Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Дифференцировка эмбриональных стволовых клеток мыши в сетевую популяцию нейронов

763 просмотров

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Источник: Hubbard, K. et al., Функциональная оценка биологических нейротоксинов в сетевых культурах нейронов центральной нервной системы, полученных из стволовых клеток.J. Vis. Exp. (2015).

Это видео демонстрирует технику дифференцировки эмбриональных стволовых клеток в сетевую популяцию нейронов с функционирующими синапсами. В нем описаны этапы, связанные с дифференцировкой эмбриональных стволовых клеток в нейроны, индукцией формирования нейронной сети и обогащением культуры сетевыми нейронами.

Протокол

1. Дифференцировка нейронов

ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните шаги 1.1 - 1.5 до полудня и шаг 1.7 после полудня. Обзор процедур дифференцировки представлен на рисунке 1А.

  1. Перелейте 350 μл (3,5 x 106) ЭСК в 10-сантиметровую чашку с низким уровнем прикрепления, содержащую 25 мл дифференцировочной среды. Поместите в орбитальный шейкер с частотой вращения 30 - 45 об/мин в инкубаторе для тканевых культур при температуре 37 °C с 5%CO2. Это первый день дифференцировки, называемый днем in vitro (DIV) -8,< бр/> заметка: Использование чашки со сверхнизкой присадкой увеличивает стоимость метода, но дает несколько больший выход, чем бактериальные чашки Петри, поскольку заполнители могут иногда прилипать к чашкам Петри. Если вы предпочитаете чашки разных размеров, средние объемы и количество ячеек могут быть масштабированы соответствующим образом.
  2. Через 48 часов (DIV -6) с помощью пипетки объемом 25 мл переведите дифференцирующие клеточные агрегаты в коническую пробирку объемом 50 мл. Сразу же добавьте в чашку Петри свежие 25 мл дифференцировочной среды.
  3. Дайте заполнителям осесть в течение 2 - 5 минут, образуя видимую гранулу глубиной 1 - 2 мм. Игнорируйте отдельные клетки или небольшие агрегаты, оставшиеся во взвешенном состоянии. Осторожно отсадите среду и перенесите клеточную гранулу обратно в чашку Петри с помощью P1000. Поместите на ротационный шейкер в инкубатор для культуры тканей.
  4. В DIV -4 повторите шаг 1.2. Гранула будет иметь глубину 2 - 4 мм. Замените 30 мл дифференцировочной среды с добавлением 6 мкМ полностью транс-ретиноевой кислоты (РА) в чашку Петри. Вернитесь к ротационному встряхивателю в инкубаторе для культивирования тканей еще на 48 часов.
  5. В DIV -2 повторите шаг 1.3. На этом этапе гранула будет иметь глубину 4 - 8 мм.
  6. В DIV -1 подготовьте поверхности для гальванического покрытия, как указано в разделе 2.
  7. При DIV 0 разморозьте 5 мл предварительно аликвотированной и замороженной среды для трипсинизации NPC при 37 °C в течение 5 - 10 мин и поместите в колпак для культуры тканей. С помощью пипетки объемом 25 мл перенесите дифференцирующие агрегаты в коническую пробирку объемом 50 мл. Дайте заполнителям осесть и осторожно аспирируйте среду. Промойте гранулу дважды 10 мл PBS, дав заполнителям осесть между промывками.
  8. После второй промывки PBS добавьте в гранулу 5 мл среды для трипсинизации NPC и выдерживайте при 37 °C в течение 5 мин. Осторожно переверните пробирку через 2,5 мин.
  9. Добавьте 5 мл 0,1% ингибитора трипсина сои (ИППП) для инактивации трипсина и перемешайте путем инвертирования. Осторожно растирайте 10–15 раз серологической пипеткой объемом 10 мл до получения относительно однородной клеточной суспензии.
  10. Медленно перенесите клеточную суспензию в клеточный фильтр размером 40 мкм или 70 мкм, помещенный на верхнюю часть конической пробирки объемом 50 мл. После того, как вся суспензия будет отфильтрована, добавьте 1 мл среды N2, чтобы промыть оставшиеся клетки через фильтр, и гранулируйте диссоциированную клеточную суспензию в течение 6 минут при 200 х г.
  11. Отсаживайте среду, не нарушая гранулы. Дважды промойте ячейки средой N2 объемом 10 мл, гранулируя ячейки в течение 5 минут при плотности 200 x g и растирая между стирками с помощью P1000. Перед вторым промывкой подсчитайте клетки с помощью гемоцитометра.
  12. Ресуспендируйте клетки в среде N2 со скоростью 1 x 107 клеток/мл и пластинчатыми ESN с плотностью клеток 150 000 - 200 000 клеток/см2.
  13. Перенесите только что нанесенные ЭСН в инкубатор для увлажненных культур тканей при температуре 37 °C и 5%CO2 и храните, как описано в разделе 3.

