Das vorliegende Protokoll beschreibt die Isolierung und Kultivierung von aus dem Knochenmark gewonnenen Makrophagen aus Mäusen.
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Methodenartikel
Das vorliegende Protokoll beschreibt die Isolierung und Kultivierung von aus dem Knochenmark gewonnenen Makrophagen aus Mäusen.
Makrophagen haben wichtige Effektorfunktionen bei der Homöostase und Entzündung. Diese Zellen sind in jedem Gewebe des Körpers vorhanden und haben die wichtige Fähigkeit, ihr Profil entsprechend den in der Mikroumgebung vorhandenen Reizen zu ändern. Zytokine können die Physiologie von Makrophagen tiefgreifend beeinflussen, insbesondere IFN-γ und Interleukin 4 und erzeugen M1- bzw. M2-Typen. Aufgrund der Vielseitigkeit dieser Zellen kann die Produktion einer Population von Makrophagen aus dem Knochenmark ein grundlegender Schritt in vielen experimentellen Modellen der Zellbiologie sein. Das Ziel dieses Protokolls ist es, Forschern bei der Isolierung und Kultivierung von Makrophagen zu helfen, die aus Knochenmarkvorläufern gewonnen werden. Knochenmarkvorläuferzellen von pathogenfreien C57BL/6-Mäusen werden in Makrophagen umgewandelt, wenn sie dem Makrophagen-Kolonie-stimulierenden Faktor (M-CSF) ausgesetzt werden, der in diesem Protokoll aus dem Überstand der murinen Fibroblastenlinie L-929 gewonnen wird. Nach der Inkubation stehen reife Makrophagen zur Verfügung, die vom 7. bis zum 10. Tag verwendet werden können. Ein einzelnes Tier kann die Quelle von etwa 2 x 107 Makrophagen sein. Daher ist es ein ideales Protokoll für die Gewinnung großer Mengen primärer Makrophagen mit grundlegenden Methoden der Zellkultur.
Monozyten und Makrophagen sind mononukleäre Fresszellen, die aus Vorläuferzellen im Knochenmark gewonnen werden können. Neuere Studien haben berichtet, dass Makrophagen auch von erythro-myeloischen Vorläuferzellen aus Dottersäcken stammen1. Unabhängig von ihrer Herkunft haben diese Leukozyten wichtige Effektorfunktionen bei der Homöostase und Entzündung 2,3. Monozyten sind Zellen aus dem peripheren Blut, die sich im Gewebe weiter zu Makrophagen differenzieren können 2,4, während Makrophagen heterogene Zellen sind, die Phänotypen und Funktionen aufweisen, die durch die lokale Exposition von Wachstumsfaktoren und Zytokinen reguliert werden5. Da Makrophagen eine solche funktionelle Vielfalt aufweisen, wurden sie in vielen Krankheitsmodellen untersucht. So ist die In-vitro-Kultur von Makrophagen zu einem wichtigen Werkzeug geworden, um ihre Physiologie und ihre Rolle bei verschiedenen Krankheiten zu verstehen. Das Knochenmark ist eine wichtige Quelle für Vorläuferzellen, einschließlich Makrophagen-Vorläuferzellen, die isoliert und vermehrt werden können, wodurch die Anzahl der erhaltenen Makrophagen exponentiell erhöht wird. Darüber hinaus sind aus dem Knochenmark gewonnene Makrophagen besonders wichtig, um die Auswirkungen der Gewebemikroumgebung zu vermeiden, da Makrophagen ihren Phänotyp als Reaktion auf verschiedene Reize im Gewebe ändern 6,7. Knochenmarkvorläuferzellen verwandeln sich in Makrophagen, wenn sie dem Makrophagen-Kolonie-stimulierenden Faktor (M-CSF) ausgesetzt werden8. Aus dem Knochenmark gewonnene Makrophagen können nicht durch biochemische Marker im Gewebe von Monozyten-abgeleiteten Makrophagen unterschieden werden. Diese Zellen stellen eine sehr homogene Population von Primärzellen dar, die in vielerlei Hinsicht mit den Peritonealmakrophagen vergleichbar sind 6,9.
Aufgrund ihrer heterogenen zellulären Funktionen wurden Makrophagen von Forschern lange Zeit gründlich untersucht. Diese Zellen können in verschiedenen experimentellen Modellen verwendet werden, einschließlich Infektions- und Entzündungskrankheiten, da sie in diesen Prozessen eine Rolle spielen10,11. Sie können auch nützlich sein, um die Polarisation von Makrophagen als Reaktion auf verschiedene Mikroumgebungsreize zu untersuchen12,13. Somit wird hier ein einfaches und zuverlässiges Protokoll zur Verfügung gestellt, um eine hohe Anzahl primärer Makrophagen aus dem Knochenmark der Maus zu gewinnen.
