Summary

Neural Eksplantasjon kulturer fra<em> Xenopus laevis</em

Published: October 15, 2012
doi:

Summary

Dyrking nevrale explants fra dissekert<em> Xenopus laevis</em> Embryo som uttrykker fluorescerende fusjonsproteiner tillater avbildning av vekst cone cytoskeletal dynamikk.

Abstract

Den komplekse prosessen med axon veiledning er stor grad drevet av veksten membran, som er den dynamiske motile strukturen på spissen av den voksende axon. Under axon utvekst, må veksten kjegle integrere flere kilder til veiledning cue informasjon å modulere sin cytoskjelettet for å drive veksten kjegle fremover og nøyaktig navigere for å finne sine spesifikke mål en. Hvordan denne integrasjonen skjer på cytoskeletal nivået fortsatt voksende, og undersøkelse av cytoskeletal protein og effektor dynamikk innenfor veksten kjegle kan tillate klarlegging av disse mekanismene. Xenopus laevis vekst membranene er stor nok (10-30 mikron i diameter) for å utføre høy -oppløsning levende avbildning av cytoskeletal dynamikk (f.eks 2-4) og er lett å isolere og manipulere i en lab miljø i forhold til andre virveldyr. Frosken er en klassisk modell system for utvikling nevrobiologi studier og viktige tidlige innsikt i vekst kjegle microtubule dynamikk ble opprinnelig funnet ved hjelp av dette systemet 5-7. I denne metoden 8, er egg samlet og befruktet in vitro, injisert med RNA som koder for fluorescensmerket tagged cytoskeletal fusjonsproteiner eller andre konstruksjoner for å manipulere genekspresjon, og deretter tillatt å utvikle seg til nevralrøret scenen. Neural rør er isolert ved disseksjon og deretter dyrkes, og vekst kjegler på outgrowing neurites er avbildes. I denne artikkelen beskriver vi hvordan du utfører denne metoden, der målet er å kultur Xenopus laevis vekst kjegler for påfølgende høy oppløsning bildeanalyse. Mens vi gi eksempel på + TIP fusion protein EB1-GFP kan denne metoden brukes til en rekke proteiner for å belyse deres atferd innenfor veksten kjegle.

Protocol

Merk: Vi beskriver trinnene i de to første avsnittene bare i korthet, som utmerket protokoller med detaljert informasjon er publisert andre steder som fokuserer mer spesifikt på disse trinnene (f.eks 8-12). I tillegg har den generelle protokoll med å jobbe med Xenopus spinal nevroner i levende cellekultur er tidligere publisert i en detaljert metoder artikkel 8. Vi anbefaler å gjennomgå at artikkelen som et supplement til denne videoen, men her vi gir god nok informasjon til …

Discussion

Xenopus laevis nevrale explants sende ut neurites i en svært robust måte med 24 timer etter plating på laminin / poly-lysin substrat hvis forholdene ligger til rette. Med dette substrat, vekst kjegler er svært motile og kan oppnå axon lengder opp til 1 mm, som strekker seg i alle retninger utover fra eksplantasjon, selv om typiske lengder er 100 mikrometer eller mer. Hvis neurites ikke vokse ut, det er et begrenset antall grunner for at dette skal være tilfelle. En mulighet er at de nevrale explants ikke …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne ønsker å takke Bob Freeman for trening og Kirschner lab for bruk av frosken anlegget, og medlemmer av Van Vactor lab for støtte. Vi takker Nikon Imaging Center ved Harvard Medical School for å få hjelp med lysmikroskopi for bildene i Figur 1. Dette arbeidet ble finansiert av følgende: NRSA NIH fellesskap og NIH K99 fellesskap å LAL, Basic Science Partnership finansiering ( https://bsp.med.harvard.edu/ ) til AEF, og NIH RO1 NS035909 til DVV

