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Neuroscience

접근 방법은 등쪽 뿌리 신경절 뉴런의 정렬 및 수초를 강화하는

Published: August 24, 2016 doi: 10.3791/54085

Introduction

신경 손상에서, 근위 및 원위 신경 그루터기는 종종 인해 병변 사이트에 1-2로 신경 다발의 직접 재배치 방지 할 수있다. 일반적으로, 축삭 책자는 연결의 복잡한 네트워크를 형성 축삭의 높은 순서 정렬 번들로 구성된다. 그러나, 신경 재생이 제대로 구성 축삭 정렬 3-4으로 인해 혼란스러운 과정이다. 따라서, 병변 부위를 해소 축삭 재생의 충분한 수를 생성하는 것이 아니라 축삭 조직 배향을 유도 할 필요가있다. 또한, 탈수 초화는 부상 사이트에서 myelinating 세포의 죽음으로 인한 신경 손상을 수반. 탈수 초화가 강하게 축삭 생존의 도전 능력을 손상 때문에, 탈수 초화를 대상으로 또는 재유 수화를 촉진 치료는 신경 손상 (5) 후 기능 회복을 위해 중요하다. 따라서이 프로토콜의 목적은 두 가지 문제를 해결하는 설계 방법을 예시하는 것이다신경 재생의.

재료의 물리적, 기계적 성질, 상이한 축을 따라 측정 할 때의 차이로 정의되는 표면 이방성은 셀의 배향의 성장 및 이동 6-7 영향을인가하고있다. 지형뿐만 아니라, 이방성을 유도하는 다른 방법이있다. 이전에, 우리는 폴리 디메틸 실록산 (PDMS) 멤브레인의 기계적 정적 사전 스트레치에 의해 유도 된 표면 이방성을 조사 하였다. "큰 부과 작은 변형 SUPER"이론은 세포가 연신 방향 감지 유효 강성은 수직 방향과 다른 것을 예측하고 효과적인 강성 차이는 이방성 8면에 기인한다. 미리 연신 PDMS 막에서 배양 된 중간 엽 줄기 세포 (MSC들)을 적극적 표면 당겨 그 결과 이방성을 감지 전 연신 방향 (9)으로 정렬 할 수있다. 마찬가지로, 이방성 표면 AR기계 사전 뻗어면에서 유망한 것은 후근 신경절의 정렬뿐만 아니라 성장과 수초 (DRG) 10 축삭에 영향을 미칩니다. 여기에서 우리는 축삭 재생 (10)을 향상시키기 위해 정적 사전 뻗어 PDMS 기판에 표면 이방성을 유도하기위한 프로토콜을 제공합니다.

축삭 정렬, 원하는 패턴 위상 기능을 유도하기 위해 정렬 섬유 및 채널 6,11-12를 통해 연락처 지침을 제공하는 것으로보고, 축삭 정렬 11,13을 용이하게 입증되었다. 그러나, 섬유, 채널 및 패턴 등의 위상 기능을 통해 축삭 정렬을 유도하는 기술을보고, 길게과 축삭의 두께를 증가 할 수 없습니다. 반면에, 기계는 점진적 스트레치 (14)의 크기를 증가 길고 두꺼운 축색과 스트레칭 방향으로 정렬 축삭 연신되었다. 그러나, 생체 내에서 모터 구동 장치를 포함하는 것은 아니다실행할 수 있는. 반대로, 정적 프리 연신 유도 이방성은 덜 복잡하고보다 용이하게 생체 내 응용 프로그램의 장래 지지체 디자인에 혼입 될 수있다.

이 프로토콜에서, 고정 전 신장 세포 배양 시스템은 위상 기능이없는 표면 이방성을 유도하기 위해 사용된다. 막 프레임 상에 고정되고 소정의 스트레칭 정도는 연신 단계에 적용 그러자 예비 연신 배양 시스템하는 PDMS 막, 신축성 프레임 및 연신 단계로 구성된다. 최대 21 일간 전 배양 연신 표면에 갓 절연 DRG 신경 세포 축삭 정렬 및 두께에 대해 모니터링된다. 그 후, 슈반 세포 (희주) 수초에 대한 모니터링 정렬 된 축삭와 공동 배양. 사전 스트레칭에 의한 표면 이방성을 통합함으로써 우리는 중간 엽 줄기 세포 및 DRG 뉴런 각각 9 ~ 10의 세포 정렬 분화 및 축삭 정렬 성장을 향상 할 수 있었다.

