低密度初代海馬ニューロンの文化
Summary
この記事では、グリア単層の上に反転したカバーガラス上で成長する低密度初代海馬神経細胞を培養するためのプロトコルを記述しています。ニューロンとグリアの層は、パラフィンワックスビーズで分離されています。この方法によって成長させた神経細胞は、高分解能光学イメージングおよび機能アッセイに適しています。
Abstract
文化の中で、個々の神経細胞の構造と生理をプローブする能力は、神経生物学の研究に不可欠である、そして個々のセルまたは定義されたネットワークの遺伝的および化学的操作の柔軟性が可能になります。無傷の脳組織と比較した場合、操作のような容易さは減少培養系で簡単です。これらの一次ニューロンの単離および増殖のための多くの方法が存在するが、それぞれが独自の制限を有します。このプロトコルは、次に、グリア細胞の単層上に懸架されたガラスカバースリップ上に低密度および高純度齧歯類胚の海馬ニューロンを培養するための方法を記載しています。根底にあるグリア単層からの栄養支持を可能にしながらこの「サンドイッチ文化は」ニューロンの人口の排他的な長期的成長が可能になります。ニューロンは十分な年齢や成熟度レベルである場合、ニューロンカバースリップは、グリア皿のアウト反転及びイメージング又は機能的アッセイに使用することができます。ニューロングラムこの方法によるrownは、典型的には、数週間のために生き残るためには、大規模なアーバー、シナプス結合、およびネットワークプロパティを開発しています。
Introduction
脳は、神経細胞の複雑なネットワークに編成されます。ネットワークアクティビティと脳機能への個々のニューロンの寄与は、それらの分子組成およびそれらの生理学的特性の摂動を選択的に変更することによって研究することができます。個々の神経細胞の遺伝的および化学的操作は、後者の細胞の不均一性と複雑さによって邪魔されない、完全な脳組織よりも培養ニューロンで間違いなく簡単です。培養中のニューロンは、明確に定義された軸索及び樹状アーバを開発し、互いに広範囲シナプス結合を形成します。
成体動物から、または神経系の他の領域からニューロン培養は可能であるが、胚海馬培養物は、しばしば、それらの定義された錐体細胞集団と比較的低いグリア密度1,2に好ましいです。培養物中の低密度で成長させた海馬神経細胞は、特にAMEあります細胞内局在、タンパク質輸送、神経細胞の極性とシナプスの開発の研究にNABLE。培養中のニューロンはまた、広範囲シナプス可塑3、4、5、6分子プロセスを研究に使用されてきました。出生後生存しないグローバルな遺伝的欠失を有するマウスからの神経細胞培養物は、特定の遺伝子7の細胞とシナプスの役割を研究する際に特に有用でした。
脳のように、培養海馬神経細胞はグリア細胞からの栄養支持に依存しています。これは、彼らの文化を複雑にし、このサポートが供給されることにより、いくつかの異なる方法の開発につながっています。 1つの一般的に使用される方法は、グリア細胞8の単層上に直接ニューロンをメッキ、又は取得したヒップから汚染グリア細胞を許すことを含みますocampal組織が増殖し、ニューロン9の下の単層を形成します。この方法はある程度の成功を発見したが、得られた神経細胞培養物の不純物は、画像化実験のために不利です。ニューロン培養物の別の一般的に使用される方法は、完全グリアフィーダー層を、除外し、代わりに定義された成長媒体10の形態の栄養サポートを提供することです。
ここでは、「サンドイッチ」またはニューロン文化2、11の「バンカー」の方法について説明します。この方法は、次いで、パラフィンワックスビーズにより分離グリア細胞の単層上に懸架されたガラスカバースリップ上の海馬ニューロンをめっきすることを含みます。これは、基礎となるグリア単層からの栄養支持を可能にしながらグリアを汚染することなく、ニューロンの均一な集団の長期培養を容易にします。ニューロンは十分な年齢や成熟度レベルである場合には、ニューロンカバースリップは、グリア皿のアウト反転及びイメージング又は機能的アッセイに使用することができます。
Protocol
Representative Results
Discussion
神経細胞を培養する「サンドイッチ」法は他の場所2、11、よく説明してきたが、それを採用したい研究者のための欲求不満につながることができ、テキストだけで説明するのは非常に困難なプロトコルを通して、いくつかのステップがあります。
グリア培養、カバースリップ調製ニューロン培養および維持：この方法は、3つ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、TJSにCIHRのMOP-142209によってサポートされていました。
Materials
| Dissection Instruments | |||
| Micro Dissecting Scissors | Roboz | RS-5910 | |
| Micro Dissecting Spring Scissors | Roboz | RS-5650 | |
| Micro Dissecting Spring Scissors | Roboz | RS-5605 | |
| Dumont Forceps (#5) | Roboz | RS-5045 | |
| Dumont Forceps (#PP) | Roboz | RS-4950 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Tissue Preparation | |||
| Trypsin (2.5%) | Gibco | 15-090-046 | |
| Trypsin-EDTA (0.25%) | Gibco | 25-200-072 | |
| Swinnex Filter Holder, 25 mm | EMD Millipore | SX0002500 | Used as cell strainer. Assemble first with filter and autoclave |
| Isoflorane | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | CP0406V2 | |
| Hemocytometer | Hausser Scientific | 1492 | |
| Grade 105 Lens Cleaning Tissue | GE Healthcare | 2105-841 | Used as cell strainer. Assemble first in filter holder and autoclave |
| Glass Pasteur pipettes with cotton filter | VWR | 14672-412 | |
| HEPES (1 M) | Gibco | 15-630-080 | |
| Hank's Balanced Salt Solution without Calcium, Magnesium, Phenol Red (HBSS, 10x) | Gibco | 14-185-052 | |
| Glass Pasteur pipettes | VWR | 14672-380 | |
| Deoxyribonuclease I from bovine pancreas (Dnase) | Sigma-Aldrich | DN25-100mg | |
| Butane bunsen burner | Wall-Lenk Mfg. Co. | Model 65 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Tissue Culture | |||
| Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | Gibco | 15-140-122 | |
| Petri Dish (100 mm) | Fisher | FB0875712 | |
| Petri Dish (60 mm) | Fisher | FB0875713A | |
| Horse Serum | Gibco | 16050-122 | Can be used in place of BGS, but each lot must be tested due to inter-lot variation. Heat-inactivation of serum is recommended. |
| Sodium Hydroxide | Fisher Scientific | S318-1 | |
