Teslimatı<em> İn Vivo</em> Akut Aralıklı hipoksi Yenidoğan Kemirgenler Başbakan subventricular bölgesi kökenli Sinir Progenitör Hücre Kültürleri için
Summary
Bu makale doğum sonrası gün 1-8 fare veya sıçan yavrular aralıklı hipoksi kısa süreli uygulanması için yöntem anlatılmaktadır. Bu yaklaşım etkili bir hipoksi maruz kalma 30 dakika içinde hasat edilir kültürlü nöral progenitör hücreler üzerindeki sağlam doku düzeyi "etkisi priming" ortaya çıkarır.
Abstract
Extended culture of neural stem/progenitor cells facilitates in vitro analyses to understand their biology while enabling expansion of cell populations to adequate numbers prior to transplantation. Identifying approaches to refine this process, to augment the production of all CNS cell types (i.e., neurons), and to possibly contribute to therapeutic cell therapy protocols is a high research priority. This report describes an easily applied in vivo “pre-conditioning” stimulus which can be delivered to awake, non-anesthetized animals. Thus, it is a non-invasive and non-stressful procedure. Specifically described are the procedures for exposing mouse or rat pups (aged postnatal day 1-8) to a brief (40-80 min) period of intermittent hypoxia (AIH). The procedures included in this video protocol include calibration of the whole-body plethysmography chamber in which pups are placed during AIH and the technical details of AIH exposure. The efficacy of this approach to elicit tissue-level changes in the awake animal is demonstrated through the enhancement of subsequent in vitro expansion and neuronal differentiation in cells harvested from the subventricular zone (SVZ). These results support the notion that tissue level changes across multiple systems could be observed following AIH, and support the continued optimization and establishment of AIH as a priming or conditioning modality for therapeutic cell populations.
Introduction
Bu yöntemin amacı, yeniden üretilebilir ve etkili bir yenidoğan kemirgenlere sistemik alçaltılmış havada bulunan oksijen aralıklı nöbetleri sunmaktır. Kök hücre biyolojisi işlemek için kesintili hipoksi (İH) kullanımı için gerekçe büyüme ortamı O 2 içeriği değiştirilmiş olduğu in vitro hücre kültürü deneylerinde kaynaklanır. % 20 "standart" koşullar O 2, artan çoğalmasında% 3 O 2 sonuçlarında kök / progenitör hücre popülasyonları hücrelerin uzatılmış kültürü ile karşılaştırıldığında Özellikle, apoptozu azalmış ve nöronal verim 1,2 arttı.
Bu grup, sistemik IH yönetimi ile önemli bir deneyime sahiptir ve solunum plastisitede 3-7 IH rolü üzerine kapsamlı çalışmalar yürütmüştür. Bu çalışma, kronik IH kemirgen CNS 8-10 nörogenezisi arttığı son bulgu in vivo akut keşif için temelini oluştururBir önkoşullanma uyarıcı olarak hipoksi (yani., doku hasat öncesinde) nöral kök / progenitör hücrelerin (NPC) 11 sonraki kültürüne. Fare yavrular akut aralıklı hipoksi (AIH) kısa (<1 saat) Dönem maruz kaldılar Dikkate değer, subventriküler bölge (SVZ) hasat edildi hücreler önemli ölçüde neurospheres veya yapışık tek tabaka hücreleri gibi genişleme kapasitesi artmıştır. AİH protokol aynı zamanda bir "nöron kaderi" transkripsiyon faktörü (Pax6) artmış ekspresyonu ile ilişkili bulunmuştur.
Buna göre, in vivo AIH protokolleri için "prime" NPC'ler önce kültürüne bir araç sağlayabilir. Örneğin, bu yaklaşım için uygulamalar yaralı merkezi sinir sistemi içine transplantasyondan önce hücre popülasyonlarının genişletilmesi, ya da sadece önceden in vitro deneylere kültürlenmiş hücrelerin nöronal farklılaşma artan içerebilir. Bundan başka, bu sistemik olarak uygulanması, çünkü herhangi birorgan doku veya hücre içindeki çalışma için bir adaydır. Bu nedenle, yazılı olarak protokol küçük memeliler aralıklı oksijen manipülasyon çalışmalarının geniş bir yelpazede potansiyel uygulanabilir.
Bu yaklaşımın bazı avantajları vardır. Diğer yayınlanan çalışmada, yenidoğanlar tedaviden önce, kronik dozlama için daha az işleme izin veren hipobarik odacıklarda baraj, bir çöp muamelesi ve tedavisi 9 süresince anne teması muhafaza edildi. Geçerli yaklaşım üreme kadın, ya da her bir deney için farklı bir baraj kullanımına tekrarlanan tedaviler atlar. Bu protokol ayrıca hassas çöp eşleştirilmiş ve aynı yaştaki yenidoğanların çalışma sağlar. Temsili veriler bu protokolün bir başka önemli gücü, AIH, teslim olarak, nöral kök hücre biyolojisinde güçlü ve tutarlı bir biyolojik tepkiyi ortaya çıkaran hangi ile yani Çabukluğu göstermektedir. Bu doku ve hücre düzeyinde biyolojik ka ortaya çıkarmak için bu protokol için bir emsal oluştururHücre biyolojisi değiştiren cal değişir.
