Method Article
ראשוני, תאים אנושיים עובריים מופקים ממוח, multipotential progenitor להתרבות במבחנה תוך שמירה על היכולת להתמיין לתאי עצב והאסטרוציטים. עבודה זו מראה כי אבות עצביים יכולים להיגרם להבחין דרך שלבים שונים של שושלת oligodendrocytic ידי מיזוג עם גורמי גדילה נבחרים.
בידול של אבות עצביים אדם לסוגי תאים עצביים וגליה מציע מודל ללמוד והשווה תקנה מולקולרית של התפתחות משפחה של תאים עצבית. בהרחבה במבחנה של אבות עצביים מרקמת מערכת עצבים המרכזיים של עובר כבר מאופיין היטב. למרות זיהוי והבידוד של אבות גליה מחומר אנושי בוגרים תת קורטיקלי לבן ופיתוח של תנאי תרבות שונות לבידול ישיר של אבות העובריים עצביים לתוך oligodendrocytes ייצור המיאלין, רכישת oligodendrocytes אדם מספיק לניסויים במבחנה נותר קשה. בידול של galactocerebroside + (GalC) וO4 + מבשר oligodendrocyte או תאי אב (OPC) מתאים מבשרים עצביים כבר דיווח על שימוש במוח עוברי שליש שני. עם זאת, התאים האלה אינם מתרבים בהיעדר תאי תמיכה כולל האסטרוציטים ונוירונים, והולכים לאיבוד במהירות לאורך הזמן בתרבות. הצורך נותר למערכת כדי לייצר תרבות תאים של השושלת המתאימה לניסויים במבחנת oligodendrocyte.
תרבות של oligodendrocytes האנושי הראשוני יכולה, למשל, להיות מודל שימושי ללמוד פתוגנזה של חומרים מזהמים כמו neurotropic polyomavirus האנושי, JCV, שin vivo מדביק תאים אלה. תאים בתרבית אלה גם יכולים לספק מודלים של מחל demyelinating אחרות של מערכת העצבים המרכזית (CNS). ראשוני, עוברי של אדם שמופק ממוח, ותאים עצביים multipotential להתרבות במבחנה, תוך שמירה על היכולת להתמיין לתאי עצב (נוירונים מוליד-derived, PDN) והאסטרוציטים (האסטרוציטים מוליד-derived, מחשבי כף יד) מחקר זה מראה כי אבות עצביים יכולים להיגרם להבדיל דרך כל שלבי התפתחות השושלת oligodendrocytic (oligodendrocytes מוליד-derived, PDO). אנחנו בתאים עצביים התרבות בתקשורת DMEM-F12 סרום נטול supplemented עם גורם טסיות נגזר גידול (PDGF-AA) גורם בסיסי גדילה (bFGF), סוניק קיפוד (שש), גורם neurotrophic 3 (NT-3), N-2 וtriiodothyronine (T3). את התאים בתרבית הם passaged בתאים 2.5e6 לצלוחיות 75cm בערך כל שבעה ימים. שימוש בתנאים אלה, רוב התאים בתרבית לשמור מורפולוגיה המאופיינת במספר תהליכים וסמנים מפורשים של תאים טרום oligodendrocyte, כגון A2B5 ו-O-4. כאשר אנו מסירים את גורמי הגדילה 4 (GF) (bFGF, PDGF-AA, ששש, NT-3) ולהוסיף תקשורת ממוזגת מPDN, התאים להתחיל לרכוש יותר תהליכים וסמנים ספציפיים מפורשים של בידול oligodendrocyte, כגון GalC ומיאלין חלבון בסיסי (MBP). בצענו אפיון הפנוטיפי באמצעות cytometry זרימה הססגונית לזהות סמנים ייחודיים של oligodendrocyte.
הערה: לculturing השגרתי של אב עצבי ותאי שושלת oligodendrocytic, הדגירה מתבצעת על 37 מעלות צלזיוס ב5% 2 CO humidified אווירה. כל 2 ימים, הבינוני מוחלף בעזרת 50 עד 100% ממדיום טרי אם התרבות היא confluent 40-70%. בזמן confluency הקרוב, התרבויות הם passaged ב2-2.5e6/T75 בקבוק בדרך כלל על לוח זמנים שבועי.
1. הכנת הבקבוק המצופה
2. החל התמיינות של תאי אב עצביים לתוך oligodendrocytes derived-מולידו (PDO)
הפרוטוקול הואolate בתאים CNS אדם מתואר בפרסום קודם וזה לא חלק מ1 בפרוטוקול זה. תאי אב במערכת עצבים מרכזיים אדם בודדו מtelencephalon של מוח 8-שבוע הריון של עובר, המתקבל בהתאם להנחיות NIH.
