マウスの脳の血管コンパートメントの浄化を可能にするプロトコルを記述します。単離された脳血管には、タイトジャンクションによってリンクされ、連続した基底層、周皮細胞、血管平滑筋細胞、および血管周囲星膠膜に囲まれた内皮細胞が含まれます。
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マウスの脳の血管コンパートメントの浄化を可能にするプロトコルを記述します。単離された脳血管には、タイトジャンクションによってリンクされ、連続した基底層、周皮細胞、血管平滑筋細胞、および血管周囲星膠膜に囲まれた内皮細胞が含まれます。
脳内、血管系の大部分は、選択的障壁から成り、脳と血液との間の分子および免疫細胞の交換を調節する血液脳関門(BBB)。また、巨大なニューロンの代謝要求は、血流のその時々の規制が必要です。注目すべきは、これらの規制の異常が最も脳の病理の病原特徴です。 、脳腫瘍、ならびに、多発性硬化症、髄膜炎、および敗血症によって誘発される脳機能障害のような炎症状態:神経膠芽腫、脳梗塞、浮腫、てんかん、変性疾患(パーキンソン病、アルツハイマー病例)を含みます。このように、脳血管生理機能を調節するシグナル伝達事象を理解することは大きな課題です。脳血管系を構成する種々の細胞型の細胞および分子の性質に非常に洞察を新たに分離した脳組織から選別初代培養または細胞から得ることができます。しかし、このような細胞極性、形態や細胞間の関係のような特性は、このような製剤中で維持されていません。ここで説明するプロトコルは、構造的完全性を維持しながら、脳血管断片を精製するために設計されています。我々は、単離された血管が連続基底膜で囲まれているタイトジャンクションで封止された内皮細胞から構成されていることを示しています。周皮細胞、平滑筋細胞ならびに血管周囲のアストロサイトのエンドフィートの膜は、内皮層に付着したままです。最後に、精製された脳血管に免疫染色実験を実行する方法について説明します。
中枢神経系(CNS)の適切な機能は、高度に調節された細胞外環境を必要とし、その代謝要求は、他の臓器1に比べて巨大です。 CNSはまた、一般的に末梢器官に無害それに、神経毒性の化学物質の広い範囲、に非常に敏感です。正しい機能を保証するために、CNS「血管系のほとんどは、内皮障壁を形成します。分子およびイオンの流れ、並びに、血液と脳の間の免疫細胞の通過を制御する血液脳関門(BBB)は、このようにして治療を妨げ、それによって適切な2ホメオスタシスを維持するだけでなく、治療薬の侵入を制限します神経疾患の3。細胞レベルでは、BBBは、主に内皮細胞、排出トランスポーターの偏発現と非常に低いトランスサイトーシス率4との間に大規模なタイトジャンクションによって維持されます。 BBBの性質や機能は、主にNEによって誘導されますighboring細胞4。具体的には、周皮細胞は、BBB 5,6を誘導し、維持する上で重要な役割を果たしています。大血管の周囲の平滑筋細胞がそうであるように、収縮された細胞、周皮細胞は、血液の流れ7を制御します 。最後に、アストロサイト、脳の主要なグリア細胞、脳血管系8のほとんどの周りにエンドフィートという名前の大きなプロセスを送信し、BBBの完全性と免疫静止9を調節し 、ニューロン10の代謝物の転送、および神経活動の間に緊密な結合を誘導し、血流11,12。
脳血管系の分子や細胞の性質を研究する能力は、脳生理学や生理病理への貢献をより良く特徴付けることが重要です。この質問に取り組むためには、脳の脳血管系を隔離するための戦略は、無傷の脳血管フラグメントの調製を可能にする、開発されています。脳血管Purificationは当初、特にげっ歯類14で、他の種にウシ脳13を用いて説明し、改善し、適応させました。この最後の研究では、様々なサイズのフィルターの使用は、異なる直径の容器内で濃縮画分に脳血管を分離するために導入されました。興味深いことに、このような製剤には、内皮細胞は、それらの代謝特性15、トランスポーターの機能16と、偏光17を保ちました。ここでは、具体的に、このプロトコルを記述し、さらに単離血管が自分の中でその場構造のほとんどを維持することを示しています。内皮細胞は、タイトジャンクションによってリンクされ、連続的な基底膜に囲まれたままです。周皮細胞および平滑筋細胞、内皮層、ならびに血管周囲の星状細胞膜に付着したままです。しかし、アストロサイト、ミクログリア細胞、ニューロンおよびオリゴデンドロサイトが排除されます。最後に、我々は、単離された脳血管に免疫染色を行うための手順を説明します。
