Co-cultures represent a valuable method to study the interactions between nerves and target tissues and organs. Microfluidic systems allow co-culturing ganglia and whole developing organs or tissues in different culture media, thus representing a valuable tool for the in vitro study of the crosstalk between neurons and their targets.
신경 분포는 기관 및 조직의 발달, 항상성 및 재생에 중요한 역할을한다. 그러나 이러한 현상의 기초가되는 메커니즘은 아직 잘 이해되지 않는다. 특히, 치아 발달 및 재생의 신경 분포의 역할은 무시된다.
생체 내 연구의 여러 다양한 동물 모델의 개발 및 수리 과정에서 치아 조직의 신경 분포의 패턴에 대한 중요한 정보를 제공하고 있습니다. 그러나 이러한 접근 방법의 대부분은 신경 섬유 및 대상 기관과 조직 사이의 상호 작용의 분자 기초를 강조 최적 없습니다.
공동 문화 조사하고 제어 및 격리 된 환경에서 신경 섬유와 치아 사이의 상호 작용을 조작 할 수있는 유용한 방법을 구성한다. 지난 수십 년 동안, 동일한 배양 배지를 이용하여 종래의 공동 배양이 매우 짧은 기간 동안 수행되었다 (예 이틀)감각 신경 섬유에 구강 및 치아 조직을 개발하는 매력 또는 반발 효과를 알아보고자 하였다. 그러나, 배양 기간의 연장은 치아 형태 형성과 신경 분포 cytodifferentiation에의 영향을 조사 할 필요가있다.
마이크로 유체 시스템은 적절한 배지에서 신경원과 다른 종류의 세포 공동 배양을 허용한다. 우리는 최근 삼차 신경절 (TG) 및 치아 장기간 생존 할 수 있음을 증명하고있다 때 공 배양 미세 유동 장치에있어서, 그들이 이러한 조건들은 생체 내에서 보여 같은 신경 분포 패턴을 유지하는 것이다.
이를 바탕으로, 우리는 분리하고 미세 공 배양하면 시스템의 프로토콜에서 삼차 신경과 치아 세균을 개발하고 공동 문화가 간단하고 유연한 방법에 공동 배양 신경 / 신경과 표적 조직 등을 설명하는 방법을 설명하는 역할을 연구하기 제어 방식에서 이러한 상호 작용에 대한 특정 분자olled과 격리 된 환경을 제공합니다.
신경 분포는 기관 및 조직의 1,2- 개발, 항상성 및 재생에 중요한 역할을한다. 5 – 또한, 신경 분포는 줄기 세포의 증식, 분화 및 동원 (3)의 조절에 관여한다. 실제로, 구강 안면 복합체의 조직에서 실현하는 최근 연구는 부교감 신경이 타액의 발달 및 재생 -6,7- 땀샘 중에 상피 전구 세포의 기능을 위해 필요한 것으로 나타났다. 11 – 마찬가지로,이 신경 분포는 입맛 (8)의 개발 및 유지 보수에 대한 필요가 있다고 입증되었다. 따라서, 예컨대 이빨 다른 중요한 구강 안면 기관 및 조직의 신경 분포의 개발에 아직 무시 역할을 분석하는 것이 중요하다.
성인 치아 풍부한 신경 분포에도 불구하고, 반면에 본체 develo의 다른 모든 기관 및 조직에핑 치아는 생후 초기 단계에서 신경 지배되기 시작. 치아는 구강 외배엽과 두개골 신경 능선 유래 중간 엽 사이의 순차 및 상호 작용의 결과로 개발한다. 이러한 상호 작용은 상피 유래 ameloblasts 에나멜과 상아질, 각각 (12)의 형성에 대한 책임이 있습니다 중간 엽 유래 상아 아세포에 상승을 제공합니다. (15) – 우수한 경추 신경에서 삼차 신경과 교감 신경의 감각 신경은 성인 치아 (13)을 신경을 분포시키다. 배아 동안, 신경 섬유가 개발 치아 세균으로 삼차 신경절 프로젝트에서 나오는 점진적으로 그들을 둘러싸고 있지만 치과 유두 중간 엽 (13)에 침투하지 않습니다. 신경 섬유는 상아질 모세포의 분화와 상아질 매트릭스 증착 (16)와 상관 관계가 더 진보 된 발달 단계에있는 치과 펄프 중간 엽를 입력합니다. 치과 펄프 신경 분포는 COMPL입니다eted 곧 구강 (13) 치아 폭발 후. 19 – 다양한 semaphorins 및 뉴로이 odontogenesis 16시 신경 분포의 조절에 관여하는 것으로 이전의 연구 밝혀졌다. 이전 연구는 명확하게 신경 분포가 물고기 (20)의 치아 형성을위한 전제 조건임을 증명하고있다. 최근의 연구는 소닉 고슴도치 (쉬) (21)의 분비를 통해 감각 신경에 의해 조절된다 마우스 앞니 치과 간엽 줄기 세포의 항상성을 보여 주었다. 24 – 그럼에도 불구하고, 치아 개시, 개발 및 재생에 신경 분포의 역할은 여전히 포유 동물 (22) 매우 논쟁의 여지가있다.
