Les microglies, qui représentent 5 % à 10 % de toutes les cellules neurales, sont des macrophages résidents dispersés dans tout le système nerveux central (SNC)1. Protégées derrière la barrière hémato-encéphalique, les microglies typiques d'un cerveau adulte en bonne santé contiennent de nombreux processus fins qui s'étendent rapidement et se rétractent pour interagir avec les neurones et autres cellules gliales du parenchyme. Microglia peut également adopter la morphologie amoeboid associée à une fonction phagocytique accrue au cours de stades de développement spécifiques ou sur les défis immunitaires dans les blessures et la maladie1,2,3,4. De récentes découvertes passionnantes ont clairement démontré que les microglies ne sont en aucun cas des spectateurs passifs aux signaux dérivés du cerveau ou pathologiques, mais jouent un rôle central dans le contrôle du développement du cerveau et de l'homéostasie, par exemple, en soutenant la survie neuronale, en élagant des synapses immatures, en favorisant la différenciation des cellules de lignée d'oligodendrocytes ainsi qu'en angiogenèse1. Comme plus de fonctions de microglies sont élucidés, l'excitation est encore alimentée par des études de génétique humaine, qui ont montré que de nombreux gènes de risque de maladie neurodégénérative, tels que TREM2, sont principalement ou exclusivement exprimés par microglies5,6,7. Compte tenu de leur importance dans le développement et des rôles plausibles de la maladie-moteur, des efforts énormes ont été récemment mis en vue de notre compréhension de la régulation et de la fonction des gènes microglials dans l'espoir de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques pour les maladies neurodégénératives1,8.
Le séquençage de l'ARN (ARN-seq) permet une caractérisation impartiale de l'expression génétique spécifique au type cellulaire, qui guide à son tour les scientifiques pour étudier les fonctions génétiques dans les réseaux cellulaires denses7. L'ARN-seq avait été principalement fait sur des échantillons en vrac, menant à la découverte d'une signature de gène microglial homéostatique qui les distingue des autres cellules neurales et immunitaires9. Cependant, une telle approche pourrait négliger les différences moléculaires et fonctionnelles entre les microglies, en particulier celles qui sont présentes de façon transitoire dans le développement, ou associées au vieillissement et à la maladie. En effet, l'ARN-seq unicellulaire (scRNA-seq) offre la sensibilité et la résolution qui ont révolutionné le domaine en révélant l'hétérogénéité précédemment sous-estimée des microglies dans une variété de contextes2,3,10. En outre, en raison de la présence d'autres cellules immunitaires similaires à l'interface de circulation du SNS, scRNA-seq fournit des informations aidant à la conception de nouveaux outils pour séparer et disséquer fonctionnellement ces cellules connexes avec peu de connaissances préalables2,11.
Une gamme variée de plates-formes scRNA-seq ont été inventées, chacune adaptée à certaines applications12. En général, les méthodes à base de gouttelettes, telles que la génomique 10x, sont plus élevées dans le débit avec (des dizaines de) milliers de cellules séquencées dans chaque course, et ils sont moins sélectifs pour l'entrée qui peut contenir des populations de cellules mixtes nécessitant une catégorisation large. Les méthodes basées sur les plaques fournissent une sensibilité plus élevée et lisent la profondeur13,14, ciblant habituellement des populations spécifiques du tri cellulaire pour révéler des différences subtiles ou des transcriptions rares. Étant donné le faible pourcentage de cellules microgliales, en particulier celles qui sont associées au développement ou à la maladie, parmi tous les types de cellules du SNC, il est souvent souhaitable d'isoler les microglies d'une région d'intérêt spécifique et d'obtenir des informations transcriptomiques profondes et complètes afin de comprendre leur hétérogénéité.
Ici, nous fournissons des détails sur la façon d'isoler les microglies de différentes régions du cerveau de souris disséqués à partir d'un seul hémisphère, qui sont utilisés pour une seule cellule (ou en vrac) ARN-seq suivant une procédure semi-automatisée de préparation de bibliothèque à base de plaques. L'autre hémisphère peut alors être utilisé pour la validation histologique. Simplifié à partir d'une méthode9déjà publiée, ce protocole d'isolement vise à maximiser le rendement à partir d'une petite quantité de matériaux de départ, et en attendant maintenir des profils d'expression microgliale endogène. Nous utilisons le tri des cellules activées par la fluorescence (FACS) pour enrichir les microglies (ou d'autres cellules immunitaires connexes d'intérêt) en plaques de 96 puits et miniaturiser les volumes de réactifs pour la préparation de la bibliothèque afin d'augmenter le débit. Nous mettons en évidence cette plate-forme sensible scRNA-seq, bien que d'autres stratégies basées sur les plaques puissent être appliquées. Cette méthode peut être facilement adaptée pour isoler les microglies d'autres tissus disséqués, tels que les blessures ou les foyers de la maladie, et l'âge de la souris peut varier selon presque tous les stades postnatals. L'isolement efficace des microglies régionales pour les études de transcriptomique unicellulaire facilitera une meilleure compréhension de leurs fonctions en santé et en maladie.