2. Подготовка поверхностей культуры для осаждения нейронных предшественников в DIV 0

  1. Готовьте блюда, обработанные тканевыми культурами, не менее чем за 1 день до сервировки. Добавьте достаточное количество полиэтиленимина (PEI; 25 мкг/мл в стерильном H2O) или поли-D-лизина (PDL; 100 мкг/мл в стерильном H2O) для покрытия пластиковой посуды, обработанной культурой тканей, и инкубируйте O/N при 37 °C.
  2. Утром в день сервировки дважды вымойте посуду двойным дистиллятором H2O и один раз PBS. После окончательного мытья добавьте достаточное количество N2 среды, чтобы покрыть посуду (например, 1 мл на лунку 12-луночной посуды или 4 мл на 6-сантиметровую посуду).
  3. Подготовьте стеклянные покровные стекла толщиной 18 мм не менее чем за сутки до нанесения нейронного покрытия. Очистите покровные стекла плазменной очисткой в течение 4 минут.
  4. Немедленно переложите очищенные покровные листы на промытую этанолом парапленку на дно большой стерильной посуды и добавьте 400 мкл раствора PEI или PDL, приготовленного как в пункте 2.1. Инкубируйте Н/Н при 37 °C в инкубаторе для культуры тканей.
  5. Утром промойте покровные стекла три раза водой и добавьте 5 мкг/мл ламинина в PBS на 1 - 3 часа при 37 °C. Перед диссоциацией нейронов аспирируйте ламинин и немедленно перенесите покровное стекло в лунку 12-луночной чашки, содержащей 1 мл среды NPC, обязательно держа обработанной стороной вверх.
  6. Храните посуду и покровные стекла при температуре 37 °C, пока NPC не будут готовы к подаче на тарелку.

3. Обслуживание нейронов

  1. В DIV 1 аспирируйте среду и замените ее питательной средой N2.
  2. В разделах 2 и 4 аспирируйте среду и замените питательной средой B27.
  3. В DIV 8 аспирируйте среду и замените ее культуральной средой B27, содержащей ингибиторы митоза, для устранения загрязняющих ненейрональных клеток.
  4. В DIV 12 замените на культуральную среду B27.
  5. Не удаляйте DIV 12+ ESN с 5%CO2 до тех пор, пока не будете готовы к использованию.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