これまで脳血管系に関わる分子および細胞研究のほとんどは、細胞選別細胞特異的レポーターマウス系統または免疫染色に基づく手順18,19を使用して精製した解離脳血管細胞上で行われています。これらの技術は、ほぼ純粋な脳血管細胞集団の単離のために可能にするが、単離された細胞は、完全に順番に、非常にそれらの分子や細胞の特性に影響を与える彼らのその場での形態との相互作用を、失います。分離された脳血管の全体的な構造は、それらの分子特性に影響を小さく、したがって、保存されているとして、ここで説明されたプロトコルは、特異的な抗体またはトランスジェニックマウスの汚れの必要のない全脳血管の断片を単離を可能にする、優れた代替手段を提供しています。最近20,21に記載のように単離された容器は、その後BBBにおける遺伝子活性、タンパク質合成および調節を研究するために使用されるかもしれません。最後に、レーザーキャプチャーマイクロダイセクション22,23と比較して、本発明のプロトコルは、安価で実行が容易で、任意の研究室に急速に適応可能です。
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1.ソリューションと材料
2.解剖
注意:容器は、細胞培養のために使用されていない限り、滅菌条件は、必要とされません。
3.脳組織の均質化
4.船の精製
5.ろ過
6.固定、透過処理およびブロッキング
7.免疫染色
8.取り付けと観測
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ここでは、脳血管14の機械的な分離を可能にするプロトコルを記述している。 図1は、この技術の主な手順をまとめたものです。脳血管の構造は複雑であり、いくつかの細胞型を含む、すなわち、内皮細胞のタイトジャンクションによって密封され、周皮細胞、平滑筋細胞、および星状細胞の足突起9によって囲ま。このように、脳血管の単離後、私たちはプロトコルの第2の部分で説明したように免疫染色することにより精製した血管の構造を特徴づけることを目的としました。アグリン、内皮基底膜の成分が連続的かつ均一に内皮表面( 図2A)で標識しました。ソナはoccludens-1(ZO-1)を、内皮タイトジャンクションの構成要素の一つは、内皮タイトジャンクションが( 図2B)保存されていたことを示唆し、明らかな不連続で免疫染色しました。周皮細胞の内皮報道、ラベル以前25( 図2C)に記載されているようNG2により編、ほぼ連続登場。最後に、平滑筋アクチン標識が大き...
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血液脳関門は、CNSの中と外の生理学的物質の通過を調節し、血液中に存在する潜在的に有害な物質に対してそれを保護します。これは、神経変性疾患2と脳腫瘍28を含む、いくつかの中枢神経系の病態に関与しています。 BBBの極めて低い透過性はまた、神経細胞を標的治療薬の通過妨げと可逆的に脳のための有害な結果を伴うBBBを開くしようとする方法の開発は、研究3の非常に活発な分野です。多くの努力は、齧歯類脳から血管を分離するための貴重なモデルとBBBの、細胞の分子的および薬理学的研究を可能技術、特に、プロトコルを開発するために行われています。最初の試みは、単純に、脳実質細胞13を汚染廃棄する可変細孔サイズのメッシュを使用して機械的に分離脳組織からの微小血管を収集します、29、30、31。密度勾配遠心分離は、後の列32、33、15、ナイロンメッシュまたはガラスビーズで脳血管の濾過に関連し導入しました。これらの手順では、ナイロンメッシュ濾過対ガラスビーズは、高速遠心分離はまた、遺伝子発現の15、32に影響を与え
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著者らは開示するものは何もない。
この作品は、Labex MemoLifeによっておよびARSEPによってサポートされていました(財団はラRECHERCHEシュル・ラ・硬化させるアンプラークàL'補佐官を注ぎます)
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ティッシュグラインダー サイズC | トーマス・サイエンティフィック | 3431E25 | |
| 遠心分離機 5415 R | Eppendorf | ||
| 遠心分離機 5810 R | Eppendorf | 5811000320 | |
| 高性能、モジュール式実体顕微鏡 | Leica | MZ6 | |
| Compact System は、高品質のライカLED1000 | ライカ | LED1000 | |
