הפרוטוקול הנוכחי תוכנן כדי להעריך את ההשפעה של גירוי מגנטי חוזר על יכולתה של מיקרוגליה לפגוציטוזה של פסולת מיאלין. מערכת תרבית משותפת של מיקרוגליה ופסולת מיאלין במבחנה הוקמה לשם כך.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול הנוכחי תוכנן כדי להעריך את ההשפעה של גירוי מגנטי חוזר על יכולתה של מיקרוגליה לפגוציטוזה של פסולת מיאלין. מערכת תרבית משותפת של מיקרוגליה ופסולת מיאלין במבחנה הוקמה לשם כך.
מיקרוגליה, הפגוציטים המקומיים של מערכת העצבים המרכזית (CNS), ממלאים תפקיד מרכזי בשמירה על שלמות מערכת העצבים המרכזית וההומאוסטזיס על ידי הסרת תאים פגומים, פסולת תאית ושאריות מיאלין. הצטברות פסולת מיאלין מעורבת במגוון הפרעות במערכת העצבים המרכזית, כולל טרשת נפוצה, מחלת אלצהיימר, פגיעה מוחית טראומטית ופגיעה בחוט השדרה. נוכחותם של פסולת מיאלין לא רק מחמירה דלקת עצבית אלא גם פוגעת בפוטנציאל ההתחדשות של המיאלין. לכן, שיפור היכולת של מיקרוגליה לפנות פסולת מיאלין באמצעות פגוציטוזיס מייצג אסטרטגיה טיפולית מבטיחה. גירוי מגנטי התגלה כשיטת טיפול חדשנית למחלות מערכת העצבים המרכזית, עם עדויות הולכות וגדלות המצביעות על הפוטנציאל שלו לקדם פגוציטוזיס מיקרוגליאלי ולתמוך בהתאוששות מערכת העצבים המרכזית. כדי להבהיר עוד יותר את ההשפעות של גירוי מגנטי על פינוי מיקרוגליה של פסולת מיאלין, תכננו ניסוי במבחנה הכולל תרבית משותפת של מיקרוגליה ופסולת מיאלין. התרבות המשותפת הייתה נתונה לגירוי מגנטי חוזר ונשנה כדי להעריך את השפעתו על הפעילות הפגוציטית של מיקרוגליה בהקשר של פתולוגיה של מערכת העצבים המרכזית.
מיאלין הוא מבנה ממברנה צינורי יציב המקיף אקסונים המיוצרים על ידי אוליגודנדרוציטים במערכת העצבים המרכזית (CNS). מעטפת מיאלין זו ממלאת תפקיד קריטי בהקלה על התפשטות מהירה ויעילה של פוטנציאל פעולה1. אולם הפרעות נוירולוגיות שונות, כמו למשל טרשת נפוצה (MS), שבץ ופגיעות טראומטיות, כולל פגיעה בחוט השדרה (SCI) ופגיעה מוחית טראומטית (TBI), יכולות להוביל לאובדן שלמות המיאלין. התוצאה היא יצירת פסולת מיאלין עקב שיבוש מעטפת המיאלין ונזק ישיר למבני המיאלין 2,3,4. הצטברות פסולת מיאלין לא רק מעכבת רמיאלינציה והתאוששות תפקודית, אלא גם מחמירה דלקת עצבית 5,6. לכן, פינוי יעיל של פסולת מיאלין חיוני לפתרון דלקת עצבית, קידום התחדשות אקסונלית ושיקום הומאוסטזיס במערכת העצבים לאחר מחלות נוירולוגיות.
פסולת מיאלין מנוקה בעיקר על ידי פגוציטים, כגון מקרופאגים ומיקרוגליה במערכת העצבים המרכזית (CNS). מיקרוגליה, תאי החיסון המקומיים של מערכת העצבים המרכזית, סוקרים כל הזמן את סביבתם לאיומים פוטנציאליים ומגנים על מערכת העצבים המרכזית על ידי הסרת מיאלין ופסולת מיאלין פגומים. יתר על כן, פגוציטוזיס מיקרוגליאלי ממלאת תפקיד מכריע בקידום נוירוגנזה באמצעות פינוי פסולת 7,8. עדויות הולכות וגדלות מצביעות על כך ששיפור פגוציטוזיס במיקרוגליה של פסולת מיאלין יכול להפחית את ההשפעות המזיקות של דלקת, להפחית את הנזק למערכת העצבים המרכזית ולקדם התחדשות אקסונלית לאחר פגיעה עצבית. 4,9,10.