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Dieses Protokoll wurde in Übereinstimmung mit dem Nationalen Rat für die Kontrolle von Tierversuchen (Concea) und mit Genehmigung des Ethik- und Verwendungsausschusses für Tiere (CEUA) erstellt. C57BL/6-Mäuse wurden vom Biotério Central der Federal University of Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brasilien, gekauft. Persönliche Schutzausrüstung (PSA) wie Laborkittel, Handschuhe und Augenschutz sollten bei allen in diesem Protokoll beschriebenen Schritten verwendet werden.
1. Vorbereitung des Überstands der Fibroblasten-L-929-Linie als Quelle für M-CSF
2. Entfernung des Oberschenkelknochens und des Schienbeins
3. Gewinnung von Knochenmarkvorläuferzellen aus dem Lumen der Tibia und des Femurs
4. Makrophagen-Kultur
5. Ernte von Makrophagen
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Makrophagen sind große und anhaftende Zellen mit besonderen physiologischen Eigenschaften. Sie zeigen eine Vielfalt morphologischer Erscheinungsformen in Kultur, da sie an Glas und Kunststoff haften können, und ihre typische Ausbreitungsmorphologie hängt mit der Emission zytoplasmatischer Fortsätze zusammen (Abbildung 1). Sobald die Vorläuferzellen des Knochenmarks M-CSF aus dem L-929-Zellüberstand ausgesetzt sind und die Umwandlung in reife Makrophagen beginnen, haften sie an der Petriplatt...
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Die Herstellung einer Population von Makrophagen aus dem Knochenmark ist ein grundlegender Schritt in vielen zellbiologischen Versuchsmodellen, insbesondere wenn es wichtig ist, eine homogene Population von Primärzellen zu erreichen. Wie bereits erwähnt, können sich Zellvorläuferzellen nur in Gegenwart von M-CSF in Makrophagen verwandeln. L-929-Zellüberstände können als Hauptquelle für M-CSF verwendet werden. Abgesehen von den Kosten gibt es kein Problem, rekombinantes M-CSF selbstzu verwenden
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Die Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte haben.
Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), durch Rede de Pesquisa em Doenças Infecciosas Humanas e Animais do Estado de Minas Gerais (RED-00313-16) und Rede Mineira de Engenharia de Tecidos e Terapia Celular - REMETTEC (RED-00570-16) sowie des brasilianischen Nationalen Rates für wissenschaftliche und technologische Entwicklung (CNPq) unterstützt.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 20-cm³-Spritze | DESCARPACK | SI100S4G | Sterile Spritze |
| 26-G-Nadeln | BD | 497AQDKT7 | Sterile Nadeln |
| 50-ml-Zentrifugenröhrchen | SARSTEDT | 62547254 | Konische Kunststoffröhrchen für die Zentrifugation |
| 70%ige Ethanollösung | EMFAL | 490 | Ethanollösung für die Esterilisation |
| Anatomische Dissektion Pinzette | 3B SCIENTIFIC | W1670 | Aufbewahrung in einem sterilen Becherglas mit 70%iger Ethanollösung |
| C57Bl/6 Wildtyp-Maus | Gekauft bei Bioté rio Central an der Federal University of Minas Gerais | Nicht zutreffend | Mäuse müssen frei von spezifischen Krankheitserregern sein und zwischen 6 und 10 Wochen alt sein. Die Mäuse müssen mindestens eine Woche früher untergebracht werden, um sich von den Belastungen des Transports zu erholen |
| Zellkulturkolben T175 | GREINER | C7481-50EA | T-175 Kolben, schräger Hals, Oberfläche 75 cm2, mit Filterkappe, DNasefrei, RNasefrei |
| Zellkulturkolben T75 | GREINER | C7231-120EA | T-75 Kolben, schräger Hals, Oberfläche 75 cm2, mit Filterkappe, DNasefrei, RNase free |
| Desinfektionsmittel oder Babytücher? | CLOROX | Nicht anwendbar | Es hilft bei der Reinigung des Knochens |
| Destilliertes Wasser | GIBCO | 15230 | Steriles destilliertes Wasser |
