Retinale Müller-Gliazellen (RMCs), die vorherrschenden Makroglia in der Netzhaut, bilden den Kern der retinalen neurovaskulären Einheit 1,2. RMCs erstrecken sich über fast die gesamte Netzhautdicke und umhüllen fast alle retinalen Neuronen und Mikrovaskulaturen. Ihre Fortsätze erstrecken sich nach oben bis zur inneren Grenzmembran (ILM), die apikale Endfüße bildet, und nach unten bis zur äußeren Grenzmembran (OLM), wo sie spezialisierte Mikrovillientwickeln 3. Diese einzigartige Architektur ermöglicht es RMCs, als primäres strukturelles Gerüst für die Netzhautorganisation zu fungieren 4,5.
RMCs sind mit Ionenkanälen, Liganden, Rezeptoren, Transmembrantransportern und Enzymenangereichert 6 und beteiligen sich über die Glykolyse am retinalen Glukosestoffwechsel7. Kaliumionenkanäle (Kir2.1, Kir4.1) und Wasserkanalproteine (AQP4, AQP9, AQP11) regulieren gemeinsam die Ionen- und Wasserhomöostase in der Zellmembran und halten so das physiologische Gleichgewicht der Netzhautaufrecht 7. Darüber hinaus absorbieren und beseitigen RMCs Neurotransmitter, die von Neuronen freigesetzt werden, darunter Glutamat, γ-Aminobuttersäure (GABA) und Glycin 7,8.
Pathologische Erkrankungen wie diabetische Retinopathie7, Glaukom9 und Retinitis pigmentosa10 können RMCs schädigen, die Blut-Netzhaut-Schranke stören, Entzündungen auslösen, die Gefäßpermeabilität erhöhen und die Netzhautfunktion beeinträchtigen. RMCs werden auch als latente intrinsische Quellen für regenerative Zellen der Netzhaut anerkannt11,12. Bei Fischen und bestimmten Amphibien können RMCs zu retinalen Vorläuferzellen dedifferenzieren, die durch Verletzungen verlorene Neuronen ersetzen13. In adulten Säugetiernetzhäuten exprimieren RMCs stammzellverwandte Markerproteine14,15, was ihnen das Potenzial verleiht, sich zu retinalen Neuronen zu differenzieren und geschädigte Zellen bei degenerativen Erkrankungen wie altersbedingter Makuladegeneration, Glaukom und diabetischer Retinopathie zu ersetzen16. Primäre RMCs ahmen ihren in vivo-Zustand genau nach und sind von großem Wert für die Erforschung und Behandlung degenerativer Netzhauterkrankungen. Die Literatur enthält jedoch nur wenige etablierte Methoden zur Isolierung und Kultivierung primärer RMCs, insbesondere von neonatalen Sprague-Dawley (SD)-Ratten.
Dieses Protokoll verwendet 3-5 Tage alte neonatale SD-Ratten ohne Geschlechtspräferenz. Unter sterilen Bedingungen werden die Augäpfel enukleiert und das Netzhautgewebe mit Trypsin verdaut. Primäre RMCs werden dann durch Zentrifugation und Reinigung isoliert, um sie anschließend zu kultivieren und zu übergeben. Die morphologische Analyse mittels invertierter optischer Mikroskopie in Kombination mit Hämatoxylin- und Eosin-Färbung (H&E) zeigte, dass die isolierten Zellen charakteristische RMC-Merkmale aufwiesen. Die Immunfluoreszenzfärbung bestätigte die Expression von RMC-spezifischen Proteinmarkern, einschließlich Glutaminsynthetase (GS), zellulärem Retinaldehyd-bindendem Protein (CRALBP), Vimentin, Aquaporin-4 (AQP4) und dem nach innen gerichteten Gleichrichter-Kaliumkanal 4.1 (Kir4.1). Die durchflusszytometrische Analyse nach Markierung mit GS- und CRALBP-Antikörpern zeigte eine Zellreinheit von ≥90%, was die etablierten Kriterien für RMC-basierte biologische Experimente erfüllt und die Eignung für nachfolgende funktionelle Studien sicherstellt. Während des experimentellen Prozesses zeigten die Zellen an der vierten Passage eine verminderte Adhärenz an der Kulturflasche, morphologische Veränderungen und Anzeichen von Seneszenz, die schließlich zum Zelltod führten. Daher wurden in den nachfolgenden Experimenten nur Zellen aus den ersten drei Passagen verwendet.