Isolamento de Neural Stem / células progenitoras da Região Periventricular do rato adulto e Medula Espinhal Humano
Summary
The adult mammalian spinal cord contains neural stem/progenitor cells (NSPCs) that can be isolated and expanded in culture. This protocol describes the harvesting, isolation, culture, and passaging of NSPCs generated from the periventricular region of the adult spinal cord from the rat and from human organ transplant donors.
Abstract
Rato adulto e medula espinhal células humanas neuronais estaminais / progenitoras (NSPCs) cultivadas em meio de crescimento enriquecido com fator permite a proliferação de multipotentes, e células-tronco neurais expansíveis auto-renovação. Em condições de soro, estes NSPCs multipotentes vai diferenciar, gerando neurônios, astrócitos e oligodendrócitos. O tecido colhido é enzimaticamente dissociada em uma solução de papaína-EDTA e depois dissociados mecanicamente e separado através de um gradiente de densidade descontínuo para produzir uma suspensão de célula única que é banhado em meio neurobasal suplementado com factor de crescimento epidérmico (EGF), factor de crescimento de fibroblastos básico (bFGF ), e heparina. Rato adulto NSPCs medula espinhal são cultivadas como neurospheres livre flutuação e adulto humanos NSPCs da medula espinhal são cultivadas como culturas aderentes. Sob estas condições, adultos NSPCs medulares proliferam, expressam marcadores de células precursoras, e pode ser continuamente aumentada passagem. Estas células pode be estudada in vitro em resposta a vários estímulos, e factores exógenos pode ser usada para promover a restrição de linhagem para examinar a diferenciação de células estaminais neurais. Multipotentes NSPCs ou sua progénie também podem ser transplantadas em vários modelos animais para avaliar a reparação regenerativa.
Introduction
NSPCs são células multipotentes comprometidos com a linhagem neural que podem se auto renovar e expandir rapidamente in vitro. Nós nos referimos a essas células como uma população mista de células estaminais / progenitoras neurais uma vez que eles exibem propriedades de células-tronco multipotentes auto-renovação e progenitores mais restritas. NSPCs são encontradas tanto no cérebro fetal e adulto e na medula espinal 1,2. No adulto, NSPCs são normalmente quiescentes e residir dentro nichos específicas, incluindo a zona subventricular alinhando os ventrículos laterais de 2-4, e a região periventricular torno do canal central da medula espinal 5,6.
Normalmente, NSPCs são cultivadas como neurospheres livre flutuação ou monocamadas como aderentes em meio isento de soro suplementado com EGF e bFGF, mitogens que selecionam para as populações de células estaminais / progenitoras. O ensaio neuroesfera originalmente desenvolvido por Reynolds e Weiss 2, é mais vulgarmente utilizado para a cultura eexpandir as células-tronco neurais. NSPCs mostram multipotência quando eles são plaqueadas em crescimento isento de factor de meio contendo soro, diferenciar-se em neurónios, astrócitos e oligodendrócitos. Multipotentes, NSPCs auto-renovação podem ser isoladas e cultivadas a partir da medula espinal roedor adulto quando o tecido cultivado inclui regiões do canal central 6,7. Uma vantagem potencial na utilização NSPCs gerados a partir da medula espinal adulta em oposição a geração de células a partir de outras regiões é que estas células de tecidos específicos mais se assemelham células na medula espinal que são perdidas ou danificadas após a lesão ou doença.
Trabalhos anteriores mostraram que neuroesferas derivadas da medula espinal adulto humano não podia ser propagada a longo prazo ou passadas para gerar números suficientes de células de 8,9. No entanto, com modificações em condições de cultura, nós informamos a expansão e transplante de NSPCs derivadas de medula espinhal humanos adultos, o que demonstra que a auto-renovaçãoe NSPCs multipotentes podem ser isolados a partir da medula espinal humano adulto de 10 doadores de transplante de órgãos. Em primeiro lugar, a remoção da maior parte da matéria branca durante a dissecção e a cultura destas células em um substrato aderente em meio de crescimento enriquecido com factor seleccionado para a proliferação de adultos humanos NSPCs da medula espinal. Neste protocolo, descrevemos a colheita da medula espinhal de ratos adultos e de dadores humanos de transplante de órgãos, a dissecção do tecido periventricular, e o isolamento, e expansão da cultura NSPCs.
