Summary

Isolering af cerebrospinalvæske fra Gnaver Embryoner til brug med dissekeret Cerebral Cortikale Eksplantater

Published: March 11, 2013
doi:

Summary

Den ventrikulære cerebrospinalvæske (CSF) bader neuroepitelceller og cerebral cortical progenitorceller under tidlig hjernens udvikling i embryoet. Her beskrives fremgangsmåden udviklet til isolering af ventrikulær CSF fra gnavere embryoner i forskellige aldre for at undersøge dets biologiske funktion. Derudover viser vi vores cerebral kortikal eksplantat dissektion og dyrkning teknik, der giver mulighed for eksplantat vækst med minimale volumen af ​​kulturmedium eller CSF.

Abstract

CSF er en kompleks væske med en dynamisk varierende proteom hele udviklingen og i voksenlivet. Under embryonisk udvikling, adskiller den spirende CSF fra fostervandet ved lukning af den forreste neuralrøret. CSF volumen stiger derefter i de efterfølgende dage som de neuroepitelceller progenitorceller foring hjertekamrene og choroid plexus generere CSF. De embryoniske CSF kontakter den apikale, ventrikulære overflade af de neurale stamceller i den udviklende hjerne og rygmarv. CSF giver afgørende fluidtryk til udvidelse af den udviklende hjerne og distribuerer vigtige vækstfremmende faktorer til neurale progenitorceller i en tidsmæssigt specifik måde. At undersøge funktionen af ​​CSF, er det vigtigt at isolere rene prøver af embryonisk CSF uden kontaminering fra blod eller udviklingslandene telencephalic væv. Her beskriver vi en teknik til at isolere relativt rene prøver af ventrikulær embryonisk CSF, der kan anvendes tilen lang række eksperimentelle assays, herunder massespektrometri, protein elektroforese og celle og primære eksplantat kultur. Vi viser, hvordan man dissekere og kultur kortikale eksplantater på porøse polycarbonatmembraner for at vokse udvikle cortexvæv med reducerede mængder af medier eller CSF. Med denne metode kan forsøg udføres under anvendelse af CSF fra forskellige aldre eller tilstande at undersøge den biologiske aktivitet af CSF proteomet på målceller.

Introduction

CSF er en kompleks væske, der bader udviklingslandene neuroepithelium 1-6 og giver væsentlig tryk 7 og vækstfremmende signaler til hjernens udvikling 8-12. For at undersøge CSF i løbet af hjernens udvikling, vi udviklet teknikker til at isolere ventrikulær CSF i at udvikle rotte-eller muse embryoer på forskellige udviklingsstadier 6,9. Tidligere fremgangsmåder til isolering inkluderet under anvendelse af en glas mikronål og isolering af CSF ved anvendelse af en mikro-injektor 1,2. Vores fremgangsmåde anvender et glas mikro-kapillær pipette hvis spids er trukket for at skabe en ultrafin for forbedret vævspenetration. Glasset mikro-kapillære pipette er forbundet til en aspirator så ventrikulær CSF samling kan styres med blide trykændringer. For at undersøge stamceller påvirkninger af CSF-signaler, vi dissekere cerebrale kortikale eksplantater, placere dem på polycarbonatmembraner, og flyde dem på passende culture medium suppleret med CSF-prøver 9. Med denne teknik er reducerede volumener af alle tilstrækkelige til dyrkning af væv, giver mulighed for en effektiv udnyttelse af CSF 9.

Protocol

1. Embryo Isolation / præparat Denne teknik kan anvendes til mus eller rotte. I denne protokol vi vise FSR indsamling teknik og cerebral cortical eksplantat dissektion med muse embryonale hjerne. Vi vil kommentere eventuelle væsentlige forskelle for rotter versus mus, der findes inden for de generelle teknikker. For det embryoniske alder staging system, er E1 klassificeret som dagen af ​​proppen for rotter, og E0.5 er klassificeret som dagen af ​​proppen for mus. Forbere…

Representative Results

CSF indsamling bør give en klar og gennemsigtig væske. Der bør ikke være noget bevis for kontaminering fra blod, hvilket fremgår af en rød eller gul farvet fluidum i indsugningsstillingen, og i Eppendorf-rør. Der bør også være tegn på væv i indsugningsstillingen, og Eppendorf-rør. Når CSF centrifugeres, kan man også vurdere CSF mikroskopisk at sikre, at der ikke er nogen forurening. Hvis der er tegn på kontaminering bør CSF kasseres. Fra den ene E14.5 mus kuld, kan man forudse at indsamle 10-15 gl CSF. …

Discussion

Den beskrevne fremgangsmåde til ventrikulær CSF samling har givet forholdsvis rene prøver af embryonisk CSF med stabilt protein sammensætning og ensartet aktivitet i en række cellulære assays 9. Med en god samling teknik og kuldstørrelse af ti E14.5 mus, kan man forvente at indsamle 10-15 pi CSF, og fra et kuld på E16 rotter, kan man forvente at indsamle omkring 50-90 ul CSF. Denne samling teknik minimerer kontaminering fra blod og væv, ved omhyggelig observation, centrifugering og kassation af prøv…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi er taknemmelige for støtte fra NIH (Award numre R00 NS072192 til MKL, HD029178 til AS.L., og 2 RO1 NS032457 til CAW). MKL er modtageren af ​​Børnenes Hospital Boston Karriereudvikling Fellowship / Harvard Medical School Shore Fellowship og en Fellow af Alfred P. Sloan Foundation. CAW er et investigator i Howard Hughes Medical Institute.

