מיליוני אנשים סובלים ממחלות ניוונית של הרשתית הגורמות עיוורון בלתי הפיך. מרכיב נפוץ של רבים ממחלות אלה הוא אובדן תאי הגנגליון ברשתית (RGCs). פרוטוקול מפורט זה מתאר את הבידוד של RGCs Murine העיקרי על ידי בחירה חיובית ושלילית עם cytometry הזרימה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מיליוני אנשים סובלים ממחלות ניוונית של הרשתית הגורמות עיוורון בלתי הפיך. מרכיב נפוץ של רבים ממחלות אלה הוא אובדן תאי הגנגליון ברשתית (RGCs). פרוטוקול מפורט זה מתאר את הבידוד של RGCs Murine העיקרי על ידי בחירה חיובית ושלילית עם cytometry הזרימה.
מחלות ניווניות לעיתים קרובות יש השפעה הרסניות על אלה שנפגעו. תא גנגליון התא (RGC) הפסד הוא מעורב במערך של מחלות, כולל רטינופתיה סוכרת וגלאוקומה, בנוסף להזדקנות נורמלית. למרות החשיבות שלהם, RGCs כבר מאוד קשה ללמוד עד עכשיו בין השאר בשל העובדה שהם מהווים רק אחוז קטן של מגוון רחב של תאים ברשתית. בנוסף, שיטות בידוד הנוכחי להשתמש סמנים תאיים כדי לזהות RGCs, אשר מייצרים תאים שאינם קיימא. טכניקות אלה כוללות גם פרוטוקולי בידוד ארוכים, ולכן יש חוסר שיטות מעשיות, סטנדרטי, אמין כדי להשיג ולבודד RGCs. עבודה זו מתארת שיטה יעילה, מקיפה ואמינה לבידוד RGCs ראשוניים מעכברים retinae באמצעות פרוטוקול המבוסס על קריטריונים לבחירה חיובית ושלילית. השיטות המוצגות מאפשרות את המחקר העתידי של RGCs, במטרה להבין טוב יותר את העיקרוןירידה בחדות הראייה הנובעת מאובדן RGCs תפקודית במחלות ניווניות.
RGCs הם נוירונים מובחנים סופנית, ולכן, תאים ראשוניים נדרשים לצורך ניסויים. הפיתוח של פרוטוקול לבידוד והעשרה של תאים ראשוניים של תאית גנגליון Murine (RGCs) הוא היסוד לחשוף את המנגנונים של בריאות RGC וניוון במבחנה . זה חשוב במיוחד עבור מחקרים המבקשים ליצור טיפולים פוטנציאליים כדי לקדם את הפונקציה RGC כדי למזער את מותם. התנוונות של RGCs קשורה למחלות ניווניות של הרשתית, כגון גלאוקומה, רטינופתיה סוכרתית והזדקנות נורמלית. למרות שהמנגנונים הסלולריים הספציפיים שבבסיס אובדן RGC אינם ברורים, זוהתה סדרה של גורמי סיכון. חוסר חמצון בראש עצב הראייה 1 , 2 , 3 גורם מוות RGC 4 ופועל כהפרעה של הומאוסטזיס בין ההפעלה של exitatory ואניקולטנים nititory בתוך RGCs בודדים 5 , 6 . שורה של אתגרים מעכבים את ההתקדמות לקראת השימוש בתאים אלה ללימודים מעמיקים. ראשית, מספר RGCs הנוכחי ברשתית Murine הוא קטן. RGCs חשבון עבור פחות מ 1% מכלל תאים הרשתית 7 , 8 , 9 . שנית, רוב RGC ספציפיים סמנים הם תאיים חלבונים 10 , 11 , 12 . הבחירה מבוססת על סמנים אלה משאיר את התאים שאינם קיימא, אשר מונע ניתוח במורד הזרם. לבסוף, הפרוטוקולים הקיימים כיום הם ארוכים וחסרים סטנדרטיזציה 13 , 14 . מוקדם פרוטוקולים בידוד RGC התבססו על שיטות immunopanning. Barres et al. 15 התאימו את החסימה הקלאסיתטכניקה anning והוסיף צעד שני, אשר כלל מונוציטים ותאי האנדותל מהחלק הארי של תאים רשתית לפני הבחירה החיובית המבוססת על אימונוספיטיביות לאנטיגן אנטי תימוציטים (aka Thy1), סמן משטח התא. שנים לאחר מכן, הונג et al. בשילוב טכניקות בידוד מגנטי חרוז עם אסטרטגיות מיון תאים לבודד RGCs עם טוהר 16 . השימוש חרוזים מגנטיים עדיין בשימוש ביישומים מדעיים רבים. יחד, חרוזים מגנטיים ו cytometry זרימת פרוטוקולים שיפרה את הטוהר של תאים בודדים. עם זאת, מערכות טיהור אלה עדיין לא תוקנו לבידוד של RGCs Murine מ Retinae מנותק.
