이 프로토콜은 태아의 척추 코드에서 Glial 제한된 엽 성의 전구 물질의 유래를 설명하고 이식이나 oligodendrocytic 혈통의 연구 중 체외 유지.
이 프로토콜은 태아의 척추 코드에서 Glial 제한된 엽 성의 전구 물질의 유래를 설명하고 이식이나 oligodendrocytic 혈통의 연구 중 체외 유지.
이것은 E13 마우스 fetuses의 척수에서 glial 제한된 전구체 (GRP) 세포의 유도를위한 프로토콜입니다. 이러한 세포는 oligodendrocytic 세포 혈통 내에서 초기 엽 성의 전구 물질입니다. 최근 이러한 세포 백질 질환에서 회복 치료를위한 잠재적인 소스로 연구되었습니다. Periventricular leukomalacia (PVL)은 어린 시절의 비 유전자 흰색 물질 질병의 주요 원인이며, 매우 조기 유아의 50 %까지 영향을 미칩니다. 데이터 hypoxia-국소 빈혈로 개발 뇌, 산화 스트레스와 선택적으로 초기 백색 물질을 대상으로 excitotoxicity의 강한 자화율을 제안한다. Glial 제한된 엽 성의 전구 물질 (GRP), oligodendrocyte 전구 세포 (OPC)와 미숙 oligodendrocytes (preOL)는 PVL의 개발에 핵심 선수가 될 것과 지속적인 연구의 주제입니다. 또한, 이전의 연구로 excitotoxicity를 글루 탐 산염하는 자화율 증가하고있다 CNS 조직의 하위 집합을 확인했습니다이 느끼기 쉬운 상태로 발달 패턴뿐. 저희 연구실은 현재 개발 GRP 단계에서 PVL 및 사용 세포의 oligodendrocyte progenitors의 역할을 조사하고 있습니다. 우리는 PVL과 일치 응력을 선택한 그들의 반응을 테스트하기 위해 여러 가지 실험적인 패러다임에서 이러한 파생 GRP 세포를 활용. GRP 세포는 마우스 PVL 모델 및 hypoxia - 국소 빈혈을 포함하여 PVL과 같은 모욕의 체외 모델에서 이식 실험 OPCs 및 preOL으로 체외에서 조작 할 수 있습니다. 교양 세포를 사용하고 시험 관내 연구에서 데이터의 해석을 용이하게 실험 사이의 다양성을 감소시킬 수있을함으로써. 비 GRP 표현형의 세포 오염의 영향을 최소화하면서 배양해 세포는 또한 GRP 인구의 농축을 허용합니다.
소개
이 프로토콜에서는 E13 마우스 fetuses의 척수에서 glial 제한된 전구체 (GRP) 세포를 추출 선택하고 플레이트하는 방법을 보여줍니다. 이러한 세포는 oligodendrocytic 및 astrocytic 세포 lineages 내에 조기 엽 성의 전구 물질이며, A2B5 자신의 표현에 의해 정의됩니다. FGF-2와 함께 보충 GRP 매체에서 A2B5 이상의 GRPs는 초기 oligodendrocytic 혈통 마커 PDGFαR 및 NG2 1,2을 표현하기 시작합니다. 이러한 oligodendrocyte 혈통 전지는 별개의 phenotypic 단계, 형태학의 변화뿐만 아니라, 특정 발달 단계에 대한 마커의 표현을 특징으로 그들 각각의 일련의 통과.
이러한 전구체 세포는 현재 다중 경화증, leukodystrophies 및 periventricular leukomalacia (PVL) 3,4,5,6를 포함한 중추 신경계 백질의 질환에서 세포 기반 치료 접근 방법에 대한 잠재적인 소스로 연구되고있다 6,7,8,9에 성공 remyelination를보고했습니다. 이러한 glial 전구체 세포와 같은 척수 손상과 루게릭병 10,11,12,13 등 다른 백질 질환 모델 연구에도 사용되었습니다.
