RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Dorsal kök gangliyonları ve Schwann hücrelerinin kokültür sisteminde, periferik sinir sisteminin miyelinasyonu incelenebilir. Bu model, periferik miyelinasyonu gözlemlemek ve ölçmek ve ilgilenilen bileşiklerin miyelin kılıfı üzerindeki etkilerini incelemek için deneysel fırsatlar sunmaktadır.
Miyelinasyon süreci, sinir sisteminde hızlı ve yeterli sinyal iletimini sağlamak için gereklidir. Periferik sinir sisteminde, nöronlar ve Schwann hücreleri, aksonların miyelinasyonunu kontrol etmek için karmaşık bir etkileşime girer. Bu etkileşimin bozuklukları ve miyelin kılıfının parçalanması, enflamatuar nöropatilerin ayırt edici özellikleridir ve nörodejeneratif bozukluklarda ikincil olarak ortaya çıkar. Burada, periferik sinir sistemindeki miyelinasyon sürecini araştırmak, akson-Schwann hücre etkileşimlerini incelemek ve terapötik ajanların her hücre tipi üzerindeki potansiyel etkilerini ayrı ayrı değerlendirmek için periferik aksonların sağlam bir miyelinasyonunu geliştiren dorsal kök gangliyon eksplantları ve Schwann hücrelerinin bir kokültür modelini sunuyoruz. Metodolojik olarak, embriyonik sıçanların (E13.5) dorsal kök ganglionları toplandı, çevre dokularından ayrıştırıldı ve 3 gün boyunca bütün eksplantlar olarak kültürlendi. Schwann hücreleri 3 haftalık yetişkin sıçanlardan izole edildi ve siyatik sinirler enzimatik olarak sindirildi. Elde edilen Schwann hücreleri, manyetik aktive edilmiş hücre sıralama ile saflaştırıldı ve neuregulin ve forskolin ile zenginleştirilmiş koşullar altında kültürlendi. 3 günlük dorsal kök ganglion eksplant kültüründen sonra, askorbik asit içeren bir ortamda bir dorsal kök ganglion eksplantına 30.000 Schwann hücresi eklendi. Miyelinasyonun ilk belirtileri, immünositokimyasal boyamada miyelin bazik proteini için dağınık sinyaller yoluyla kokültürün 10. gününde tespit edildi. 14. günden itibaren, miyelin kılıfları oluşturuldu ve aksonlar boyunca yayıldı. Miyelinasyon, aksonal yoğunluktaki farklılıkları hesaba katmak için miyelinasyon alanı ve akson alanının bir oranı olarak miyelin bazik protein boyaması ile ölçülebilir. Bu model, periferik sinir sisteminin enflamatuar ve nörodejeneratif hastalıklarında demiyelinasyon ve nörodejenerasyon patolojisini ve olası tedavi fırsatlarını anlamak için çok önemli olan in vitro periferik miyelinasyonun çeşitli yönlerini incelemek için deneysel fırsatlar sunmaktadır.
Periferik sinir sisteminde (PNS), hızlı bilgi iletimine miyelin sarılı aksonlar aracılık eder. Aksonların miyelinasyonu, elektrik uyarılarının hızlı yayılmasını sağlamak için gereklidir, çünkü sinir liflerinin iletim hızı akson çapı ve miyelin kalınlığı1 ile ilişkilidir. Periferden merkezi sinir sistemine (CNS) duyusal sinyalleme, dorsal kök gangliyonu (DRG) olarak adlandırılan dorsal kökün genişlemesinde bulunan birinci dereceden duyusal nöronların aktivasyonuna dayanır. Miyelin oluşumu ve bakımı için, PNS'deki miyelinleştirici Glia hücreleri olan aksonlar ve Schwann hücreleri arasında sürekli iletişim zorunludur2.
PNS'nin birçok hastalığı, primer aksonal veya demiyelinizan hasar ile bilginin iletimini bozar, bu da hipestezi veya disestezi ile sonuçlanır. Birinci dereceden duyusal nöronlar, nöron ve çevresindeki Schwann hücreleri arasındaki karmaşık bir etkileşim ile nöronal hasardan sonra bir dereceye kadar yenilenme yeteneğine sahiptir3. Bu durumda, Schwann hücreleri aksonal ve miyelin kalıntılarını temizlemek ve aksonal rejenerasyonu teşvik etmek için hücresel yeniden programlamaya tabi tutulabilir ve bu da remiyelinasyon4 ile sonuçlanır. Sağlık ve hastalıkta miyelinasyon mekanizmalarını anlamak, PNS'nin demiyelinizan bozuklukları için olası tedavi seçeneklerini bulmak için önemlidir. Miyelin ayrıca akut nörotravma ile de zarar görebilir ve periferik sinir hasarından sonra fonksiyonel iyileşmeyi ilerletmek için miyelinasyonu teşvik eden yaklaşımlar araştırılmaktadır5.