| DMEM/F12-10 | Nicht zutreffend | Nicht zutreffend Nicht zutreffend | Sie 10 ml fötales Rinderserum (FBS) und 1 ml Penicillin/Streptomycin (P/S) zu DMEM/F12 (q.s.p. 100 mL) |
| DMEM/F12-10 + Überstand von L-929-Zellen | Nicht zutreffend | zutreffend | Zugabe von 20 % des Überstands der L929-Zellkultur auf DMEM/F-12-10 |
| Dulbecco′ s modifizierter Eagle′ s Medium - F12 (DMEM/F12) | GIBCO | 12500096 | DMEM: F-12 Medium enthält 2,5 mM L-Glutamin, 15 mM HEPES, 0,5 mM Natriumpyruvat und 1200 mg/L Natriumbicarbonat. Das Pulver auf 1 Liter destilliertes Wasser resuspendieren und 3,7 g Natriumbicarbonat hinzufügen. Stellen Sie den pH-Wert auf 7,2 ein und filtern Sie mit 0,22 μm. Lagerung bei 2 - 8 μm; C Gefrierschrank |
| Fötales Rinderserum, zertifiziert, hitzeinaktiviert, USA (FBS) | GIBCO | 10082147 | Anreicherung für DMEM-F12 |
| Hämozytometer | SIGMA-ALDRICH | Z359629 | Wird zur Zählung von Makrophagen in der Mikroskopie |
| verwendet L-929-Zellen | SIGMA-ALDRICH | ATCC # CCL-1 | L-929 ist eine Abstammungslinie von Maus-Fibroblastenzellen, die als Quelle für den Makrophagen-Kolonie-stimulierenden Faktor (M-CSF) |
| verwendet werdenNikon TI Eclipse | NIKON | Nicht anwendbar | Nikon TI Eclipse ist ein Fluoreszenz- und Phasenkontrastmikroskop |
| Nicht-enzymatische Zelldissoziationslösung | CELLSTRIPER (CORNING) | 25-056-CI | Nicht-enzimatische Zelldissoziationslösung, um Makrophagen von der Platte zu entfernen, ohne sie zu beschädigen |
| Unbehandelte runde Kulturschalen 100 & 20– mm | CORNING | CLS430591 | Verwenden Sie keine mit Gewebekulturen behandelten Petrischalen oder mit Gewebekulturen behandelte Platten |
| P3199 Penicillin G Kaliumsalz | USBIOLOGICAL | 113-98-4 | Antibiotika |
| Penicillin und Streptomycin (P/S) Lösung | Verwenden Sie 0,26 g Penicillin und 0,40 g Streptomycin. Mit 40 ml sterilem PBS mischen. Verwenden Sie in einem horizontalen Laminar-Flow-Schrank einen 0,22 µ M filtrieren und lagern Sie Aliquots von 1,0 mL in 1,5 ml Mikrofuge-Röhrchen im Gefrierschrank (-20 ° G; C) | ||
| Phosphatgepufferte Kochsalzlösung, frei von Calcium und Magnesium (PBS) | MEDIATECH | 21-040-CM | Steril |
| S7975 Streptomycinsulfat, 650-850U/mg | USBIOLOGICAL | 3810-74-0 | Antibiotika |
| Serologische Pipetten von 10 ml oder 25 ml | SARSTEDT | 861254001 | Serologische Pipetten werden mit Volumina von mehr als 1 ml |
| verwendet Natriumbicarbonat | SIGMA-ALDRICH | 144-55-8 | pH-Korrektur für DMEM-F12 |
| Software Nis Elements Viewer | NIKON | Nicht zutreffend | NIS-Elements Viewer ist ein kostenloses, eigenständiges Programm zum Anzeigen von Bilddateien und Datensätzen |
| Steriles PBS und 2% P/S-Lösung | LABORCRIN | 590338 | Fügen Sie 1 mL P/S in 40 mL sterile PBS-Irisschere |
| hinzu KATENA | Nicht zutreffend | Bewahren Sie es in einem sterilen Becherglas mit 70% Ethanollösung | |
| Überstand von L-929-Zellen | Nicht zutreffend | Nicht zutreffend | L-929 ist eine Abstammungslinie von Maus-Fibroblastenzellen, die als Quelle für den Makrophagen-Kolonie-stimulierenden Faktor (M-CSF) verwendet werden. Der Überstand L-929 wurde aus dem Protokoll gewonnen |
| Chirurgische Skalpellklinge Nr. 24 Edelstahl | SWANN-MORTON | 311 | Wird zur Freilegung der Epiphyse aus Knochen verwendet |
| Trypanblau-Lösung, 0,4 % | GIBCO | 15250061 | Trypanblau-Lösung, 0,4 %, wird routinemäßig als Zellfärbung zur Beurteilung der Zellviabilität unter Verwendung des Farbstoffausschlusstests verwendet |
| Trypsin/EDTA-Lösung 0,05 % | GIBCO | 25300-062 | Zur Dissoziation von Zellen aus der Kulturflasche |
| Wasser für Injektionszwecke (WFI) für die Zellkultur | GIBCO | A12873 | Steriles und endotoxinfreies Wasser |
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