1. Изоляция и культивирование мозг взрослого человека клеток
Опыты с человеческую ткань должна быть выполнена в соответствии со всеми соответствующими правительственными и институциональных правил, касающихся использования человеческого материала для исследовательских целей. Настоящий протокол был разработан в соответствии с одобрения этического комитета медицинского факультета Людвига-Максимилиана Мюнхен и письменного информированного согласия от всех пациентов.
Этот протокол подготовки культур взрослого головного мозга человека была создана с использованием образца пациентов обоих полов, страдающих от височной эпилепсии лепестка или других глубинных нетравматических, доброкачественных поражений. Ткань получена из хирургической комнате, состоящей исключительно канал доступа к поражению мозга и, следовательно, считается здоровым. Возрастной диапазон пациентов составлял 19-70 лет.
- Подготовка среды для выращивания, добавив тепла инактивированной эмбриональной телячьей сыворотки(FCS) в DMEM с высоким содержанием глюкозы глютамаксом, чтобы получить конечную концентрацию 20% FCS. Добавить 5 мл пенициллина / стрептомицина в общей сложности 500 мл среды роста. Выполните это и все последующие шаги, требующие стерильных условий культивирования в соответствующем ламинаре.
- Хранить взрослого человека биопсию мозга, полученного из хирургической комнате в Хэнкса сбалансированном солевом растворе с CaCl 2 и MgCl 2 (HBSS) среде, включающей HEPES (10 мМ конечная концентрация) на льду до обработки. Начните обработку как можно скорее.
- Для начала диссоциации на отдельные клетки, передавать ткани в 65 мм чашку Петри и пропустить через мясорубку на мелкие кусочки с помощью двух стерильные скальпели одноразовые. Для ферментативного расщепления использовать 3-6 мл TrypLE в 15 мл коническую пробирку и инкубируют в течение 15-30 мин при 37 ° С на водяной бане.
- Добавить 1 объем нагретого ростовой среде для облегчения диссоциации и осторожно растирают раствор, содержащий кусочки ткани вверх и вниз сначала с помощью5 мл одноразовые пипетки, а затем не используя стекло пипетки Пастера до гомогенизации клеточной суспензии. Как правило, некоторые части остаточной ткани, в основном состоящие из белого вещества, останется в суспензии.
- Спин вниз на 157 мкг в течение 5 мин и ресуспендируют осадок в соответствующем количестве ростовой среде (10 мл на одно без покрытия T75 колбу культуры). Используйте одну T75 культуры колбу для биопсии 5-10 мм в диаметре в размере и экстраполировать это в случае больших образцов.
- Поместите клетки в инкубаторе 37 ° C с 5% CO 2 и 5% O 2.
- Заменить половина среды каждые 3-4 дня, пока клетки не достигли слияния. Это обычно занимает до двух недель (именуемые проход 0 [P0]).
В Расширение 2. Пробирке и характеристика мозг взрослого человека клеток
- В расширении пробирке:
- Аспирируйте культуральную среду и промывают фосфатно-солевом буфере (PBS), выдерживали при комнатной тemperature, перед добавлением 3 мл TrypLE.
- Инкубируют при 37 ° С в течение 5-10 мин, пока большинство клеток не отсоединена. Слегка постучите колбы для облегчения снятия клеток; Следующий добавлением 3 объемов ростовой среды, передача клеток в 15 мл коническую пробирку и спин вниз в 157 х г в течение 5 мин и ресуспендирования клеток в соответствующем количестве ростовой среды.
- Прохождение клетки в соотношении 1:3 для оптимального выхода в новые T75 клеточных культур колбах.
Примечание: Мы никогда пассировать эти клетки пока P5 без каких-либо признаков снижения эффективности перепрограммирования. В то время как при Р0 культура содержит значительную долю эндотелиальных клеток (по оценке выражения CD34), на последующих проходах их число становится незначительным.
- Характеристика взрослых культур мозга человека:
- Иммуноцитохимия:
- Для характеризации клеток, семян ~ 60000 клеток на поли-D-лизина покрытием стеклянной крышкой скользит в 500 мкл свежей Mediu ростм тканевой культуры в 24-луночных планшетах и инкубируют при 37 ° С с 5% CO 2 и 5% O 2.