Periferik miyelinasyon konusundaki bilgimiz büyük ölçüde Schwann hücrelerinin ve duyusal nöronların miyelinasyon kokültürlerinden yararlanmıştır. İlk yaklaşımların 6,7,8 uygulanmasından bu yana, miyelinasyon farklı kokültür sistemlerinin kullanımı ile yoğun bir şekilde çalışılmıştır 9,10,11. Burada, dorsal kök ganglion aksonlarının sağlam in vitro miyelinasyonu için hızlı ve kolay bir protokol sunuyoruz. Schwann hücre hazırlığı protokolü, daha önce Pitarokoili ve ark.13'te yayınlanan Andersen ve ark.12'nin protokolüne dayanmaktadır. Miyelinasyonun yaklaşık 14. günde gerçekleştiği kokültür için genç sıçanlardan ve embriyonik DRG eksplant kültürlerinden türetilen Schwann hücrelerini kullanıyoruz. Yöntemin amacı, doğrudan akson-Schwann hücre etkileşiminin bir sonucu olarak miyelin oluşumunu araştırmak ve PNS miyelinasyonunun modülatörlerini incelemek için bir sistem sağlamaktır. Ayrışmış nöronal hücre kültürlerine kıyasla, DRG eksplantları anatomik olarak daha korunur ve uzun aksonal süreçler oluşturur. Miyelinli akson alanının miktarının belirlenmesi, kokültürde miyelinasyon için yeterli bir okuma sağlar. Yöntem, terapötik bileşikleri PNS miyelinasyonu üzerindeki potansiyel etkileri açısından taramak için değerli bir araçtır ve hayvan modellerinde in vivo çalışmalara ek olarak da kullanılabilir14.
Tüm prosedürler, laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı için Avrupa Toplulukları Konseyi Direktifi'ne uygun olarak gerçekleştirilmiştir.
1. Schwann hücre kültürü
2. DRG eksplant kültürü
3. Kokültür
Kokültürde miyelinasyon 10, 12, 14, 16, 18 ve 20. günlerde değerlendirildi. DRG eksplantları ve Schwann hücreleri MBP, βIII-tübülin ve DAPI için boyandı. Kokültürdeki aksonal ağ yoğundu ve gözlemin zaman içinde gözle görülür şekilde değişmedi. Miyelinin ilk belirtileri, küçük parçalar şeklinde, 10. günde tespit edildi ve 12. günde arttı (Şekil 2). MBP pozitif alanlar, kültürün 20. gününe kadar zamanla artmıştır. Miyelinasyon, MBP ve βIII-tübülin pozitif alanlarının bir oranı olarak ölçüldü. Miyelinasyon, 18. ve 20. günlerde 10. güne göre anlamlı olarak artmıştır (Şekil 3; **p ≤ 0.01; ***p ≤ 0.001).

