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 JoVE Immunology and Infection

パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

,

Department of Biology and South Texas Center for Emerging Infectious Diseases, University of Texas at San Antonio - UTSA

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Cite this Article: パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

Pino, P. A., Cardona, A. E. Isolation of Brain and Spinal Cord Mononuclear Cells Using Percoll Gradients. J. Vis. Exp. (48), e2348, doi:10.3791/2348 (2011).

Abstract: パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

感染症、外傷、自己免疫疾患または神経変性における中枢神経系(CNS)に浸潤する免疫細胞の単離は、しばしばそれらの表現型とエフェクター機能を定義する必要があります。組織化学的アプローチは、浸潤細胞の位置を決定するために、病理関連したCNSを分析するための手段です。しかし、現場組織化学および免疫蛍光染色の技法は、特定の組織に免疫細胞のサブタイプを特徴付けるために一度に使用できる抗体の数によって制限されています。したがって、フローサイトメトリーによる免疫フェノタイピングと一緒に組織学的なアプローチは、完全にローカルのCNS浸潤の組成を特徴づけるために不可欠です。このプロトコルは、不連続パーコール勾配以上のCNSの細胞懸濁液の分離に基づいています。現在の記事は、効率的効果的にフローサイトメトリーにより、単一のサンプル中の様々な免疫細胞集団の同定に利用することができる脳や脊髄の組織から単核細胞を単離するために迅速なプロトコルを記述します。

Protocol: パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

試薬の調製

CAがない場合10X HBSSの一部でパーコールの9部を混合することにより、株式等張パーコール(SIP)、脳あたり4 mlを、準備+ +およびMg + +。

15 mlのポリプロピレンコニカルチューブに分注し、脳当たりのCa + +およびMg + +、2 mlのなく1X HBSSで70%でSIPを準備します。

注:これは、パーコールは室温で使用されることをお勧めします、風邪を使用する場合、細胞が塊に傾向があると細胞分離が少なく効率的です。

組織の収集と均質化

氷冷した1 × HBSSで左心室経由でマウスと浸み込ませるの麻酔。脳と脊髄を摘出し、すべてのマウスを屠殺されるまで、フェノールレッドを含まないRPMIで維持する。

RPMI 3mlを含む7または15ミリリットルダウンスホモジナイザーの場所の組織は、優しく、さらに組織を解離するために締め付けフィッティング乳棒(Bサイズ)に続く、緩い乳棒(サイズ)で細胞懸濁液を作る。 RPMIで7 mlに細胞懸濁液の体積を完了します。

勾配は、セットアップ

最終的に30%のSIPを作るために細胞懸濁液に、SIPの3 mlを加え

徐々に層の70%SIPの上に10 mLの細胞懸濁液。これはプロシージャの中で最も重要なステップであり、70%、30%溶液の混合回避重力モードで設定されたピペットエイドを使用してください。非常に明確なフラットラインは70%-30%の接合部で表示する必要があります。

500G 18℃で30分間遠心操作する相間が乱されないように遠心分離機が最小限、あるいはまったくブレーキで停止することを確認してください。

転送ピペットを用いて、軽くチューブの上部からごみの層を除去し、1X HBSS 8mlを含むきれいなコニカルチューブに70%-30%の相間の2.0〜3.0ミリリットルを収集する。相間を含むパーコールは、3倍程度希釈されていることを確認し、18で500Gで反転しcentrifugre 7分で数回混ぜる℃に

懸濁します細胞染色緩衝液1mlでペレットとは、1.5 mlチューブに移すと4℃で10,000 G 1分間℃でマイクロ遠心機を使用して、1つより多くの時間を洗う

抗体染色

ヤギCD16/CD32を精製した50μlに再懸濁し、ペレットは、Fc結合部位をブロックするために細胞の染色バッファーで1:200に希釈した。 10分間氷の上にインキュベートする。血球計算板を用いて細胞を数える。

氷上で30分間抗体のカクテルミックスとインキュベート(50μl)を加えます。各抗体は、最初に最適な希釈を評価するために滴定する必要があります。レーザーと、特定のフローサイトメーターのフィルタ設定の機能に従って、選択した適切な蛍光色素の組み合わせを使用してください。

