат подключается к выходному проводу высоковольтного источника питания. Высоковольтный щуп с осциллографом используется для определения выходного напряжения. Когда рабочие газы проходят через шприц и включается высокое напряжение, плазменная струя генерируется и распространяется в открытый воздух.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Конфликт интересов не декларируется.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
CoverslipГНЕЗДО801008
Поли-D-лизинБейотимP0128
DMEM mediumHyCloneSH30022.01Bхранится при 4 °C
DMEM/F12 среднийHyCloneSH30023.01Bхранится при 4 °C
N2 дополнениеGibco17502048хранить при -20 °C и беречь от света
Дополнение к B27Gibco17504044хранить при -20 °C и беречь от света
Фетальная бычья сывороткаHyCloneSH30084.03хранить при -20 °C, избегать повторного замораживания и размораживания
Донорская сыворотка для лошадейHyCloneSH30074.03 при -20 °C, избегайте повторного замораживания и оттаивания
Пенициллин/стрептомицинHyCloneSV30010хранится при 4 °C
ТрипсинHyClone25300054 при 4 °C
PBS solutionHyCloneSH30256.01B при 4 °C
4% параформальдегидБейотимP0098 при -20 °C
ТритонХ-100СигмаТ8787
Световой микроскопНанкинская оптическая компания ЦзяннаньXD-202
Высоковольтный усилитель мощностиНаправленная энергияПВХ-4110
Источник питания постоянного токаСпеллманСЛ1200
Генератор функцийАлигент33521A
ОсциллографTektronixDPO3034
Высоковольтный щупTektronixP6015A
12-луночный планшетcorning3512
Фляга 25 см2corning430639
Газообразный гелий
Газообразный кислород
Плазменный струйный ноззель
CO2-инкубатор
Силиконовая трубкавнутренний диаметр 12 мм
Мышиные нейральные стволовые клетки C17.2 (C17.2-NSC)

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Nerve Stem CellsCold Atmospheric PlasmaCell DifferentiationPlasma TreatmentUV RadiationReactive MoleculesPhase Contrast MicroscopyDifferentiation MediumNeural ProjectionsGas Controls

Related Articles