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In diesem Artikel haben wir ein vereinfachtes Protokoll für die Isolierung und Kultivierung von retinalem Pigmentepithel von Mäusen skizziert. RPE-Zellen, die aus den Augen adulter Mäuse isoliert wurden, exprimierten einen RPE-spezifischen Marker, RPE65, und einen interzellulären Verbindungsmarker, ZO-1. Zusätzlich entwickelten sich die kultivierten Zellen in Kultur zu pigmentierten, hexagonalen Blättern.
Mehrere Methoden zur Isolierung von RPE bei Nagetieren wurden bereits veröffentlicht 6,7,8,9,10,11,12. Viele Protokolle schälen die RPE-Schichten von der Bruch-Membran ab, was technisches Geschick erfordert und das Risiko einer RPE-Schädigung oder des Zelltods erhöht 6,7,9,11,12,16. Daher nutzt dieses Protokoll die enzymatische Ablösung der RPE-Schicht anstelle der mechanischen Dissoziation, um das Überleben zu fördern und die Integrität der RPE-Blätter in Kultur zu erhalten. Diese Methode liefert Maus-RPE in einer Kultur, die die RPE-Morphologie mit hochpigmentierten und hexagonalen Zellen beibehält, die die Expression von Tight-Junction-Proteinen konservieren. Darüber hinaus fehlt diesem Protokoll die Verwendung komplexer Reagenzien oder Materialien, die in anderen Protokollen verwendet werden, wie z. B. permeable Membraninserts, zusätzliche extrazelluläre Matrix-Beschichtungsproteine oder spezielle Gewebedissoziationsreagenzien. Stattdessen verwendet dieses Protokoll einen einfachen enzymatischen Verdau mit 0,25 % Trypsin-EDTA in Kombination mit Gewebebewegung, um die RPE-Schicht von der Bruch-Membran zu dissoziieren. Dieses Protokoll wurde erfolgreich an Mäusen im Alter von 3 bis 14 Wochen durchgeführt; Es könnten jedoch mehr Augen erforderlich sein, um erfolgreich eine konfluente Kultur bei jungen Mäusen zu gewinnen.
Bei der Ausführung dieses Protokolls können mehrere Herausforderungen auftreten. Technisches Geschick ist erforderlich, um die Ora serrata präzise zu umschneiden und die Netzhaut vorsichtig zu entfernen, ohne die RPE-Schicht zu stören. Die Netzhaut kann gestört werden, wenn der Umfang der Sklera durchtrennt wird, was die Lebensfähigkeit des RPE beeinträchtigen kann. Die Verfeinerung dieser Technik kann nur durch wiederholtes, kontinuierliches Üben erreicht werden. Darüber hinaus können RPE-Platten nach der Entnahme an der Netzhautschicht haften. Um einen übermäßigen Verlust von RPE zu vermeiden, stimulieren Sie die Netzhautablösung, indem Sie eine mit Waschpuffermedium gefüllte Spritze oder Transferpipette verwenden, um die Ränder der Netzhaut vorsichtig von der Augenmuschel abzuheben. Die Hyaluronidase-Inkubation kann auch die Ablösung erleichtern16. Für den Fall, dass sich RPE nicht richtig von der Bruch-Membran und der Aderhaut lösen, verlängern Sie die Inkubationszeit mit Trypsin im Wasserbad. Frieren Sie zusätzlich Aliquote von frischem Trypsin bei -20 °C ein und tauen Sie sie direkt vor Gebrauch auf, um eine optimale enzymatische Aktivität zu erhalten. Ein Versagen des RPE, sich nach der Isolierung an die Well-Platte zu binden, kann auftreten, wenn Zellen mit zu geringer Dichte ausgesät werden oder wenn das RPE während des Isolationsprozesses beschädigt wurde. Darüber hinaus erfordert unser Protokoll keine Beschichtung von Proteinen der extrazellulären Matrix (ECM) für die Kultur. Es wurde jedoch gezeigt, dass EZM-Proteine wie Fibronektin, Kollagen IV, Laminin oder Kollagen I die Zelladhäsion erhöhen und sollten in Betracht gezogen werden, wenn die Adhärenz schlecht ist11.
Um die Ausbeute an RPE-kultivierten Monolayern zu erhöhen, legen Sie mindestens 2-3 Augen von Mäusen mit gleichem genetischen Hintergrund zusammen. Zellen können mit der Zeit ihre hexagonale Form und ihr Pigment verlieren, wenn sie nicht in einer ausreichend hohen Dichte ausgesät werden. Bei Mäusen, die älter als 8 Wochen sind, sollten 2 Augen pro 24-Well-Platte für eine optimale Konfluenz ausreichen. Wenn Mäuse unter 8 Wochen alt sind, führen 3-4 Augen zu einer besseren Adhärenz und Konfluenz. Im Laufe der Zeit können Zellen anfällig für einen epithelial-mesenchymalen Übergang (EMT) mit Verlust der Pigmentierung und Annahme einer länglichen Form sein. Die Zugabe von Rho-Kinase- und TGFβR-1/ALK5-Inhibitoren, wie Y27632 bzw. Repsox, kann die EMT der kultivierten RPE-Zellen verhindern12. Während das Isolationsprotokoll kurz ist und nur 1 Stunde für die Isolierung von 2-4 Augen erforderlich ist, kann es bei der Primärkultur bis zu 7-10 Tage dauern, bis die vollständige Konfluenz erreicht ist. Darüber hinaus ist die passagierende RPE begrenzt, mit einem erhöhten Risiko für EMT bei jeder nachfolgenden Passage.
Retinale Pigmentepithelzellen sind wichtige Zellen für die Aufrechterhaltung der Homöostase im Auge. RPE wirken als Fresszellen, um die Aufrechterhaltung von Photorezeptoren zu unterstützen, Nervenschichten vor Lichtschäden zu schützen und als enge Epithelbarriere zu wirken, um den Transport zu regulieren17. Krankheiten, die sich direkt auf RPE auswirken, wie z. B. altersbedingte Makuladegeneration, Retinitis pigmentosa und diabetische Retinopathie, können Entzündungen verschlimmern, die Apoptose erhöhen und zelluläre Verbindungen stören, was zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit von Netzhautdegeneration und Erblindung führt17. Die Kultivierung von primärem RPE erleichtert die Untersuchung der Pathogenese von Augenerkrankungen, die RPE betreffen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unser Protokoll die Dauer der Isolierung verkürzt und die notwendigen Techniken und Reagenzien vereinfacht, während eine hochreine Zellkultur erhalten bleibt.