| 低結合チップを提供します (P1000) | Sorenson BioScience | 14200T | |
| Swinnex 47 mm フィルターホルダー PP 8/Pk | Millipore | SX0004700 | |
| ナイロンネットフィルターディスク親水性20 &m 47 mm 100/Pk | ミリポア | NY2004700 | |
| ナイロンネットフィルターディスク 親水性 100 & マイクロ;m 47 mm 100/Pk | Millipore | NY1H04700 | |
| Standard Wall Hover Ω | Tubing Sutter | Instrument B150-86-7.5 | |
| Microscope Slides | Thermo Scientific | 1014356290F | |
| Cover Slips, Thickness 1 | Thermo Scientific | P10143263NR1 | |
| 0.2 ml 薄肉チューブとドーム型キャップ | Thermo Scientific | AB-0266 | |
| パラフィルム M (ロールサイズ 4 インチ; 125 フィート) | シグマ | P7793-1EA | |
| HBSS、カルシウム、マグネシウム、フェノールレッドなし | ライフテクノロジー | 14175-129 | |
| HEPES (1M) | ライフテクノロジー | 15630056 | |
| ロイコノストック属のデキストラン Mr. ~70,000 | Sigma | 31390 | |
| ウシ血清アルブミン | Sigma | A2153 | |
| 10x PBS | Euromedex | ET330 | |
| 16% ホルムアルデヒド (w/v), メタノールフリー | Thermo Scientific | 28908 | |
| Triton X-100 | Sigma | X100 | |
| bisBenzimide H 33342 trihydrochloride (Hoechst) | Sigma | 14533 | |
| 封入剤 Fluoromount-G | Southern Biotech | 0100-01 | |
| Griffonia simplicifolia, Alexa Fluor 488 Conjugate;希釈 1/100 | ライフテクノロジー | I21411 | |
| アグリン (ウサギ) ; 希釈 1/400 | Dr Markus A Ruegg | ||
| Anti ZO-1 (マウス、クローン 1A12) | ライフテクノロジー | 33-9100 | 希釈率 1:500 |
| アンチ平滑筋アクチン (マウス、クローン 1A4) | シグマ | A2547 | 希釈率 1:500 |
| Anti GFAP (マウス、クローン GA5) | Sigma | G3893 | 希釈率 1:500 |
| 抗AQP4(ウサギ) | Sigma | A5971 | 希釈 1:500 |
| Anti Cx43 (mouse, Clone 2) | BD Biosciences | 610061 | 希釈率 1:500 |
| アンチオリッグ2(ウサギ) | ミリポア | AB9610 | 希釈率 1:200 |
| Anti NF-M (mouse) | は、スイスのローザンヌ大学の Beat M. Riederer 博士によって提供されました。 | 希釈1:10 | |
| アンチイバ1(ウサギ) | 和光 | 019-19741 | 希釈率 1:400 |
| Alexa Fluor 488 ヤギ抗マウス IgG (H+L) 抗体 | Life テクノロジー | A11029 | 希釈率 1:2,000 |
| ヤギ抗ウサギ IgG (H+L) 二次抗体、Alexa Fluor 488 コンジュゲート | ライフ テクノロジー | A11034 | 希釈率 1:2,000 |
| Alexa Fluor 555 ヤギ抗マウス IgG (H+L) 抗体 | Life テクノロジー | A21424 | 希釈率 1:2,000 |
| ヤギ抗ウサギ IgG (H+L) 二次抗体、Alexa Fluor 555 コンジュゲート | ライフ テクノロジー | A21429 | 希釈率 1:2,000 |
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