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Protocol

세포의 분리에 관한 모든 절차는 미시간 주립 대학에서 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다.

사전 뻗어 이방성 표면의 1. 준비

  1. 베이스와 경화제의 1 용액과 조직 배양 접시 (12cm 직경)로 혼합물을 부어 : 10을 섞는다. 4,900 mg의베이스와 총 가교 혼합물에 대한 경화제 490 mg을 사용합니다.
  2. 기포를 제거하기 위해 20 분 동안 진공 하에서 겔 혼합물을 유지한다.
  3. 60 ° C에서 밤새 경화 오븐에서 혼합 겔을 놓습니다.
  4. PDMS의 막을 경화 한 후, 165 mTorr의 3 분의 2와 O 65 sccm의 흐름을위한 플라즈마 클리닝 / 에칭 시스템을 사용하여 산소 플라즈마로 표면을 처리한다.
  5. 인식되는 것은 어느 쪽하는 산소 처리하는 동안, 접시에서 직사각형 막 (5 × 3.5 cm)의 조각을 잘라 확인 산소 처리 된면이 직면을하고 스트레칭 프레임에 고정합니다. A의 프레임을 배치 무대를 스트레칭과 균등하게 10 % 신장에 도달 할 때까지 무대에 노브를 돌려 스트레칭 (또는 다른 미리 정해진 스트레칭, 신장 직접 연신 단계에서 읽을 수 있습니다) 긴 축 9. 프레임의 나사를 조여 스트레칭을 수정합니다.
  6. 무대에서 프레임을 제거합니다. 막 표면이 건조하고 먼지가 무료입니다 확인 후 막에 단단히 부착 챔버의 접착면을 허용하는 막에 실리콘 실을 배치합니다.
    주 : 실리콘 챔버는 PDMS 막에 셀 매체를 유지하기위한 우물을 제공한다. 장치 설계는도 1에 도시되어있다.
  7. 10 분 동안 UV와 표면을 소독.
  8. 추가 1 ml의 폴리 -L- 라이신 플라즈마 처리 6 시간 내에 상기 챔버 내부의 PDMS 표면 (PLL) (인산염 완충 염수 중 0.01 %), 37 ℃에서 2 시간 동안 부화 DRG 신경 세포를 파종 전에. 이 세포 부착을 향상시킵니다.
DRG의 제작 "> 2. 격리

