Isolamento e cultura de células-tronco neurais embrionárias de rato
Summary
Aqui, apresentamos uma nova técnica microcirúrgica para o isolamento de células-tronco neurais da Eminência ganglionar embrião de rato E13 .
Abstract
Células-tronco neurais (NSCs) são multipotentes e pode dar origem a três tipos principais de célula do sistema nervoso central (SNC). Cultura in vitro e expansão de NSCs fornecem uma fonte adequada de células para neurocientistas estudar a função dos neurônios e células gliais, juntamente com suas interações. Existem várias técnicas relatadas para o isolamento de células-tronco neurais do cérebro de mamíferos adultos ou embrião. Durante a operação microcirúrgica para isolar NSCs de diferentes regiões do SNC embrionário, é muito importante reduzir os danos ao cérebro células para obter o rácio mais elevado de células-tronco ao vivo e expansíveis. Uma possível técnica para redução de estresse durante o isolamento dessas células do cérebro do rato embrião é a redução do tempo cirúrgico. Aqui, vamos demonstrar uma técnica desenvolvida para rápida isolamento dessas células da Eminência ganglionar embrião de rato E13 . Os procedimentos cirúrgicos incluem a colheita de embriões de rato E13 do útero, cortando a fontanela frontal do embrião com uma ponta de agulha torta, extraindo o cérebro do crânio, microdissection do cérebro isolado para colher a Eminência ganglionar, dissociação do tecido colhido no meio de NSC para obter uma suspensão de célula única e, finalmente, chapeamento de células em cultura de suspensão para gerar neurospheres.
Introduction
Células-tronco neurais (NSCs) residem em diferentes regiões do cérebro adulto e embrião e eles têm uma tendência a gerar diferentes tipos de neurônios e células gliais1. Zona subventricular no cérebro de mamíferos adultos2 e Eminência ganglionar do cérebro do embrião são regiões ricas de NSC3. No cérebro em desenvolvimento, a Eminência ganglionar oferece a maioria dos interneurônios corticais e particularmente gabaérgica interneurônios3. Também existem métodos menos invasivos para a geração de células-tronco neurais de células-tronco embrionárias (CES) ou uso de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) que reduzem a demanda por animal. Apesar do fato de que gerar NSCs de CES ou iPSCs é possível4,5, tem algumas vantagens e desvantagens em comparação com o isolamento de células-tronco neurais do adulto ou embrião cérebro6,7, 8. Os protocolos para induzir a diferenciação de CES e iPSCs em direção a fenótipos neuronais são sempre tempo e custo de consumo e a taxa de sucesso (70-80% Nestin células positivas)5 é mais baixo comparada com isolamento direto de NSCs o cérebro animal ( mais de 99% Nestin células positivas)9. Além disso, as células-tronco perdem sua tendência de estabilidade e diferenciação genética após várias passagens10,11. Embora existam outros novos relatórios sobre a conversão direta de células somáticas em NSCs, estas células são geneticamente e não são facilmente acessíveis em cada laboratório12. Portanto, ainda há uma grande demanda por isolamento de células-tronco neurais do cérebro animal; é possível reduzir a quantidade de uso animal, melhorando as técnicas cirúrgicas. Reduzindo o tempo cirúrgico e melhorar as técnicas, é possível manter as células de danos e obter a maior taxa de NSCs de cada animal.
Aqui, apresentamos uma técnica simplificada e reprodutível para isolamento de células-tronco neurais do cérebro de embrião do rato E13 .
Protocol
Representative Results
Discussion
Usar uma fonte adequada de células-tronco neurais é muito importante para os neurocientistas. Células-tronco neurais pode ser colhidas de diferentes áreas do cérebro do embrião e podem gerar tipos específicos de neurônios e células gliais. Existem vários métodos para a indução da diferenciação de células-tronco neurais para induzi-los a gerar neurônios maduros e células gliais. Há inúmeros relatos indicando que em condições de cultura específica e regimentos fator trófico, poderia gerar neurônios…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi financiado pelo Instituto de Royan.