Protocol
Representative Results
Discussion
Durante a dissecção da medula espinal do tecido cuidados devem ser tomados para não danificar a medula espinhal durante a realização da laminectomia. É mais fácil isolar o tecido periventricular quando os segmentos da medula espinal estão intactos. Os segmentos de tecido deve ser totalmente imersa em tampão de dissecação e as meninges que recobrem e substância branca pode ser cortada como tiras longitudinais com microtesoura. Alternativamente, uma pinça fina pode ser usada para descascar a substância branc…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge support from Spinal Cord Injury Ontario, the Ontario-China Research and Innovation Fund, the Toronto General and Western Hospital Foundation, and Physicians’ Services Incorporated Foundation. The authors thank Dr. Tasneem Zahir for expert advice in human spinal cord NSPC culture, and Drs. Cindi Morshead and Iris Kulbatski for their expert advice in rat spinal cord NSPC isolation.
Materials
| 1X PBS | Life Technologies | #10010023 | Dissection buffer |
| 1X HBSS | Life Technologies | #14175095 | Dissection buffer |
| D-glucose | Sigma | # G-6152 | Prepare 30% glucose stock solution for dissection buffer and hormone mix |
| Penicillin-Streptomycin | Life Technologies | #15140-148 | Dissection buffer and culture medium |
| Neurobasal-A | Life Technologies | #10888-022 | Culture medium |
| L-glutamine, 200mM | Life Technologies | #25030-081 | Culture medium |
| B27 | Life Technologies | #12587010 | Culture medium |
| DMEM | Life Technologies | #11885084 | Hormone mix |
| F12 | Life Technologies | #21700-075 | Hormone mix |
| NaHCO3 | Sigma | # S-5761 | Prepare 7.5% NaHCO3 stock solution for hormone mix |
| HEPES | Sigma | #H9136 | Prepare 1M HEPES stock solution for hormone mix |
| Insulin | Sigma | #I-5500 | Hormone mix |
| Apo-transferrin | Sigma | #T-2252 | Hormone mix |
| Putrescine | Sigma | # P7505 | Hormone mix |
| Selenium | Sigma | #S-9133 | Hormone mix |
| Progesterone | Sigma | #P-6149 | Hormone mix |
| EGF, mouse | Sigma | #E4127 | Prepare 100 μg/ml stocks in B27 and aliquot; EFH medium |
| EGF, human recombinant | Sigma | #E9644 | Prepare 100 μg/ml stocks in B27 and aliquot; EFH medium |
| bFGF, human recombinant | Sigma | #F0291 | Prepare 100 μg/ml stocks in B27 and aliquot; EFH medium |
| Heparin, 10000U | Sigma | #H3149 | Prepare 27.3 mg/ml stocks in hormone mix and aliquot; EFH medium |
| Papain dissociation kit | Worthington Biochemicals | #LK003150 | Contains EBSS, papain, DNase, ovomucoid protease inhibitor with BSA |
| Sodium Pentobarbital | Bimeda – MTC Animal Health Inc | DIN 00141704 | |
| Tissue Forceps: Addisons | Fine Science Tools | #11006-12 | Serrated standard tip; micro-tip also available |
| Fine Forceps: Dumont #4 | Fine Science Tools | #11241-30 | |
| Microscissors | Fine Science Tools | #15024-10 | Round-handled Vannas |
| Rongeurs | Bausch & Lomb | N1430 | |
| 10mm Petri dishes | Nunc | 1501 | |
| T25 Culture flasks | Nunc | 156367 | |
| 40 μm nylon cell strainer | VWR | CA21008-949 | |
| 6 well plates | Nunc | CA73520-906 | |
| Matrigel, growth factor reduced (100X) | Corning | 354230 | Thaw according to directions and freeze aliquots; use diluted at a ratio of 40 μl Matrigel: 1 ml SFM |
Referências
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