3. שלב סופי בבידול של oligodendrocytes
4. Assay הזרימה cytometry
בדיקת זרימת cytometry משווה את הרכישה של סמני oligodendrocyte במהלך תהליך ההתמיינות במערכת יחסים עם אלו של אוכלוסיית הוריהם.
5. Assay immunofluorescence
הערה: לניסויי immunofluorescence, PDO מצופים בOligo הבינוני + GF או Oligo בינוני - GF ב2.5e5 ב 6 גם צלחות מצופות PDL. התאים הם קבועים ב2% PFA בנקודתי זמן שונים לאחר נסיגה של גורמי גדילה. נוגדן כתם מבוצע על 6 גם צלחות פלסטיק במקום זכוכית coverslips.
חשוב מאוד להתחיל את תהליך הבידול מתרבות 70% -80% confluent העצבית מוליד תא (איור 1 א). תאים רבים יגוועו לאחר שינוי התרבות הבינונית ממוליד עד בינוני Oligo שכן הוא כולל גורמי גדילה ספציפיות. זה מצביע על כך שהצמיחה של תאי אב עצביים אינה מחויבים לפנוטיפ oligodendrocytic לא להיות נתמכת על ידי המדיום החדש (1B איור). הדגירה בOligo בינוני + GF במשך שבוע אחד הביאה תרבות ביניים מציגה, מורפולוגיה דו קוטבית צרה (האיור 1B). התאים נשמרים בOligo בינוני + GF ל3-4 שבועות (התרשים 1C). נסיגה גורמת גדילה מהתרבות הבינונית הביאה תרבות מובחנת בהדרגה של תאים עם תהליכים מרובים (1D איור). cytometry הזרימה משמש לייצוג כמותי של הנתונים.
איורים 2 א, 2B ו-2C להוכיח כי רוב האבות עצביים מתבטאים בתאי גזע הסמן nestin neuroepithelial, ואילו רק אוכלוסיות קטנות הביעו סמני שושלת-מגבילים כגון סמן GFAP astrocyte (איור 2 א), סמן הכיתה השלישית העצבי β-טובולין (איור 2 ב ') , או על סמן oligodendrocyte O4 (האיור 2C). כאשר מדיום התרבות הוחלף בOligo הבינוני + GF ותאים בתרבית ל1 שבוע, ירד ביטוי nestin וגדל A2B5 ביטוי ניתן לראות (האיור 2D). A2B5 הוא סמן מקדים neuroglial. לשם השוואה, 2 שבועות לאחר החלפה בינונית, ביטוי nestin ירד עוד יותר וA2B5 ביטוי לבד גדל (2E איור), כמו גם הביטוי של סמן נוסף oligodendrocyte, O4 (האיור 2F). ימי גמילת גורם גדילת הודעה, O4 ביטוי כמו גם הגדיל את הביטוי של GalC,סמן oligodendrocyte מאוחר (האיור 2G). נסיגת שישה ימי הודעה לגורם גדילה, שיתוף והביטוי של O4 GalC מוגברת (איור 2H) והוא דומה לשיתוף הביטוי לGalC וMBP (האיור ט 2). Immunostaining רב epitope מגלה כי יותר ממחצית מהתאים בתרבית מביעה MBP (איור י 2). עדות נוספת לבידול PDO התאפיינה, באמצעות assay immunofluorescence, מהגידול הזמני של ביטוי MBP בתאים אלה לאחר נסיגת גורם גדילה (איור 3A-C). לסיכום, תאי אב עוברי עצביים אדם מסוגלים להתרבות במבחנה, תוך שמירה על היכולת להתמיין לסוגי תאי מוח 3 גדולים (איור 4).
איור 1. שלב ניגוד מיקרוסקופיה of (A) בתאי אב עצביים בתרבית במדיום מוליד; (B) ותאים עצביים הגדלים בOligo בינוני + GF במשך שבוע התערוכה, מורפולוגיה דו קוטבית צרה שינתה; (C) oligodendrocytes בדיל מוליד נגזרות גדל במשך 3 ימים בOligo הבינוני לאחר מורפולוגיה גורם גדילת נסיגת תערוכת oligodendrocyte מאופיין במספר רב של תהליכים. 20x הגדלה.