  1. DRG 뉴런 표준 성장 매체를 준비합니다.
  2. 단리하기 전에, 분리 장치 및 필터 시약 압력솥. 6 잘 플레이트 잘 하나에 분리 버퍼의 5 ML을 추가하고, 얼음에 플레이트를 놓습니다. 9 ml의 0.05 %의 트립신 - EDTA (1 ㎎ / ㎖)에 콜라게나 A (500 U / ㎖) 1 ㎖를 추가하여 해리 배지 10 ㎖를 준비 얼음에 0.22 μm의 필터와 장소 솔루션을 필터링 할 수 있습니다.
  3. 절연 7 일 '된 흰쥐 - 열 다섯 열둘을 사용합니다. 75 % 이소프로판올 새끼 스프레이 및 잘린 희생.
  4. 뒤쪽에서 척수를 덮는 피부를 절개하고 척추 주위에 초과 조직을 제거합니다. 에 수술 스폿 조명 수술 돋보기에서 한 컷 가위로 양쪽에서 척추를 따라 다음 목에서 첫 번째 절개를합니다. 새끼의 몸에서 척추를 분리하고 과도한 근육을 제거합니다. 그런 다음, 경도 따라 절단 가위를 사용척추와 사용 핀셋의 g 축이 완전히 척추를 열고 멸균 15 ML 튜브로 절연 버퍼와 DRGs를 전송하는 큰 구멍을 만드십시오 피펫에서 척추 cord.Remove에게 팁을 추출합니다.
  5. 핀셋의 벌금 쌍을 사용하여 뼈 주머니에서 신경절을 제거하고 약 10 수집 - 양쪽에서 16 DRG를. 신경 뿌리를 손질하고 얼음처럼 차가운 분리 버퍼에 신경을 전송합니다.
  6. 멸균 15 ML 튜브로 절연 버퍼와 DRGs를 전송하는 큰 구멍을 만드십시오 피펫에서 팁을 제거합니다. 화학 분리 한 후, 원심 분리기 900 XG에 5 분 동안 4 ℃에서 신경절.
  7. 조직이 튜브 바닥에 침전 부드럽게 상부에 분리 완충액을 제거하고 분리 관에 배지 10 ㎖를 추가하자.
  8. 10 분 - 튜브 매 5 진탕하면서 1 시간 동안 37 ° C의 물을 용기에 해리 배지에서 해부 조직을 인큐베이션.
  9. 후화학 물질 분해, 원심 분리기 900 XG에 신경 및 5 분 동안 4 ° C.
  10. 상층 액을 제거하고 10 ml의 표준 성장 미디어와 소용돌이의 펠렛을 다시 일시 중지합니다.
  11. 다시 섹션 2.9에서 나타낸 바와 같이, 해리 된 세포를 원심 분리기.
  12. , 상층 액을 제거 표준 성장 미디어와 소용돌이의 12 ml의의 펠렛을 다시 일시 중지합니다.

사전 뻗어 표면에 DRG 3. 문화

  1. 세포를 시딩 챔버에서 PLL 용액을 제거하고 멸균 공기 건조하여 PDMS 표면을 린스하기 전에.
  2. 2 분 파편이 튜브의 바닥에 정착 할 수 있도록 - 세포를 다시 일시 중단 후 1 서스펜션 설정을 할 수 있습니다. 각 스트레칭 챔버에 세포 현탁액의 1.5 ML을 추가하고 5 % CO 2에서 37 ° C에서 품어.
  3. 10 μL (15 μL) 플루오로 -2- 데 옥시 우리 딘 및 우리 딘 (FDU-U) 주식의 soluti의 혼합물을 추가, 체외에서 일일 (DIV)에서, 아교 세포를 제거하려면(재료의 표 참조) 물론 각에. 7 시간 후, 신선한 표준 성장 매체와이 매체를 교체하고 5 % CO 2와 37 ° C 배양기에서 사전 뻗어 문화 장치를 배치합니다.
  4. 세포 배양 기간 동안 (2 - 3 주), 신선한 배지로 절반을 보냈다 매체를 대체하여 매 2 일 매체를 변경합니다. 참고 : 2 주 동안 뻗어 미연 신 표면에 배양 한 후, 정제 SCS는 챔버에 추가되고 다른 주 (단계 4.7) 배양.

