تحليل التصوير من الخلايا العصبية إلى الخلايا الدبقية في التفاعل منهاج الثقافة ميكروفلويديك (MCP) على أساس الخلايا العصبية والخلايا الدبقية اكسون نظام المشاركة في الثقافة
Summary
هذه الدراسة توضح إجراءات إنشاء محور عصبي رواية العصبية و(الفلكية) الدبقية منصة شارك في الثقافة. في هذا النظام المشترك والثقافة، والتلاعب التفاعل المباشر بين محور عصبي واحد (واحد الخلية الدبقية) يصبح ممكنا، مما يسمح للتحليل الآلي للعصبون إشارات متبادلة لالدبقية.
Abstract
الخلايا العصبية المناسبة لتفاعل الخلايا الدبقية أمر بالغ الأهمية للعمل الفسيولوجية للجهاز العصبي المركزي (CNS). وتوسطت متطور هذا الاتصال ثنائي الاتجاه عن طريق محددة مسارات الإشارات العصبية بين الخلايا الدبقية و1،2. تحديد وتوصيف هذه المسارات إشارة ضرورية لفهم كيفية الخلايا العصبية لعلم وظائف الأعضاء الدبقية التفاعل CNS الأشكال. سابقا، تم الخلايا العصبية والخلايا الدبقية الثقافات المختلطة المستخدمة على نطاق واسع لاختبار وتميز بين مسارات الإشارات العصبية والخلايا الدبقية. ما تعلمناه من هذه الاستعدادات وغيرها من الأدوات في الجسم الحي، ومع ذلك، فقد اقترح أن يشير المتبادل بين الخلايا العصبية والخلايا الدبقية وقعت في كثير من الأحيان في حجرات داخل الخلايا العصبية المحددة (أي محور عصبي، التغصنات، أو سوما) 3. هذا يجعل من المهم لوضع نظام ثقافة جديدة تسمح فصل الأجزاء العصبية ويتناول على وجه التحديد التفاعل بين الخلايا الدبقية والعصبيةنال محاور عصبية / التشعبات. وبالإضافة إلى ذلك، فإن النظام التقليدي ثقافة مختلطة غير قادر على التمييز بين العوامل القابلة للذوبان وإشارات الاتصال المباشر بين الخلايا العصبية وغشاء الخلايا الدبقية. وعلاوة على ذلك، فإن كمية كبيرة من الخلايا العصبية والخلايا الدبقية في نظام المشاركة في الثقافة التقليدية تفتقر إلى القرار اللازم لمراقبة التفاعل بين محور عصبي واحد وخلية الدبقية.
في هذه الدراسة، ونحن تصف الرواية ومحور عصبي الدبقية نظام المشاركة في الثقافة مع استخدام منصة ميكروفلويديك الثقافة (MCP). في هذا النظام شارك في الثقافة، والمثقف الخلايا العصبية والخلايا الدبقية في غرفتين منفصلتين التي ترتبط من خلال قنوات متعددة المركزية. في هذا المنبر الثقافة ميكروفلويديك، يمكن لعمليات الخلايا العصبية فقط (محاور عصبية خاصة) أدخل الجانب الدبقية عن طريق القنوات المركزية. في تركيبة مع وضع العلامات القوية بروتين فلوري، وهذا النظام يسمح الفحص المباشر للإشارة مسارات التفاعلات بين محور عصبي / شجيري والدبقية، فإن مثل هذاق محور عصبي بوساطة تنظيم النسخي في، الدبقية الاتجار مستقبلات الخلايا الدبقية بوساطة الخلايا العصبية في محطات، والخلايا الدبقية بوساطة نمو محور عصبي. قطر الدائرة الضيقة ليحظر أيضا بشكل كبير من تدفق المتوسطة الخلايا العصبية التخصيب الى غرفة الدبقية، وتسهيل التحقيق للتفاعل غشاء من البروتين مباشرة بين محاور عصبية / التشعبات والسطوح الدبقية.