우리 연구실은 우리가 PVL, 뇌성 마비 14,15,16 원인 중 큰 비중의 원기를 회복시키는 방식으로 GRP 세포를 파생 이러한 척수의 효능을 평가하고있는 초기 출생 후의 hypoxia - 국소 빈혈 마우스 모델을 개발했습니다. GRP 세포가 astrocytic 통로 17로 차별화하는 경향을 가지고 있기 때문에 널리 흰색 물질 부상을 연구에 사용되고 있습니다 OPC 모델을 파생 쥐 두뇌도있다. OPC의 표현형 이미 oligodendrocyte 혈통 경로, irreve 보이는 현상을 입력했습니다rsible. 그러나 GRPs 가능성도 E10.5에서 파생된 NEPs 포함한 oligodendrocyte progenitors의 넓은 스펙트럼의 응답을 평가에 관심이 있습니다. 이러한 이유로 우리는 우리의 일에 척수 파생 GRP 모델을 채택했습니다.
전지 교체를위한 GRPs의 사용 이외에 하얀 물질 질환의 야생 유형 및 유전자 변형 쥐 모델에서 이러한 세포의 유도는 체외 환경에서 정상과 질병 상황에서 glial 차별화로 진학이 가능합니다. 이전 간행물은 성숙 의존 글루 탐 산염의 excitotoxicity, 산화 스트레스, 그리고 neuroinflammation 18,19에 연루 선택 요인과 같은 각종 외부 스트레스에 대한 oligodendrocytic 계보 (Lineage) 전구체 세포의 선택적 취약성의 증거를 보여줍니다. 우리의 연구에서 세포의 자화율을 평가,이 흰색 물질 부상의 발전 뒤에 세포와 분자 메커니즘을 이해하는데 초점을 맞추고있다oligodendrocyte 혈통 스펙트럼은 putative 치료 접근법을 분석뿐만 아니라 모욕합니다.
자료
동물과 관련된 모든 절차는 PHS 정책과 JHU IACUC을 따릅니다. 모든 절차는 무균 상태를 유지하기 위해 층류 후드에서 수행해야합니다. 일반적으로 절개는 수평 유동 후드와 수직 흐름 후드의 체외 작업에서 수행됩니다. 모든 미디어는 절개 동안 추위 사용됩니다. 우리의 연구에 사용된 생쥐들은 야생에서 cd-1 변형 및 C57/BL6 배경에 유전자 변형 GFP입니다. 하나의 CD-1 마우스 댐은 일반적으로 종자 1-2 T25 flasks 정도로 10 세 이상의 fetuses를 얻을. 일반적으로, 두 댐은 댐 당 1 T25 플라스크에 풀링된와 도금 시간과 태아의 척추 코드에 희생된다. 일단 세포들이 확대 및 후속 연구를위한 체외로 특성화 수있는 파생되었습니다.
1. 미디어 및 Flasks의 작성
2. 계측기 및 기타 Material
3. 초과 저얼 결정egnancy
임신한 마우스 댐이 중 배아 일 E12 또는 집안에서 결정 태아 발달이나 임신의 E13에 납품을 지정 상용 소스에서 정렬됩니다. 간단히 두 여자는 늦은 오후에 한 남성과 함께 배치되며 함께 하룻밤을 떠났어. 다음날 여자는 vaginally있는 점액 플러그의 존재에 대해 관찰하고 있습니다. 점액 플러그 동물 이후 체중 증가의 속도를 모니터링 매일 무게가되도록 짝짓기가 발생했음을에만 표시입니다. 점액 플러그가 관찰되어 하루 배아 첫날 (E1)로 정의됩니다.