איור 2 ניתוח cytometry זרימה של תאי אב עצביים משותף המבטא את מבשר תאי הסמן Nestin (כל הצירים האנכיים) עם:. () GFAP הסמן astrocytic; (ב) טובולין III β הסמן העצבי, וכן (ג) oligodendrocytic סמן O4; (ד ') ותאים עצביים גדלו במשך שבוע בOligo תקשורת + GF שיתוף המפורש nestin וA2B5; (E) nestin וA2B5 שיתוף ביטוי לאחר שבועות של צמיחת אבות עצביות בOligo בינוני + GF (F) A2B5 וO4 שיתוף ביטוי לאחר שבועות של צמיחת אבות עצביות בOligo הבינוני + GF; (G) 2 ימים לאחר נסיגת גורם גדילה, סמנים שונים oligodendrocyte של בידול, O4 וGalC, באים לידי ביטוי. שישה ימים לאחר נסיגת גורם גדילה (H) שיעור מוגבר של תאים הם כפולים חיוביים לO4 וGalC; (אני) כפולים חיוביים לGalC וMPB; ו( J) כפול חיובי לO4 וMBP. AJ הוא נציג של ארבעה ניסויים עצמאיים. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.
איור 3. Immunofluor העקיףמכתים escence של oligodendrocytes מוליד-derived לMBP () 2 ימים, (ב) 5 ימים, ו( C, D) 9 ימים לאחר נסיגת גורם גדילה. (ד) מייצג את תמונת השלב של תרבות 9 ימים בOligo הבינוני - GF ו( E) היא גדלה של הקופסה הלבנה של אותה תמונה (A, B) 20x גדלה; (C, D) הגדלת 32x..
איור 4. ייצוג סכמטי של מודל תרבית התאים שלנו. ראשוני, אנושי עוברי מופק ממוח, ותאים עצביים multipotential להתרבות במבחנה תוך שמירה על גמישותם. שימוש תנאי תרבות שונים, ותאים עצביים יכולים להתמיין לתאי עצב (PDN), האסטרוציטים (PDA) וoligodendrocyte (PDO), כפי שמוצג על ידי ספציפי differentiatסמני יון.
פרוטוקול זה מתאר כיצד להפיק oligodendrocytes העוברי מתאי אב עצביים עיקריים אדם ולאפיין פנוטיפ שלהם הוא באמצעות cytometry זרימה ומכתימה immunofluorescence. הגידול וההתרחבות של אבות עצביים ממערכת עצבים מרכזיים בעובר תוארה 1-4 טובים מאוד. עם זאת, קבלת oligodendrocytes אדם מספיק לניסויים במבחנה עדיין קשה, למרות שזה אפשרי לזהות ולבודד מבשרי גליה מחומר לבן אדם בוגר 5-13. היו ניסיונות שונים בהתפתחות של תנאי תרבות שונות לבידול ישיר של אבות עצביים עובריים לייצור מיאלין oligodendrocytes 14-21. פרוטוקול זה ממשיך ומתאר תאי nestin חיוביים עצביים אב המבטאים את סמן O4 (איור 2) כאשר גדל במשך 3 שבועות במדיום סרום ללא תוספת עם גורמים נבחרים צמיחה (PDGF-AA, bFGF, שש, וNT-3), tכובע הוא חיוני לשגשוג וההישרדות של מבשרי oligodendrocyte 22-24. להסרה של גורמי גדילה אלו בO4 תאים + הביאה בידול וביטוי נוסף לרכיבי המיאלין (galactocerebroside וMB). בנוסף, הביטוי של סמני בידול oligodendrocyte עולה בקנה אחד עם שינויים מורפולוגיים מתאים שהופיעו בהתחלה צרה ודו קוטבי (האיור 1B) לתאים שהופכים לmultipolar עם תהליכים מפותחים (התרשים 1C). ההסרה של גורמי גדילה נוספת כדי לאפשר לשלבים הסופיים של בידול התבססה על מחקרים שנעשו בעכבר והן 15,25 אנושיים. הנוכחות של triiodothyronine (T3) היא חשובה להישרדות והבידול של oligodendrocytes 26 בזמן שאנחנו הבחנו כי ההסרה מארבעת גורמי הגדילה הייתה צורך הביטוי של סמנים סופיים של בידול. זה בהשוואה לתאים המשיכו בOligo הבינוני + GFsa שליטה.