זרימת cytometry היא שיטה אנליטית חזקה המודד את המאפיינים אופטיים פלואורסצנטי של השעיות התא. תאים ניתוחים הן כמותית והן איכותית עם רמה גבוהה של רגישות, מתן ניתוח רב מימדי של התא populAtion. האפליה הסלולארית מתבססת על שני מאפיינים פיזיים עיקריים: גודל התא או שטח הפנים והפרשנות או המורכבות הפנימית 17 . ניתוח רב מימדי ניתן לבצע על ידי שילוב של נוגדנים מתוייגים עם fluorochromes כי יש אורכי גל דומים ו פליטות שונות. זרימת cytometry הוא מהיר, לשחזור, ורגיש. לייזרים multitpe היתר אפילו רב יותר מימדי מנתח של תאים בודדים על ידי cytometry הזרימה. לפיכך, זוהי מתודולוגיה אטרקטיבית לחקר דגימות ציטולוגיות. פלואורסצנטי מופעלת תא מיון (FACS) משתמשת הבדלים פנוטיפי רב מימדי מזוהים על ידי cytometry הזרימה למיין תאים בודדים לתוך subpopulations נפרד.
בעשור האחרון, משטח מרובה חלבונים תאיים זוהו כסמנים ביולוגיים פוטנציאליים עבור הבחירה של תאים, כולל נוירונים. מחקרים ראשוניים שביקשו לבודד RGCs של חולדות השתמשו Thy1 כמו cel גנגליוןסמן. למרבה הצער, Thy1, aka CD90, יש מספר איסופורמים במינים אחרים מכרסם 18 , 19 , 20 והוא בא לידי ביטוי על ידי מספר סוגי תאים ברשתית 19 , 20 , מה שהופך אותו סמן שאינו ספציפי עבור RGCs. סמן נוסף, CD48, נמצא על אוכלוסיות מונוציטיות ברשתית, כולל מקרופאגים ומיקרוגליאה. באמצעות שני אלה סמנים פני השטח, שונה RGC חתימה- Thy1 + ו CD48 Neg תאים - פותחה 15 , 16 , 21 , 22 . למרבה הצער, אלה שני קריטריונים לבחירה אינם מספיקים כדי לבחור עבור האוכלוסייה RGC מועשר מאוד. כדי לענות על צורך זה unmet, פרוטוקול cytometry זרימה פותחה 23 מבוסס על רב שכבתית בחירה חיובית ושלילית קריטריונים usiNg ידוע סמנים משטח התא כדי להעשיר ולטהר RGCs Murine העיקרי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הפרוצדורות המפורטות בפרוטוקול הבא אושרו על ידי המועצה לטיפול בבעלי חיים מוסדיים ושימוש ועדת (IACUC) סקירה מועצת המנהלים של אוניברסיטת טנסי למדעי הבריאות מרכז (UTHSC) ו בעקבות האגודה לחקר חזון ורפואת עיניים (ARVO) הצהרות לשימוש של בעלי חיים בחקר עיניים וחזון, בנוסף להנחיות ניסויים בבעלי חיים במעבדה (המכון למעבדות בעלי חיים, מדיניות שירותי בריאות הציבור בנושא טיפול הומאני ושימוש בחיות מעבדה).
