この研究は、単離された灌流マウスの脳脈絡叢に対するフローサイトメトリーおよび2つの異なるゲーティング戦略を使用する。このプロトコルは、この脳構造に移入する主要な免疫細胞サブセットを識別します。
方法論記事
* These authors contributed equally
この研究は、単離された灌流マウスの脳脈絡叢に対するフローサイトメトリーおよび2つの異なるゲーティング戦略を使用する。このプロトコルは、この脳構造に移入する主要な免疫細胞サブセットを識別します。
脳はもはや孤立して機能する器官とは見なされていません。蓄積された証拠は、末梢免疫系の変化が間接的に脳機能を形作ることができることを示唆している。脳と全身循環の界面では、血液-脳脊髄液関門を構成する脈絡叢(CP)が末梢間通信の重要な部位として強調されている。CPは、脳脊髄液、神経栄養因子、および脳恒常性を形成することができるシグナル伝達分子を産生する。CPはまた、活性免疫学的ニッチである。生理学的条件下で主にミクログリアによって移入される脳実質とは対照的に、CP免疫細胞の不均一性は、他の末梢器官に見られる多様性を反復する。CP免疫細胞の多様性および活性は、加齢、ストレス、および疾患に伴って変化し、CP上皮の活性を調節し、それによって脳機能を間接的に形成する。このプロトコルの目標は、マウスCPを単離し、それらに生息する主要な免疫サブセットの約90%を同定することである。この方法は、CP免疫細胞を特徴付け、末梢と脳のコミュニケーションを調整する際のそれらの機能を理解するためのツールです。提案されたプロトコルは、CP免疫細胞が健康および様々な疾患状態にわたって脳機能を間接的にどのように調節するかを解読するのに役立つかもしれない。
19世紀後半にPaul Erhlichによって血液脳関門が発見されて以来、脳は他の臓器や血流から事実上分離されていると考えられてきました。しかし、この過去10年間に、脳機能は腸内微生物叢や全身性免疫細胞、シグナルなどのさまざまな生物学的要因によって形成されるという概念が出現しました1,2,3,4。並行して、髄膜や脈絡叢(CP)などの他の脳境界は、不活性バリア組織ではなく、能動的免疫と脳のクロストークのインターフェースとして同定されている5,6,7,8。
CPは血液脳脊髄液関門を構成し、脳と末梢を隔てる境界の1つである。それらは、脳の4つの心室のそれぞれ、すなわち、第3、第4、および両方の側脳室に位置し、海馬の脳室下帯および顆粒下帯などの神経新生に関与する領域に隣接している3。構造的には、CPは、上皮細胞の単層によって囲まれた有糞性毛細血管のネットワークで構成され、それらは緊密に連結され、接合部を接着する9,10。CP上皮の主な生理学的役割には、老廃代謝産物およびタンパク質凝集体から脳を洗い流す脳脊髄液の産生、ならびにホルモンおよび神経栄養因子を含む様々なシグナル伝達分子の産生および制御された血液から脳への通過が含まれる11,12,13。CPから分泌された分子は、神経新生およびミクログリア機能を調節することによって、脳の活動を形作り14、15、16、17、18、19、CPを脳の恒常性維持に決定的にする。CPはまた、様々な免疫活動に従事する;非病理学的条件下での脳実質における主な免疫細胞型はミクログリアであるのに対し、CP免疫細胞集団の多様性は末梢器官と同様に広範であり3,7、CPでは免疫調節およびシグナル伝達の様々なチャネルが働いていることが示唆される。
内皮細胞と上皮細胞の間の空間であるCP間質は、主に境界関連マクロファージ(BAM)によって移入され、炎症シグナルに応答して抗原提示に関連する前炎症性サイトカインおよび分子を発現する3。マクロファージの別のサブタイプであるコルマーエピプレクサス細胞は、CP上皮20の頂端表面に存在する。CP間質はまた、樹状細胞、B細胞、肥満細胞、好塩基球、好中球、先天性リンパ球細胞、および主にエフェクターメモリーT細胞であるT細胞のためのニッチであり、中枢神経系抗原を認識することができる7、21、22、23、24。さらに、CPにおける免疫細胞集団の組成および活性は、全身または脳の摂動、例えば加齢時10、14、15、21、25、微生物叢摂動7、ストレス26、および疾患27、28の間に変化する。特に、これらの変化は間接的に脳機能を形作ることが示唆された、すなわち、CP CD4+ T細胞のTh2炎症へのシフトが脳の老化で起こり、加齢に伴う認知機能低下を形作る可能性のあるCPからの免疫シグナル伝達を誘発する14,15,21,25,29.したがって、CP免疫細胞の特性を明らかにすることは、CP上皮の生理学および分泌に対するそれらの調節機能をよりよく理解し、それによって健康および疾患条件下での脳機能に対するそれらの間接的な影響を解読するために極めて重要である。
CPは、少数の免疫細胞のみを含む小さな構造である。それらの単離は、灌流の予備段階の後に微小解剖を必要とする。血流中の免疫細胞は、さもなければ主要な汚染物質を構成するであろう。このプロトコルは、フローサイトメトリーを用いてCPの骨髄系およびT細胞サブセットを特徴付けることを目的としている。この方法は、免疫CPの不均一性を解剖するために他の方法を用いて最近発表された研究に従って、非炎症条件下でマウスCPを構成する免疫細胞集団の約90%を同定する7、10、28。このプロトコルは、インビボでの疾患および他の実験パラダイムを伴うCP免疫細胞区画の変化を特徴付けるために適用することができる。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
すべての手順は、実験動物の取り扱いに関する欧州委員会のガイドライン、指令86/609/EECと一致しました。これらは、倫理委員会第59号、CETEA/CEEA第089号、番号dap210067およびAPAFIS #32382-2021070917055505 v1で承認されました。
1. 材料の準備
