마우스 척수의 세포 역학의 두 광자 이미징
Summary
마우스 척수 이미징을위한 새로운 생체 준비. 이 프로토콜은 척수 걸쳐 라이브 세포 상호 작용의 두 광자 이미징을 허용한다.
Abstract
Two-photon (2P) microscopy is utilized to reveal cellular dynamics and interactions deep within living, intact tissues. Here, we present a method for live-cell imaging in the murine spinal cord. This technique is uniquely suited to analyze neural precursor cell (NPC) dynamics following transplantation into spinal cords undergoing neuroinflammatory demyelinating disorders. NPCs migrate to sites of axonal damage, proliferate, differentiate into oligodendrocytes, and participate in direct remyelination. NPCs are thereby a promising therapeutic treatment to ameliorate chronic demyelinating diseases. Because transplanted NPCs migrate to the damaged areas on the ventral side of the spinal cord, traditional intravital 2P imaging is impossible, and only information on static interactions was previously available using histochemical staining approaches. Although this method was generated to image transplanted NPCs in the ventral spinal cord, it can be applied to numerous studies of transplanted and endogenous cells throughout the entire spinal cord. In this article, we demonstrate the preparation and imaging of a spinal cord with enhanced yellow fluorescent protein-expressing axons and enhanced green fluorescent protein-expressing transplanted NPCs.
Introduction
실험자가 면역 뇌척수염 (EAE) 및 neuroadapted 마우스 형 간염 바이러스 (MHV)과 두개 내 감염을 포함하여 탈수 초화의 마우스 모델은, 분자 경로 및 질병과 관련된 세포의 상호 작용을 연구하는 훌륭한 도구입니다. 그들은 주도하고 FDA의 효과는 주로자가 면역 및 염증 일의 중단을 대상으로, 제약 요법을 승인 지원했다. 내생 재유 수화가 실패하지만 일단, 현재 승인 된 치료는 효과적으로 중추 신경계의 탈수 초 병변을 복구하지 않습니다. 따라서, 질병의이 단계에서 복구에 초점을 맞춘 치료는 만성 증상과 삶의 질 향상 등의 개선을 위해 중요하다. 최근, 신경 전구 세포 (NPC들)은 염증과 탈수 초화의 영역을 대상으로 잠재적 인 재생 치료 양상으로 최전선에왔다. 몇몇 연구 endogeno을 유도하는 능력의 NPC를 강조우리는 재유 수화 및 재유 수화 2-8에 직접 참여한다. NPC의 재유 수화가 직접 관여되어 있기 때문에, 다음과 같은 내인성 세포 이식 그들의 동력학 및 상호 작용을 이해하는 것이 필수적이다. 이식 후, NPC가 다음 rostrally 및 이식 사이트 5,9에 꼬리 쪽 상대 백질 손상의 영역에 배쪽으로 이동한다. 이주의 반응 속도는 환경 단서에 대한 응답에 차이가; 비 손상된 척수에 이식 NPC가 손상된 척수 6에 이식 NPC들보다 더 큰 속도를 가지고있다. 철새 기간이 지나면 그대로 척수 6 손상된 척수 상대적으로 더 높은 비율로, NPC가 광범위하게 확산 옮겼다. 마지막으로, NPC의 대부분은 희소 돌기 아교 세포로 분화 및 직접 재유 수화의 4,6,9을 시작합니다.
탈수 초 병변은 복잡하고 여러 단계에서 세포의 다양한 인구를 포함 할 수 있습니다ctivation. 예를 들어, 활성화 된 다발성 경화증 (MS) 병변은 활성화 T 세포, M1의 미세 아교 세포 및 M1 식세포하지만 만성 자동 MS 병변은 주로 약간의 염증 세포 (10-13)와 반응성 성상 세포로 구성 될 수의 현저한 인구를 포함 할 수있다. 때문에 이펙터 세포의 다양성, 탈수 초화의 마우스 모델에서 이광자 (2P)는 촬상 병변 내의 로컬 셀룰러 상호 작용의 이해를 돕기 위해 매우 유용한 도구이다. MS 많은 널리 사용 MS 연구 모델에서, 병변의 대부분 의한 병변의 깊이와 척수 높은 지질 함량 척수, 생체 내에의 2P 촬상 접근 할 수없는 영역의 복부 측에 위치한다. 복부 척수를 따라 병변 내에서 이러한 문제와 연구 세포 – 세포 상호 작용을 회피하기 위해 우리는 생체 2P 이미징 준비 6 간단한을 개발했다.
