Summary

Métodos de Estudo da morfogênese neuronal:<em> Ex vivo</em> Eletroporação RNAi no Cortex Cerebral Murina embrionárias

Published: May 18, 2012
doi:

Summary

Para realizar uma avaliação rápida da função de genes no desenvolvimento de córtex cerebral, que descrevem métodos que envolvem a<em> Ex vivo</em> Electroporação de plasmídeos co-expressando RNA inibitória (RNAi) e GFP no córtex embrionário de murídeo. Este protocolo é favorável ao estudo de vários aspectos do neurodesenvolvimento, como neurogênese, migração neuronal e morfogênese neuronal incluindo dendrito e crescimento axonal.

Abstract

O córtex cerebral dirige funções cognitivas superiores. Esta estrutura de seis camadas é gerado no interior um do primeiro, a maneira de fora para último, em que os neurónios primeiros nascidos permanecem mais próximos do ventrículo enquanto que os neurónios últimos nascidos migrar passado os neurónios primeiros nascidos no sentido da superfície do cérebro 1. Além disso a migração neuronal 2, um processo chave para a função cortical normal é a regulação da morfogénese neuronal 3. Enquanto morfogênese neuronal pode ser estudada in vitro em culturas primárias, há muito a ser aprendido a partir de como esses processos são regulados em ambientes de tecido.

Nós descrevemos técnicas para analisar a migração neuronal e / ou morfogénese em fatias organotípicas do córtex cerebral 4,6. Um vetor pSilencer modificado é usado que contém um promotor U6 que impulsiona as duplas de RNA hairpin encalhados e um cassete de expressão separado que codifica a proteína GFP dirigido bya promotor de CMV 7-9. Nossa abordagem permite a rápida avaliação de defeitos no crescimento de neuritos em knockdown específica de genes candidatos e tem sido utilizado com sucesso em uma tela para os reguladores de crescimento neurite 8. Como apenas um subconjunto de células irão expressar as construções RNAi, as fatias organotípicas permitir uma análise do mosaico dos fenótipos potenciais. Além disso, porque esta análise é feita de uma aproximação próxima da ambiente in vivo, ele fornece uma alternativa de baixo custo e rápida para a geração de animais transgénicos ou knockout para os genes de função desconhecida cortical. Finalmente, em comparação com a tecnologia in vivo electroporação, o sucesso de experiências de electroporação ex vivo não é dependente de desenvolvimento proficiente cirurgia habilidade e pode ser realizada com um menor tempo de formação e habilidade.

Protocol

1. Preparar Soluções Cultura e Mídia (e não em vídeo) Prepare 1 litro de solução de Hank completa do sal equilibrada (HBSS) contendo HBSS 1x, 2,5 mM de HEPES (pH 7,4), 30 mM de D-glucose, 1 mM de CaCl2, 1 mM de MgSO4 e 4 mM de NaHCO3. Adicione a água bidestilada (DDH 2 O). Filtrar esterilizar com um filtro de 0,2 mícrons e armazenar a 4 ° C. Preparar meio de cultura usando fatia 35 mL de Basal Eagle Médium meios de comunicação, 12,9 mL de HBSS…