| Sodium Pyruvate | Sigma-Aldrich | P2256 | |
| Minimum Essential Medium (MEM) | Gibco | 11-095-080 | |
| Neurobasal Medium | Gibco | 21-103-049 | |
| L-Glutamine (200 mM) | Gibco | 25-030-081 | |
| GlutaMAX Supplement | Gibco | 35050061 | Can be used in place of L-Glutamine in the NBG medium |
| Culture Dish (60 mm) | Corning, Inc | 353002 | |
| Culture Flasks (75 cm^2) | Greiner Bio-One | 658170 | |
| Cytarabine (Ara-C) | Sigma-Aldrich | C3350000 | |
| D-(+)-Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | |
| Bovine Growth Serum (BGS) | HyClone | SH3054103 | Heat-inactivation is recommended before use. |
| B27 Supplement (50x) | Gibco | 17-504-044 | |
| Dimethyl Sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D8418-100ml | |
| Cryogenic Vials | VWR | 89094-806 | |
| DL-2-Amino-5-phosphonopentanoic acid (APV) | Sigma-Aldrich | A5282 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Coverslip Preparation | |||
| Sodium tetraborate decahydrate (borax) | Sigma-Aldrich | B9876-1KG | |
| Poly-L-Lysine Hydrobromide | Sigma-Aldrich | P2636 | |
| Histoplast Paraffin Wax | Fisher | 22-900-700 | |
| Gravity Convection Oven | VWR | 89511-404 | Used for alternative coverslip cleaning method discussed in protocol |
| Ultrasonic Bath (Sonicator) | Fisher Scientific | 15337400 | |
| Nitric Acid | Anachemia | 62786-460 | |
| Ceramic Staining Racks | Thomas Scientific | 8542E40 | Used for alternative coverslip cleaning method discussed in protocol |
| Coverslips | Glaswarenfabrik Karl Hecht GmbH | 1001/18 | Manufacturer is very important, as neurons do not adhere well to lower quality glass |
| Boric Acid | Sigma-Aldrich | B0252 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Miscellaneous | |||
| Sterile Syringe Filters | VWR | 28145-477 | Used with BD syringe for filter-sterilization |
| Syringe | BD | 302832 | Used with VWR sterile syringe filters for fliter-sterilization |
| Water Bath | Fisher Scientific | 15-460-16Q | |
| Inverted Microscope | Olympus | CKX41 | |
| 15 mL Conical Sterile Centrifuge Tubes | ThermoScientific | 339650 | |
| 50 mL Conical Sterile Centrifuge Tubes | ThermoScientific | 339652 |
References
- Banker, G. A., Cowan, W. M. Rat hippocampal neurons in dispersed cell culture. Brain Res. 126, 397-425 (1977).
- Kaech, S., Banker, G. Culturing hippocampal neurons. Nat Protoc. 1, 2406-2415 (2006).
- Adamantidis, A., et al. Optogenetics: 10 years after ChR2 in neurons–views from the community. Nat Neurosci. 18, 1202-1212 (2015).
- Ho, V. M., Lee, J. A., Martin, K. C. The cell biology of synaptic plasticity. Science. 334, 623-628 (2011).
- Huganir, R. L., Nicoll, R. A. AMPARs and synaptic plasticity: the last 25 years. Neuron. 80, 704-717 (2013).
- Luscher, C., et al. Role of AMPA receptor cycling in synaptic transmission and plasticity. Neuron. 24, 649-658 (1999).
- Varoqueaux, F., et al. Neuroligins determine synapse maturation and function. Neuron. 51, 741-754 (2006).
- Huettner, J. E., Baughman, R. W. Primary culture of identified neurons from the visual cortex of postnatal rats. J Neurosci. 6, 3044-3060 (1986).
- Lester, R. A., Quarum, M. L., Parker, J. D., Weber, E., Jahr, C. E. Interaction of 6-cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione with the N-methyl-D-aspartate receptor-associated glycine binding site. Mol Pharmacol. 35, 565-570 (1989).
- Brewer, G. J., Torricelli, J. R., Evege, E. K., Price, P. J. Optimized survival of hippocampal neurons in B27-supplemented Neurobasal, a new serum-free medium combination. J Neurosci Res. 35, 567-576 (1993).
- Goslin, K., Asmussen, H., Banker, G., Banker, G., Goslin, K. Rat hippocampal neurons in low-density culture. Culturing nerve cells. 2, 339-370 (1998).
- Hanisch, U. K. Microglia as a source and target of cytokines. Glia. 40, 140-155 (2002).