사전 뻗어 표면에 DRG 신경 세포와 슈반 세포 (희주)의 4. 공동 문화

  1. 박사 캄파의 그룹 이전에 (15)에 의해 설명 된 바와 같이 희주를 분리합니다.
    1. 요약하면, 1 일 이전 강아지에서 희주을 격리 할 것. 수집하고 기계적으로 좌골 신경 화학적 (트립신 - EDTA와 콜라게나 A) 모두와 (18 게이지 바늘 / 10 ML의 주사기) 15 해리.
    2. 폴리 D 라이신 (PDL) 공동으로 해리 세포를 시드5 % CO 2에서 37 ° C에서 ated T25 플라스크 문화. 5 일째에, 안티 네 1.1 항체 및 토끼 보체를 사용하여 항체의 선택을 통해 세포를 정제 및 통로 (2) 정제 된 세포를 계대 배양 - 둘 베코 변형 이글 중간 (DMEM), 10 % 소 태아 혈청을 함유 4. 배양 배지 (FBS) 1 % 페니실린 / 스트렙토 마이신 (펜 / 연쇄상 구균), 21 μg의 / ㎖ 소 뇌하수체는 (BPE)를 추출, 4 μM 포스 콜린.
  2. SCS에에서 배지를 제거하고 플라스크에 5 ml의 0.05 % 트립신 - EDTA를 추가합니다. 3 분 - 2 5 % CO 2에서 37 ° C에서 세포를 품어.
  3. 들이 플라스크에서 올려이라면 참조 배지 5 ㎖를 추가하고, 플라스크 내의 세포와 혼합하여 10 배 대물 렌즈를 사용하여 광학 현미경으로 세포를 확인한다.
  4. 200 XG에 15 ML의 원심 분리기 튜브와 원심 분리기에 세포 현탁액을 추가하고 5 분 동안 20 ° C.
  5. 상층 액을 제거하고 7 ㎖의 표준 DRG 성장 의대에 펠렛을 재현 탁아이오와.
  6. , 0.5 ml의 마이크로 원심 튜브에 세포 현탁액 10 μL을 트리 판 블루 10 μL와 혼합 한 다음, 10 배 대물 렌즈를 사용하여 광학 현미경 하에서 혈구를 이용하여 세포 수를 카운트. DRG 성장 배지를 첨가하여 5,000 ml의 세포의 세포 현탁액을 희석.
  7. 연신 실에서 DRG 문화에서 매체의 0.5 ml의를 제거하고 DRG 문화에 SC 현탁액 0.5ml를 추가합니다.
  8. 문화 37 ° C, 5 % CO 2. 변경에 일주에 대한 세포 미디어 DRG에 대한 새로운 표준 성장 매체와 반 동안 매체를 대체하여 이틀. 일주 공동 배양 한 후, 프로세스 면역 조직 화학 (10)에 의해 세포.

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Representative Results

사전 신장 세포 배양 시스템 DRG 축삭 배향 (10)을 추진. DRG 뉴런 12 일 동안 사전 뻗어 미연 신 표면에 배양 하였다. 축삭은 정렬을 입증하는 β-III-tubulin에 대한 염색 하였다. (2) 문화의 12 일 후 사전 뻗어 미연 신 PDMS 기판에 축삭 방향을 비교 한 그림. 그들은 임의의 배향을 보여 미연 신 PDMS 기판상의 상호 연결된 네트워크를 형성하는 반면, DRG 축삭은 연신 방향에 평행하게 정렬.

축삭 배향을 유도하는 것 외에도 미리 스트레칭 유도 이방성 축삭의 속상 향상. 연결된 축삭 네트워크에서 차이가 연신 표면에 형성 축삭 번들에 정렬 된 축삭은 미연 신 표면에서 관찰. 사전 뻗어 표면이 fascicular 번들은 신경 조직의 TR을 닮은 작용 생체. 그림 3은 문화 21 일 후 사전 뻗어 미연 신 표면에 DRG 뉴런의 축색 돌기를 보여줍니다. 도 3은 도시 된 바와 같이, 서로 응집 전 연신 기판상의 축삭 fascicular 책자 유사한 등장 번들을 형성한다. 이 예비 연신면은 신경 조직의 재생을 강화 중요하다 예비 연신의 방향으로 폭 넓은 축삭 성장을 촉진 할 수 있었다 제안했다.

수초 형성을 평가하기 위해, SCS는 배향 축삭과 함께 공동 배양 하였다. 2 주 연신 및 연신면에 DRG 신경 세포를 배양 한 후, 정제하여 SCS는 상기 챔버에 첨가하고, 다른 주 동안 배양 하였다. 그림 4에서, 공동 문화의 축삭은 β-III-튜 불린 (녹색)로 염색하고, SCS는 P0 (적색)로 염색된다. P0 성숙으로 SC의 마커이고 또한 수초의 구성 요소,뿐만 아니라 수초의 지표로 간주. 연신 표면에서 축색 돌기에 부착 희주의 암시가 아니라 녹색과 빨간색 얼룩 무작위로 배포됩니다 미연 신 표면에 미리 뻗어 표면에 녹색과 빨간색의 중요한 공동 현지화가있다. 사전 뻗어 표면은 축삭 정렬, fascicular 같은 기관 형성 및 재생 축삭에 희주의 부착, 수초에 대한 모든 중요한을 강화.

