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Assemblierung von Netzhaut-Organoiden mit Mikroglia
Assemblierung von Netzhaut-Organoiden mit Mikroglia
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JoVE Journal Neuroscience
Assembling Retinal Organoids with Microglia

Assemblierung von Netzhaut-Organoiden mit Mikroglia

Full Text
1,854 Views
06:24 min
July 26, 2024

DOI: 10.3791/67016-v

Jia Xu*1, Si-Jian Yu*1, Zi-Bing Jin1

1Beijing Institute of Ophthalmology, Beijing Tongren Hospital,Capital Medical University

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study investigates the role of microglia in retinal degenerative diseases by generating a co-culture model of retinal organoids and microglia. This model aims to enhance the understanding of the pathogenesis and development of retinal diseases.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Retinal Biology
  • Immunology

Background

  • Microglia are resident immune cells in the retina.
  • They play crucial roles in the pathology of retinal degenerative diseases.
  • Understanding microglial functions can aid in developing therapies.
  • Co-culture models allow for a more comprehensive analysis of cell interactions.

Purpose of Study

  • To develop a reliable co-culture model of retinal organoids and microglia.
  • To investigate the pathogenic mechanisms underlying retinal diseases.
  • To enhance understanding of microglial behavior in the retinal environment.

Methods Used

  • The study utilized a co-culture model involving retinal organoids and human microglia derived from embryonic stem cells.
  • Human embryonic stem cells were cultured until a specific density was reached, followed by microglial isolation.
  • The model observed developmental stages over a 30-day period.
  • Culturing conditions included incubations at 37 degrees Celsius with controlled gases.
  • Immunofluorescence techniques were used to confirm the presence of microglia and retinal markers.

Main Results

  • Co-cultured retinal organoids displayed significant GFP autofluorescence indicating active microglia.
  • Immunofluorescence confirmed the expression of retinal photoreceptor markers (CRX) and microglial markers (IBA1).
  • The study highlights the interaction between microglia and retinal cells during disease modeling.

Conclusions

  • This study demonstrates a functional co-culture model that reflects the complexity of retinal diseases.
  • It allows for insights into microglial roles in retinal pathology, potentially guiding therapeutic strategies.
  • The model's implications extend to better understanding mechanisms of neuroimmune interactions in eye diseases.

Frequently Asked Questions

What is the significance of using a co-culture model?
The co-culture model allows researchers to study the interactions between microglia and retinal cells, which is crucial for understanding retinal diseases.
How are human microglia integrated into the model?
Human microglia are derived from embryonic stem cells and are introduced into the retinal organoid culture after specific developmental stages.
What biological outcomes can be examined in this study?
Outcomes include cellular interactions, microglial behavior, and expression of retinal markers, which provide insight into disease mechanisms.
What are the key advantages of this study's methodology?
The methodology allows for precise control over environmental conditions and cellular compositions, making it adaptable for various studies on retinal diseases.
What limitations should researchers consider?
Limitations may include the complexity of replicating the in vivo environment and potential variability in cellular responses across different experiments.
How can this model be applied in future research?
The model can be applied to test new therapeutic interventions, further investigate microglial roles, and study various retinal degenerative diseases.

Mikroglia sind einzigartige residente Immunzellen in der Netzhaut, die eine entscheidende Rolle bei verschiedenen degenerativen Erkrankungen der Netzhaut spielen. Die Generierung eines Co-Kulturmodells von retinalen Organoiden mit Mikroglia kann ein besseres Verständnis der Pathogenese und des Entwicklungsfortschritts von Netzhauterkrankungen ermöglichen.

