$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Biz nöronlarda glutamat aracılı apoptoz un yüksek içerikli analizi için uzun vadeli primer ventral mesensefalik (VM) hücre kültür sistemi açıklar. Çalışmalar PD modelleri bağlamında eksitotoksik mekanizmaları açıklamak için birincil orta beyin dopaminerjik kültürler istihdam var11,12. Bu çalışmada, Ca2+ aktivitesini ölçmek ve bu aktiviteyi apoptotik sinyal basamaklarının başlatılması gibi aşağı moleküler değişikliklerle ilişkilendirmek için Genetik Olarak Kodlanmış Kalsiyum Göstergeleri (GECIs) kullanarak kombinatoryal bir yaklaşım kullanıyoruz4. Yöntemin diğer benzer hücre kültür sistemlerine birden çok avantajı vardır. Parkinson hastalığı bağlamında eksitotoksisiteye özel bir ilgi miz olduğu için primer VM hücre kültürlerini kullanmak idealdir. Gridded coverslips veya th immünboyama ile birlikte motorlu XY mikroskop aşaması gibi farklı alan tehcir teknikleri kullanarak, doğrudan ventral orta beyin nöronlarda glutamat aracılı apoptoz hücre tipi özel etkileri inceleyebilirsiniz. Ayrıca, 3 haftalık hücre kültürü modeli nöronların tam geliştirmek için izin verir, olgun moleküler profil, yetişkin DA nöronlar yansıtan9. Önceki yöntemler ağırlıklı olarak glutamat aracılı eksitotoksisite13,,14aşağıdaki moleküler değişiklikler üzerinde duruldu. Model tanımlanan hücre tiplerinde downstream moleküler olaylar ile nöronal fizyolojisi akut değişiklikler ilişkilendirmek için yeteneği benzersizdir. Birincil kültür modelinin bir sınırlama diseksiyon tekniği tüm ventral orta beyin yakalar olduğunu, DA ve GABAerjik nöronlar yanı sıra SNc ve VTA gelen nöronlar da dahil olmak üzere. Kanıtlar şimdi SNc DA nöronlar komşu VTA DA nöronlar ile karşılaştırıldığında kalsiyum ve nihai hücre ölümüne seçici güvenlik açığı olduğunu göstermektedir15. Ne yazık ki, embriyonik kültürlerde VTA nöronlar SNc ayırt embriyonik beyinde bu yapıları tanımlamak için birkaç anatomik işaretleri ile zor kanıtlamıştır.
Birincil kültür tekniğinin heterojen spontan Ca2+ aktivitesinin sayısallaştırılmasına olanak sağladığını göstermişiz (Şekil 1). Bu nedenle, bu tonik aktif hücreleri incelemek için ideal bir hücre kültürü sistemi modeli, orta beyin pacemaking dopaminerjik nöronlar gibi, neokortikal nöronlar, ve suprachiasmatic çekirdek GABAerjik nöronlar (SCN)16,17. Çoğu uygulamada, Ca2+ görüntüleme elektrofizyoloji ile aynı zamansal çözünürlüğe ulaşmaz. Bu nedenle, tek bir Ca2 + olay nöronal eylem potansiyelleri bir patlama benzer olması muhtemeldir. Bu, Ca2+ görüntülemenin hız yapma hücrelerinde anormal patlama aktivitesinin nispeten doğru ölçütlerine izin verdiği ve bu nedenle Ca2+aracılıeksitotoksik hücre ölümünün yüksek içerikli ekranı için uygun olduğu şeklinde yorumlanabilir.
Spontan Ca2+ etkinliğini elde etmek ve sürdürmek için protokoldeki iki önemli noktayı ele almak önemlidir. Birincisi, diseksiyondan sonra hücrelerin kaplama yoğunluğudur. Primer VM nöronlar için, önceki çalışmalarda yaklaşık 100.000 hücre/ cm29,,10kullandık. Protokolü 200.000 hücre/cm2yoğunluklu bir yoğunluk tabakasına uyarladık, bu da heterojen bir spontan aktivite aralığı oluşturur ve her kapak kaymasında bulunan dopaminerjik VM nöronların sayısını artırır. Farklı pacemaking nöronlar farklı ateşleme özellikleri olduğundan16, kaplama yoğunluğu çalışılan hücre tipine özelleştirilmiş ve spontan aktivite ideal düzeyde elde etmek için optimize edilmesi gerekir. İkinci atv viral enfeksiyon aşağıdaki kuluçka süresi. Kaplama yoğunluğu gibi, bu araştırma sorusu ve kullanılan AAV türü belirli bağlamına bağlı olacaktır. Burada kullanılan özel AAV için, viral enfeksiyon sonrası 5 günlük kuluçka, Ca2+ aktivitesini kaydetmek için GCaMP floresansında dinamik değişikliklere olanak tanıyan istenilen protein ekspresyonu seviyelerini elde etmek için idealdir. Birçok faktör ne kadar hızlı ve verimli bir AAV kargo ifade edeceğini belirlemek, çok bu yöntemin kapsamı dışında, ama kısaca, bu organizatör aktivitesi ve kargo proteinolgunve kıvrımlar oranı dikkate almak önemlidir.
Yöntemin bir diğer avantajı da formatta, ifade vektörlerinde, görüntüleme ekipmanlarının kullanımına ve ele alınabilecek bilimsel soruların çeşitliliğine önemli ölçüde esneklik sağlamasıdır. Buna ek olarak, yöntem PH glutamat aracılı eksitotoksisite çevreleyen özel soruların geniş bir yelpazede içine soruşturma sağlar, ve sinir sistemi disfonksiyon diğer modeller. Örneğin, glutamat aracılı eksitotoksisite birden fazla reseptör ve sinyal basamaklariçerir 5. Yöntemi kullanarak ve ŞEKIL 1'dekiNBQX AMPAR blokeri ile gösterildiği gibi, eksitotoksik glutamat yanıtının spesifik bileşenlerini fizyolojik ve moleküler düzeyde incelemek mümkündür. İkinci haberci sistemlerinin inhibitörlerini kullanan benzer bir yaklaşım, eksitotoksisiteye olan katkılarını belirlemek için kullanılabilir. Ayrıca, burada kullanılan AAVs hücre özel organizatörleri veya nörotransmitter salınımı gibi diğer parametreleri ölçmek için kullanılabilecek AAV ifade optogenetik sensörler ile GECIs ifade adapte edilebilir.
Birincil embriyonik diseksiyonlar ve konfokal görüntüleme dışında, protokolün büyük bir kısmı özel eğitim gerektirmeyen temel laboratuvar becerilerini kullanır. Bu nedenle, modeliçin sınırlamalar embriyonik diseksiyon tekniğinin zorluk içerir, hücrelerin olgunluğa ulaşmak için kültürlü zaman uzunluğu, ve bir konfokal mikroskop erişim, ya da benzer görüntüleme cihazları. Yöntemin birçok faydası ve esnekliği bu sınırlamalara ağır basar, bu da sinir sistemi bozukluklarında glutamat aracılı eksitotoksisite rolünü incelemek için ideal bir modeldir. Son olarak, Bu model anti-apoptotik etkileri ve DA nöron sağlığını korumak için yeteneklerini yeni bileşikler ekraniçin etkili bir araç olabilir.