Dit protocol beschrijft de indirecte neuron-astrocyten co-cultuur voor verzuilde analyse van neuron-glia interacties.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit protocol beschrijft de indirecte neuron-astrocyten co-cultuur voor verzuilde analyse van neuron-glia interacties.
Proper neuronale ontwikkeling en de functie is een voorwaarde van de ontwikkelingslanden en de volwassen hersenen. De mechanismen waardoor sterk gecontroleerde vorming en instandhouding van complexe neuronale netwerken niet volledig tot nu toe begrepen. De onbeantwoorde vragen betreffende neuronen bij gezondheid en ziekte zijn divers en het bereiken van het begrijpen van de fundamentele ontwikkeling te onderzoeken menselijke pathologieën, bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer en schizofrenie. De gedetailleerde analyse van neuronen kan worden uitgevoerd in vitro. Echter, neuronen veeleisend cellen en moet de extra steun van astrocyten voor hun voortbestaan op lange termijn. Deze cellulaire heterogeniteit is in strijd met het doel om de analyse van neuronen en astrocyten ontleden. We presenteren hier een celkweek test die het mogelijk maakt voor de langdurige cocultivatie zuivere primaire neuronen en astrocyten, die dezelfde chemisch gedefinieerde medium doorgegeven, terwijl fysiekgescheiden. In deze opstelling, de kweken overleven tot vier weken en de bepaling is geschikt voor diverse onderzoeken inzake neuron-glia interactie.
Gedurende de afgelopen decennia is de algemene interpretatie van neuroglia functie is ontstaan uit de toekenning van een louter ondersteunende naar een actieve regulerende rol met betrekking tot de neuronale functie 1. Vanwege hun prominente invloed op de hersenen homeostase in gezondheid en ziekte 2, astrocyten van bijzonder belang zijn voor de wetenschappelijke gemeenschap. In de afgelopen jaren diverse studies zijn gericht op neuron-glia interacties in vivo en in vitro 3. De meeste van de kweeksystemen niet voorziet in afzonderlijke analyse van beide celtypen en hun secretomen.
Verschillende manieren gebruik maken van de directe cocultivatie van neuronen en glia om langdurige overleving en fysiologisch relevante neuronale ontwikkeling van het netwerk 4-6 te bereiken. Het huidige protocol dezelfde doelen bereikt, terwijl beide celtypen fysiek gescheiden 7. Vergeleken met conditioned medium benadert 8,9, ons systeem maakt het mogelijk om de bidirectionele communicatie tussen neuronen en astrocyten te bestuderen. De expressie van uitgescheiden signaalmoleculen kan worden bewaakt terwijl de cellen rijpen in het gedeelde medium. Deze mogelijkheid is bijzonder relevant, aangezien astrocyten oplosbare factoren, zoals cytokinen, groeifactoren en extracellulaire matrix moleculen 10,11 loslaat, waardoor neuronale groeiregulerende en functie 7,12. Zo is aangetoond dat de toevoeging van thrombospondine retinale ganglion cellen in vitro induceert de vorming van synapsen 13. Echter, andere nog onbekende factoren noodzakelijk synapsen functionele 13 maken. Bovendien moleculen vrijgegeven door astrocyten moeten worden geïdentificeerd met het oog op basis van neuron-glia interacties te begrijpen.
De teelt van primaire neuronen en astrocyten uit muizen en ratten is eerder 14-16 beschreven. Hier Wijpresenteren een elegante en veelzijdige tool om beide celtypen te combineren in een indirecte coculture aanpak. Aangezien de twee culturen fysiek gescheiden zijn maar hetzelfde medium, het effect van neuronen, astrocyten en oplosbare moleculen delen kunnen afzonderlijk worden geanalyseerd, waardoor een krachtig hulpmiddel voor neuron-glia interactie studies.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De experimenten met muizen waren in overeenstemming met de Duitse wet en de Duitse Society for Neuroscience richtlijnen van de veehouderij. De verzorging van dieren en het gebruik commissies van de Ruhr-Universität Bochum hebben de nodige vergunningen verleend.
1. Voorbereiding en Teelt van corticale Astrocytes
Let op: Voer deze stappen van het protocol ten minste 7 dagen voordat u verder gaat met de volgende stappen, zoals de astrocyten culturen moet uitgroeien tot confluente monolagen voordat de neuronen worden bereid. Primaire astrocyten zijn afkomstig van gemengde gliale culturen verkregen uit muis pups ongeveer postnatale dag (P) 0-3. Drie hersenen (cortex 6) per T75 fles worden gebruikt.
