Il presente protocollo descrive come isolare e purificare la microglia ippocampale primaria da topi adulti, seguito da istruzioni per condurre registrazioni di patch-clamp su cellule intere su queste cellule isolate acutamente.
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Articolo metodologico
Il presente protocollo descrive come isolare e purificare la microglia ippocampale primaria da topi adulti, seguito da istruzioni per condurre registrazioni di patch-clamp su cellule intere su queste cellule isolate acutamente.
Le microglia sono cellule immunitarie residenti nel cervello che interagiscono con i neuroni per mantenere l'omeostasi del sistema nervoso centrale (SNC). Gli studi dimostrano che la superficie microgliale esprime canali del potassio che regolano l'attivazione della microglia, mentre le anomalie in questi canali del potassio possono portare a malattie neurali. Attualmente, le registrazioni patch-clamp di cellule intere della microglia vengono eseguite principalmente su microglia primarie in coltura da topi fetali o neonati a causa delle difficoltà nel condurre valutazioni elettrofisiologiche su microglia isolate acutamente. Questo studio introduce un protocollo facile da seguire per isolare la microglia ippocampale da topi adulti ed eseguire registrazioni di patch-clamp su cellule intere sulle cellule isolate. In breve, il cervello è stato rimosso da un topo dopo la decapitazione, l'ippocampo è stato sezionato bilateralmente e le microglia sono state isolate utilizzando un kit di dissociazione cerebrale di topo adulto. Le microglia sono state quindi purificate utilizzando un metodo di smistamento cellulare attivato magneticamente (MACS) e seminate su vetrini. Il successo dell'isolamento microgliale è stato confermato dalla colorazione immunofluorescente con anticorpi anti-CD11 e anti-Iba1. Un vetrino coprioggetto è stato posto in una camera di registrazione e le correnti di potassio dell'intera cellula della microglia acutamente isolata sono state registrate in condizioni di voltage-clamp.
Le microglia, che derivano dai progenitori mieloidi nel sacco vitellino primitivo, sono residenti nel SNC e comprendono circa il 10-15% delle cellule nervose totali 1,2. Funzionalmente, oltre a sorvegliare l'ambiente locale, svolgere funzioni di difesa immunitaria e fornire nutrimento e supporto ai neuroni 3,4, la microglia può anche contattare direttamente i neuroni per regolare i recettori della superficie neuronale e il corrispondente legame del ligando e interagire indirettamente con i neuroni attraverso la secrezione di citochine5. Studi in vitro e in vivo hanno dimostrato che le microglia esprimono vari tipi di canali del potassio, che contribuiscono al mantenimento del potenziale di membrana negativo6 e regolano l'attivazione microgliale. Dato che i canali del potassio microgliali anomali sono stati osservati in varie malattie cerebrali7, è fondamentale per i ricercatori identificare potenziali farmaci che prendono di mira questi canali del potassio e sviluppare strategie per regolare la funzione microgliale.
I metodi tradizionali di digestione e purificazione delle microglia spesso utilizzano l'intero cervello, il che trascura l'eterogeneità delle microglia in diverse aree cerebrali8. La dissociazione in vitro e la coltura a lungo termine in terreni contenenti siero pongono le microglia in uno stato attivo9, che potrebbe non riflettere accuratamente le loro caratteristiche fisiologiche e il loro stato reale.
Inoltre, mentre le correnti di potassio raddrizzatore verso l'esterno sono state registrate nella microglia neonatale primaria in coltura e nelle linee cellulari10, i dati provenienti da colture a lungo termine di tessuto cerebrale fetale o neonato di topo possono differire da quelli della microglia matura. Il presente protocollo mira a isolare in modo acuto le microglia e ad eseguire immediatamente registrazioni di intere cellule di correnti di potassio microgliale utilizzando tessuto cerebrale di topo adulto.
Le proprietà biochimiche e dei canali del potassio sono state esaminate utilizzando un metodo adatto per l'isolamento e la purificazione di microglia da piccoli tessuti 11,12,13,14,15. Pertanto, questo protocollo fornisce una guida ai ricercatori per chiarire le proprietà biochimiche e funzionali della microglia in condizioni fisiologiche e patologiche. Sebbene questo protocollo utilizzi l'ippocampo e i canali del potassio come esempi, può essere applicato anche allo studio di altre aree cerebrali e delle proprietà elettrofisiologiche dei canali/cellule.