- Для иммуноцитохимического анализа культивированных человеческих клеток мозга удалить среды и промыть 3 раза с 1 мл PBS.
- Исправить клеток путем добавления 500 мкл 4% параформальдегида в PBS в течение 15 мин при комнатной температуре.
- Передача стекло крышка скользит в соответствующей увлажненной камере окрашивания и блок с 80 мкл PBS, содержащем 3% бычьего сывороточного альбумина (BSA) и 0,5% Triton X-100 в течение 1 ч при комнатной температуре.
- Добавить первичных антител разбавленные в том же растворе (на коэффициенты разбавления см. таблицу конкретных реагентов и оборудования) и инкубируют в течение ночи при 4 ° С или 1 ч при комнатной температуре.
Примечание: Значительная но разной фракции клеток на этом этапе культивирования являются иммунореактивны для тромбоцитарных β рецептора фактора роста (PDGFRβ), кластер дифференциации 146 (CD146), NG2 хондроитин сульфат Proteoгликана, и гладкой актина мышцы (SMA), то есть маркеры, характерные для микрососудов связанных перицитами. Лишь меньшинство (<1%) выражают астроглиальных маркеры глиальных фибриллярный кислый белок (GFAP) и S100β. Кроме того, на этой стадии культура должна быть лишена любых клеток, экспрессирующих нейронов маркер βIII-тубулина. Использование нескольких комбинаций первичных антител для совместного маркировки различных маркеров. Дальнейшее подтверждение экспрессии глиальных, нейронных, эндотелиальных и перицитов маркеров может быть получена путем обратной транскрипции и количественного реального времени полимеразной цепной реакции (не описанной в данном протоколе). - После инкубации с первичными антителами мыть три раза 1 мл PBS и добавить соответствующие вторичные антитела (в соответствующих разведений) к окрашивающим раствором и инкубировать 1 час при комнатной температуре в темноте. Промыть клетки 3x с PBS. Если необходимо, перед установкой включают окрашивание DAPI с в течение 5 мин при комнатнойтемпература.
- Используйте antifading монтажную среду и анализировать покровные стекла с использованием эпифлюорисцентной микроскопа или конфокальной микроскопии.
- Проточной цитометрии:
- Для анализа поверхности маркера экспрессии с помощью проточной цитометрии, роста клеток до слияния в непокрытой T25 или T75 клеточных культур колбах.
- Отделить клетки с помощью TrypLE, как описано выше, и ресуспендируют в окрашивающего раствора, состоящего из PBS + 0,5% БСА. За реакцией окрашивания, ресуспендируйте 100,000-200,000 клеток в 100 мкл красящим раствором. Подготовка одиночные реакции окрашивания на антитела, используемые (CD146-FITC, CD140b-PE, CD34-APC, CD13-FITC, соответствующие антитела контрольного изотипа).
- Добавить флуорохромом-конъюгированного антитела к каждому раствору окрашивания (для разведения см. таблицу конкретных реагентов и оборудования) непосредственно в суспензии клеток и инкубировали при 4 ° С в течение 30 мин в темноте.
- Промыть клетки три раза 500 мкл PBS и спин вниз между каждойстиральная шаг в 157 мкг в течение 5 мин.
- Ресуспендируют осадок клеток в 0,5-1 мл раствора окрашивания и передачи клеток через клеточный фильтр (70 мкм) в FACS труб. Защитите образца от воздействия света.
- Образцы Vortex до размещения их в приборе FACS.
- Для анализа живых клеток и исключить мусора и клеточных агрегатов, ворота для FSC-A и SSC-A. Сотовые Duplets специально закрытый путем FSC-А и FSC-W. Чтобы определить правильные условия литниковые для маркеров клеточной поверхности, установленных ворота с контролем антител изотипу конъюгированного с соответствующей флуорохромом. Тогда определить долю клеток антиген-антитело.