Şekil 1: Schwann hücrelerinin ve aksonlarının kokültürde ortaya çıkışı. 3. günde kokültürün örnek resmi. Siyah oklar ince DRG aksonları gösterir ve beyaz ok, bir aksona bağlı uzun ve iğ şeklinde bir morfolojiye sahip bir Schwann hücresine işaret eder. Ölçek çubuğu: 100 μm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: DRG eksplantları ve Schwann hücrelerinin kokültüründe miyelinasyon. Nöronal belirteç βIII-tübülin ve MBP için boyama, kokültürde miyelinasyon gelişimini araştırmak için her iki kültüre katıldıktan sonra 10, 12, 14, 16, 18 ve 20. günlerde yapıldı. Miyelinasyonun ilk belirtileri kokültürün 10. ve 12. günlerinde görüldü. 14. günden itibaren, MBP sinyali daha belirgindi ve miyelin ile sarılmış aksonlar tespit edildi. Miyelinasyon, kokültür zamanı ile 20. güne kadar artmıştır. Ölçek çubukları: 100 μm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Miyelinasyonun miktarı. Kokültürün 10, 12, 14, 16, 18 ve 20. günlerinde, miyelinasyon, aksonların βIII-tübülin ve miyelinin MBP ile boyanmasıyla değerlendirildi. Miyelinli aksonların yüzdesi, MBP pozitif ve βIII-tübülin boyalı alanların oranının hesaplanmasıyla belirlendi. Kokültürün 18. ve 20. günlerinde 10. güne göre anlamlı farklılıklar tespit edildi. Veriler SEM ± ortalama olarak ifade edilir; n = 3. Kruskal-Wallis ve Dunn'ın çoklu karşılaştırma post-hoc testi ile tek yönlü ANOVA. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil 1: Schwann hücre kültürünün aşamaları. Manyetik hücre ayrımından önce ve sonra (B) kültürlü Schwann hücrelerinin örnek parlak alan resimleri. Manyetik hücre ayrımından önce, kültür, uzatılmış ve iğ şekli morfolojisine, düz ve yayılmış görünen fibroblastlara ve bağ dokusu kalıntılarına sahip Schwann hücrelerini içerir. Schwann hücrelerinin daha saf bir kültürünü elde etmek için, manyetik hücre ayrımı yapılır. Ölçek çubukları: 200 μm. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil 2: Ek Schwann hücreleri olan ve olmayan DRG eksplantlarının miyelinasyonu. MBP boyalı alan, 14. günde kokültürde miyelinasyonu ölçmek için kullanıldı. Schwann hücreleri kültüre eklenirse DRG eksplantlarının miyelinasyonu anlamlı olarak artmıştır (eşlenmemiş t-testi, **p ≤ 0.01). n = 3. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil 3: Kokültürde gen ekspresyon analizi. MBP, PMP22, MAG, Oct6, Egr2 ve Olig1'in göreceli gen ekspresyon seviyeleri, 22. günde qPCR (A) ile kokültür örneklerinde analiz edildi. MBP ve PMP22, kokültürde en yüksek gen ekspresyon seviyelerine sahip hedeflerdi. Bir agaroz jeline uygulanan qPCR amplifikasyon ürünlerinin örnek bir resmi, hedeflerin (B) kalitatif bolluğunu göstermektedir. Jel üzerindeki ilk ve son şeritler bir DNA merdivenini (100 baz çifti) temsil eder. n = 5. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.
Dorsal kök gangliyonları ve Schwann hücrelerinin kokültür sisteminde, periferik sinir sisteminin miyelinasyonu incelenebilir. Bu model, periferik miyelinasyonu gözlemlemek ve ölçmek ve ilgilenilen bileşiklerin miyelin kılıfı üzerindeki etkilerini incelemek için deneysel fırsatlar sunmaktadır.
Prof. Dr. Ralf Gold ve PD Dr. Gisa Ellrichmann'a tavsiye ve destekleri için teşekkür ederiz.
| Anti-MBP, tavşan | Novus Biologicals, Centannial, ABD | ABIN446360 | |
| Anti-ß III-tübülin, fare | Biolegend, San Diego, ABD | 657402 | |
| Askorbik asit | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | A4403-100MG | |
| B27 takviyesi | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 17504-044 | |
| Biyosfer Filtre Ucu, 100 & L | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 70760212 | |
| Biyosfer Filtre Ucu, 1250 & L | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 701186210 | |
| Biyosfer Filtre Ucu, 20 & L | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 701114210 | |
| Biyosfer Filtre Ucu, 300 & L | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 70765210 | |
| Sığır serum albümini | Carl Roth, Karlsruhe, Almanya | 8076.4 | |
| Hücre süzgeci, 100 & M | BD Bioscience, Heidelberg, Almanya | 352360 | |
| Santrifüj 5810-R | Eppendorf AG, Hamburg, Almanya | 5811000015 | |
| CO2 İnkübatörü Heracell | Heraeus Instruments, Hanau, Almanya | 51017865 | |
| Lameller 12 mm | Carl Roth, Karlsruhe, Almanya | P231.1 | |
| Kavisli ince forseps | Fine Science Tools GmbH, Heidelberg, Almanya | 11370-42 | |
| DAPI fluoromount-G(R) | Biozol, Eching, Almanya | SBA-0100-20 | |
| Dispase II | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | 4942078001 | |
| Damıtılmış su (Su Arıtma Sistemi) | Millipore, Molsheim, Fransa | ZLXS5010Y | |
| DMEM/F-12, GlutaMAX | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 31331093 | |
| DPBS (Ca2+ ve Mg2+) yok | )Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | D8537-6X500ML | |