1. הכנת מכשירים, פתרונות ומדיה
הערה: כל המידע על חומרים, ריאגנטים, כלים, מכשירים המדווחים בפרוטוקול המפורטים בטבלה של חומרים .
2. Anucleation
הערה: סך של 10 צעירים (5-7 שבועות) C57BL / 6J עכברים שימשו בניסוי זה כדי לבודד 1.0 x 10 6 RGCs עם CD90.2 CD +
3. הכנה של השערת תא הרשתית
4. Immunolabeling Reתאים
5. תא מיון אסטרטגיה
הערה: הוראות ספציפיות להגדרת מכשיר עבור FACS עם 355 ננומטר, UV; 405 ננומטר, סגול; 488 ננומטר, כחול; ו 640 ננומטר, לייזרים אדומים עם 2, 2, 5, ו 3 הפצה ערוץ הקרינה, בהתאמה. תוכנת ההפעלה הייתה DIVA גרסה 8.0.1. מיון תאים בוצע עם זרבובית 70 מיקרומטר, 70 psi הלחץ נדן, 87.5 תדר, 48.6 משרעת עם הפסקה הראשונה ירידה ב 333, אבחנה ההפרש של 6, דיוק מיון להגדיר טוהר ארבע דרך עם ברירת מחדל (32) מסכת טוהר, ושחרור עיכוב מותאם ל 42.98 באמצעות חרוזים.
7. אימות של תא מיון לפי ניתוח qPCR
הערה: ראה איור 4 .
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחקר מעמיק של RGCs מונע על ידי גורמים רבים, כולל תדירות נמוכה שלהם ואת חוסר מתודולוגיה חזקה ומתוקננת לבידוד שלהם. איור 1 מציג את המתודולוגיה המשמשת לבידוד retinae. וריאציות בהליך enucleation קיימות על סמך סוג הניתוח, כגון אם האנקלאציה היא חלק מהניסוי של vivo 27 . Enucleation בפרוטוקול זה מבוצע על עכברים מורדמים. כפי שמוצג בתרשים 1A -B
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
FACS היא טכניקה של בחירה כדי לטהר אוכלוסיות תאים. שיטות בידוד אחרות כוללות immunopanning, חרוזים מגנטיים, ואת ההשלמה קיבעון משלים. היתרון של FACS על פני מתודולוגיות אחרות אלה מבוסס על זיהוי סימולטני של סמנים פני השטח עם דרגות שונות של אינטנסיביות. עוצמת הניאון של המולקולה פרופורציונלית לכמות ביטוי החלבון. עד כה, הבידוד של RGCs התבסס רק על חיוביות Thy1 (CD90) ו CD48 negativity 15 , 16 , 22...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
המחברים מבקשים להודות למר טים היגינס, מאייר בכיר מהמחלקה למיקרוביולוגיה, אימונולוגיה וביוכימיה, לסיוע טכני טכני; ד"ר מתיו ווילסון לדיונים ולחברי המעבדות של ג'בלונסקי ומוראלס-טיראדו על הערותיהם המועילות. עבודה זו נתמכה על ידי מכון המחקר Alcon Research Young Investigator Award (VMM-T), אוניברסיטת Tennessee Research Foundation (VMM-T), המכון הלאומי Eye EY021200 (MMJ), אחוות Gerwin (VMM-T); את אחוות גרובין לפני הדוקטורט (ZKG), את מחלקת המחקר הרפואי של צבא ההגנה ואת פקודת המטען (VMM-T) ואת המענק הבלתי מוגבל ממחקר למניעת עיוורון.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נגד עכבר CD15 PE | BioLegend | 125606 | שיבוט MC-480 |
| נגד עכבר CD48 PE-Cy7 | BioLegend | 103424 | שיבוט HM48-1 |
| נגד עכבר CD57 | Sigma Aldrich | C6680-100TST | שיבוט VC1.1 |
