Het analyseren van Murine Schwann Cell Development Samen Groeien Axonen
Summary
Hier beschrijven we een Schwann-cellen (SC) migratie assay waarin SC kunnen ontwikkelen langs axonen verlenging.
Abstract
De ontwikkeling van de perifere zenuwen is een intrigerend proces. Neuronen sturen axonen om specifieke doelen, die bij de mens zijn vaak meer dan 100 cm afstand van de soma van het neuron innerveren. Neuronale overleving tijdens de ontwikkeling afhankelijk doel afgeleide groeifactoren maar ook op de steun van Schwann-cellen (SC). Daartoe SC ensheath axonen uit het gebied van de neuronale soma (of de overgang van centrale naar perifere zenuwstelsel) de synapsen of neuromusculaire junctie. Schwann cellen zijn derivaten van de neurale lijst en migreren als voorlopers langs nieuwe axons totdat de axon is bedekt met SC. Dit toont het belang van SC migratie voor de ontwikkeling van het perifere zenuwstelsel en onderstreept de noodzaak om dit proces te onderzoeken. Met het oog op SC ontwikkeling te analyseren, is een setup nodig die naast de SC's ook hun fysiologische substraat voor migratie, het axon omvat. Door intra-uteriene ontwikkeling <em> in vivo imaging time-lapse echter niet haalbaar placentaire vertebraten zoals een muis (Mus musculus). Om dit te omzeilen, hebben we aangepast de superieure cervicale ganglion (SCG) explantatie techniek. Bij behandeling met zenuwgroeifactor (NGF) SCG explantaten verlengen axonen, gevolgd door SC precursoren migreren langs de axonen van de ganglion naar de periferie. Het mooie van dit systeem is dat de SC zijn afgeleid van een pool van endogene SC en dat ze migreren langs hun fysiologische axonen die steeds tegelijkertijd. Dit systeem is vooral intrigerend, want de SC ontwikkeling langs axonen kunnen worden geanalyseerd door time-lapse imaging, het openen van nieuwe mogelijkheden om inzicht te krijgen in SC migratie.
Protocol
Representative Results
Discussion
De ontwikkeling van het perifere zenuwstelsel een spannend. Wanneer de ontwikkeling is voltooid, worden axons ensheathed door SCS over de gehele lengte, die, in mensen, vaak meer dan 100 cm. Daartoe het juiste aantal vereiste SC moet worden vastgesteld tijdens de ontwikkeling en de SCS ook bewegen langs axonen zich aan de omtrek om de complete axonale dekking te garanderen. Dit geldt voor gemyelineerde maar ook voor unmeylinated axonen. In beide gevallen zijn alle axons in contact met SCS en afhankelijk van hun steun. O…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We willen Urmas Arumae bedanken voor het delen van een collageen-protocol en Jutta Fey en Ursula Hinz voor een uitstekende technische bijstand. Verder willen we Christian F. Ackermann, Ulrike Engel en de Nikon Imaging Center van de Universiteit van Heidelberg en ook Joachim Kirsch bedanken voor zo vriendelijk te helpen voor de video shoting. Het werk werd deels gefinancierd door de Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 592).
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalogue Number | Comments |
| 10x MEM | Gibco | 21430 | |
| Sodium Bicarbonate (7.5%) | Gibco | 25080 | |
| Glutamine | Gibco | 25030 | |
| NaOH | Merck | 109137 | |
| NGF | Roche | 1058231 | R&D#556-NG-100 |
| Neurobasal Medium | Gibco | 21103 | |
| B27 Supplement | Gibco | 17504 | |
| antibiotics | Gibco | 15640 | |
| d-PBS | Gibco | 14040 | |
| insect needles | FST | 26002-20 | |
| syringe needle | Braun | BD # 300013 | |
| 8 well chamber slide | Lab tek | 177402 |
References
- Ebendal, T., Rush, R. A. . Use of collagen gels to bioassay nerve growth factor activity. IBRO Handh, (1989).
- Heermann, S., SchmÃcker, J., Hinz, U., Rickmann, M., Unterbarnscheidt, T., Schwab, M. H., Krieglstein, K. Neuregulin 1 type III/ErbB signaling is crucial for Schwann cell colonization of sympathetic axons. PloS One. 6 (12), e28692 (2011).
- Zuo, Y., Lubischer, J. L., Kang, H., Tian, L., Mikesh, M., Marks, A., Scofield, V. L. Fluorescent proteins expressed in mouse transgenic lines mark subsets of glia, neurons, macrophages, and dendritic cells for vital examination. The Journal of Neuroscience. The Official Journal of the Society for Neuroscience. 24 (49), 10999-11009 (2004).
- Levi-Montalcini, R., Booker, B. EXCESSIVE GROWTH OF THE SYMPATHETIC GANGLIA EVOKED BY A PROTEIN ISOLATED FROM MOUSE SALIVARY GLANDS. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 46 (3), 373-384 (1960).
- Meintanis, S., Thomaidou, D., Jessen, K. R., Mirsky, R., Matsas, R. The neuron-glia signal beta-neuregulin promotes Schwann cell motility via the MAPK pathway. Glia. 34 (1), 39-51 (2001).
- Yamauchi, J., Miyamoto, Y., Chan, J. R., Tanoue, A. ErbB2 directly activates the exchange factor Dock7 to promote Schwann cell migration. The Journal of cell biology. 181 (2), 351-365 (2008).
- Anton, E. S., Weskamp, G., Reichardt, L. F., Matthew, W. D. Nerve growth factor and its low-affinity receptor promote Schwann cell migration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (7), 2795-2799 (1994).
- Mahanthappa, N. K., Anton, E. S., Matthew, W. D. Glial growth factor 2, a soluble neuregulin, directly increases Schwann cell motility and indirectly promotes neurite outgrowth. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 16 (15), 4673-4683 (1996).
- Yamauchi, J., Chan, J. R., Shooter, E. M. Neurotrophins regulate Schwann cell migration by activating divergent signaling pathways dependent on Rho GTPases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (23), 8774-8779 (2004).
- Gumy, L. F., Bampton, E. T. W., Tolkovsky, A. M. Hyperglycaemia inhibits Schwann cell proliferation and migration and restricts regeneration of axons and Schwann cells from adult murine DRG. Molecular and Cellular Neurosciences. 37 (2), 298-311 (2008).
- Sakaue-Sawano, A., Kurokawa, H., Morimura, T., Hanyu, A., Hama, H., Osawa, H., Kashiwagi, S. Visualizing spatiotemporal dynamics of multicellular cell-cycle progression. Cell. 132 (3), 487-498 (2008).
- Park, D., Don, A. S., Massamiri, T., Karwa, A., Warner, B., MacDonald, J., Hemenway, C. Noninvasive imaging of cell death using an Hsp90 ligand. Journal of the American Chemical Society. 133 (9), 2832-2835 (2011).
- Shcherbo, D., Souslova, E. A., Goedhart, J., Chepurnykh, T. V., Gaintzeva, A., Shemiakina, I. I., Gadella, T. W. J., Lukyanov, S., Chudakov, D. M. Practical and reliable FRET/FLIM pair of fluorescent proteins. BMC Biotechnology. 9, 24 (2009).