Materials
| 15 mL tubes | Falcon | 352097 | |
| 50 mL tubes | Falcon | 352235 | |
| Adson Forceps, 12 cm, Straight | WPI | 14226 | |
| B27 | Gibco | 17504-44 | |
| bFGF | Sigma | F0291 | |
| bovine serum albumin (BSA) | Sigma | A2153 | |
| dish 10cm | Falcon | 353003 | |
| Dressing Forceps, 12.5 cm, Straight | WPI | 15908 | |
| Dumont Tweezers, 11 cm, Straight | WPI | 500342 | |
| EGF | Sigma | E9644 | |
| Ethanol | Merck | 100983 | |
| Glutamate | Sigma | G3291 | |
| Glutamax | Gibco | 35050061 | |
| goat anti rabbit FITC conjugated secondary antibody | Sigma | AP307F | |
| goat serum | Sigma | G9023 | |
| Heparin | Sigma | h3149 | |
| HEPES | Sigma | 83264 | |
| HEPES | Sigma | 90909C | |
| insulinsyringe with 25-27 gauge Needle | SUPA medical | A1SNL127 | |
| laminin | sigma | L2020 | |
| MEM | Sigma | M2279 | |
| N2 supplement | Gibco | 17502048 | |
| NB medium | Gibco | 21103-31 | |
| Non-essential amino acid (NEAA) | Gibco | 11140050 | |
| PBS without Ca and Mg | Gibco | 20012050 | |
| Penicilin/ Streptomycin | Gibco | 5140122 | |
| Poly-L-ornithine | Sigma | P4957 | |
| rabbit anti mouse beta tubulin-III antibody | Sigma | T2200 | |
| rabbit anti mouse GFAP antibody | Sigma | G4546 | |
| rabbit anti mouse Nestin antibody | Sigma | N5413 | |
| Scalpel Handle #3 | WPI | 500236 | |
| Scissors curve | WPI | 14396 | |
| Scissors sharp straight | WPI | 14192 | |
| Soybean trypsin inhibitor | Roche | 10109886001 | |
| Tissue culture flasks, T25 | BD | 353014 | |
| Tissue culture flasks, T75 | BD | 353024 | |
| Tween 20 | Sigma | P1379 | |
| Vannas Scissors, 8 cm, Straight | WPI | 14003 | |
| β-mercaptoethanol | Sigma | M6250 |
Referências
- Navarro Quiroz, E., et al. Cell Signaling in Neuronal Stem Cells. Cells. 7 (7), (2018).
- Choi, C. I., et al. The Thrombin Receptor Restricts Subventricular Zone Neural Stem Cell Expansion and Differentiation. Scientific Reports. 8 (1), 9360 (2018).
- Li, H., et al. Isolation of a novel rat neural progenitor clone that expresses Dlx family transcription factors and gives rise to functional GABAergic neurons in culture. Developmental Neurobiology. 72 (6), 805-820 (2012).
- Liu, Y., et al. Derivation of phenotypically diverse neural culture from hESC by combining adherent and dissociation methods. Journal of Neuroscience Methods. , (2018).
- Dhara, S. K., et al. Human neural progenitor cells derived from embryonic stem cells in feeder-free cultures. Differentiation. 76 (5), 454-464 (2008).
- Aligholi, H., Hassanzadeh, G., Gorji, A., Azari, H. A Novel Biopsy Method for Isolating Neural Stem Cells from the Subventricular Zone of the Adult Rat Brain for Autologous Transplantation in CNS Injuries. Methods in Molecular Biology. 1462, 711-731 (2016).
- Azari, H., Sharififar, S., Rahman, M., Ansari, S., Reynolds, B. A. Establishing embryonic mouse neural stem cell culture using the neurosphere assay. Journal of Visualized Experiments. (47), (2011).
- Ferrari, D., Binda, E., De Filippis, L., Vescovi, A. L. Isolation of neural stem cells from neural tissues using the neurosphere technique. Current Protocols in Stem Cell Biology. , (2010).
- Guo, W., Patzlaff, N. E., Jobe, E. M., Zhao, X. Isolation of multipotent neural stem or progenitor cells from both the dentate gyrus and subventricular zone of a single adult mouse. Nature Protocols. 7 (2012), (2005).
- Liu, P., et al. Passage Number is a Major Contributor to Genomic Structural Variations in Mouse iPSCs. Stem Cells and Development. 32 (10), 2657-2667 (2014).
- Diaferia, G. R., et al. Systematic Chromosomal Analysis of Cultured Mouse Neural Stem Cell Lines. Stem Cells and Development. 20 (8), 1411-1423 (2011).
- Hemmer, K., et al. Induced Neural Stem Cells Achieve Long-Term Survival and Functional Integration in the Adult Mouse Brain. Stem Cell Reports. 3 (3), 423-431 (2014).
- Menon, V., Thomas, R., Ghale, A. R., Reinhard, C., Pruszak, J. Flow Cytometry Protocols for Surface and Intracellular Antigen Analyses of Neural Cell Types. Journal of Visualized Experiments. (94), 52241 (2014).
- Zhang, Z., Wang, Z., Rui, W., Wu, S. Magnesium lithospermate B promotes proliferation and differentiation of neural stem cells in vitro and enhances neurogenesis in vivo. Tissue and Cell. 53, 8-14 (2018).
- Zilkha-Falb, R., Gurevich, M., Hanael, E., Achiron, A. Prickle1 as positive regulator of oligodendrocyte differentiation. Neurociência. 364, 107-121 (2017).
- Wang, L., et al. Oligodendrocyte differentiation from human neural stem cells: A novel role for c-Src. Neurochemistry International. 120, 21-32 (2018).
- Palanisamy, A., et al. Oxytocin alters cell fate selection of rat neural progenitor cells in vitro. PLoS ONE. 13 (1), e0191160 (2018).
- Llewellyn-Smith, I. J., Basbaum, A. I., Braz, J. M. Long-term, dynamic synaptic reorganization after GABAergic precursor cell transplantation into adult mouse spinal cord. Journal of Comparative Neurology. 526 (3), 480-495 (2018).
- Precious, S. V., et al. FoxP1 marks medium spiny neurons from precursors to maturity and is required for their differentiation. Experimental Neurology. 282, 9-18 (2016).
