Взрослый нейрогенез в гиппокампе млекопитающих представляет собой замечательный пример врожденной способности мозга к приспособляемости и пластичности. Зубчатые гранулярные клетки (DGC) генерируются из возобновляемого пула нейронных клеток-предшественников в зубчатой извилине гиппокампа, которая является одной из двух хорошо охарактеризованных в настоящее время нейрогенных областей в мозге млекопитающих и считается особенно важной для обучения и памяти. Гиппокамп является частью лимбической системы и имеет глубокое расположение в мозге млекопитающих, что делает его сложной мишенью для точных фармакологических манипуляций. Кроме того, аберрантный нейрогенез связан с такими состояниями, как эпилепсия, шизофрения и болезнь Альцгеймера, что вызвало интерес к пониманию влияния различных фармакологических агентов на созревание и выживание новорожденных нейронов. Различие между постнатальным и взрослым нейрогенезом размыто, и предыдущие исследования показали, что многие особенности развития нейронов in vivo в раннем постнатальном периоде и во взросломвозрасте схожи. Здесь мы делаем акцент на постнатальном нейрогенезе и предполагаем возможные его применения к нейрогенезу взрослых.
Органотипические культуры срезов обеспечивают эффективный метод in vitro для изучения различных физиологических свойств гиппокампа млекопитающих. Ценность культур срезов, приготовленных из мозгов грызунов, можно свести к трем основным качествам: 1) протокол прост и требует легкодоступных материалов; 2) срезные культуры позволяют проводить фармакологические исследования, которые устраняют сложные переменные, такие как глубокое анатомическое расположение гиппокампа, и обходят гематоэнцефалический барьер1; и 3) хорошо охарактеризованная структура гиппокампа и трисинаптической цепи сохранена2. Предыдущие исследователи использовали органотипическую культуру гиппокампа для изучения синаптического развития и физиологии3,4, глиогенеза5-7, ишемического повреждения мозга8,9, нейропротекции и нейрорепарации10-12, а также эпилепсии13-15. Культуры срезов также могут обеспечить полезную модельную систему, позволяющую отслеживать развитие клеток в сочетании с мечением клеток зеленым флуоресцентным белком (GFP) или другими жизненно важными маркерами.
Культуры срезов также ранее использовались для изучения постнатального нейрогенеза гиппокампа16-19, но одним из важных факторов в большинстве этих исследований является хорошо описанная дегенерация, которая возникает в результате эксплантации тканей у взрослых животных примерно через 2 недели in vitro20,21. По этой причине культуры срезов обычно получают от мышей или детенышей крыс в раннем постнатальном периоде (P5-P10), что позволяет использовать улучшенную жизнеспособность ткани мозга в раннем постнатальном периоде для культивирования22. В то время как предыдущие исследования показали, что ранний постнатальный и взрослый гиппокамп различаются в отношении синаптической физиологии и экспрессии специфических подтипов нейронов23,24, существует существенная консервация хореографической программы развития, через которую проходят зубчатые грануляторные клетки новорожденного в периодсозревания. Кроме того, недавние исследования показали, что физиологические характеристики новорожденных ДГК в культуре очень похожи на незрелые нейроны в препарате острого среза гиппокампа16.