תאי גליה

Download Report

Transcript תאי גליה

‫מערכת העצבים ‪ -‬תרביות‬
‫תרביות תאים‪:‬‬
‫תאי עצב‬
‫תאי גליה‬
‫תרביות רקמה ‪Organotypic‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫יתרונות‬
‫שליטה על הסביבה החיצונית של התאים‪.‬‬
‫השפעות ארוכות טווח‪ ,‬תהליכים‪.‬‬
‫ניתור מדדים תוך כדי תהליך‪.‬‬
‫‪…….‬‬
‫חסרונות‬
‫לא ניתן לחקות את הסביבה החיצונית‬
‫ותהליכים ספטיו‪-‬טמפורליים המתרחשים בה‪.‬‬
‫‪…..‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫במוח חלוקה תפקודית ומבנית מוגדרת‬
‫בהתאם לכך גם התמחות תאי העצב והמבנה שלהם‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫בחירת מקור התאים לתרבית על כן‬
‫על פי השאלה הנשאלת‪.‬‬
‫לדוגמה‪ ,‬פרקינסון‪ ,‬אלצהיימר‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫תאי מערכת העצבים‬
‫תאי גליה‬
‫תאי עצב‬
‫מיקרוגליה‬
‫אסטרוגליה‬
‫אוליגודנדרוגליה‬
‫גליה רדיאליים‬
‫חלוקות שונות‪:‬‬
‫לפי מבנה‪ :‬פירמידלי‬
‫בי‪-‬פולרי‬
‫‪STELLATE‬‬
‫לפי מתווך כימי‪ :‬גלוטמטארגי‬
‫דופאמינארגי‬
‫גאבהארגי‬
‫כולינארגי‬
‫לפי מיקום‪ :‬מ‪.‬ע‪.‬מ‬
‫מ‪.‬ע‪ .‬הקפית‬
‫יכולים להתרבות בבוגר‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫התרבות בבוגר‬
‫מוגבלת*‬
‫תאי עצב‬
‫חלוקה לפי‪:‬‬
‫מבנה‬
‫מתווך כימי‬
‫מיקום‬
‫‪ ‬כמובן שהמבנה והמתווך הכימי אותו מכיל התא מרכזיים בקביעת תפקוד התא‪.‬‬
‫תנאי הגידול יקבעו‪:‬‬
‫אילו תאים ישרדו ויתרבו בתרבית‬
‫•‬
‫מבנה התאים והמתווך הכימי אותו הם מכילים‬
‫•‬
‫תפקיד התאים‬
‫•‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫נושאי מחקר בהם משתמשים בתרביות תאי עצב‪:‬‬
‫פיזיולוגיה של תאי עצב‪.‬‬
‫ציטולוגיה ואנטומיה של תאי עצב ורשתות עצבים‬
‫פולריות‪ ,‬פקטורים המשפיעים על מבנה‪.‬‬
‫התפתחות תאי עצב ורשתות עצבים‪,‬‬
‫כיוון צמיחת אקסונים‪ ,‬יצירת סינפסות‪...‬‬
‫נוירופתולוגיה‪.‬‬
‫אפופטוזיס‪.‬‬
‫דגנרציה‪.‬‬
‫רגנרציה‪ ,‬של תאים‪ ,‬של אקסונים‪.‬‬
‫תרביות תאי נבט עצביים‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫סוגי תרביות‪:‬‬
‫‪ .1‬אסטרוציטים‬
‫‪ .2‬תאי עצב‬
‫‪ .3‬מעורבות (‪)1+2‬‬
‫‪ .4‬מעורבות בשכבות נפרדות )‪(Banker‬‬
‫‪ .5‬תאים בודדים (על איים)‬
‫‪ .6‬תרביות חתך )‪(Slice‬‬
‫‪ .7‬תרביות איבר )‪(Organ‬‬
‫‪ Co-culture .8‬של אזורים שונים‪.‬‬
‫‪ .9‬שורות תאים‪ ,‬לדוג’ ‪PC12, P19.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫תרביות התאים הנפוצות ביותר הן של תאים קורטיקליים‬
‫)‪(cerebral cortex‬‬
‫תאים נפוצים‪ :‬פירמידליים‬
‫הכנה‬
‫מעוברי חולדות או עכברים‬
‫או ילודים בני ‪ 0‬או ‪ 1‬יום‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫איפיון גיל התרבית‬
‫על ידי‬
‫‪ .1‬סמנים מורפולוגיים‬
‫‪ .2‬פעילות חשמלית‬
‫של התאים‪.‬‬
‫תעלות ‪ Kv‬על גבי‬
‫תאי עצב‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫איפיון גיל התרבית על ידי פעילות חשמלית‬
‫ פוטנציאל‬,‫ תכונות פאסיביות‬:‫של התאים‬
.‫ רגישות לתדר‬,‫ פעילות סינפטית‬,‫פעולה‬
S/R
R
Single cell Whole Cell Recording
Pre Synaptic AP
Postsynaptic EPSC
2008Golan H.,
Long Term Potentiation
(LTP)
In cultured hippocampal neurons.