Discussion

Estes métodos envolvem a eletroporação ex vivo de plasmídeos codificando a fita dupla de RNA grampos 8 e cultura de fatias organotípicas 4 oferece diversas vantagens. Primeiro, estes métodos permitem uma avaliação rápida de RNAi derivados de fenótipos. A inclusão de uma GFP codificação expressão cassete no vector pSilencer mesmo que contém o promotor U6 que impulsiona o gancho de cabelo de ARN de cadeia dupla permite uma identificação rápida e caracterização de células…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos Dr. Shirin Bonni para proporcionar o construto pSil-GFP, Dr. Alper Uzun para a ilustração da Figura 1, e com a instalação bioimaging Leduc para microscopia confocal. EMM é suportado pelo Prémio Carreira para a Ciência Médica da Burroughs Wellcome Fund, uma NARSAD Prêmio jovens investigadores, e NCRR NIH COBRE P20 RR018728-01. SBL é suportado pelo NIH NCRR COBRE P20 RR018728-01, e tem recebido apoio do PHS NRSA 5T32MH019118-20.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments
Hamilton syringe HAMILTON 80008 31 gauge, 0.5 inches long,PT-4 (level of point beveling), 10μl volume
Platinum tweezertrodes BTX 45-0489 5mm size
ECM830 electroporator BTX 45-0002  
BTX Footswitch BTX 45-0208 For use with ECM830 electroporator
Vibrating blade microtome LEICA VT1000 S  
6- well dish to use with inserts FALCON 353502 Contains notches to fit inserts
Tissue culture inserts FALCON 353090 0.4 micrometer
Fast Green SIGMA F7252  
Low Melting Agarose FISHER BP165-25 DNA grade
Laminin Sigma-Aldrich L2020  
Poly-L-lysine Sigma-Aldrich P5899  
Basal Medium Eagle Sigma Aldrich B-1522  
HBSS 10x without Ca and Mg GIBCO 14180-046  
HEPES-free acid Sigma- Aldrich H4034  

References

  1. Angevine, J. B., Sidman, R. L. Autoradiographic study of cell migration during histogenesis of cerebral cortex in the mouse. Nature. 192, 766-766 (1961).
  2. Kriegstein, A. R., Noctor, S. C. Patterns of neuronal migration in the embryonic cortex. Trends Neurosci. 27, 392-392 (2004).
  3. Barnes, A. P., Polleux, F. Establishment of axon-dendrite polarity in developing neurons. Annu. Rev. Neurosci. 32, 347-347 (2009).
  4. Haydar, T. F., Bambrick, L. L., Krueger, B. K., Rakic, P. Organotypic slice cultures for analysis of proliferation, cell death, and migration in the embryonic neocortex. Brain Res. Brain Res. Protoc. 4, 425-425 (1999).
  5. Polleux, F., Ghosh, A. The slice overlay assay: a versatile tool to study the influence of extracellular signals on neuronal. Sci. STKE. 2002, pl9-pl9 (2002).
  6. Guerrier, S. The F-BAR domain of srGAP2 induces membrane protrusions required for neuronal migration and morphogenesis. Cell. 138, 990-990 (2009).
  7. Stegmuller, J. Cell-intrinsic regulation of axonal morphogenesis by the Cdh1-APC target SnoN. Neuron. 50, 389-389 (2006).
  8. Sepp, K. J. Identification of neural outgrowth genes using genome-wide RNAi. PLoS Genet. 4, e1000111-e1000111 (2008).
  9. Konishi, Y. Cdh1-APC controls axonal growth and patterning in the mammalian brain. Science. 303, 1026-1026 (2004).
  10. Vankelecom, H. Fixation and paraffin-embedding of mouse tissues for GFP visualization. Cold Spring Harb Protoc. 2009, 5298-5298 (2009).
  11. Hand, R. Phosphorylation of Neurogenin2 specifies the migration properties and the dendritic morphology of pyramidal neurons in the neocortex. Neuron. 48, 45-45 (2005).
  12. Taniguchi, Y., Young-Pearse, T., Sawa, A., Kamiya, A. In Utero Electroporation as a Tool for Genetic Manipulation in Vivo to Study Psychiatric Disorders: From Genes to Circuits and Behaviors. Neuroscientist. 18, 169-179 (2012).

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Cite This Article
Lizarraga, S. B., Coser, K. R., Sabbagh, M., Morrow, E. M. Methods for Study of Neuronal Morphogenesis: Ex vivo RNAi Electroporation in Embryonic Murine Cerebral Cortex. J. Vis. Exp. (63), e3621, doi:10.3791/3621 (2012).

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