2. Voorbereiden Astrocytes voor de indirecte Coculture
Let op: 48-72 uur voor de voorbereiding van de neuronen, de overdracht astrocyten naar de cell-cultuur inserts. In het algemeen, een T75 kolf levert een voldoende aantal cellen om de neuronale kweken verkregen met een preparaat ondersteunen.
3. Voorbereiding van de primaire hippocampus neuronen
Opmerking: Primaire muis hippocampale neuronen moeten worden afgeleid uit E15.5 - E16 embryo's van getimede zwangere muizen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De analyse van de neuronale cultures via de indirecte gemengde cultuursysteem is veelsoortige en kan worden uitgevoerd in verschillende stadia van rijping cultuur. Vanwege het feit dat de cellen kunnen worden gehandhaafd gedurende maximaal 4 weken, langdurige onderzoek van de kweken mogelijk.
Het schema in het midden linkerkant van Figuur 1 toont de cocultivatie setup. Met het gebruik van dit systeem kunnen li...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het belangrijkste doel van het huidige protocol is het volledig gescheiden neuronale en astrocytaire culturen, terwijl het handhaven ervan in gedeeld medium. Daarom moet de zuiverheid van de kweken verkregen wordt gecontroleerd bij het begin van de procedure. Wij raden het gebruik van neuron-specifieke tubuline, neurofilaments of Neun eiwit als neuronale markers, GFAP als astrocytaire marker, O4 antigeen oligodendrocyt precursor marker en Iba1 eiwit microglia te identificeren.
Besteed specia...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Het huidige werk werd ondersteund door de Duitse onderzoeksstichting (Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG: GRK 736, Fa 159/22-1; de onderzoeksschool van de Ruhr-Universiteit Bochum (GSC98/1) en het prioriteitsprogramma SSP 1172 "Glia en Synapse", Fa 159/11-1,2,3).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Reagents | |||
| B27 | Gibco (Life Technologies) | 17504-044 | |
| Cell-culture-grade water | MilliQ | ||
| Cytosine-β-D-arabinofuranoside (AraC) | Sigma-Aldrich | C1768 | VOORZICHTIG: H317, H361 |
| DMEM | Gibco (Life Technologies) | 41966-029 | |
| DNAse | Worthington | LS002007 | |
| Gentamycin | Sigma-Aldrich | G1397 | VOORZICHTIG: H317-334 |
| Glucose | Serva | 22700 | |
| HBSS | Gibco (Life Technologies) | 14170-088 | |
| HEPES | Gibco (Life Technologies) | 15630-056 | |
| Horse serum | Biochrom AG | S9135 | |
| L-Cysteine | Sigma-Aldrich | C-2529 | |
| MEM | Gibco (Life Technologies) | 31095-029 | |
| Ovalbumin | Sigma-Aldrich | A7641 | VOORZICHTIG: H334 |
| Papain | Worthington | 3126 | |
| PBS | zelf gemaakt | ||
| Poly-D-lysine | Sigma-Aldrich | P0899 | |
| Poly-L-ornithine | Sigma-Aldrich | P3655 | |
| Sodium pyruvate | Sigma-Aldrich | S8636 | |
| Trypsin-EDTA | Gibco (Life Technologies) | 25300054 | |
| Equipment | |||
| 24-well-plates | Thermoscientific/Nunc | 142475 | |
| 24-wells-plate (voor de indirecte co-cultuur) | BD Falcon | 353504 | |
| Binoculaire | Leica | MZ6 | |
| Cell-culture inserts | BD Falcon | 353095 | |
| Centrifuge | Heraeus | Multifuge 3S-R | |
| Tellingkamer | Marienfeld | 650010 | |
| Forceps | FST Dumont (#5) | 11254-20 | |
| glas dekglasjes (12 mm) | Carl Roth (Menzel- Gläser) | P231.1 | |
| Incubator | Thermo Scientific | Heracell 240i | |
| Micro-tube (2 mL) | Sarstedt | 72,691 | |
| Microscoop | Leica | DMIL | |
| Millex Spuit-aangedreven filterunit | Millipore | SLGV013SL | |
| Orbitale shaker | New Brunswick Scientific | Innova 4000 | |
| Parafilm | Bemis | PM-996 | |
| Petri schotels (10 cm) | Sarstedt | 833,902 | |
| pipette (1 mL) | Gilson | Pipetman 1000 | |
| Steriele werkbank | The Baker Company | Laminar Flow SterilGARD III | |
| Chirurgische schaar | FST Dumont | 14094-11 | |
| Spuit | Henry Schein | 9003016 | |
| T75 fles | Sarstedt | 833,911,002 | |
| buis (15 mL) | Sarstedt | 64,554,502 | |
| Waterbad | GFL | Water bad type 1004 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.