‫שאלה מחקרית‪:‬‬
‫"מהו תפקיד הספיינים‬
‫בפלסטיות סינפטית?"‬
‫‪Goldin et al.,‬‬
‫מעקב דינמי אחר מבנה ספיינים‬
‫לפני‪ ,‬בזמן ולאחר גירוי‬
‫המשרה שינוי בפעילות‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫סימון סינפסות פעילות‬
‫מאפשר חקר מתאם‬
‫בין מבנה ופעילות‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫מצעי גידול‬
‫‪poly-L-lysine or poly-D-lysine‬‬
‫‪Laminime‬‬
‫‪Colagen‬‬
‫(מצע תאי גליה)‬
‫ממברנות ‪milli-cell‬‬
‫ולשיטת‪2008‬המחקר!!‬
‫התאמת המצע לסוג התרבית‬
‫‪Golan H.,‬‬
‫לדוגמה‪,‬‬
‫שאלה מחקרית‪:‬‬
‫כיצד משפיע אתר המטרה על התפתחות‬
‫תא העצב‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
:‫גישה א‬
patterning
2008Golan H.,
,‫גישה ב‬
.‫זריעה מדורגת‬
2008Golan H.,
Korkotian et al.,
‫לדוגמה‪,‬‬
‫שאלה מחקרית‪:‬‬
‫מה קורה באקסון בעת פגיעה?‬
‫מבחינה פיסיולוגית‪ ,‬מבנית‬
‫ומבחינת פיזור יוני סידן‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫חיתוך‬
‫צימוח חדש –‬
‫פילופודיה‬
‫אירגון מחדש בזמנים‬
‫שונים אחרי הפגיעה‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫מספר חסרונות הבולטים בתרבית תאי עצב הם‪:‬‬
‫‪ .1‬שינוי המבנה של תאי העצב‪.‬‬
‫‪ .2‬שינוי המיקרו‪-‬סביבה‪.‬‬
‫‪ .3‬איבוד המבנה המרחבי הדרוש לתפקוד הנכון‪.‬‬
‫‪ .4‬שינוי אתר המטרה לעצבוב וה ‪ input‬שהתא מקבל‪.‬‬
‫‪ .5‬שינוי היחס בין סוגי התאים השונים‪.‬‬
‫על מנת להימנע מחסרונות אלו‬
‫נעשה שימוש בתרביות איבר או רקמה‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫בתחומים רבים של חקר המוח כמו‪:‬‬
‫נוירופרמקולוגיה‬
‫נוירופיסיולוגיה‬
‫נוירואנטומיה‬
‫נוירוכימיה‬
‫נעשה שימוש בחתכי מוח‪.‬‬
‫חתכי מוח משמרים את המבנה‬
‫הציטוארכיטקטוני והתכונות הפיסיולוגיות‬
‫של הרקמה‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫‪Hava Golan, 2002‬‬
‫אך לחתכי מוח חסרון …‪..‬‬
‫אורך החיים של חתכי מוח קצר!!‬
‫(עד ‪ 12‬שעות)‬
‫הפתרון‪:‬‬
‫תרביות רקמה‬
‫מחתכי מוח‬
‫‪Organotypic slice culture.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫תרביות רקמה מחתכי מוח‬
‫משמרות את המבנה והתכונות של התאים‬
‫והמעגל העצבי‪.‬‬
‫נעשות בדרך כלל מאזורי מוח בעלי ארגון מוגדר וברור‪.‬‬
‫ניתן לאפיין בהן את סוגי התאים השונים על פי מיקומם וצורתם‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
:‫שלוש שיטות מקובלות להכנת תרביות מחתכי מוח‬
Roller-tube cultures
Membrane cultures
Culture dishes
2008Golan H.,