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Wiretrop II capillary needles Drummond Scientific #5-000-2020
Sylgard Ellsworth Adhesives #184 SIL ELAST kit
Aspirator tube assembly Sigma #A5177-5EA
Disposable filter Venturi or local pharmacy not available Standard cigarette filter
Roundstock opthalmic knife (15 degree stab knife) World Precision Instruments, Inc. #500250
35mm glass bottomed culture dish MatTek Corp. #P35G-1.5-14-C
Platinum-iridium wire Tritech Research #PT-9010-010-3FT
Nuclepore Track-Etch Membrane Whatman #09-300-57
Hanks Balanced Salt Solution Fisher Scientific #SH30031.FS
Iridectomy Scissors Fine Science Tools #15000-02

References

  1. Dziegielewska, K. M., Evans, C. A., Lai, P. C., Lorscheider, F. L., Malinowska, D. H., Mollgard, K., Saunders, N. R. Proteins in cerebrospinal fluid and plasma of fetal rats during development. Developmental Biology. 83 (1), 193-200 (1981).
  2. Gato, A., Martin, P., Alonso, M. I., Martin, C., Pulgar, M. A., Moro, J. A. Analysis of cerebro-spinal fluid protein composition in early developmental stages in chick embryos. Journal of Experimental Zoology. Part A, Comparative Experimental Biology. 301 (4), 280-289 (2004).
  3. Gato, A., Moro, J. A., Alonso, M. I., Bueno, D., Mano, D. L., Martin, C. Embryonic cerebrospinal fluid regulates neuroepithelial survival, proliferation, and neurogenesis in chick embryos. The Anatomical Record. Part A, Discoveries in Molecular, Cellular, and Evolutionary Biology. 284 (1), 475-484 (2005).
  4. Parada, C., Gato, A., Aparicio, M., Bueno, D. Proteome analysis of chick embryonic cerebrospinal fluid. Proteomics. 6 (1), 312-320 (2006).
  5. Parada, C., Gato, A., Bueno, D. Mammalian embryonic cerebrospinal fluid proteome has greater apolipoprotein and enzyme pattern complexity than the avian proteome. Journal of Proteome Research. 4 (6), 2420-2428 (2005).
  6. Zappaterra, M. D., Lisgo, S. N., Lindsay, S., Gygi, S. P., Walsh, C. A., Ballif, B. A. A comparative proteomic analysis of human and rat embryonic cerebrospinal fluid. Journal of Proteome Research. 6 (9), 3537-3548 (2007).
  7. Desmond, M. E., Jacobson, A. G. Embryonic brain enlargement requires cerebrospinal fluid pressure. Developmental Biology. 57 (1), 188-198 (1977).
  8. Lehtinen, M. K., Walsh, C. A. Neurogenesis at the brain-cerebrospinal fluid interface. Annual Review of Cell and Developmental Biology. 27, 653-679 (2011).
  9. Lehtinen, M. K., Zappaterra, M. W., Chen, X., Yang, Y. J., Hill, A. D., Lun, M., Maynard, T., Gonzalez, D., Kim, S., Ye, P., et al. The cerebrospinal fluid provides a proliferative niche for neural progenitor cells. Neuron. 69 (5), 893-905 (2011).
  10. Martin, C., Alonso, M. I., Santiago, C., Moro, J. A., De la Mano, A., Carretero, R., Gato, A. Early embryonic brain development in rats requires the trophic influence of cerebrospinal fluid. International Journal of Developmental Neuroscience: The Official Journal of the International Society for Developmental Neuroscience. 27 (7), 733-7340 (2009).
  11. Martin, C., Bueno, D., Alonso, M. I., Moro, J. A., Callejo, S., Parada, C., Martin, P., Carnicero, E., Gato, A. FGF2 plays a key role in embryonic cerebrospinal fluid trophic properties over chick embryo neuroepithelial stem cells. Developmental Biology. 297 (2), 402-416 (2006).
  12. Zappaterra, M. W., Lehtinen, M. K. The cerebrospinal fluid: regulator of neurogenesis, behavior, and beyond. Cellular and Molecular Life Sciences: CMLS. 69 (17), 2863-2878 (2012).
check_url/50333?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Zappaterra, M. W., LaMantia, A. S., Walsh, C. A., Lehtinen, M. K. Isolation of Cerebrospinal Fluid from Rodent Embryos for use with Dissected Cerebral Cortical Explants. J. Vis. Exp. (73), e50333, doi:10.3791/50333 (2013).

View Video