Bu rapor AIH için kemirgen yavrular yanı sıra neurospheres olarak yetiştirilen SVZ hücrelerin nüfus analizi sergilemek için kullanılan ayrıntılı prosedürler açıklayacağım.
Protocol
Representative Results
Discussion
This work reports the development of a protocol to expose neonatal rodents to AIH. The parameters described here effectively alter in situ neural stem cell biology, which is observable over several rounds of cell passage. Specifically, AIH increases the number of non-adherent neurospheres, the expansion of cells within each neurosphere (refected by sphere diameter), the expansion of adherent NPC populations, and the presence of neuroblasts in both non-adherent and adherent populations. It should be emph…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors acknowledge funding sources responsible for this work: 5K12HD055929 (HHR), 5R01NS080180-02 (DDF).
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Mouse plethysmography chambers | Buxco | PLY4211 | |
| Flow meter | Porter | F150 | |
| Bias flow unit | AFPS | ||
| Baseline Gas Mix | Airgas | AIZ300 | Compressed Air |
| Hypoxic Gas Mix | Airgas | X03NI72C2000189 | 10% Oxygen, balance nitrogen |
| Oxygen Meter | Teledyne | AX-300 |
References
- Studer, L., et al. Enhanced proliferation, survival, and dopaminergic differentiation of CNS precursors in lowered oxygen. J Neurosci. 20 (19), 7377-7383 (2000).
- Chen, H. L., et al. Oxygen tension regulates survival and fate of mouse central nervous system precursors at multiple levels. Stem Cells. 25 (9), 2291-2301 (2007).
- Ling, L., et al. Chronic intermittent hypoxia elicits serotonin-dependent plasticity in the central neural control of breathing. J Neurosci. 21 (14), 5381-5388 (2001).
- Mitchell, G. S., et al. Invited review: Intermittent hypoxia and respiratory plasticity. J Appl Physiol. 90 (6), 2466-2475 (2001).
- Fuller, D. D., Zabka, A. G., Baker, T. L., Mitchell, G. S. Phrenic long-term facilitation requires 5-HT receptor activation during but not following episodic hypoxia. J Appl Physiol. 90 (5), 2001-2006 (2001).
- Fuller, D. D., Johnson, S. M., Olson, E. B., Mitchell, G. S. Synaptic pathways to phrenic motoneurons are enhanced by chronic intermittent hypoxia after cervical spinal cord injury. J Neurosci. 23 (7), 2993-3000 (2003).
- Baker-Herman, T. L., et al. BDNF is necessary and sufficient for spinal respiratory plasticity following intermittent hypoxia. Nat Neurosci. 7 (1), 48-55 (2004).
- Zhu, L. L., et al. Neurogenesis in the adult rat brain after intermittent hypoxia. Brain Res. 1055, 1-6 (2005).
- Zhang, J. X., Chen, X. Q., Du, J. Z., Chen, Q. M., Zhu, C. Y. Neonatal exposure to intermittent hypoxia enhances mice performance in water maze and 8-arm radial maze tasks. Journal of neurobiology. 65 (1), 72-84 (2005).
- Zhu, L. L., Wu, L. Y., Yew, D. T., Fan, M. Effects of hypoxia on the proliferation and differentiation of NSCs. Mol Neurobiol. 31 (1-3), 231-242 (2005).
- Ross, H. H., et al. In vivo intermittent hypoxia elicits enhanced expansion and neuronal differentiation in cultured neural progenitors. Exp Neurol. 235 (1), 238-245 (2012).
- Fuller, D. D., et al. Induced recovery of hypoxic phrenic responses in adult rats exposed to hyperoxia for the first month of life. J Physiol. 536 (Pt 3), 917-926 (2001).
- Fuller, D. D., Fregosi, R. F. Fatiguing contractions of tongue protrudor and retractor muscles: influence of systemic hypoxia. J Appl Physiol. 88 (6), 2123-2130 (2000).
- Baker, T. L., Fuller, D. D., Zabka, A. G., Mitchell, G. S. Respiratory plasticity: differential actions of continuous and episodic hypoxia and hypercapnia. Respir Physiol. 129 (1-2), 25-35 (2001).
- Marshall, G. P., et al. Production of neurospheres from CNS tissue. Methods Mol Biol. 438, 135-150 (2008).
- Azari, H., Rahman, M., Sharififar, S., Reynolds, B. A. Isolation and expansion of the adult mouse neural stem cells using the neurosphere assay. J Vis Exp. (45), (2010).