טיפול בגירוי מגנטי, טכניקת נוירומודולציה לא פולשנית, זכה לשימוש נרחב בטיפול בהפרעות נוירולוגיות שונות11. יש לציין כי גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר (rTMS) הראה הבטחה כגישה טיפולית למחלת אלצהיימר (AD), פגיעה מוחית ושבץמוחי 12,13,14. מחקר שנערך לאחרונה הראה כי rTMS יכול לשפר פגוציטוזיס מיקרוגליאלי של עמילואיד-בטא (Aβ) ואפוליפופרוטאין E (ApoE), ובכך לעכב את ההתקדמות הפתולוגית של אלצהיימר במודלים של בעלי חיים15. באופן דומה, עבודתנו האחרונה מצאה כי גירוי מגנטי חוצה עמוד השדרה (rTSMS) מקדם פגוציטוזיס מיקרוגליאלי של פסולת מיאלין בעקבות פגיעה בחוט השדרה בחולדות16.
עם זאת, ההשפעה של גירוי מגנטי חוזר על מיקרוגליה הוכחה בעיקר באמצעות מודלים ניסיוניים בבעלי חיים 17,18,19. ואכן, גירוי מגנטי הוכח כמווסת את הריגוש העצבי באמצעות אינדוקציה של זרמים20. כתוצאה מכך, לא ניתן להתעלם מכך שהאינטראקציה בין נוירונים למיקרוגליה עשויה להשפיע על תפקוד המיקרוגליה. כתוצאה מכך, יש צורך בניסויים במבחנה כדי לוודא אם ההשפעה של גירוי מגנטי על מיקרוגליה אינה תלויה בשינוי בריגוש העצבי. מחקרים אחרונים זיהו השפעה מווסתת של גירוי מגנטי חוזר על מיקרוגליה במודלים ניסיוניים. כמה מחקרים הראו שגירוי מגנטי חוזר יכול לקדם קיטוב מיקרוגליה לכיוון M219,21. עם זאת, חקירה נוספת של תפקוד המיקרוגליה שלו עדיין לא הובהרה. יש לציין כי אמלי אייכלר ועמיתיו התערבו בפרוסות רקמת מוח במבחנה באמצעות גירוי מגנטי של 10 הרץ ומצאו כי גירוי מגנטי של 10 הרץ הצליח לקדם שחרור ציטוקינים ממיקרוגליה כדי להשפיע על ריגוש עצבי ופלסטיות22. בעוד שמחקר זה הרחיב את ההבנה של השפעות הגירוי המגנטי על מיקרוגליה, יש צורך בחקירה נוספת ברמה התאית כדי להבהיר באופן מלא את המנגנונים שלו.
לפיכך, יצרנו פרוטוקול כדי לוודא אם גירוי מגנטי יכול לקדם את הפגוציטוזה של פסולת מיאלין במבחנה. בניגוד לפסולת מיאלין אחרי מחלה או נזק לרקמות, שהיא תוצר של פציעה, פסולת המיאלין ששימשה בניסוי הזה היא צורת מעטפת המיאלין אחרי שהיא מתפרקת. בנוסף, הרעיון של פסולת מיאלין הוא תוצר של התפוררות מיאלין. כתאים הפגוציטים העיקריים של המוח, מיקרוגליה ממלאת תפקיד מרכזי בפינוי תאים פגומים ופסולת מיאלין23, הקשור למחלות כמו טרשת נפוצה ואלצהיימר 24,25. הצטברות פסולת מיאלין הוכחה כמחמירה דלקת עצבית ומעכבת התחדשות26. מטרת המחקר היא לחקור את הפוטנציאל של גירוי מגנטי להגביר את פגוציטוזיס המיקרוגליה של פסולת מיאלין, ובכך להפחית דלקת עצבית ולתמוך בהתאוששות מערכת העצבים המרכזית במצבים ניווניים וטראומטיים. לסיכום, המחקר משתמש בגישת קו-תרבות, לפיה מיקרוגליה עוברת תרבית משותפת עם פסולת מיאלין ומבוצע גירוי מגנטי חוזר על מנת לאמת את ההשפעה של גירוי מגנטי חוזר על היכולת הפגוציטית של מיקרוגליה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן, שלוש חולדות נקבות SD (בגילאי 2-3 שבועות) שימשו לחילוץ פסולת מיאלין על ידי צנטריפוגה בשיפוע סוכרוז. כל החולדות נרכשו ממתקן הליבה לבעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית נאנג'ינג, נאנג'ינג, סין (רישיון בעלי חיים: SYXK (Su) 2021-0023). כל החולדות גודלו בתנאי ביקורת (טמפרטורה 22 ± 2 מעלות צלזיוס, תקופת אור / חושך של 12 שעות / 12 שעות, 55% ± 5% לחות יחסית). כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית של נאנג'ינג (No. IACUC-1903031 ומס' IACUC-2005001) ומטרתן הייתה למזער את הסבל ואת מספר בעלי החיים שנעשה בהם שימוש.