‫התאמת השיטה‪ ,‬לצרכים‪:‬‬
‫‪ - Roller-tube cultures‬מאפשר ראות טובה של התאים הבודדים‬
‫לפרטיהם הקטנים‪ imaging ,‬של המבנה או ריכוזי יונים וכו’…‬
‫הודות להשתטחות של התאים לשכבה דקה מאד‪.‬‬
‫‪ -Membrane cultures‬רישומים חשמליים של פעילות התאים‪,‬‬
‫דגימות ביוכימיות‪ .‬שומר על מבנה תלת מימדי‪ ,‬מסה גדולה של רקמה‪.‬‬
‫‪ - Culture dishes‬רישומים חשמליים מתמשכים‪,‬‬
‫על ידי השתלת אלקטרודות או גידול על משטח אלקטרודות‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫תרביות רקמה מחתכי מוח‬
‫משמרות את המבנה והתכונות של התאים‬
‫והמעגל העצבי‪.‬‬
‫בגיל ‪ 14‬יום בתרבית‪ ,‬מבנה התאים‪ ,‬והפעילות החשמלית‬
‫הנדגמת מהם דומה לאלו של פרוסה תואמת ממוח טרי‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫שאלה מחקרית‪:‬‬
‫"מה תפקיד ‪ F-actin‬בתאי עצב ? "‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫בקורת‬
Latrunculine 48h
60 X ‫הגדלה‬
2008Golan H.,
‫שאלה מחקרית‪ :‬השפעת הורמון הטירואיד על נדידת תאים בתלמוס‬
‫‪Edgar & Price, 2001‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
BrdU positive cells
Edgar & Price, 2001
2008Golan H.,
‫ביטוי תעלת סידן‬
‫בתאים בתרבית‬
‫חתך של היפוקמפוס‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫הדבקה ב ‪CMV‬‬
‫בתרבית חתך‬
‫של היפוקמפוס‬
‫איפיון התאים הנדבקים‬
‫מתאפשר על פי‬
‫מבנה‬
‫מיקום‬
‫פעילות חשמלית‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫הכנת תרביות רקמה‬
‫חולדות גיל ‪ 0-12‬יום‪.‬‬
‫‪ .1‬מגבלת הגיל לפי רגישות הרקמה (רקמות שונות= גיל שונה)‬
‫‪ .2‬רצוי שיתקיים מבנה אירגוני מושלם‪.‬‬
‫‪ .3‬רצוי קיום ‪ input‬לתאים השונים לקבלת שיחזור מבני נכון‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫תהליכים המתרחשים בחתך עם הזריעה‪:‬‬
‫תמותת תאים שנפגעו קשות‬
‫סילוק תאים אלו על יד תאי מיקרוגליה‬
‫השתטחות הפרוסה‬
‫רגנרציה של תאים שנפגעו במידה שלא גרמה למותם‪.‬‬
‫סיבוכים אפשריים‪:‬‬
‫הרעלת גלוטמט‬
‫היפוקסיה‬
‫אפופטוזיס‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
‫סיבוכים אפשריים ‪ -‬פתרונות‪:‬‬
‫הרעלת גלוטמט – עבודה בתמיסה מקוררת‪,‬‬
‫תמיסה ללא סידן‪ ,‬שימוש בחסמי רצפטור לגלוטמט‪.‬‬
‫היפוקסיה – עבודה מהירה‪ ,‬תמיסה מקוררת‪,‬‬
‫ביעבוע חמצן לתמיסה‪.‬‬
‫אפופטוזיס או נקרוזיס – נובע בדרך כלל‬
‫כתוצאה מהפציעה‪ ,‬מהרעלת גלוטמט ומההיפוקסיה‪.‬‬
‫לא ננקטים צעדים ספציפיים נוספים‪.‬‬
‫‪2008Golan H.,‬‬
2008Golan H.,