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Tutti gli esperimenti sono stati approvati dal Life Science Animal Care and Use Committee della South China Normal University e sono stati mantenuti standard appropriati di benessere degli animali (approvazione etica: SCNU-SLS-2023-048). Per questo studio sono stati utilizzati topi C57BL/6J maschi o femmine di 3-5 mesi. I dettagli dei reagenti e delle attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.
1. Preparazione delle soluzioni
2. Preparazione di sospensioni unicellulari da tessuto cerebrale
3. Separazione acuta delle microglia
4. Immunofluorescenza
5. Registrazione patch-clamp su cellule intere delle correnti di potassio nelle microglia
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In breve, il processo prevede l'isolamento della microglia ippocampale dal cervello del topo adulto, seguita dalla registrazione di queste cellule con patch-clamp a cellula intera (Figura 1). La procedura inizia con la dissezione dell'ippocampo di topi adulti C57BL/6J di età compresa tra 3 e 5 mesi. In particolare, l'intero cervello viene rimosso dopo la perfusione e posto in una piastra di coltura contenente PBS ghiacciato (Figura 2A). Per garantire l'isolament...
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Le microglia coltivate da topi fetali o neonati sono chiaramente inadatte per lo studio delle microglia adulte. Inoltre, data l'eterogeneità delle microglia in diverse aree cerebrali21, le microglia isolate dall'intero cervello potrebbero non rappresentare accuratamente le caratteristiche delle microglia in una specifica struttura cerebrale. Questo protocollo fornisce un metodo per isolare la microglia ippocampale in modo specifico per valutare le proprietà elettr...
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Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni della National Natural Science Foundation of China (32170950, 32371065), della Natural Science Foundation of Guangdong Province, n. 2023A1515010899 e 2021A1515010804.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Piastra di Petri da 100 mm | Corning | 353003 | |
| Provette Falcon da 15 mL | BD | 352096 | |
| Piastre a 24 pozzetti | Piastra di | 353047 | |
| 35 mm | Corning | ||
| 353001-50 mL Provette Falcon | BD | 352070 | |
| 70 μ screening delle cellule m | Miltenyi | 130-095-823 | Per rimuovere i grumi cellulari prima della selezione cellulare |
| Kit di dissociazione cerebrale del topo adulto | Miltenyi | 130-107-677 | |
| Anticorpo anti-CD11b | Bio-Rad | MCA74 | Capra Anti-topo IgG disponibile. Per bloccare le immunoglobuline endogene. |
| Anti-Iba 1 Anticorpo | SYSY | 234308 | Capra Anti-cavia IgG) disponibile. Per bloccare le immunoglobuline endogene. |
| Axon Digidata 1440A | USA | ||
| Axon MultiClamp 700B Amplificatore | USA | ||
| BSA Frazione di albumina V | BioFrox | 4240GR500 | Siero |
| C57BL/6 topi | Guangdong Medical Laboratory Animal Center | ||
| CD11 b/c MicroBeads | Miltenyi | 130-105-634 | |
| Cloralio idrato | Absin | abs47051394 | Ampiamente usato come anestesia nei topi |
| Clampfit 10.6 | USA | ||
| Microscopio confocale | Zeiss | LSM 800 | |
| Terreno di coltura | Fisher Scientific | C11995500BT-DAPI | |
| colorante | Beyotime | C1002 | |
| Estrattore di elettrodi | Narishige | PC-10 | |
| HBSS | Servicebio | G4203 | |
| Agitatore orizzontale | SCILOGEX | SLK-O3000-S | |
| Software di analisi delle immagini | Fiji | ||
| Colonne MACS | Miltenyi | 130-042-201 | |
| Separatori MACS | Miltenyi | 130-042-102 | |
| Paraformaldeide | Fisher Scientific | T353-500 | Utilizzare una soluzione fresca al 4% in 1X PBS, pH 7,2-7,4. |
| Poli-L-lisina | Beyotime | C0313 | Rivestimento vetrino coprioggetti |
| Triton X-100 | Sigma | X100 |
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