אנחנו לא הראשונים שתארנו את ההתמיינות של תאי אב לתאים עצביים multipotent oligodendrocyte בתגובה לאותות כגון שש וbFGF 24. הדיווחים קודמים הראו כי קליפת מוח oligodendrogenesis מתחיל בסביבות גיל הריון 10 שבועות בבני אדם 24 עם הקיבולת של oligodendrocytes העוברי האנושי לmyelinate להגדיל באופן יחסי לגיל הריון 22. בידול של galactocerebroside + + וO4 תאים מבשרים oligodendrocyte מתאי אב עצביים כבר דיווח על שימוש במוח עוברי שליש שני 21,27. עם זאת, התאים האלה אינם מתרבים בהיעדר תאי תמיכה כולל האסטרוציטים ונוירונים, והולכים לאיבוד במהירות לאורך הזמן בתרבות 21. המערכת שלנו תומכת בהקמתה של GalC + וMBP + תאים מתרבות העוברית של אדם מגיל 8 שבועות הריון. כמו כן תארנו כי differeoligodendrocytes ntiated יכול להיות מתורבת במבחנה ללא צורך של תמיכה בתאים כהאסטרוציטים או נוירונים, למרות שיתוף הטיפוח עם הנוירונים יכול להאריך את ההישרדות של oligodendrocytes המובחן. עוד אחד יתרונות של פרוטוקול זה הוא האפשרות לטפח מספר גדול של תאים המבטאים את הסמן + O4 שניתן לגדל וpassaged בתרבות במשך שבועות, תוך שמירה על הפנוטיפ שלהם. באותו הרגע O4 התאים + האלה יכולים להיות דחף נוסף בשלב האחרון של התמיינות כאשר גורמי הגדילה יוסרו מבינוני. הפרוטוקול המפורט במאמר זה מתייחס לצורך בשושלות מתאימות לניסויים במבחנת oligodendrocyte. יתר על כן, אנו מאמינים שזיהוי גורמים ספציפיים אשר יגרמו למפל הבידול של אבות עצביים לכיוון oligodendrocyte מולידו נגזר הוא חשוב להבנת מנגנונים התאיים ומולקולריים של התפתחותיתמעברים. היא עשויה גם לשמש ככלי חשוב ללימוד הפרעות demyelinating ואינטראקציות סלולריות וירוס מארח מתייחסות לפתוגנזה של וירוסי neurotropic אנושיים כמו JCV.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
מחקר זה נתמך על ידי תכנית המחקר העירונית, במכונים הלאומיים לבריאות, NINDS. המחברים מבקשים להודות לכל אנשי המעבדה לרפואה המולקולרית ומדעי המוח, ריק דרייפוס עזר עם מיקרוסקופיה וניפוי ג פמלה לסיוע בעריכה.
Name | Company | Catalog Number | Comments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
שם המגיב | חברה | מספר קטלוגים | ריכוז סופי | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DME / קותלי חזיר של F12 01:01 | אומגת מדען | DM-251 | 1X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
שור אלבומין | סיגמא | A9418 | 1% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
גנטמיצין | איכות ביולוגית | 120-098-031 | 50 מיקרוגרם / מ"ל | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
L-גלוטמין | איכות ביולוגית | 118-084-061 | 2 מ"מ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T3 | סיגמא | T2877 | 3 ננומטר | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
רכיבי N2 | Gibco BRL | 17502 | 1:100 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NT-3 | PeproTech Inc | 450-03 | 2 ng / ml | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ששישה | מערכת מו"פ | 1314-SH/CF | 2 ng / ml | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
bFGF | PeproTech Inc | 100-18B | 20 ng / ml | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PDGF-AA | PeproTech Inc | 100-13A | 10 ng / ml | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PDL | סיגמא | P6407 | 50 ק"ג / מ ' | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PFA | מדעי מיקרוסקופ אלקטרונים | 15712 | 2% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
טריפסין | איכות ביולוגית | 118-087-721 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
פפאין | וורטינגטון | LK003178 | 20 U / ml | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
בקבוקוני DNase | וורטינגטון | LK003172 | 0.005% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
EBSS | וורטינגטון | LK003188 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
להאריך זהב עםDAPI | Invitrogen | P36931 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
טבלת 1. ריאגנטים. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
. טבלה 2 נוגדנים (ABS) המשמשים לזרימה cytometry ומבחני immunocytochemistry conjugates נוגדנים: PE, phycoerythrin; פטר, phycoerythrin טקסס אדומה; AMCA,-methyl-coumarin-יצטט אמין; סי, cyanine; FITC, isothiocyanate fluorescein IG:. אימונוגלובולינים. . AF: Alexa פלואוריד; gαm: עיזים אנטי עכבר; gαrb: עיזים נגד ארנב; dαck: חמור אנטי עוף. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved