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Articolo metodologico

Migliorata 3D idrogel culture di cellule gliali primari In Vitro modellazione del Neuroinflammation

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DOI:

10.3791/56615

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8 dicembre 2017

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In questo articolo

Sommario

Qui, presentiamo un protocollo per la cultura 3D del ratto cellule di glia cervello-derivato, tra cui gli astrociti, microglia ed oligodendrociti. Dimostriamo che la cellula primaria cultura, sintesi di idrogel di acido ialuronico methacrylated (HAMA), incapsulamento delle cellule e HAMAphoto-polimerizzazione e campione di elaborazione per l'imaging al microscopio confocale e scansione elettrone.

Abstract

Nel sistema nervoso centrale, numerose lesioni acute e malattie neurodegenerative, come bene come impiantati dispositivi o biomateriali ingegnerizzati per migliorare il risultato della funzione allo stesso risultato: l'infiammazione in eccesso conduce a gliosi, citotossicità, e/o Formazione di una cicatrice gliale che collettivamente aggravare lesioni o impedire il ripristino sano. Con l'intento di creare un sistema di modello cicatrice gliale formazione e studio dei processi infiammatori, abbiamo generato un'impalcatura di cella 3D in grado di ospitare le cellule gliale coltivate primarie: microglia che regolano la reazione da corpo estraneo e avviare la evento infiammatorio, astrociti che rispondere a formare una cicatrice fibrosa e oligodendrociti che sono in genere vulnerabili al danno infiammatorio. Il presente lavoro fornisce un metodo passo passo dettagliato per la fabbricazione, la cultura e la caratterizzazione microscopica di un ponteggio di idrogel 3D a base di acido ialuronico con ratto incapsulato cervello-ha derivato le cellule gliali. Ulteriormente, vengono illustrati i protocolli per la caratterizzazione di incapsulamento delle cellule e l'impalcatura di idrogel di immunofluorescenza confocale e microscopia elettronica a scansione, così come la capacità di modificare il patibolo con substrati bioattivi, con incorporazione di una miscela commerciale lamina basale all'integrazione migliore delle cellule.

Introduzione

Infiammazione del sistema nervoso centrale (CNS) lungamente è stato considerato un segno distintivo di acuto (ad es., ictus ischemico, trauma cerebrale e ferita del midollo spinale) e croniche (ad es. morbo di Alzheimer, morbo di Parkinson di e malattie di Huntington) lesione dello SNC, ma è sempre più riconosciuto come un contributo causale alla malattie neurodegenerative e disordini neuropsichiatrici. Sostenuto o infiammazione inappropriato può causare lesioni neurali e demielinizzazione (ad es. sclerosi multipla) e influenzare negativamente lo sviluppo del cervello (ad esempio, la schizofrenia, autismo) e Stati dell'umore (pe....

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Protocollo

Il protocollo per l'estrazione del tessuto di cervello da cuccioli di ratto Sprague Dawley giorno 1, eutanasizzati per decapitazione, è stato approvato dal comitato di impiego presso l'Università di Alberta e cura degli animali.

1. Microglia e astrociti isolamenti67,68

Nota: Tutti i media per isolamento e coltura delle cellule è preriscaldato a 37 ° C in un bagno d'acqua. Soluzione salina bilanciata di Hank (HBSS) ha 1% penicillina-streptomicina (PS). Tutti i Dulbecco per volta media dell'Aquila con F12 di Ham miscela nutriente (DMEM/F12) è completato con 1....

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Risultati

Per modellare la risposta dell'ospite del tessuto neurale e la cicatrice gliale in un throughput elevato, sistema in vitro richiede un'impalcatura cellulare 3D con un materiale di matrice che è biocompatibile e non incorrere in un evento citotossico durante la formazione in situ è modificabile con componenti bioattivi per guidare benevola risposta. A tal fine, abbiamo creato un sistema di ponteggio cella 3D basato sull'acido ialuronico e incapsulato una popolazione delle.......

