Mikroakışkan Kültür Platformu Glia Etkileşimi (MCP) tabanlı Nöronal Akson ve Glia Co-kültür Sistemi Nöron görüntülenmesi Analizi
Summary
Bu çalışma, bir roman nöronal akson ve (astro) glia ko-kültür platformu kurma prosedürleri açıklar. Bu ko-kültür sisteminde, bir tek akson (ve tek bir glial hücre) arasındaki doğrudan etkileşim manipülasyon glial sinyalleşme karşılıklı nöronların mekanik analiz izin veren, uygun olur.
Abstract
Glia etkileşim Uygun nöron merkezi sinir sistemi (MSS) fizyolojik fonksiyonu için önemlidir. Bu çift yönlü iletişim sophisticatedly nöron ve glia 1,2 arasında belirli sinyal yolakları aracılık etmektedir. Bu sinyal yollarının tanımlanması ve karakterizasyonu glia etkileşim şekilleri MSS fizyolojisi nasıl nöronun anlayışı esastır. Önceleri, nöron ve glia karışık kültürlerin yaygın nöron ve glia arasındaki sinyal yolları test ve karakterizasyonu için kullanılmıştır. In vivo araçları bu müstahzarlar ve diğer öğrendim Ne Ancak, nöron ve glia arasında karşılıklı sinyalleşme sıklıkla nöronlar (yani, akson, dendrit veya soma) 3 içinde belirli bölümlerinde meydana geldiğini öne sürdü. Bu önemli nöronal bölmeleri ayrılması olanak sağlayan yeni bir kültür sistemi geliştirmek için yapar ve özellikle glia ve nöro arasındaki etkileşimi inceliyornal akson / dendrit. Buna ek olarak, geleneksel bir karışık kültür sisteminde çözünür faktörler ve nöron ve glia arasında doğrudan bir kontak sinyali ayırıcı zar yeteneğine sahip değildir. Ayrıca, geleneksel ko-kültür sisteminde nöronların ve glial hücreler ve büyük miktarda, tek bir akson ve bir glial hücre arasındaki etkileşimi gözlemlemek için gerekli çözünürlüğü yoksundur.
Bu çalışmada, bir mikroakışkan kültür platformu (MCP) kullanılması ile bir yeni akson ve glia ko-kültür sistemi açıklanmaktadır. Bu ko-kültür sisteminde, nöronlar ve glial hücreler birden santral kanallar aracılığıyla bağlanan iki ayrı odalarında kültüre. Bu mikroakışkan kültür platformu, sadece nöronal süreçleri (özellikle aksonlar) merkezi kanallardan glial tarafında girebilirsiniz. Güçlü floresan protein etiketleme ile birlikte, bu sistem, böyle bir akson / dendrit ve glial etkileşimler arasındaki sinyal yolakları, direkt bakı sağlarnöronal terminalleri glia, glia-aracılı reseptör ticareti, ve glia-aracılı akson büyüme ler akson-aracılı transkripsiyonel düzenleme. Odasının çapı önemli derecede dar akson / dendrit ve glial yüzeyler arasındaki doğrudan zar protein etkileşimi kolaylaştırmak sondalama, glial odasına nöron-zenginleştirilmiş orta akışını engeller.
Protocol
Representative Results
Discussion
MCP tabanlı nöron ve astrosit ko-kültür sistemi sadece aksonlar merkez kanalları geçmesine izin ve Astroglial hücreleri ile etkileşerek astroglial sinyal yolları ayrıntılı nöronun diseksiyon sağlar. Bu ko-kültür sistemi rahatlıkla konvansiyonel nöron ve astrosit kültürü prosedürleri ile kurulabilir. Biz de Astrositlerde akson bağımlı GLT1 organizatörü aktivasyonu gösteren bir eGFP tabanlı muhabiri istihdam ederek bu ko-kültür sistemi pratik bir uygulama nitelendirdi.
<p class="jove_con…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz BAC GLT1 eGFP fareler ve GLT1 antikor sağlamak için Dr Jeffrey Rothstein teşekkür etmek istiyorum; değerli çekirdek imkanları sağlamak için; Sinirbilim Araştırmaları Tufts Merkezi (PI, Rob Jackson NIH P30 NS047243); Yeni öğretim üye hibesi (NIH P30 5P30NS069254-02 ; Tufts Sinirbilim Anabilim PI, Phil Haydon).
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).
