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Article de méthode

Transport axonal des Organlles dans les cultures de neurones moteurs à l’aide du système de chambres microfluidiques

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DOI :

10.3791/60993

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5 mai 2020

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* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Le transport axonal est un mécanisme crucial pour la santé des neurones moteurs. Dans ce protocole, nous fournissons une méthode détaillée pour suivre le transport axonal des compartiments acides et des mitochondries dans les axones des neurones moteurs à l’aide de chambres microfluidiques.

Résumé

Les neurones moteurs (MNs) sont des cellules fortement polarisées avec de très longs axones. Le transport axonal est un mécanisme crucial pour la santé de MN, contribuant à la croissance neuronale, au développement, et à la survie. Nous décrivons une méthode détaillée pour l’utilisation des chambres microfluidiques (MFC) pour le suivi du transport axonal des organites étiquetés fluorescents dans les axones MN. Cette méthode est rapide, relativement peu coûteuse, et permet la surveillance des indices intracellulaires dans l’espace et le temps. Nous décrivons un protocole étape par étape pour : 1) Fabrication de MFC en polydiméthylsiloxane (PDMS); 2) Le plating des explantations ventrales de moelle épinière et de la culture dissociée de MN dans les CFC ; 3) Étiquetage des mitochondries et des compartiments acides suivis de l’imagination confocale vivante; 4) Analyse de transport axonal manuelle et semi-automatique. Enfin, nous démontrons une différence dans le transport des mitochondries et des compartiments acides de HB9::GFP ventrale moelle épinière explant axones comme une preuve de la validité du système. Au total, ce protocole fournit un outil efficace pour étudier le transport axonal de divers composants axonaux, ainsi qu’un manuel simplifié pour l’utilisation de MFC pour aider à découvrir les possibilités expérimentales spatiales.

Introduction

Les MN sont des cellules fortement polarisées avec de longs axones, atteignant jusqu’à un mètre de long chez les humains adultes. Ce phénomène crée un défi critique pour le maintien de la connectivité et de la fonction MN. Par conséquent, les MN dépendent d’un bon transport d’informations, d’organites et de matériaux le long des axones de leur corps cellulaire à la synapse et au dos. Divers composants cellulaires, tels que les protéines, l’ARN et les organites, sont transportés régulièrement à travers les axones. Les mitochondries sont des organites importants qui sont systématiquement transportés dans les MN. Les mitochondries sont essentielles pour une activité et u....

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Protocole

Les soins et le traitement des animaux dans ce protocole ont été effectués sous la supervision et l’approbation du Comité universitaire d’éthique animale de l’Université de Tel Aviv.

1. Préparation MFC

  1. PDMS coulé dans les moules primaires (Figure 1)
    1. Acheter ou créer des moules primaires (gaufrettes) suivant un protocole détaillé9.
    2. Utilisez de l’air pressurisé pour enlever tout type de saleté de la plate-forme de gaufrettes avant de passer à l’étape de revêtement. La surface des gaufrettes doit sembler lisse et claire.
    3. Remplir un contenant de 50 ml ....

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Résultats

Suivant le protocole décrit, souris embryonnaire HB9::GFP épidullaires explants ont été cultivés dans MFC (figure 4A). Les explantations ont été cultivées pendant 7 jours, quand les axones ont complètement traversé dans le compartiment distal. Mitotracker Deep Red et Lysotracker Des colorants rouges ont été ajoutés aux compartiments distal et proximal afin d’étiqueter les mitochondries et les compartiments acides(figure 4.......

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Discussion

Dans ce protocole, nous décrivons un système pour suivre le transport axonal des mitochondries et des compartiments acides dans les neurones moteurs. Cette plate-forme in vitro simplifiée permet un contrôle précis, la surveillance et la manipulation des compartiments neuronaux subcellulaires, permettant l’analyse expérimentale des fonctions locales des neurones moteurs. Ce protocole peut être utile pour étudier les maladies de MN telles que la SLA, pour se concentrer sur la compréhension du mécanisme sous-jacent du dysfo.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.