細胞の染色バッファ100〜200μlの細胞の染色バッファー、再懸濁し、ペレットに細胞を洗浄し、血球計算器で直ちに分析し、あるいは細胞は4℃のPBSで調製した2%パラホルムアルデヒド(PFA)に再懸濁し、一晩保存することができます° C 。

代表的な結果:

グラデーションを回転した後、70%-30%の相間には定義されている白いハロを持っているはず、と素朴なマウスから回収された細胞の定量は、マウスにつき3〜5 × 10 5細胞(脳プラス脊髄)でなければなりません。炎症を起こした脳は中枢神経系の侮辱や疾患モデル(図1)によって炎症細胞数の範囲かもしれない。

図1
図1ピーク疾患におけるナイーブおよびEAE -脳から単核細胞の単離。脳細胞の懸濁液は、不連続70%/ 30%パーコール勾配を介して分離した。染色した細胞を氷上で30分間抗CD45抗体が続くのFc -ブロックとインキュベートした。細胞は、細胞の染色バッファーでリンスし、そしてLSR - IIの2%PFA買収前に修正されました。 CD45の強度は、3つの異なった集団が可視化するY軸、に測定されます。 CD45 ハイテク浸潤細胞の免疫表現型のさらなる特徴は、追加の抗体を使用して実装し、続いてフローサイトメトリーによって分析されます。

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Discussion: パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

正常および炎症のマウス組織から中枢神経系の白血球の細胞表面マーカーの分析は、1月3日数十年にわたって利用されている。分離プロトコルは密度遠心4によるミクログリアと白血球の分離に基づいています。ここでは、不連続パーコール勾配を用いて、CNSの白血球を分離するの迅速かつ効果的な方法を説明します。細胞の単離の後、次のような - ではなく、CD45に限られた種々の抗体で染色、CD4、CD8、CD11b、CD19、など特定の病理学の誘導時にCNSに浸潤する免疫個体群の同定が可能になります。他の神経細胞間の神経細胞、アストロサイトやオリゴデンドロサイトで構成される(1)CD45陰性人口、(2)CD45 LOまたは中間(3)、主に監視者ミクログリア細胞を含む、抗CD45抗体で染色すると、フローサイトメトリーによるつの異なる集団を明らかに血行性白血球の浸潤から成るCD45 ハイテクの人口。中枢神経系の病理の間に骨髄細胞の寄与を研究することに挑戦されています。しかし、様々な細胞表面マーカー5、6、骨髄キメラマウスの使い方の組み合わせは、CNSの炎症2、7、8時の骨髄系細胞の機能的な違いへの洞察を示している。ミエリンペプチドで免疫する際に、自己免疫反応が誘導されると血液細胞の大量流入は、脳に募集しております。このポイントの後、様々な細胞表面分子の存在だけでなく、そのようなサイトカインや転写因子などの細胞内タンパク質の発現のいずれかによってこれらの細胞の表現型を研究するために使用できる抗体の幅広いレパートリーがあります。

組織を均質化するときに、簡単にホモジナイザーを取り扱う細心の注意を払ってください。単核食細胞は自己消化に晒されています。細胞の凝集が発生した場合、穏やかな均質化のプロトコルを練習し、均質化工程中にバッファーにDNaseを加える。したがって、孤立した個体群では死細胞の割合を評価する。このプロトコルは、簡単に他の人の間でそのようなコラゲナーゼ、ディスパーゼなどの様々な消化酵素を、追加するように変更することができます。細胞の収率は通常より高いです。しかし、いくつかの細胞表面マーカーは、この治療に感受性であるため、プロテアーゼによるそれらの開裂に起因するフローサイトメトリーにより、その検出が制限されます。我々のプロトコルでは、我々が日常的に消化酵素の使用を避けるため、血流を損なうことなく、可能な限り迅速に組織を解剖し、氷(> 1時間)より前の均質化に長時間の組織を放置したりしないでください。記述されているプロトコルは、孤立した個体群の遺伝子発現、タンパク質や細胞培養に適用される可能性があります。

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Disclosures: パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

利害の衝突は宣言されません。

Acknowledgements: パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

この作品は、全国多発性硬化症協会(TA AECへの3021 - A1 / T)とテキサス大学サンアントニオ校によってサポートされていました。

Materials: パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

Tissue homogenization and Gradients

  • Percoll (Amersham)
  • 10X Hanks’ Balanced Salt Solution, without Calcium and Magnesium (Gibco)
  • RPMI Medium 1640, without phenol red (Gibco)
  • 7-ml or 15-ml Dounce Tissue Grinders (VWR)

