Камера Кампенот
Камера Кампено — это трехкамерная культуральная система в чашках Петри, разработанная Робертом Кампено для изучения нейронов . [1] Обычно используемый в нейробиологии нейрона сома или тело клетки физически отделены от его аксонов, что позволяет обеспечить пространственное разделение во время исследования. Такое разделение, обычно осуществляемое с помощью непроницаемого для жидкости барьера, можно использовать для изучения факторов роста нервов (NGF). Нейроны особенно чувствительны к факторам окружающей среды, таким как температура, pH и концентрация кислорода, которые могут повлиять на их поведение. [2]
Камеру Кампено можно использовать для изучения пространственного и временного направления аксонов как у здоровых людей, так и в случаях повреждения нейронов или нейродегенерации . Кампенот пришел к выводу, что выживание и рост нейронов зависят от местных факторов роста нервов. [1]
Структура
[ редактировать ]
Камера Кампенота состоит из трех камер, разделенных тефлоновыми волокнами. Эти волокна добавляют в чашку Петри, покрытую коллагеном, с 20 царапинами, расположенными на расстоянии 200 мкм друг от друга, которые становятся параллельными дорожками для роста аксонов. Существует также слой смазки, который герметизирует тефлон на нейроне и отделяет отростки аксона от тела клетки. См. рисунок камеры Кампенот, вид сбоку. [1]
История использования
[ редактировать ]Уникальность конструкции позволяет проводить биохимический анализ и применять стимулы как на дистальных, так и на проксимальных концах. Кампенот-камеры использовались для различных исследований, включая культивирование ИПСК, полученных из мотонейронов, для выделения аксональной РНК , которую затем можно использовать для молекулярного анализа. [3] [4] [5] [6] [7] [8] ,. [9] Камера также была модифицирована для изучения дегенерации и апоптоза культивируемых нейронов гиппокампа, индуцированных бета-амилоидом . [10] Модифицированную двухкамерную систему использовали для изучения аксонального транспорта вируса простого герпеса путем изучения передачи вируса от аксона к клеткам эпидермиса . [11] В ходе этого исследования было обнаружено, что вирус подвергается специализированному способу вирусного транспорта, сборки и выхода из сенсорных нейронов .
Новейшие методы литографии сделали эти камеры более привлекательной модельной системой. Были разработаны новые микрофлюидные подходы для создания таких разделенных на отсеки устройств с использованием мягкой литографии. Недавнее исследование показало, что негативная форма, состоящая из микроканалов, может быть изготовлена с использованием фоторезиста SU-8 на кремниевой пластине, расположенной на высоте 3 мкм, чтобы ограничить транспорт тела клетки, не допуская при этом расширения нейритов . Второй слой литографии определяет отсеки, которые можно расположить уникальным образом для решения конкретного исследовательского вопроса. Преимущество этого подхода обеспечивает более легкую визуализацию культур, точное определение отсеков и каналов, а также высокую воспроизводимость устройства. [12]
Ограничения
[ редактировать ]С этим устройством связано несколько ограничений, включая утечку камеры с жидкостью из-за герметизации только одним слоем смазки, само устройство довольно сложно собрать, сложную визуализацию микроскопии живых клеток трудно интегрировать, и эту технику можно только выполнить. с использованием нейронов ПНС , зависящих от нейротрофических факторов , поскольку аппликации с нейронами ЦНС оказались неэффективными.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Кампенот РБ (октябрь 1977 г.). «Локальный контроль развития нейритов фактором роста нервов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 74 (10): 4516–9. Бибкод : 1977PNAS...74.4516C . дои : 10.1073/pnas.74.10.4516 . JSTOR 67771 . ПМК 431975 . ПМИД 270699 .
- ^ Джадхав А.Д., Вэй Л., Ши П. (12 января 2016 г.). «Разделенные платформы для нейрофармакологических исследований» . Современная нейрофармакология . 14 (1): 72–86. дои : 10.2174/1570159X13666150516000957 . ПМЦ 4787287 . ПМИД 26813122 .
- ^ Атвал Дж. К., Мэсси Б., Миллер Ф.Д., Каплан Д.Р. (август 2000 г.). «Сайт TrkB-Shc сигнализирует о выживании нейронов и локальном росте аксонов посредством MEK и P13-киназы» . Нейрон . 27 (2): 265–77. дои : 10.1016/S0896-6273(00)00035-0 . ПМИД 10985347 .
- ^ Мэннинг П.Т., Джонсон Э.М., Уилкокс К.Л., Палматье М.А., Рассел Дж.Х. (сентябрь 1987 г.). «MHC-специфическое уничтожение цитотоксических Т-лимфоцитов диссоциированных культур симпатических нейронов» . Американский журнал патологии . 128 (3): 395–409. ПМК 1899668 . ПМИД 3498368 .
- ^ Кампенот РБ (октябрь 1977 г.). «Локальный контроль развития нейритов фактором роста нервов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 74 (10): 4516–9. Бибкод : 1977PNAS...74.4516C . дои : 10.1073/pnas.74.10.4516 . ПМК 431975 . ПМИД 270699 .
- ^ Кампенот Р.Б., Макиннис Б.Л. (февраль 2004 г.). «Ретроградный транспорт нейротрофинов: факт и функция» . Журнал нейробиологии . 58 (2): 217–29. дои : 10.1002/neu.10322 . ПМИД 14704954 .
- ^ Кампенот Б., Лунд К., Сенгер Д.Л. (ноябрь 1996 г.). «Доставка вновь синтезированного тубулина к быстро растущим дистальным аксонам симпатических нейронов в разделенных культурах» . Журнал клеточной биологии . 135 (3): 701–9. дои : 10.1083/jcb.135.3.701 . ПМК 2121067 . ПМИД 8909544 .
- ^ Макиннис Б.Л., Кампенот Р.Б. (февраль 2002 г.). «Ретроградная поддержка выживания нейронов без ретроградного транспорта фактора роста нервов». Наука . 295 (5559): 1536–9. Бибкод : 2002Sci...295.1536M . дои : 10.1126/science.1064913 . ПМИД 11799202 .
- ^ МакКеррачер Л. (февраль 2001 г.). «Восстановление спинного мозга: стратегии содействия регенерации аксонов». Нейробиология болезней . 8 (1): 11–8. дои : 10.1006/nbdi.2000.0359 . ПМИД 11162236 .
- ^ Айвинс К.Дж., Буй Э.Т., Котман К.В. (ноябрь 1998 г.). «Бета-амилоид вызывает локальную дегенерацию нейритов в культивируемых нейронах гиппокампа: доказательства апоптоза нейритов». Нейробиология болезней . 5 (5): 365–78. дои : 10.1006/nbdi.1998.0228 . ПМИД 10069579 .
- ^ Пенфолд М.Э., Армати П., Каннингем А.Л. (июль 1994 г.). «Аксональный транспорт вирионов простого герпеса в эпидермальные клетки: доказательства специализированного способа транспортировки и сборки вируса» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 91 (14): 6529–33. дои : 10.1073/pnas.91.14.6529 . ПМК 44236 . ПМИД 7517552 .
- ^ Фантуццо Дж.А., Харт Р.П., Зан Дж.Д., Панг З.П. (январь 2019 г.). «Разделенные устройства как инструменты исследования динамики сетей человеческого мозга» . Динамика развития . 248 (1): 65–77. дои : 10.1002/dvdy.24665 . ПМК 6312734 . ПМИД 30117633 .