3. Обогащение перицитов клеток, полученных с помощью флуоресцентной Активированный сортировки клеток
- Очищают перицитов клеточной популяции (ресуспендировали в ростовой среде) до трансдукции через СУИМ сортировки с использованием сопла 70 мкм. Используйте CD34-APC в сочетании с CD140b-PE и CD146-FITC, чтобы выбрать для перицитами. Сортировать по CD34-негативных, CD140b-и CD146-позитивных клеток.
- Сбор отсортированных клеток в среде для роста и пластины на поли-D-лизина, покрытые защитным стеклом скользит в 24-луночных культуральных планшетах и инкубируют при 37 ° С с 5% CO 2 и 5% O 2.
- 48 ч после сортировки заменить среды свежей средой роста и выполнять трансдукции, как описано в Протоколе 4.
4. Ретровирусные трансдукция перицитов клеток, полученных и Перепрограммирование в индуцированные нейронов
Примечание: Обратитесь к местным требованиям биобезопасности при обращении с ретровирусные частицы. В Германии использование ретровирусов, используемых здесь требуют уровень биобезопасности 2. Для производства ретровирусных частиц относятся к протоколу 6. Для ретровирусных конструкций, используемых для перепрограммирования, обратитесь к Karow и соавт. (2012). Ретровирусы были pseudotyped с VSV-G (везикулярного стоматита вирус-гликобелок) 5. Для производства см. Гаврилеску др. 6.
- 24 ч до ретровирусный трансдукции семенных ~ 60000 клеток на поли-D-лизина, покрытые защитным стеклом скользит в 500 мкл свежей среды для роста в 24-луночных культуральных пластинах ткани и инкубируют при 37 ° С с 5% CO 2 и 5% O 2 .
- На следующий день, замените питательную среду с 500 мкл свежей, предварительно нагретой среде роста и добавить 1 мкл соответствующих сосредоточенных надосадочную жидкость, содержащую ретровирусных частиц (pCAG-IRES-DsRed для контроля, особенно во время установления протокол в лаборатории), pCAG-ascl1 -IRES-DsRed, pCAG-Sox2-IRES-GFP.
- Через день, удалить среды в том числе вирусных частиц из клеток и добавляют 1 мл свежих, предварительно нагретой B27-дифференциации среды, состоящий из 49 мл DMEM высоким содержанием глюкозы с Glutamax и 1 мл B27 сыворотки добавки. Поддерживать клетки в культуре при 37 ° С в 5% СО 2 и 5% O 2 в течение 4-8 недель без изменения среды, как повторяющиеся изменения средних стать вредными, как INS созреть.
5. Характеристика индуцированной нейронов по иммуноцитохимии
- Для определения клеточного идентичность трансдуцированных клеток, в частности, чтобы продемонстрировать приобретение фенотипа нейронов, выполнять иммуноцитохимии против антигенов нейронов, таких как BIII-тубулина, МАР2 и NeuN (на антитела и их соответствующих разведений, см. таблицу конкретных реагентов и оборудование; такую же процедуру, как указано в 2.2.1).
- Для улучшения созревание PdiNs, со-культуры этих клеток нейронов, полученных из E14 мыши коры головного мозга. С этой целью, рассекают кору головного мозга и отделить ткань механически с камином-полированного стекла пипетки Пастера. Добавить 10,000-50,000 мышиных нейронов в культурах перицитами клеток, полученных 2-3 недель после трансдукции Sox2 и ascl1-кодирования реtroviruses и продолжают культивирование. Трансдуцированных клеток можно отличить от мышиных нейронов их репортер (GFP) и DsRed экспрессии, либо живой эпифлуоресцентной или после иммуноцитохимии для GFP и DsRed.
- Для оценки формирование синапсов на PdiNs по мышиных нейронов, выполните иммуноцитохимии против везикулярного рецепторов нейромедиаторов, таких как везикулярного глутаматного транспортера 1 (vGluT1).
- Зонд трансдуцированных клеток для их электрических свойств (т.е. способности генерировать потенциалы действия) и установления функциональных синапсов по патч-зажим электрофизиологии. Подробную информацию о процедуре см. Генрих соавт. (2011).