1. בידוד מיאלין
הערה: פסולת המיאלין חולצה כמתואר קודם לכן, וכמה שינויים נעשו27. ודא שכל השלבים בוצעו ב-4 מעלות צלזיוס ובתנאים סטריליים.
2. תיוג פלואורסצנטי של פסולת מיאלין
3. תרבות מיקרוגליה
4. גירוי מגנטי חוזר במבחנה
5. בדיקת פגוציטוזיס מיקרוגליאלי של פסולת מיאלין
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במחקר זה, הזנו בתחילה תאי מיקרוגליה BV-2 במבחנה על ידי חילוץ פסולת מיאלין שמקורה במוח ושימוש בגירוי מגנטי חוזר ונשנה כדי לשפר את היכולת הפגוציטית שלהם. לאחר מכן, תאי מיקרוגליה BV-2 עברו תרבית ועברו התערבות LPS לפני גירוי מגנטי, ובכך חיקו את מצב המיקרוגליה in vivo תחת אימות נוירולוגי קפדני. לאחר מכן, התערבות rMS יושמה בעקבות גירוי LPS. כדי לאמת את הפגוציטוזה של תאים, נעשה שימוש באימונופלואורסצנטיות, תוך שימוש ב-IBA-1 כדי לסמן מיקרוגליה ו-CFSE כדי לסמן פסולת מיאלין (איור 1). ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גירוי מגנטי חוזר (rMS) היא טכניקת גירוי עצבי לא פולשנית שיושמה באופן נרחב בטיפול בהפרעות נוירולוגיות ופסיכיאטריות שונות, כולל ליקויים קוגניטיביים, מחלת אלצהיימר (AD), שבץ מוחי, פגיעה מוחית ופגיעה בחוט השדרה (SCI). rMS משתמש בשדה מגנטי פועם כדי לווסת את פוטנציאל הממברנה של נוירונים, ומשפיע באופן סלקטיבי על ריגוש עצבי בתוך מערכת העצבים11. בנוסף להשפעותיו על נוירונים, הוכח כי rMS מווסת את תפקוד המיקרוגליה, מדכא דלקת עצבית ומשפר את המיקרו-סביבה של מערכת העצבים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82302877, 82172541), הקרן למדעי הטבע של מחוז הונאן (2023JJ30549).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מדיום הרכבה נגד דהייה עם DAPI | Beyotime, סין | P0131 | |
| ערכת BCA | ThermoFisher Scientific, אמריקה | 23227 | |
| תא Bv-2 | ATCC | CBP60922 | |
| תרבית תאים 12 בארות צלחות | ביופיל, סין | ||
| תרבית תאים 24 בארות צלחות | ביופיל, סין | ||
| סריקת לייזר קונפוקלית מיקרוסקופ | זייס, גרמניה | 800 | |
| חממת טמפרטורה קבועה | ThermoFisher Scientific, אמריקה | ||
| CFSE | MedChemExpress, אמריקה | HY-158820 | |
| DMEM-Culture בינוני | KeyGen, סין | KGL1202-500 | |
| FBS | Gibco, אמריקה | 16250078 | |
| Iba1 | Abcam, אמריקה | ab48004 | |
| מנגנון גירוי מגנטי | Yiruide, סין | CCY-IA | |
| סליל גירוי מגנטי | Yiruide, סין | ||
| Paraformaldehyde | BioSharp, סין | ||
| PBS | KeyGen, סין | KGL2210-500 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | Gibco, אמריקה | 15140-122 | |
| סוכרוז | MedChemExpress, אמריקה | HY-B1779 | |
| Trypsin | KeyGen, סין | KGL2107-100 | |
| Ultracentrifuge | בקמן, אמריקה | L-100XP |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.