| נגד עכבר CD90.2 AF700 | BioLegend | 105320 | שיבוט 30-H12 |
| סגול מבריק 421 עז נגד עכבר IgG | BioLegend | 405317 | שיבוט Poly4053 |
| מטוהר נגד עכבר CD16/32 | BioLegend | 101302 | בלוק FcgRII/III, שיבוט 93 |
| זומבי אקווה | BioLegend | 423102 | אפליה בין תאים חיים / תאים מתים |
| סרום בקר עוברי | Hyclone | SH30071.03 | ממקור ארה" |
| AbC ערכת חרוזים לפיצוי נוגדנים כולל Thermo | Fisher Scientific | A10497 | רב מינים Ig |
| Neurobasal Medium | Thermo Fisher Scientific | 21103049 | הוסף סרום למדיה לפני התרבית. |
| תמיסת מלח חוצצת פוספט (PBS) | Thermo Fisher Scientific | 10010049 | תמיסת |
| מלח דיסקציה מיקרוסקופ | אולימפוס | SZ-PT דגם | סטריאו מיקרוסקופ |
| סורוול צנטריפוגה | תרמו סיינטיפיק | ST 16R | כל הצנטריפוגות שבוצעו |
| בצלחת בסיס RT – דיסקציה Pan | Fisher Scientific | SB15233FIM | ניתן להשתמש גם בצלחת שעווה |
| מלקחיים | Aesculap | 5002-7 | 4 ½ אינץ' |
| מספריים איריס, ישר | Aesculap | 1360 | 5 ½ אינץ' |
| פלקון 15 מ"ל צינורות חרוטיים | פישר סיינטיפיק | 352097 | צינורות פוליפרופילן |
| פלקון 50 מ"ל צינורות חרוטיים | פישר סיינטיפיק | צינורות | פוליפרופילן |
| 352098 צינורות BD FACS | פישר סיינטיפיק | 352003 | פוליפרופילן |
| 40 מ"מ כלים | MidSci | TP93040 | תרבית רקמות מטופלת |
| 70 μ מסננת ניילון M | MidSci | 70ICS | סטרילית |
| 40 μ מסננת ניילון M | MidSci | 40ICS | סטרילי |
| מזרק BD 10 מ"ל | פישר סיינטיפיק | 301604 | מזרק חד פעמי ללא מחט |
| עליים | MidSci | PEST | |
| בקבוקוני חיטה סטריליים | פישר סיינטיפיק | 986734 | ללא אניה |
| BD 30 גרם מחט פישר | סיינטיפיק | 305128 | 1 אינץ' |
| Hausser Scientific Bright-Line תא ספירת זכוכית | פישר סיינטיפיק | 0267151B | המוציטומטר |
| Gibco טריפן כחול 0.4% תמיסה | פישר סיינטיפיק | 15250061 | כדאיות צבע |
| צינורות אפנדורף | פישר סיינטיפיק | 05-402-25 | 1.5 מ"ל |
| EVOS פלואיד הדמיית תאים | תרמו פישר סיינטיפיק | 447113 | הדמיית פלואורסצנטי עם אובייקט 20X |
| 100% אתנול | פישר סיינטיפיק | 04-355-452 | משמש לייצור 70% אתנול |
| Pipet-Lite LTS פיפטה L-1000XLS+ | Rainin | 17014282 | LTS |
| פיפטה Pipet-Lite LTS פיפטה L-200XLS+ | Rainin | 17014391 | LTS פיפטה |
| Pipet-Lite LTS פיפטה L-20XLS+ | Rainin | 17014392 | LTS מתלה פיפטות |
| LTS 1000 מ"ל – GPS-L1000S | Rainin | 17005088 | מתלה כחול מתלה טיפים סטריליים |
| מתלה LTS 250 מ"ל – GPS-L250S | Rainin | 17005092 | מתלה ירוק מתלה סטרילי |
| טיפים מתלה LTS 20 מ"ל – GPS-L10S | Rainin | 17005090 | מתלה אדום טיפים סטריליים |
| FACSAria II Cell Sorter | BD Biosciences | N / A | הזמנה מותאמת אישית |
| LSR II Cymeter | BD Biosciences | N/A | הזמנה מותאמת אישית |