| Etanol & | VWR, Radnor, ABD | 1009862500 | |
| FCS | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | F7524 | FCS, Schwann hücre kültürü |
| İnce forseps (Dumont #5) | için test edilmelidir,Fine Science Tools GmbH, Heidelberg, Almanya | 11252-20 | |
| Forceps | Fine Science Tools GmbH, Heidelberg, Almanya | 11370-40 | |
| Forskolin | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | F6886-10MG | |
| Jelatin | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | G1393-20ML | |
| Gentamisin | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 5710064 | |
| Keçi anti-fare IgG Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | A11036 | |
| Keçi anti-tavşan IgG Alexa Fluor 568 | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | A11001 | |
| HBSS (Ca < sup>2 + < / sup> ve Mg < sup> + < / sup>) yok; | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 14170138 | |
| HERAcell İnkübatörü | Heraeus Instruments, Hanau, Almanya | 51017865 | |
| Heraguard ECO 1.2 | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 51029882 | |
| At serumu | Pan-Biotech, Aidenbach, Almanya | P30-0712 | |
| Image J Software | HIH, Bethesda, ABD | ||
| Laminin | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | L2020-1MG | |
| Leibovitz ve akut; s L-15 Orta Thermo | Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 11415064 | |
| L-Glutamin 200 mM | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 25030024 | |
| MACS Multistand | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Almanya | 130042303 | |
| Microscissors | Fine Science Tools GmbH, Heidelberg, Almanya | 15000-08 | |
| Mikroskop | Motic, Wetzlar, Almanya | Motic BA 400 | |
| Mikroskop Axio gözlemci 7 | Zeiss, Oberkochen, Almanya | 491917-0001-000 | |
| Mikroskop lamı | VWR, Radnor, ABD | 630-1985 | |
| MiniMACS ayırıcı | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Almanya | 130091632 | |
| MS sütunları | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Almanya | 130-042-201 | |
| Neubauer sayım odası | Asistan, Erlangen, Almanya | 40441 | |
| Neuregulin | Peprotech, Rocky Hill, ABD | 100-03 | |
| Nörobazal ortam | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 21103049 | |
| NGF | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | N1408 | |
| Normal keçi serumu | Biozol, Eching, Almanya | S-1000 | |
| Nunclon & Delta; çoklu yemekler, 4 kuyulu | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | D6789 | |
| Paraformaldehit | Acros Organics, New Jersey, ABD | 10342243 | |
| Penisilin / Streptomisin | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 15140-122 | |
| Pipetboy | Eppendorf AG, Hamburg, Almanya | 4430000018 | |
| Pipetler | Eppendorf AG, Hamburg, Almanya | 2231300004 | |
| Poly-D-Lysin | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | P6407-5MG | |
| Poly-L-Lysin | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | P4707-50ML | |
| Reaksiyon tüpleri, 15 mL | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 62554502 | |
| Reaksiyon tüpleri, 50 mL | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 62547254 | |
| Reaksiyon kapları, 1.5 mL | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 72690001 | |
| Güvenlik Kabini S2020 1.8 | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 51026640 | |
| Scissors | Fine Science Tools GmbH, Heidelberg, Almanya | 14083-08 | |
| Serolojik pipet, 10 mL | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 861254025 | |
| Serolojik pipet, 25 mL | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 861685001 | |
| Serolojik pipet, 5 mL | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 861253001 | |
| Spatula | Fine Science Tools GmbH, Heidelberg, Almanya | 10094-13 | |
| Stereomikroskop Discovery.V8 | Zeiss, Oberkochen, Almanya | 495015-0012-000 | |
| Cerrahi makas | Fine Science Tools GmbH, Heidelberg, Almanya | 14007-14 | |
| TC çanak 100, hücre + | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 833902300 | |
| TC kabı 35, hücre + | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 833900300 | |
| TC kabı 60, hücre + | Sarstedt, Nü mbrecht, Almanya | 833901300 | |
| Thy-1 Mikro Boncuklar (MACS Kiti) | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Almanya | 130-094-523 | |
| Triton X-100 | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | X100-500ML | |
| Tripan Mavisi Çözeltisi %0.4 | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 15250061 | |
| Tripsin (% 2.5), fenol kırmızısı yok | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 15090-046 | |
| Tripsin-EDTA (% 0.05), fenol kırmızısı | Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Almanya | 25300-054 | |
| Tip I Kollajenaz | Sigma Aldrich GmbH, Steinheim, Almanya | C1639 | |
| Su banyosu tipi 1008 | GFL, Burgwedel, Almanya | 4285 |