Protocol
Representative Results
Discussion
الخلايا العصبية القائمة على MCP والخلايا النجمية نظام المشاركة في الثقافة يسمح تشريح الخلايا العصبية إشارات تفصيلية لمسارات دبق نجمي الخلايا عن طريق السماح فقط محاور عصبية تمرير القنوات المركزية والتفاعل مع الخلايا astroglial. ويمكن هذا النظام شارك في وضع مريح الثقافة م?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نود أن نشكر الدكتور جيفري روثشتين لتوفير BAC GLT1 الفئران EGFP والأجسام المضادة GLT1؛ تافتس مركز البحوث العصبية (NIH P30 NS047243؛ PI، روب جاكسون) لتوفير المرافق الأساسية قيمة؛ جديد كلية منحة التوظيف (NIH P30-02 5P30NS069254 ؛ PI، فيل هايدون) في علم الأعصاب تافتس الإدارة.
Materials
| Fetal bovine serum | Hyclone | SH30070.03 | for plating neuron for neuron cutlure medium |
| Fetal bovine serum | Sigma-Aldrich | F4135 | for astrocyte culture medium |
| Glial derived nerve factor | R&D systems | 212-GD | Apply 10-20 ng/ml to neuron side of chamber |
| Dulbecco modified eagle medium high glucose | Sigma-Aldrich | 11995 | |
| 70 mm cell strainer | BD Falcon | 352350 | |
| Sterile glass bottom dish | MatTek Corporation | ||
| Microfluidic culture platforms | Xona Microfluidics LLC | SND150 | |
| 6 wells of the culture plate | Cellstar | 657 160 | |
Neuron culture medium
|
|||
|
Neuron culture medium for plating cell
|
|||
|
Astrocyte culture medium
|
|||
|
Table 1. Materials used in the microfluidic culture platform-based neuronal axon and glia co-culture system. |
References
- Stevens, B. Neuron-astrocyte signaling in the development and plasticity of neural circuits. Neuro-Signals. 16, 278-288 (2008).
- Paixao, S., Klein, R. Neuron-astrocyte communication and synaptic plasticity. Current opinion in neurobiology. 20, 466-473 (2010).
- Fields, R. D., Stevens-Graham, B. New insights into neuron-glia communication. Science. 298, 556-562 (2002).
- Park, J. W., Vahidi, B., Taylor, A. M., Rhee, S. W., Jeon, N. L. Microfluidic culture platform for neuroscience research. Nature. 1, 2128-2136 (2006).
- Wang, C. Y. Regulation of neuromuscular synapse development by glial cell line-derived neurotrophic factor and neurturin. The Journal of biological chemistry. 277, 10614-10625 (2002).
- Yang, Y. Presynaptic regulation of astroglial excitatory neurotransmitter transporter GLT1. Neuron. 61, 880-894 (2009).
- Regan, M. R. Variations in promoter activity reveal a differential expression and physiology of glutamate transporters by glia in the developing and mature CNS. The Journal of neuroscience. 27, 6607-6619 (2007).
- Swanson, R. A. Neuronal regulation of glutamate transporter subtype expression in astrocytes. The Journal of neuroscience. 17, 932-940 (1997).
- Schlag, B. D. Regulation of the glial Na+-dependent glutamate transporters by cyclic AMP analogs and neurons. Molecular pharmacology. 53, 355-369 (1998).
- Ponomarev, E. D., Novikova, M., Maresz, K., Shriver, L. P., Dittel, B. N. Development of a culture system that supports adult microglial cell proliferation and maintenance in the resting state. Journal of immunological. 300, 32-46 (2005).
- Espinosa-Jeffrey, A., Wakeman, D. R., Kim, S. U., Snyder, E. Y., de Vellis, J. Culture system for rodent and human oligodendrocyte specification, lineage progression, and maturation. Current protocols in stem cell biology. Chapter 2, (2009).
- Barres, B. A. The mystery and magic of glia: a perspective on their roles in health and disease. Neuron. 60, 430-440 (2008).
- Debanne, D., Rama, S. Astrocytes shape axonal signaling. Science signaling. 4, pe11 (2011).