| Abca8a | Thermo Fisher Scientific | Mm00462440_m1 | Mü ller cells |
| Aldh1al | Thermo Fisher Scientific | Mm00657317_m1 | Mü ller cells |
| Aqp4 | Thermo Fisher Scientific | Mm00802131_m1 | Astrocytes |
| Calb2 | Thermo Fisher Scientific | Mm00801461_m1 | Amacrine, Horizontal |
| Cd68 | Thermo Fisher Scientific | Mm03047340_m1 | תאי אפיתל פיגמנט רשתית |
| Gad2 | Thermo Fisher Scientific | Mm00484623_m1 | Amacrine |
| Hprt | Thermo Fisher Scientific Mm01545399_m1 | שמירת בית gene | |
| Lhx1 | Thermo Fisher Scientific | Mm01297482_m1 | Horizontal |
| Lim2 | Thermo Fisher Scientific | Mm00624623_m1 | Horizontal |
| Nrl | Thermo Fisher Scientific | Mm00476550_m1 | Photoreceptors |
| Ntrk1 | Thermo Fisher Scientific | Mm01219406_m1 | Horizontal |
| Pcp4 | Thermo Fisher Scientific | Mm00500973_m1 | דו קוטבי, Amacrine |
| Pou4f1 | Thermo Fisher Scientific | Mm02343791_m1 | תאי |
| Prdx6 | Thermo Fisher Scientific | Mm00725435_s1 | Astrocytes |
| Prkca | Thermo Fisher Scientific | Mm00440858_m1 | Bipolar |
| Prox1 | Thermo Fisher Scientific | Mm00435969_m1 | Horizontal |
| Pvalb | Thermo Fisher Scientific | Mm00443100_m1 | Amacrine |
| Rbpms | Thermo Fisher Scientific | Mm02343791_m1 | תאי גנגליון רשתית |
| Rom1 | Thermo Fisher Scientific | Mm00436364_g1 | Photoreceptors |
| Rpe65 | Thermo Fisher Scientific | Mm00504133_m1 | תאי אפיתל פיגמנט רשתית |
| Slc1a3 | Thermo Fisher Mm00600697_m1 מדעי | אסטרוציטים | |
| Slc6a9 | Thermo Fisher Scientific | Mm00433662_m1 | Amacrine |
| Sncg | Thermo Fisher Scientific | Mm00488345_m1 | תאי גנגליון רשתית |
| Tubb3 | Thermo Fisher Scientific | Mm00727586_s1 | תאי גנגליון רשתית |
| Vim | Thermo Fisher Scientific | Mm01333430_m1 | Mü תאי ller |
| Taqman Universal Master Mix | Thermo Fisher Scientific | 4440047 | qPCR Reagent |
| miRNeasy Mini Kit | Qiagen | 217004 | בידוד RNA |
| SuperScript VILO cDNA ערכת סינתזה | תרמו פישר | 11754250 | סינתזת cDNA |
| Taqman PreAmp Master Mix | Thermo Fisher Scientific | 4391128 | שלב הגברה מראש |
| BD Cytofix / Cytoperm | BD Biosciences | 554714 | קיבוע / מאגר פרמביליזציה |
| BD סלסול / שטיפה | BD Biosciences | 554723 | תמיסת חדירות |
| RBPMS | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | sc-86815 | נוגדן תוך-תאי |
| SNCG | Gene Tex | GTX110483 | נוגדן תוך-תאי |
| BRN3A | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | נוגדן תוך-תאי | SC-8429 |
| TUJ1 | BioLegend | 801202 | נוגדן תוך-תאי |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.