2. C57BL/6マウスの飼育
3. PBS灌流と脳解剖
4. 脳からの脈絡叢の解剖
5. フローサイトメトリー分析用サンプルの調製
6. フローサイトメトリー
注:このプロトコルで使用されるフローサイトメーターには、355 nm UVレーザー、405 nmバイオレットレーザー、488 nm青色レーザー、561 nm黄緑色レーザー、637 nm赤色レーザーの5つのレーザーが装備されています。
7. CP骨髄系細胞ゲーティング
8. CP T細胞ゲーティング
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ここで紹介したフローサイトメトリー解析により、骨髄系細胞とT細胞の主要なサブセット(それぞれ図1と図2)と、マウス1匹あたりの相対的な総数が再現性の高い方法で明らかになりました(図3)。
骨髄系細胞のフローサイトメトリー分析では、CPにはCD11b+ CX3CR1+ F4/80high BAMが取り込まれており、CPではCD45+免疫細胞のほぼ80%を占めることが示されました。これらのBAMは、MHC-IIの発現に応じて、以前に発表されたデータ7に沿って、主要グループ(CD45+免疫細胞の72%)を構成するIA-IE+ BAMとIA-IE-BAMの2つの異なる集団に分けられた。コルマー...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
脳の恒常性と疾患に対する免疫学的寄与を理解することを目的とした研究は、主に脳実質内に存在する細胞に焦点を当てており、脳機能に重要な寄与者であるCPなどの脳の境界を無視しています2,3。CPにおける免疫細胞集団の分析は、CPのサイズが小さく、常在免疫細胞の数が少なく、この組織への複雑なアクセスのために困難である。全脳免疫細胞(CD45+)に対して実施されたフローサイトメトリーは、CPに存在するまれな免疫集団の特性評価を可能にしない。CPの免疫組成を高精度に特徴付けるために、PBS灌流マウスから解剖したCPについてフローサイトメトリー分析を実施した。このアプローチは、周皮細胞、内皮および上皮細胞などの循環CD45+細胞およびCP CD45-細胞の排除を可能にする32。骨髄系およびT細胞集団に焦点を当てたゲーティング戦略は、主要なCP免疫サブセットを同定する。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。
パスツール・アニマルリー・セントラル研究所とCB-UTechS施設のメンバーの皆様のご協力に感謝いたします。この作業はパスツール研究所によって財政的に支援されました。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 抗マウス CD16/CD32 | BD Biosciences | 553142 | フローサイトメトリー抗体 |
| アルブミン、ウシ | MP Biomedicals 160069 | ブロッキング試薬 | |
| APC 抗マウス CX3CR1 | BioLegend | 149008 | フローサイトメトリー抗体 |
| APC 抗マウス TCRb | BioLegend | 109212 | フローサイトメトリー抗体 |
| APC-Cy7 抗マウス CD4 | BioLegend | 100414 | フローサイトメトリー抗体 |
| APC-Cy7 抗マウス IA-IE | BioLegend | 107628 | フローサイトメトリー抗体 |
| BD FACSymphony A5 Cell Analyzer | BD Biosciences | フローサイトメトリーアナライザー | |
| BV711 抗マウス Ly6C | BioLegend | 128037 | フローサイトメトリー抗体 |
| コラゲナーゼIV | Gibco | 17104-019 | 酵素CP組織の解離 |
| DAPI | Thermo Scientific | 62248 | 生/死マーカー |
| EDTA | イオンキレート剤 | ||
| 細いハサミ | FST | 14058-11 | 解剖ツール |
| FITC 抗マウス CD45 | BioLegend | 103108 | フローサイトメトリー抗体 |
| フローコントローラー注入インセット | CareFusion | RG-3-C | 血液灌流挿入 |
| FlowJoソフトウェア | BD Biosciences | 分析ソフトウェア | |
| 鉗子 | FST | 11018-12 | 解剖ツール |
| ヘパリン | Sigma-Aldrich | H3149-10KU | 抗凝固剤 |
| イマルゲン | ベーリンガー インゲルハイ | ケタミン、麻酔 | |
| OneComp eBeads | Invitrogen | 01-1111-42 | コントロールビーズを実現補正 |
| PBS-/- | Gibco | 14190-094 | バッファー |
| PBS+/+ | Gibco | 14040-091 | バッファー |
| PE 抗マウス CD8a | BioLegend | 100708 | フローサイトメトリー抗体 |
| PE 抗マウス F4/80 | BioLegend | 123110 | フローサイトメトリー抗体 |
| PE-Dazzle 594 抗マウス CD11b | BioLegend | 101256 | フローサイトメトリー抗体 |
| ロンプン | バイエル | キシラジン、麻酔 | |
| 用細い鉗子 | デュモクセル バイオロジー | 11242-40 | 解剖ツール |
| 獣医学 | セバ | ブプレノルフィン、鎮痛剤 |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト
許可をリクエスト