Flow cytometry

  • Cell Staining Buffer (Biolegend)
  • Purified Rat Anti-Mouse CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block), BD Pharmingen
  • Hemacytometer (Fisher)
  • Anti-mouse CD45 (clone 30-F11), CD4 (clone RM4-5), CD19 (clone 6D5), BioLegend
  • 10X Phosphate Buffered Saline, without Calcium and Magnesium (Thermo Scientific)
  • Paraformaldehyde (Sigma Aldrich)
  • Flow cytometry analysis performed with a LSR II (BD Biosciences)

References: パーコール勾配を用いて脳と脊髄単核細胞の単離

  1. Sedgwick, J.D., et al. Isolation and direct characterization of resident microglial cells from the normal and inflamed central nervous system. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 88, 7438-7442 (1991).
  2. Ponomarev, E.D., Shriver, L.P., Maresz, K., & Dittel, B.N. Microglial cell activation and proliferation precedes the onset of CNS autoimmunity. J. Neurosci. Res. 81, 374-389 (2005).
  3. Ford, A.L., Goodsall, A.L., Hickey, W.F., & Sedgwick, J.D. Normal adult ramified microglia separated from other central nervous system macrophages by flow cytometric sorting. Phenotypic differences defined and direct ex vivo antigen presentation to myelin basic protein-reactive CD4+ T cells compared. J Immunol. 154, 4309-4321 (1995).
  4. Cardona, A.E., Huang, D., Sasse, M.E., & Ransohoff, R.M. Isolation of murine microglial cells for RNA analysis or flow cytometry. Nat. Protoc. 1, 1947-1951 (2006).
  5. Juedes, A.E., & Ruddle, N.H. Resident and infiltrating central nervous system APCs regulate the emergence and resolution of experimental autoimmune encephalomyelitis. J. Immunol. 166, 5168-5175 (2001).
  6. Prinz, M., & Priller, J. Tickets to the brain: Role of CCR2 and CX(3)CR1 in myeloid cell entry in the CNS. J Neuroimmunol.(2010).
  7. Mildner, A., et al. Microglia in the adult brain arise from Ly-6ChiCCR2+ monocytes only under defined host conditions. Nat. Neurosci. 10, 1544-1553 (2007).
  8. Djukic, M., et al. Circulating monocytes engraft in the brain, differentiate into microglia and contribute to the pathology following meningitis in mice. Brain 129, 2394-2403 (2006).

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12 Comments

hi
I am phd student in immunology. I want to isolate mononuclear cell from brain and spinal cord but I donot know how many cells I can get from each mouse.
How many cells did you get per mouse in this protocol?

1

Reply

Posted by: afshinJuly 29, 2011, 2:13 PM

hi
I am phd student in immunology. I want to isolate mononuclear cell from brain and spinal cord but I donot know how many cells I can get from each mouse.
How many cells did you get per mouse in this protocol?
How many cells can we get from healthy mouse?

2

Reply

Posted by: afshinJuly 29, 2011, 2:15 PM

Good afternoon
Applying the protocol, we get 3-5 x 105 (300,000 – 500,000) cells from a naïve mouse (brain plus spinal cord).
Thanks
Paula Pino

2.1

Reply

Posted by: Astrid C.July 29, 2011, 5:09 PM

hi
How many cells did you isolate from unhealthy mouse?
if you used collagenase and DNAse wasnot better. I think with collagenase and DNAse you could get more cells.
with this little cells how did you used this cells for flowcytometry ? how many cells did you usde for flowcytometry?