Remerciements

Ces travaux ont été soutenus par des subventions de la Fondation israélienne pour la science (ISF, 561/11) et du Conseil européen de recherches (ERC, 309377).

....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Plat à fond en verre 35mmWorld Precision Instruments WPIFD35-100
Plat à fond en verre 50mmWorld Precision Instruments WPIFD5040-100
Andor iXon DU-897 Caméra EMCCDAndor
ARA-C (Cytosine &beta ;-D-arabinofuranoside)Sigma-AldrichC1768stock de 2mM en filtre Supplément DDW
B-27 (50X)Thermo Fisher17504044
BDNFAlomone LabsB-250Dilué à 10 µ ; g/mL dans du ddw filtré avec 0,01 % BSA)
Poinçon de biopsie 1,25mmWorld Precision Instruments WPI504530Pour la préparation d’un grand
poinçon de biopsie MFC 6mmWorld Precision Instruments WPI504533Pour la préparation d’un petit
poinçon de biopsie MFC 7mmWorld Precision Instruments WPI504534Pour la préparation d’un grand
MFC Bitplane Logiciel Imaris - version 8.4.1Imaris
Albumine sérique bovine (BSA)Sigma-Aldrich#A3311-100G5 % p/v dans ddw
ChlorotrimetylsilaneSigma-Aldrich#386529-100ML
CNTFAlomone LabsC-240Diluer à 10 µ ; g/mL dans du ddw filtré avec 0,01 % BSA)
Gradient de densité moyen - OptiprepSigma-AldrichD1556
Déoxyribonucléase I (DNAse) du pancréas bovinSigma-AldrichDN-25stock 10mg/mL dans la graisse silicone neurobasale
Dow Corning Graisse silicone sous vide pousséSigma-AldrichZ273554-1EAPour la préparation du moule époxy
DPBS 10XThermo Fisher#14200-067Diluer 1:10 en DDW
Pince fine Dumont #55 0.05 × ; 0.02 mmF.S.T
Durcisseur époxyTrias Chem S.R.LIPE 743Pour la préparation de moules époxy
Résine époxyTrias Chem S.R.LRP 026UVPour la préparation de moules époxy FIJI
softwareImageJ
GDNFAlomone LabsG-240Diluer à 10 µ ; g/mL dans de la ddw filtrée avec 0,01 % BSA)
Glutamax 100XThermo Fisher#35050-038
HB9 :GFP souchede souris Jackson Laboratories005029
HBSS 10XThermo Fisher#14185-045Diluer 1:10 dans ddw avec ajout de 1 % P/S et filtre
iQ softwareAndor
Iris ciseaux, courbés, 10 cmAS Medizintechnik11-441-10
Ciseaux à iris, droits, 9 cmAS Medizintechnik11-440-09
LamininSigma-Aldrich#L-2020
Leibovitz’s L-15 MediumThermo Fisher11415064
LysoTracker RedThermo FisherL7528
Mitotracker Deep-Red FMThermo FisherM22426
Milieu neurobasalThermo Fisher21103049
Nikon Eclipse Ti micorscopeNikon
Pénicilline-Streptomycine (P/S) SolutionBiological Industries03-031-1
Poly-L-Ornithine (PLO)Sigma-Aldrich#P8638Dilué 1:1000 dans un kit d’élastomère de silicone 1X PBS
Sylgard 184modifié DOW Corning Corporation#3097358-1004
Trypsine du pancréas bovinSigma-AldrichT1426stock 25 mg/mL dans des
ciseaux de microdissection à ressortF.S.T15000-00
Yokogawa CSU X-1Yokogawa
1125520 1XPBS Vannas, lame de 3 mm

Références

  1. Misgeld, T., Schwarz, T. L. Mitostasis in Neurons: Maintaining Mitochondria in an Extended Cellular Architecture. Neuron. 96, 651-666 (2017).
  2. Devine, M. J., Kittler, J. T. Mitochondria at the neuronal presynapse in health and disease. Nature Reviews Neu....

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Réimpressions et autorisations

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