figure-results-1
Рисунок 1. Адаптированные к суспензии ЭСН остаются митотически стабильными и экспрессируют маркеры плюрипотентности.а) Схема технического обслуживания и дифференциации ЭКУ. Наличие или отсутствие ретиноевой кислоты (РА) или фактора, ингибирующего лейкоз (ЛИФ), обозначается знаком + или –. Приведено сравнение дней in vitro (DIV) и классических стадий развития (DS) для первичн...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Нокаут DMEMТехнологии Life10829-018Среда: Питательная среда ESC Формула и примечания: 500 мл
100x MEM NEAAТехнологии Life11140-050Среда: хранить при температуре 4 °C до 1 месяца Рецептура и примечания: 6 мл
200 мМ L-аланил-L-глютаминАТКС30-2115 (Английский)6 мл
Квалификация FBS для ESПрикладные стволовые клеткиАСМ-500790 мл
100 антибиотиковСигма-ОлдричА59553 мл
55 мМ 2-меркаптоэтанолТехнологии Life21985-0231,1 мл
107 единиц/мл LIFМногородностьESG110760 μЛ
Нокаут DMEMТехнологии Life10829-018Среда: среда для дифференцировки ESC Формула и примечания: 436,6 мл
100x MEM NEAAТехнологии Life11140-050Среда: хранить при температуре 4 °C до 1 месяца Состав и примечания: 5 мл
200 мМ L-аланил-L-глютаминАТКС30-2115 (Английский)5 мл
Сыворотка, сертифицированная по стандарту ESCПрикладные стволовые клеткиАСМ-500750 мл
100 антибиотиковСигма-ОлдричА59552,5 мл
55 мМ 2-меркаптоэтанолТехнологии Life21985-0230,9 мл
PBS ДульбеккоСигма-ОлдричД8537Среда: Среда для трипсинизации NPC Рецептура и примечания: 100 мл
0,5 млн ЭДТА (18,3%)Сигма-ОлдричNo 3690Среда: заморозить в 5 мл аликвоты Рецептура и примечания: 0,266 мл
трипсинСигма-ОлдричТ880250 мг
Полиэтиленимин (ПЭИ)Сигма-ОлдричП3143Среда: Растворы для поверхностных покрытий Рецептура и примечания: 2,5 мкг/мл в H20
Поли-D-лизин (PDL)Сигма-ОлдричП7280Среда: использовать в течение 1 недели Формула и примечания: 100 мкг/мл в H20
ЛамининСигма-ОлдричЛ20205 мкг/мл в H20
DMEM/F12 + GlutaMAXТехнологии Life10565-018Среда: Питательная среда NPC Рецептура и примечания: 492,5 мл
100х витамины N2Технологии Life17502-048Среда: хранить при температуре 4 °C до 1 месяца Состав и примечания: 5 мл
100 антибиотиковСигма-ОлдричА59552,5 мл
Нейробазальный АТехнологии Life10888-022Среда: Питательная среда ESN Рецептура и примечания: 482,5 мл
50x витамины B27Технологии Life17504-044Среда: хранить при температуре 4 °C до 1 месяца Состав и примечания: 10 мл
200 мМ L-аланил-L-глютаминАТКС30-2115 (Английский)5 мл
100 антибиотиковСигма-ОлдричА59552,5 мл
5-фтор-2'-дезоксиуридин (5FDU)Сигма-ОлдричФ0503Среда: 2000х Митотические ингибиторы аликвот и хранить при -20 °С Состав и примечания: дд 150 мг 5FDU и 350 мг уридина до 10 мл нейробазала А. Стерильный фильтр, аликвоту и заморозку. Используйте 2000x в питательной среде ESN.
УридинСигма-ОлдричУ3003
ТрипLE Экспресс ТрипсинТехнологии Life12605-010Носитель: Разное Состав и примечания: хранить в RT
ДмсоСигма-ОлдричД8418магазин в RT
ингибитор трипсина сои (ИППП)Сигма-ОлдричТ6414хранить при температуре -20 °C
этанолСигма-ОлдричЕ7023магазин в RT
аскорбиновая кислотаСигма-ОлдричА4403Приготовьте 100 мМ бульона, растворив 100 мг аскорбиновой кислоты в 5,7 мл смеси ДМСО/этанол 50:50.
ретиноевая кислота (РА)Сигма-ОлдричР2625Ресуспендируйте 15 мг РА в 9 мл 50:50 ДМСО/этанол. Добавьте 1 мл 100 мл аскорбиновой кислоты. Аликвот и хранить при -80 °C. Стабильно в течение 6 месяцев.
Плазменный очистительГаррик ПлазмаПДК-32Г
Инвертированный микроскоп Olympus IX51ОлимпН/Д
Стеклянные покровные стекла 18 ммрыбакТел.: 12-545-84
Сетчатый фильтр (40 μм)рыбакТел.: 08-771-1
Шейкер для танцовщицы живота StovallрыбакТел.: 15-453-211
Тарелки с низкой адгезиейрыбакТел.: 05-539-101Рог 3262
Бактериальные блюдаВВР25384-302 (Английский)100 x 15 мм

Теги

Нейрональная дифференцировкаобработка ретиноевой кислотойагрегация клетоктрипсиновая диссоциацияфильтрация через клеточный фильтрпротокол центрифугированияформирование нейронной сетидобавка факторов ростаподсчет в камере Горяева