생체 내 연구의 과다는 다양한 동물 모델 13,25,26의 개발 및 수리 과정에서 치아 조직의 신경 분포의 패턴에 대한 중요한 정보를 제공하고 있습니다. 그러나, 이들의 대부분은 아프로통증은 신경 섬유 및 대상 기관과 조직 사이의 상호 작용의 분자 기초를 강조 최적 없습니다. 29 – 공동 문화 조사하고 제어 및 격리 된 환경 (26)에서 신경 섬유와 치아 사이의 상호 작용을 조작 할 수있는 가치있는 방법을 구성한다. 동시에, 공동 배양은 다양한 기술에 따라 조정된다. (32) – 예를 들어, 신경 및 특정 치아 조직 (예를 들면, 치과 펄프, 치과 대과, 치과 상피) 종종 30 시간의 긴 기간 동안 조직의 생존을 보장하기 위해 서로 다른 배지를 필요로한다.
29 – 지난 수십 년 동안, 동일한 배양 배지를 이용하여, 종래의 공 배양 감각 신경 섬유 (27)에 구강 및 치아 조직의 개발은 매력적인 또는 반발 효과를 조사하기 위해 매우 짧은 기간 (예 이틀)에 대해 수행되었다.그러나, 배양 기간의 연장은 치아 형태 형성과 신경 분포 cytodifferentiation에의 영향을 조사하고, 표적 기관 내의 분기 신경 섬유의 역학을 연구 할 필요가있다. 따라서, 비 연속 공동 문화는 신경 – 치아 조직의 상호 작용에 대한 연구를 수행하는 것이 더 적합 할 것입니다.
마이크로 유체 시스템은 적절한 배지에서 신경원과 다른 종류의 세포 공동 배양을 허용한다. 그들의 표적 조직 (33)을 포함 함을 향해 마이크로 채널을 통해 신경 세포체에서 축삭 성장을 허용하면서 이러한 장치에서, 치아 조직 및 신경 세포는 다른 구획으로 분리된다. 미세 유체 장치가 이미 암 및 혈관 신생 (35)에 세포 상호 작용에 뉴런과 마이크로 글 리아 (34, 35) 사이의 상호 작용뿐만 아니라 세포를 연구하기 위해 사용되었다. 더욱이, 이러한 시스템은 DORS 간의 상호 작용을 연구하는데 사용되어왔다알 루트 신경과 조골 세포 (36).
우리는 최근 삼차 신경절 (TG)와 치아를 오랜 기간 동안 생존 할 수 있음을 입증 한 경우 공동 배양 한 미세 유체 장치 (37)에. 또한, 우리는 다른 발달 단계에서 이빨이 체외 조건들이 생체 (37)에 표시 삼차 신경 분포에 같은 반발 또는 매력적인 효과를 유지하고 있음을 증명하고있다. 이 프로토콜은 간단하고 강력하고 유연한 방식으로하는 공동 배양 신경 / 신경과 대상 조직 및 제어 및 격리 된 환경에서 이러한 상호 작용의 특정 분자의 역할을 연구에 대한 정보를 제공합니다.
치아의 신경 분포의 시험 관내 연구에서 이전은 삼차 신경절 및 치아 조직 또는 세포 26,28,29의 기존의 공동 문화를 기반으로했다. 이러한 연구는 주로 감각 축색 돌기 (38)에이 세포 또는 조직의 매력적인 효과를 조사하기 위해 실시 하였다. 분야에서 상당한 발전을 가져 있지만, 몇 가지 기술적 인 문제가 발생했다. 치아 세균은 문화 (37)의 몇 일 후에 퇴화하기 시작?…
The authors have nothing to disclose.
The work was funded by the University of Zurich. The authors would like to thank Estrela Neto and Dr. Meriem Lamghari for helping in establishing the co-culture conditions.
AXIS Axon Isolation Devices | Millipore | AX15010-TC | Microchannels of different lenght are available |
Laminin | Sigma Aldrich | L2020 | |
Neurobasal | Gibco | 21103-049 | |
B27 | Gibco | 17504 | |
Recombinant Mouse beta-NGF | R&D Systems | 1156-NG-100 | Human and Rat beta-NGF (R&D Systems) are equivalent |
DMEM-F12 | Gibco | 11320-033 |