Materials

Name of Reagent Company Catalogue Number
Chorionic Gonadotropin Argent Chemical Laboratories C-HCG-ON-10
Cysteine Sigma-Aldrich 52-90-4
mMessage mMachine kit Ambion AM1340
Capillary Borosil Needles 1.2 mm (OD) x 0.9 mm (ID) FHC 30-31-0
Ficoll Sigma F2637
Dumont #5 Biologie Inox Forceps Fine Science Tools 11252-20
Collagenase  Sigma-Aldrich  9001-12-1
Mattek dishes Mat Tek Corporation P35G-1.5-14-C
L-15 Invitrogen 21083-027
Poly-l-lysine Sigma P-1399
Laminin Sigma L2020
NT3 Sigma N1905
BDNF Sigma B3795

References

  1. Lowery, L. A., Van Vactor, D. The trip of the tip: understanding the growth cone machinery. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10, 332-343 (2009).
  2. Buck, K. B., Zheng, J. Q. Growth cone turning induced by direct local modification of microtubule dynamics. J. Neurosci. 22, 9358-9367 (2002).
  3. Lee, H. The microtubule plus end tracking protein Orbit/MAST/CLASP acts downstream of the tyrosine kinase Abl in mediating axon guidance. Neuron. 42, 913-926 (2004).
  4. Santiago-Medina, M., Myers, J. P., Gomez, T. M. Imaging adhesion and signaling dynamics in Xenopus laevis growth cones. Dev. Neurobiol. , (2011).
  5. Tanaka, E. M., Kirschner, M. W. Microtubule behavior in the growth cones of living neurons during axon elongation. J. Cell Biol. 115, 345-363 (1991).
  6. Tanaka, E., Kirschner, M. W. The role of microtubules in growth cone turning at substrate boundaries. J. Cell Biol. 128, 127-137 (1995).
  7. Tanaka, E., Ho, T., Kirschner, M. W. The role of microtubule dynamics in growth cone motility and axonal growth. J. Cell Biol. 128, 139-155 (1995).
  8. Gomez, T. M. Working with Xenopus spinal neurons in live cell culture. Methods Cell Biol. 71, 129-156 (2003).
  9. Sive, H. L., Grainger, R. M., Harland, R. M. . Early Development of Xenopus laevis: A Laboratory Manual 2010. , (2010).
  10. Cross, M. K., Powers, M. Obtaining Eggs from Xenopus laevis Females. J. Vis. Exp. (18), e890 (2008).
  11. Mimoto, M. S., Christian, J. L. Manipulation of gene function in Xenopus laevis. Methods Mol. Biol. 770, 55-75 (2011).
  12. Lavery, D. L., Hoppler, S. Gain-of-function and loss-of-function strategies in Xenopus. Methods Mol. Biol. 469, 401-415 (2008).
  13. Nieuwkoop, P. D., Faber, J. . Normal Table of Xenopus Laevis (Daudin). , (1994).
  14. Guirland, C. Direct cAMP signaling through G-protein-coupled receptors mediates growth cone attraction induced by pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide. J. Neurosci. 23, 2274-2283 (2003).
  15. Spitzer, N. C., Lamborghini, J. E. The development of the action potential mechanism of amphibian neurons isolated in culture. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 73, 1641-1645 (1976).
  16. Turney, S. G., Bridgman, P. C. Laminin stimulates and guides axonal outgrowth via growth cone myosin II activity. Nat. Neurosci. 8, 717-719 (2005).
  17. Weinl, C. On the turning of Xenopus retinal axons induced by ephrin-A5. Development. 130, 1635-1643 (2003).
  18. Knoll, B. Stripe assay to examine axonal guidance and cell migration. Nat. Protoc. 2, 1216-1224 (2007).
  19. Wheeler, G. N., Hamilton, F. S., Hoppler, S. Inducible gene expression in transgenic Xenopus embryos. Curr. Biol. 10, 849-852 (2000).
check_url/4232?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Lowery, L. A., Faris, A. E., Stout, A., Van Vactor, D. Neural Explant Cultures from Xenopus laevis. J. Vis. Exp. (68), e4232, doi:10.3791/4232 (2012).

View Video