그림 1
그림 1 :. 사전 스트레치 절차에 대한 도식 (a)는 PDMS 멤브레인의 조각을 슬라이드 수있는 프레임의 두 스트립에 잘립니다. 장치의 프레임은 약 7 "× 5"이고; 괄호는 약 5있다 "× 1, 중괄호의 클램프는 약 3"X 0.25 ", 그리고 컵은 약 1.5"직경 넓은 오픈 탑, 1 "오픈 바닥, 약 0.25 & #(34); 긴. (b) 연신 스테이지 상에 배치하여 프레임을 10 %의 신장률을 적용 롤러를 회전하고 나사를 조여 스트립의 위치를 고정한다. (c) 상기 연신 단계에서 프레임을 제거하고 막에 실리콘 챔버를 연결합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
사전 뻗어 미연 신 표면에 축삭 정렬 십이일의 (b)에 미연 신 표면에 시드 DRG 세포에 비해 십이일의 (a)는 정적 사전 뻗어 표면에 시드 DRG 뉴런의 형광 이미지 : 그림 2.. 축삭은 연신 제어 표면에 랜덤하게 배향하면서 축삭, 예비 연신 방향으로 정렬. 축삭의는 항 - 마우스의 β-III 튜 불린 차 항체로 염색하고, 10 배 목표를 사용하여 공 초점 현미경으로 몇 군데 있었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
그림 3 :에 액슨 두께 성장 뻗어 미연 신 PDMS 기판의 (a) 신장 및 (b) 미연 신 표면 이십일일 이후에 DRG 축삭의 위상 콘트라스트 이미지.. 미연 신 표면에 축삭은 간 연결 축삭 네트워크를 형성하면서 연신 표면에 축삭은 두꺼운 번들을 형성했다. 이미지는 10 배 목표를 사용하여 반전 된 위상차 현미경을 사용하여 촬영 하였다. 알을 보려면 여기를 클릭하십시오이 그림의 arger 버전입니다.

그림 4
도 4 :. 미연 신 PDMS 기판 뻗어 정렬 DRG 축삭과 SC와 공 배양 2 주 연신 및 연신 표면 상에 배양 한 후, 정제하여 SCS는 상기 챔버에 첨가하고, 다른 주 동안 배양 하였다. 연신 표면에 축삭에 대한 (가) β-III-튜 불린 (녹색) 염색; (b)는 β-III-튜 불린의 오버레이 (녹색) 연신 표면에, P0는 (빨간색) 염색; 미연 신 표면에 축삭에 대한 (c)는 β-III-튜 불린 (녹색) 염색; β-III-튜 불린 (녹색)의 (d)에 오버레이 미연 신 표면에, P0 (적색) 염색. 사전 뻗어 표면에서 빨간색과 녹색 얼룩 colocalize, 제안 SCS는에 부착 가능성이 축삭을 myelinating 있습니다. 미연 신에표면은 적색과 녹색 얼룩 무작위로 축색 돌기에 부착되지 않은 희주를 제안, 배포됩니다. 스케일 바 = 100 μm의. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

사전 뻗어 표면에 축삭 배향을 유도하기 위해 두 가지 중요한 단계가 있습니다 : 1) PDMS 막을와 균일 한 두께의 평면이어야합니다 2) 신경 교세포가 DRG로부터 제거되어야한다. PDMS의 가교제와 혼합하고 오븐에서 경화 후, PDMS 가교 겔 평평한 작업대 위에 보관 및 틸팅을 피하기 위해주의 깊게 취급되어야한다. 플라즈마 처리 후 (세포 부착을 위해 요구되는) 표면의 친수성이 시간에 감쇠 이후 PDMS 막의 산소 플라즈마 처리는 PLL 코팅 법에 의해 6 시간 내에 따라야한다. 플라즈마 처리는 상기 멤브레인의 한쪽면에 도포되어 있기 때문에, 관리는 플라즈마 처리 된 표면에 세포가 위로 향하게한다, 즉, 상기 프레임에 배치되는 올바른 쪽을 위해 접시 오프 PDMS 박리 후에 수행해야 에 연결합니다.