3

Reply

Posted by: afshinJuly 30, 2011, 3:41 AM

Hello
- The purpose of this protocol is a rapid isolation of mononuclear cells (like microglia) in 3-4 hours, letting you processing more tissues at a time, but without additional steps (like collagenase and DNAse) because these cells can be easily destroyed.
- These number of cells can be acquired by flow cytometry....the PDF document of our publication shows a summary of the protocol with corresponding results demonstrating how these method complemented with flow cytometry can distinguish cells from the brain (microglia) from cells from the periphery (leukocytes).
If you do not have full access to the publication, I can give you a copy of the PDF document.
Thanks
Paula Pino

3.1

Reply

Posted by: Astrid C.July 30, 2011, 11:35 AM

Hello

Could you please send me a copy of the PDF document with the lymphocyte isolation protocol from brain? My email address is: ernesto.marcos@cigb.edu.cu

Thanks in advance

Best regards
Ernesto

3.1.1

Reply

Posted by: Ernesto MarcosJanuary 11, 2012, 5:18 PM

Hi Paula, I was wondering if you can send me a copy of the PDF document with the protocol. My email is awchi03@gmail.com. Thank you.

Anthony

4

Reply

Posted by: AnthonyOctober 4, 2011, 8:29 AM

Hi Paula,
I'm a PhD student in Thailand. I plan to isolate macrophages from CNS. Do you mind if I ask you for the PDF document of the protocol? I plan to do the experiment (just try) around the end of January.
My email address is w_wipawee@yahoo.com
Thank you and happy new year 2012

Wipawee

5

Reply

Posted by: Wipawee W.December 29, 2011, 2:04 PM

Hi Paula,
two additional questions : what is the approximate weight of your tissue sample (one whole mouse brain + additional spinal cord) , just wondering because the cell yield seems quite high compared to our experience of isolation protocols with and without enzymatic digestion.
The other question is regarding the viability of the harvested cells - I assume you did Trypanblue-staining and counting - so what is the viability (%) ?
If you could send me a pdf-copy of your article as well I'd be extremely happy.

Thanks a lot in advance.
Karoline
(I'd be

6

Reply

Posted by: Karoline MoellerJanuary 23, 2012, 3:33 AM

Hello
I am sorry for the delay to respond your question.
That is exactly the advantage of our method, cell yield is high compared to other protocols because they imply a lot of steps that make you lose your cells.
Yes, we do stain cells with Trypan blue, and the viability is 80-90%.
Please, give me any email address to send you a copy of the pdf document.

Thanks
Paula Pino

6.1

Reply

Posted by: AnonymousJanuary 26, 2012, 7:30 PM

karoline.moeller@izi.fraunhofer.de

Thank you!!

6.1.1

Reply

Posted by: Karoline MoellerJanuary 27, 2012, 5:01 AM

Hi Paula,

If you could send a copy to matt (at) hancocklab (dot) com I would be very appreciative :). Thanks!

7

Reply

Posted by: Matt MayerFebruary 1, 2012, 10:46 AM

Hi Paula,
Could you send me a copy of PDF document of the protocol, too ? ^^
My email address is seungchang@gmail.com
Thanks

8

Reply

Posted by: Kim seungchangFebruary 6, 2012, 11:32 PM

Hi Paula

Could you, please e-mail me the protocol as well ? My e-mail address is: kklimatcheva@vaccinex.com
Thank you !

Katya

10

Reply

Posted by: Katya KlimatchevaFebruary 23, 2012, 1:36 PM

Hi Dear Dr Cardona
Could we use Ficoll gradient instead of Percol for isolation of brain and spinal cord mononuclear cells?

14

Reply

Posted by: Ameneh April 10, 2012, 4:08 AM

Hi

I am not sure if Dr. Cardona had answered your question.
I will answer it anyways:
The protocol has been very well standardized using Percoll only.
In my experience performing other procedures, Ficoll can contain certain levels of endotoxin that can contaminate your samples and interfere with your results.

I am very sorry for the delay to respond your question.
Thank you very much

Paula Pino

14.1

Reply

Posted by: Astrid C.June 30, 2012, 10:13 PM

Hello Dear Dr Pino
I am very grateful for your response, it would be very useful for me. I am so sorry for my delay in response your kindness.
Thank your team

14.1.1

Reply

Posted by: AnonymousJuly 18, 2012, 9:04 AM

I am phd student working on decidual macrophages.I have been trying to isolate Dm's using percoll after enzyme digestion.I am losing the cells and the viability.Can you give me tips to isolate them and may i have your protocol sent to mspriyaa11@gmail.com.

Thank you

19

Reply

Posted by: shanmuga priyaa m.August 25, 2012, 10:20 AM

Hello,

I request you to kindly email me a PDF version of this article ? Thanks.

Manju.

21

Reply

Posted by: Manjunatha V.April 17, 2013, 3:10 AM

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