Zu Beginn erhalten Sie die humanen embryonalen Stammzellen im Stammzellmedium mit einer Zelldichte von 80 bis 90 %Nachdem Sie das verbrauchte Medium entfernt haben, spülen Sie die Zellen in jeder Vertiefung mit einem Milliliter 1X DPBS. Inkubieren Sie die Stammzellkolonien in jeder Vertiefung mit einem Milliliter 0,5 Millimolar EDTA für etwa fünf Minuten bei 37 Grad Celsius. Überprüfen Sie die Morphologie der Kolonie, um sicherzustellen, dass die Ränder leicht zusammengerollt sind und lose Lücken aufweisen.

Aspirieren Sie das EDTA und inkubieren Sie die Zellen erforderlichenfalls weitere ein bis zwei Minuten bei 37 Grad Celsius, jedoch nicht länger als acht Minuten. Spülen Sie die Zellen in jeder Vertiefung vorsichtig mit sechs Millilitern Medium A, das sechs Mikroliter 10 millimolare ROCK-Inhibitorlösung Y-27632 enthält. Klopfen Sie vorsichtig auf den Boden der Schüssel, um die Zellen abzuspülen.

Beobachten Sie nach 24 Stunden die Zellen unter dem Mikroskop, um die Bildung des Embryokörpers zu bestätigen. Sammeln Sie die Embryokörper mit einer 10-Milliliter-Pipette in einem 15-Milliliter-Zentrifugalröhrchen und warten Sie, bis sich die Embryokörper fünf Minuten lang am Boden abgesetzt haben. Aspirieren Sie dann vorsichtig den Überstand und resuspendieren Sie die Embryokörper in sechs Millilitern frischem Medium A. Übertragen Sie sie in eine neue Vertiefung mit geringer Adhäsion einer Sechs-Well-Platte und kultivieren Sie sie in einem 37 Grad Celsius heißen Inkubator.

Am vierten Tag beschichten Sie eine 10 Zentimeter große Schale mit drei Millilitern 0,1 %iger Fischgelatinelösung und inkubieren Sie mindestens eine Stunde lang in einem 5 %igen Kohlendioxid-Inkubator mit 37 Grad Celsius. Entfernen Sie dann die Gelatinelösung und spülen Sie die Schale einmal mit fünf bis sechs Millilitern 1X DPBS aus. Sammeln Sie die Embryokörper vorsichtig in ein 15-Milliliter-Zentrifugalröhrchen und warten Sie, bis sich die Embryokörper in fünf Minuten am Boden abgesetzt haben.

Resuspendieren Sie die Embryokörper vorsichtig mit 15 Millilitern Medium B und geben Sie sie in die beschichtete 10-Zentimeter-Schale. Nach 49 Tagen eine Woche lang in einem 37 Grad Celsius heißen Inkubator mit 5 % Kohlendioxid kultivieren. Die Zellen werden bei 200 x g fünf Minuten bei Raumtemperatur zentrifugiert.

Den Überstand vorsichtig aspirieren und die Zellen mit zwei Millilitern frischem Medium C resuspendieren. In eine neue Vertiefung mit geringer Adhäsion einer Sechs-Well-Platte überführen. Inkubieren Sie die Platte in einem Inkubator mit 5 % Kohlendioxid und 37 Grad Celsius. Ersetzen Sie an Tag 56 das verbrauchte Medium durch zwei Milliliter Medium C pro Vertiefung.

Untersuchen Sie die Platte unter einem Mikroskop, um die verzweigten Mikroglia zu identifizieren, die am Boden der Vertiefung mit geringer Adhäsion haften. Um Mikroglia für die Co-Kultivierung zu ernten, ersetzen Sie vorsichtig das Medium C in jeder Vertiefung durch einen Milliliter Accutase und inkubieren Sie drei Minuten lang bei 37 Grad Celsius. Sammeln Sie die Mikrogliazellen mit einer Fünf-Milliliter-Pipette in einem 15-Milliliter-Röhrchen und zentrifugieren Sie die Zellen fünf Minuten lang bei Raumtemperatur bei 200 x g.

Nachdem Sie den Überstand verworfen haben, suspendieren Sie die Mikroglia mit einem Milliliter Medium E.

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