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Discussione

Verso l'obiettivo di generare un sistema di coltura 3D per modello glial bioreactivity e il processo di cicatrizzazione glial, abbiamo sviluppato un sistema che può supportare primaria microglia coltivate, astrociti e oligodendrociti e consente la robusta caratterizzazione della cella interazioni cellula-cellula e morfologia. Da micrografie mostrati, la morfologia di ogni tipo di cellula era distintamente differente con piattaforme di miscela della lamina basale HAMA 2D, 3D-HAMA e 3D. Nel sistema 2D, morfologia era decis.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Ringraziamenti

Gli autori sono grati per il sostegno finanziario da NSERC, CFI, AIHS, Alberta Health Services e la dotazione di Davey per ricerca del cervello.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
1. Materiali per la sintesi e la fotopolimerizzazione HAMA
(HA)Sigma-Aldrich53747-10GStreptococcus equi, MW: 1,5 - 1,8 X 10^6
Anidride metacrilico (MA)Sigma-Aldrich275585-100ML
Idrossido di sodio (NaOH)Sigma-Aldrich221465-25G
Etanolo (EtOH)Alcoli commerciali Inc.
Compresse di soluzione salina tamponata con fosfato anidro (pH 7,4)Fisher Scientific
Trietanolammina (TEA)Sigma-Aldrich90279-100ML
1-Vinil-2pirrolidinone (NVP)Sigma-AldrichV3409-5G
EosinY (EY)Sigma-AldrichE6003-25G
Polidimetilsilossano (PDMS) Sylgard 184 Silicone Kit di elastomeriDow Corning
3-(Trimetossisilil)metacrilato di propileSigma-Aldrich440159-100ML
Beaker (100 mL)Corning1000-100
Beaker (500 mL)Corning1000-600
pH paper (Labstick)Sigma-Aldrich9580
Name< strong>AziendaNumero di catalogoComments
2. Materiali per l'isolamento delle cellule gliali e la coltura cellulare
P1-2 Sprague Dawley cuccioli di rattoCharles RiverCD Sprague Dawley ceppo di ratto codice 001
Forbici dissector - lame sottili (piccole)Fine Science Tools14081-09
Forbici chirurgiche - Toughcut (grandi)Fine Science Tools14130-17
Pinze fini (Dumont #5)Fine Science Tools11521-10
Pinze fini curve (Dumont #7)Fine Science Tools11271-30
Soluzione salina bilanciata di Hank (HBSS)Gibco14170-112
Mezzo di Eagle modificato di Dulbecco e miscela di nutrienti di Ham F-12 (DMEM/F12)Gibco11320-033
Penicillina-streptomicina (PS)Gibco15140-122
Siero fetale bovino (FBS)Gibco12483-020
0,25% Tripsina-etilendiamminotetraacetico acido (EDTA)Gibco25200-072
Poli-L-lisina (PLL)Sigma-AldrichP-6282
50 mL provetta da centrifuga conicaFisher Scientific05-539-13
15 mL provetta da centrifuga conicaFisher Scientific05-539-5
Piastre trattate per colture tissutali a 12 pozzetti (Cellstar)Greiner Bio-One665 108
Pipetta sierologica da 10 mLFisher Scientific13-676-10F
Pipetta sierologica da 25 mLFisher Scientific12-676-10K
(60 mm X 15 mm)Fisher ScientificFB0875713A
Piastra di Petri ( 100 mm X 15 mm)Fisher ScientificFB0875712
Vetrino coprioggetto per microscopio (18 mm)Fisher Scientific12-545-100 18CIR
NomeAziendaNumero di catalogoComments
3. Materiali per microscopia (microscopia elettronica confocale e a scansione)
Mouse monoclonale anti-CNPasiabcamab6319
Coniglio anti-Iba1Wako Laboratory Chemicals019-17741
Pollo anti-GFAPabcamab4674
Hoechst 33342Fisher Scientific62249
Fluoromount-GFisher Scientific00-4958-02
FormalinaSigma AldrichHT501128-4Ltamponata (10%)
Triton X-100Fisher ScientificBP151-500
Siero di cavalloGibco16050-122
ParaformaldeideElettroni Microscopia Scienze157-8Tamponato (8%)
GuteraldeideElecton Microscopy Sciences16019Bufferizzato (8%)
Tetraossido di osmioElecton Microscopy Sciences19152Bufferizzato (2%)
Esametildilazano (HMDS)Electon Microscopy Sciences16700
Etanolo (EtOH)Electon Microscopy Sciences15055
Vetrino per microscopio anidro (25 X 75 X 1 mm)VWR International48311-703
forte 18912014 Piastra di Petri

Riferimenti

  1. Shih, J. J., Krusienski, D. J., Wolpaw, J. R. Brain-Computer Interfaces in Medicine. Mayo Clin. Proc. 87, 268-279 (2012).
  2. Kennedy, P. R., Bakay, R. A. Restoration of neural output from a paralyzed patient by a direct brain connection. Neuroreport. 9, 1707-1711 (1998....

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Ristampe e permessi

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