이 연구는 보여 이전의 방법 간행물, 최대 다음MHV 유도 (14)의 탈수 초화 JHMV 균주 다음 마우스의 척수에 증강 된 녹색 형광성 단백질 (EGFP) 발현의 NPC 이식 절차. 5 주 된 쥐 JHMV에 감염 14 일 후 감염에 흉부 레벨 9에 eGFP는-NPC가 이식된다. 여기에 제시된 프로토콜은 생체 아가로 오스 준비를하기 위해선, 척수를 추출, 향상된 노란색 형광 단백질 (EYFP) 발현 축삭과 이미지 이식 eGFP는-NPC 상호 작용하는 방법에 대한 자세한 단계를 제공합니다. 뉴런 특이 Thy1 EYFP 프로모터하에 발현 된 마우스는이 절차 (15)에 사용 하였다. 만 축삭의 일부는 개별 축삭을 이미징 유용하게 EYFP을 표현한다. 여기에서 우리는 칠일 이식 후에서 제거 척수를 보여; 그러나, 척수는 식후 어느 시점에서 추출 될 수있다. 우리가 손상된 축색의 NPC와 상호 작용을 표시하는 동안, 우리는 프로토콜 형광 마커 유전자와 조합하여 사용할 수있다다른 세포 유형 마우스 척수 걸쳐 일어나는 세포 상호 작용의 다수를 알아보고자 하였다.
Protocol
Representative Results
Discussion
실시간은 그대로 조직의 2P 영상은 탈수 초 마우스 척수에 이식 다음 NPC의 반응 속도 및 상호 작용을 조사하기 위해 필요합니다. 생체 내에 2P 촬상 일반적 살아있는 쥐 척수의 등쪽에 휴대 동성을 결정하는 데 사용되며, 탈수 초성 질환 17-19에서 척수 탈수 초를 연구하기 위해 사용되었다. 이식의 NPC가 2P 현미경을 사용하여 현장에서 이미지에 너무 깊이 자리 잡고 복부 백질로 이동하기 때?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported in part by National Institutes of Health (NIH) Grants R01 GM-41514 (to M.D.C.), R39 GM-048071 (to I.P.), and R01 NS-074987 (to T.E.L.) and the National Multiple Sclerosis Society (NMSS) Collaborative Center Research Award CA1058-A-8 (to C.M.W., T.E.L. and M.D.C.), NMSS Grant RG4925, NIH Training Grant T32-AI-060573 (to M.L.G.), NMSS Postdoctoral Fellowship FG 1960-A-1 (to J.G.W.), and funding from the George E. Hewitt Foundation for Medical Research (M.P.M.).
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Isoflurane, USP | Piramal Critical Care, Inc | N/A | |
| Fine scissors | Fine Science Tools | 14060-09 | sharp |
| scalpel blade #10 | Fine Science Tools | 10010-00 | |
| scalpel handle | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| Luer rongeurs | Fine Science Tools | 16001-15 | |
| Graefe forceps | Fine Science Tools | 11052-10 | |
| Vannas scissors | Fine Science Tools | 15615-08 | |
| scalpel blade #11 | Fine Science Tools | 10011-00 | |
| RPMI-1640 | Gibco | 12-115F | |
| agarose, low gelling temperature | Sigma | A9414-25G | |
| Parafilm | Fisher Scientific | 13-374-12 | |
| Vetbond (tissue adhesive) | 3M | 1469SB | |
| 22 mm square cover slip | Fisher Scientific | 12-547 | |
| 25x dipping objective, 1.1 NA | Nikon | CFI Apo LWD 25XW | |
| Single inline solution heater | Warner Instruments | 64-0102 | |
| 520 nm single-edge dichroic beam splitter | Semrock | FF520-Di02-25×36 | Brightline |
| 560 nm single-edge dichroic beam splitter | Semrock | FF560-FDi01-25×36 | Brightline |
| photomultiplier tubes | Hamamatsu | R928 | |
| C/L variable-speed tubing pump | Masterflex | 77122-22 | |
| digital thermometer | Comar Instruments | 3501 | |
| Chameleon Ultra Ti:Sapphire laser | Coherent | N/A | |
| Slidebook 6 software | 3i | N/A | |
| Imaris 7.7 software | Bitplane | N/A |
References
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