DRGs는 척추와 함께 정렬 뼈 포켓 내부에 있습니다. 척추의 색은 흰색이므로젊은 새끼, 상기 척추로부터 DRGs를 구별하기 어렵다. 이 경우에는, 스폿 광에 가까운 척추를 배치하는 것이 중요하다. 뼈가 흰색과 불투명 남아있는 동안 빛 아래에서 DRGs 투명니다. 이는 pH가 신경 세포의 생존에 영향 때문에, 얼음과 생리 학적 pH에서 절개 버퍼를 유지하는 것이 중요하다. 분리 된 조직은 매우 점성이며 원심 분리기 튜브로 전송할 때 피펫 팁에 집착하는 경향이있다. 따라서 큰 개구 전환을 용이하게 생성 할 피펫 맨 끝을 절단.

몇몇 프로토콜에서, 해리 완충액을 첨가하기 전에 분리 된 조직에 필요한 하나 이상의 원심 분리 단계가있다. 이 단계 대신에, 우리의 프로토콜은 다른 세포의 생존 및 밀도에 영향을 미칠 것입니다 추가 원심 분리 단계를 줄여 몇 분, 대한​​ 해부 버퍼에 정착하기 위해 조직을 필요로한다. 세포 밀도는 의존새끼의 수를 희생함으로써 새끼 일관된 번호마다 유지하는 것이 중요하다. DRG 뉴런 따라서, 유사 분열 억제제, FDU-U, 아교 세포의 성장을 억제하는 하나 DIV에서 배양액에 첨가와 함께 격리되는 교세포가있다. 일부 프로토콜 arabinofuranosylcytidine (AraC) 및 FDU-U의 조합을 선호하지만 이는 일반적으로 신경 세포의 초기 성장기 교세포를 억제하기 위해 사용된다. 배양은 분리 된 세포의 밀도에 따라 다른 프로토콜에서 변화에 FDU-U의 몰 농도했다. 우리는 전체 DRG 배양시 (아교 세포가 존재하는 경우), 필요에 따라 유사 분열 억제제 (단계 3.3에 규정 농도로) 여러 번 첨가 할 수있다 알았다. 일반적으로 영향을 DRG 뉴런의 부착 이후 주어진 시간에 많은 양의 (이상 15 μl를) 추가하지 않는 것이 좋습니다.

플라즈마 처리 SURFAC 향상축삭은 첨부 파일을 시작하는 전자 친수성 ​​및 PLL 코팅은 충전 된 표면을 제공한다. 문헌의 참조에있어서, 상기 플라즈마 처리에 의한 친수성 건조 조건 하에서 16 ~ 17 시간 이상 감쇠한다. 그러나 PDMS는 액체 상태에서 물과 느린 반응을 받게 될 것이다 점차적으로 친수성 18 소수성 인에서 변경됩니다. 플라즈마 처리 시간이 지남에 따라서 감쇠 비록 우리의 결과에 영향을주지해야한다. 유리한 조건하에 위치하는 경우 PLL 코팅은 공급자로부터 제품 정보에 따르면, 년 동안 안정하다. 세포가 PLL 코팅 상에 장착되면, 이들은 일반적으로 떨어지지 않는다. 또한, PLL 코팅은 초기 첨부 돕고, 셀들이 더 그들을 도와 세포 외 기질 (ECM) 단백질을 분비 성장 표면 (19)에 고정 된 상태로 유지. 미래의 디자인 개선은 PD에 펩티드의 제올라이트 포함 할 수있다플라즈마 처리 및 PLL 도포 단계를 제거 할 때 가교 MS 네트워크.

