Les astrocytes sont les cellules gliales les plus abondantes du système nerveux central (SNC). Ils jouent des rôles dans l'homéostasie ionique, la régulation du flux sanguin, la formation de synapse ainsi que l'élimination, et l'élimination des neurotransmetteurs1. La large gamme de fonctions d'astrocyte se reflète dans leur structure morphologique complexe2,3. Les astrocytes contiennent plusieurs branches primaires et secondaires qui se divisent en milliers de branches et de folioles plus fines qui interagissent directement avec les synapses, les dendrites, les axones, les vaisseaux sanguins et d'autres cellules gliales. La morphologie des astrocytes varie selon les régions du cerveau, ce qui peut indiquer leur capacité à remplir leurs fonctions de façon différentielle dans les circuits neuronaux4. En outre, les astrocytes sont connus pour modifier leur morphologie au cours du développement, pendant les conditions physiologiques, et dans les états de maladie multiples3,5,6.
Une méthode cohérente et reproductible est nécessaire pour résoudre avec précision la complexité de la morphologie des astrocytes. Traditionnellement, l'immunohistochimie a été utilisée pour visualiser les astrocytes avec l'utilisation de marqueurs de protéines enrichis d'astrocytes ou d'astrocytes. Cependant, ces méthodes révèlent le modèle d'expression des protéines plutôt que la structure de l'astrocyte. Les marqueurs couramment utilisés, tels que la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP) et la protéine de liaison du calcium S100 (S100), ne s'expriment pas dans l'ensemble du volume cellulaire et ne résolvent donc pas la morphologie complète7. Les approches génétiques pour exprimer les protéines fluorescentes de façon omniprésente dans les astrocytes (injections virales ou lignes transgéniques de reporter de souris) peuvent identifier les branches plus fines et le territoire global. Cependant, il est difficile de différencier les astrocytes individuels, et les analyses peuvent être biaisées par la population d'astrocytes ciblée par le promoteur spécifique8. La microscopie électronique de section série a été employée pour indiquer une image détaillée des interactions des processus d'astrocyte avec des synapses. En raison des milliers de processus d'astrocyte s'entrelaçant des synapses, il n'est actuellement pas possible de reconstruire une cellule entière avec cette technique9, bien que cela devrait changer avec l'utilisation d'approches d'apprentissage automatique pour l'analyse des données.
Dans ce rapport, nous nous concentrons sur une procédure pour caractériser les astrocytes de souris utilisant l'iontophoresis intracellulaire avec le colorant jaune de Lucifer (LY), utilisant le radiatum de strate de CA1 comme exemple. La méthode est basée sur des travaux passés pionniers par Eric Bushong et Mark Ellisman10,11. Les astrocytes des tranches de cerveau légèrement fixes sont identifiés par leur forme distinctive de soma et remplis de LY. Les cellules sont ensuite représentées avec une microscopie confocale. Nous démontrons comment l'iontophoresis de LY peut être employé pour reconstruire les astrocytes individuels et effectuer des analyses morphologiques détaillées de leurs processus et territoire. En outre, cette méthode peut être appliquée en conjonction avec l'immunohistochimie pour identifier les relations spatiales et les interactions entre les astrocytes et les neurones, d'autres cellules gliales, et la vascularisation du cerveau. Nous considérons l'iontophoresis de LY comme un outil très approprié pour analyser la morphologie dans différentes régions du cerveau et modèles de souris des conditions saines ou de la maladie7,12,13.