Аксонов отсек нейронов показывает большую степень функциональной независимости от сомато-дендритных отсека. В проекционных нейронов, аксоны содержат большую часть нейронов 1,2 белка. Изучение физиологии и патофизиологии аксонов набрало обороты в неврологии сообщества, потому что недавние исследования показали, что раннее аксонов дисфункция, кажется, общая черта нейродегенеративных заболеваний и нервно-психических расстройств 3. Вполне вероятно, что лучшее понимание аксонов эксклюзивные механизмов при нормальных и патологических условиях прольет свет на ранних событий, которые ведут дисфункции.
Настоящий протокол описывает, как использовать культуру вставки подшипника пористую мембрану (фильтр), чтобы получить большие количества чистого аксонов материала, который подходит для биохимических и иммуноцитохимическая анализирует. Использование фильтра вставляет учиться аксонов биология была впервые реализована на Стюард иколлеги 4 и далее, разработанные Twiss и коллег 5 к ее нынешней конфигурации. Техника находится сейчас в текущей использования групп, изучающих различные аспекты аксонов и дендритов биологии, с небольшими изменениями в каждом конкретном случае для размещения для населения нейронов исследованных, лечение, выполняемые и тип биохимических анализов используется 6-9. Настоящий Протокол не намерен разместить всех альтернатив для такого разнообразия приложений, а скорее обеспечить простой подход, который подходит для большинства приложений. В частности, протокол, описанный здесь использует тройную покрытие, которое максимизирует аксонов выход для биохимических анализов и наиболее подходит для изучения дегенерация аксонов-другой покрытий, описанных в литературе производится меньше аксоны, что убираться и вырождающиеся быстрее, когда лишены трофических факторов 9.
В этой процедуре, нейронные органы клеток остаются изолированными на вершине Wh фильтровИль аксоны проходят через поры и расти вдоль его нижней поверхности. Чистые аксоны (свободные глии и нейронов загрязнений тела клетки), которые растут на нижней поверхности фильтра могут быть собраны для биохимических анализов или могут быть зафиксированы на месте и рассмотрены иммуноцитохимических методов 9. Процедура основана на использовании эмбриональных сенсорных нейронов из спинного ганглиев (DRG). Эмбриональные DRGs широко используются для изучения аксонов биологии, потому что нейритов из этих клеток претерпевают быстрый и устойчивый рост в пробирке, когда поддерживается в фактор роста нервов (NGF), а потому что они быстро дегенерируют когда лишены этого фактора. Кроме того, DRG нейроны не имеют дендриты, так что все невриты, собранные с помощью этого метода являются чисто аксоны.
Фильтровать вставки представляют большое преимущество по сравнению с другими подходами, используемыми для изучения аксоны. Исследования, основанные на принципе использования микроскопии дифференцировать процессы, происходящие в клетке сомы из тех, кто вXons обеспечивают ограниченную биохимический информацию. В качестве другого примера, узконаправленных систем культуры (например, Campenot камеры 10 или микрожидкостных устройств 11) полезны для подходов изображений и дифференцированного режима клеточных отсеках, но обеспечивают лишь небольшое количество аксонов материала, исключая применение этих методов для биохимических анализов, которые требуют относительно большие количества образца. Кроме того, их использование требует значительной подготовки, а также специализированные устройства, и они занимают много времени. Другой подход часто используется для изоляции аксонов от эксплантов является вручную удалить эксплантате центр (содержащий нейронные тела клетки) перед аксонов сбора проб. Хотя это может производить большое количество аксонов обогащенный препаратов, аксоны в этом препарате может быть, завернутые в глии и быстрого удаления тела 20 эксплантатов в последовательно от 6 скважин (в качестве примера минимального эксперимента) занимает много времени и на пределе возможности.
В противоположность этому, метод, представленный здесь производит обильные и чистые аксонов препараты, которые затем могут быть проанализированы с помощью практически любого биохимический метод, который обычно используется для анализа цельной клеточных лизатов, как вестерн-блоттинга, иммунопреципитации 6, Нозерн-блот-5 масс-спектрометрии 6, очистки РНК 7,12,13, среди других. Кроме того, протокол может быть применен к иммунофлюоресценции техники (If), как можно исправить аксоны, растущие в нижней стороне фильтра для дальнейшего изучения их IF. Такой подход значительно облегчает анализ аксонов конкретных процессов, так как нет клеточных тел в окончательной подготовки. Это значительное преимущество, так как высокая иммунофлуоресцентный сигнал от клеточных тел часто подрывает обследование и анализ более слабым сигналом, происходящих из тонких структур, таких как аксонов.
Два приложения метода культуры для изучения дегенерация аксонов арэ описано; модель обрезки развития и модели травмы-индуцированной дегенерации (обычно называют валлеровский дегенерации). Моделирование обрезки развития основана на том, что сенсорные нейроны в естественных условиях конкурировать для ограничения количества целевой полученных NGF и те не в состоянии получать достаточно нейротрофический поддержки вырожденный 14. Это явление можно имитировать в эмбриональных культурах DRG путем удаления NGF из культуральной среды, которая, как это происходит в естественных условиях, инициирует дегенерацию аксонов с последующим разрушением клеток тела. Для моделирования валлеровский дегенерации, верхняя сторона фильтра с клеточных тел разгреб. Аксоны, выросшие на нижней стороне фильтра стать физически отделен от клеточных тел и после этого пройти быструю и стереотипное дегенеративный процесс, известный как валлеровский дегенерации 15, имени А. Waller, которые впервые сообщили явление в 1850 году 16.