프로토콜은 본원에서 성공적 축삭 배향 성장과 수초 형성을 유도하는 표면 이방성을 발생 공학적인 방법을 설명했다. 접근 방법은 실험적으로 두 가지 방법으로 확장 될 수있다. 우선, 이방 표면 배양 신경 조직을 만들고 적용 할 수 있으며, 시험 관내 신경 책자는 생체에 이식 할 수있다. 둘째, 표면 이방성의 개념은 호스트으로 SC의 부상 부위와 수초의 재생 축삭의 배향을 향상시키기 위해 생체 내에서 사용될 수있는 이식 가능한 지지체의 디자인에 혼입 될 수있다. 여러 복잡한 장치 20-22뿐만 아니라 성장 인자의 첨가를 요구하는 다른 방법에 비해, 우리 플랫폼은 비교적 단순하고 쉽게 적용 할 수 있으며, 두 엑손 알리 향상에만 사전 신장에 의존성장 인자를 첨가하지 않아도 gnment 및 수초. 또한 우리가 쉽게 다른 세포 유형에 적용 할 수 모두 중간 엽 줄기 세포 및 DRG 뉴런의 실험 설계에 미리 스트레칭이 개념을 테스트했습니다. 현재의 설계는 장치가 3 dimenstional 세포 배양 시험을 사용하도록 업그레이드 될 수있다 그러나 미래에는 2 차원 표면 축삭 성장을 조사 하였다. 신경 수리 및 이식의 미래 응용 프로그램 제어 방출 약물의 특성과 함께 가교 결합 된 펩티드를 포함하는 생분해 성 천연 또는 합성 물질로 만든 이식 가능한 발판으로 미리 스트레칭을 통합 할 수 있습니다.

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Acknowledgments

저자는 PDMS 기판의 제조에 그의 도움을 에릭 바스 감사드립니다, 유용한 제안 및 DRG 분리의 훈련을위한 미시간 대학에서 박사 마리나 마타의 실험실에서 박사 Shiyong 왕, 박사 마크 Tuszynski 박사 . UC 샌디에고 W. 마리 캄파는 SC 격리를위한 유용한 제안 및 프로토콜. 이 연구는 국립 과학 재단 (CBET 0,941,055 및 CBET 1,510,895), 국립 보건 연구소 (R21CA176854, R01GM089866 및 R01EB014986)에 의해 부분적으로 지원되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Neurobasal Medium 1x GibcoBRL 21103-049
B27 Supplement 50x GibcoBRL 17504-044
Glutamax-I 100x GibcoBRL 35050-061
Albumax-I GibcoBRL 11020-021
Nerve Growth Factor-7S Invitrogen 13290-010
Penicillin-streptomycin GibcoBRL 15140-122
0.05% Trypsin-EDTA/1 mM EDTA GibcoBRL 25300-054
Poly-L-Lysine Trevigen 3438-100-01
Poly-D-Lysine Sigma p-6407
Fluoro-2 deoxy-uridine Sigma F0503
Uridine Sigma U3003
Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS) Invitrogen 14170-112 Isolation Buffer
Type I Collagenase Worthington LS004196
DMEM Gibco 11885
Heat inactivated Fetal Bovine Serum Hyclone SH30080.03
BPE Clonetics CC-4009
Forskolin Calbiochem 344270
Silicone chamber Greiner bio-one FlexiPERM ConA
Plasma cleaning/etching system March Instruments PX-250
Anti-Thy 1.1 antibody Sigma- Aldrich M7898
Rabbit Complement Sigma- Aldrich S-7764
Standard growth medium For 500 ml Neurobasal Medium 1x, add 10 ml of B-27 50x, 5 ml of Glutamax-I 100x, 2.5 ml of Penicillin/Streptomycin (Penn/Strep), 1 ml of Albumax-I, and 1 μl of NGF-- 7S (50 μg/ml).
FDU Uridine stock solution FDU 100 mg in 10 ml of ddH2O (10 mg/ml), filter in the hood and divided in 500 μl aliquots and store at -20 ºC. Uridine 5 g in 166.7 ml of ddH2O (33 mg/ml), filter in hood, divide in 200 μl aliquots and store at -20 ºC. Take 61.5 μl of FDU (10 mg/ml) and 20.5 μl of Uridine(33 mg/ml), and add 4,918 μl of ddH2O to a final stock concentration, then divide in 1 ml aliquots and store at -20 ºC.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Liu, C., et al. Layer-by-Layer Films for Biomedical Applications. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 525-546 (2015).
  2. Faweett, J. W., Keynes, R. J. Peripheral Nerve Regeneration. Annu Rev Neurosci. 13, 43-60 (1990).
  3. Li, Y., Field, P. M., Raisman, G. Repair of adult rat corticospinal tract by transplants of olfactory ensheathing cells. Science. 277, 2000-2002 (1997).
  4. Geller, H. M., Fawcett, J. W. Building a bridge: Engineering spinal cord repair. Exp Neurol. 174, 125-136 (2002).
  5. Totoiu, M. O., Keirstead, H. S. Spinal cord injury is accompanied by chronic progressive demyelination. J Comp Neurol. 486, 373-383 (2005).
  6. Chua, J. S., et al. Extending neurites sense the depth of the underlying topography during neuronal differentiation and contact guidance. Biomaterials. 35, 7750-7761 (2014).
  7. Dowell-Mesfin, N. M., et al. Topographically modified surfaces affect orientation and growth of hippocampal neurons. J Neural Eng. 1, 78-90 (2004).
  8. Baek, S., Gleason, R. L., Rajagopal, K. R., Humphrey, J. D. Theory of small on large: Potential utility in computations of fluid-solid interactions in arteries. Comput Method Appl M. 196, 3070-3078 (2007).
  9. Liu, C., et al. Effect of Static Pre-stretch Induced Surface Anisotropy on Orientation of Mesenchymal Stem Cells. Cell Mol Bioeng. 7, 106-121 (2014).
  10. Liu, C., et al. The impact of pre-stretch induced surface anisotropy on axon regeneration. Tissue Eng Part C Methods. , (2015).
  11. Berns, E. J., et al. Aligned neurite outgrowth and directed cell migration in self-assembled monodomain gels. Biomaterials. 35, 185-195 (2014).
  12. Kidambi, S., Lee, I., Chan, C. Primary neuron/astrocyte co-culture on polyelectrolyte multilayer films: A template for studying astrocyte-mediated oxidative stress in neurons. Adv Funct Mater. 18, 294-301 (2008).
  13. Xia, H., et al. Directed neurite growth of rat dorsal root ganglion neurons and increased colocalization with Schwann cells on aligned poly(methyl methacrylate) electrospun nanofibers. Brain Research. 1565, 18-27 (2014).
  14. Smith, D. H. Stretch growth of integrated axon tracts: Extremes and exploitations. Prog Neurobiol. 89, 231-239 (2009).
  15. Mantuano, E., Jo, M., Gonias, S. L., Campana, W. M. Low Density Lipoprotein Receptor-related Protein (LRP1) Regulates Rac1 and RhoA Reciprocally to Control Schwann Cell Adhesion and Migration. Journal of Biological Chemistry. 285, 14259-14266 (2010).
  16. Kim, B., ET, K. P., Papautsky, I. Long-term stability of plasma oxidized PDMS surfaces. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 7, 5013-5016 (2004).
  17. Lopera, S., Mansano, R. D. Plasma-Based Surface Modification of Polydimethylsiloxane for PDMS-PDMS Molding. ISRN Polymer Science. 2012, (2012).
  18. Chandra, G. Organosilicon Materials. , Springer. Berlin Heidelberg. (2013).
  19. Wu, M. H. Simple poly(dimethylsiloxane) surface modification to control cell adhesion. Surf Interface Anal. 41, 11-16 (2009).
  20. Moore, M. J., et al. Multiple-channel scaffolds to promote spinal cord axon regeneration. Biomaterials. 27, 419-429 (2006).
  21. Clarke, J. C., et al. Micropatterned methacrylate polymers direct spiral ganglion neurite and Schwann cell growth. Hearing Res. 278, 96-105 (2011).
  22. Pfister, B. J., et al. Development of transplantable nervous tissue constructs comprised of stretch-grown axons. J Neurosci Methods. 153, 95-103 (2006).

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신경 과학 문제 (114) DRG 분리 사전 스트레칭 이방성 축삭 정렬 슈반 세포 수초.
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Liu, C., Chan, C. An Approach toMore

Liu, C., Chan, C. An Approach to Enhance Alignment and Myelination of Dorsal Root Ganglion Neurons. J. Vis. Exp. (114), e54085, doi:10.3791/54085 (2016).

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