4. 조직 유도
5. 문화 설립
6. GRP 인구를 Immunopanning
7. 파생된 세포의 동결 및 저장
CO 2로 인해 fetuses 궁극적 파생된 세포의 생존 능력에 가능한 하류 효과의 동물을 anesthetizing 사용되지 않습니다. 또한, 너무 파생 과정에서 척수에서 meninges를 제거하는 매우 어려운 것입니다하지만, GRP 매체와 immunopanning의 결합이 빠르게 성장하는 세포를 제거합니다. 마찬가지로, 전체 척수은 그 복부 척수에서 발생하고 dorsally 20 마이 그 레이션으로 인해 GRP 인구의 큰 복부 농도에도 불구하고 수확한다. 그러나 GRP 매체 GRP 표현형 위해 선정하고 해당 인구는 A2B5 immunopanning에 의해 극대화된다. 척수 조직을 도금 후의 체외 배양은 두 구절이나 일주일 incubated됩니다. 문화 2 일 후에 다른 morphologies의 세포는 이종을 나타내는 조직 문화 flasks에서 관찰할 수있다인구는하지만 GRP 매체 geneity은 GRP 표현형 위해 선택합니다. 이러한 세포는 A2B5의 조합 + GRP, e-NCAM +의 연결을 제한 엽 성의 전구 물질 (NRP)와 nestin + A2B5-neuroepithelial 세포 그리고 아마도 fibronectin + meningeal 세포입니다. 또한,보다 성숙한 phenotypes가 시작 이기종 수영장 (그림 1A)에서 고도로 GRP 농축 인구를 극대화하기 위해서는 doublecortin와의 연결을 혈통에 대한 Tuj1, astrocytes에 대한 GFAP 및 oligo의 혈통에 대한 PDGFaR 및 GalC 포함한 현재의 표현 마커가 될 수도 셀 수 세포 밀도가 T75 flasks의 confluency 85-90 % 정도로 증가되면 A2B5 위해 선택 다음에 E-NCAM + 셀 + GRP 인구를 선택하고 제거를 두 번 immunopanned 수 있습니다. 이러한 GRP 전지는 후속 A2B5 immunopanning이 매우 풍부 GRP 인구를 유지하는 데 필요한 수 있도록 oligodendrocyte 표현형위한 선택 배지에 임에도 불구하고 astrocytes가 될 수있는 능력을 유지합니다. Immunopanning gener앨리 수확량 최대 95% A2B5 + 셀하지만 더욱 수율을 위해 A2B5 복합 자석 구슬 (Miltenyi Biotec 주식 회사)가 최대 97 % 수율을 제공하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 정기적인 미디어의 변경 등의 유지 보수 GRP 문화에 관심이 아닌 GRP 세포 유형의 확산을 최소화합니다. 비록이없는 상태에서 BMP-4 astrocytes가 여전히 발견 고갈 수 있습니다 특히 미디어 astrocytic 표현형로 분화를 유도하는 것 같습니다. B27 보충제는 트라이 iodothyronine 호르몬을 (T3)가 포함되어 있지만,이 현상이 발생 T3보다 높은 수준이 중간에 추가되는 경우에만, GRP 인구의 oligodendrocytes으로 차별화 할 관찰된 경향도 가본 적이있다. 성숙 oligodendrocytes (그림 1B)에 의한 오염에 대한 우려가있는 경우에는 T3 무료 B27 보충제가 대체하실 수 있습니다. 이러한 GRP 전지는 쉽게 2 ~ 3 짧은 프로세스를 통해 작은 소마들의 형태가 있지만 다른 세포 유형이 존재할 수, IM을위한 화면으로 확인할 수 있습니다munocytochemistry는 이전에 명명된 일반적인 발달 및 세포 유형의 특정 마커에 대해 수행할 수 있습니다. 일반적으로 neuroepithelial (NEP)과 GRP 또는 NRP 중 하나가 될 수 있습니다 A2B5-세포의 작은 영구 인구가 될 것입니다. 다행히 더 이상 세포는 매체가 GRP의 표현형을 선택 것이라는 가능성 GRP 매체에 보관됩니다.

그림은 1.)는 이기종 형태의 도금 척수 세포는 문화가 2 일 후에 관찰된다. 나) Immunopanning가 시작 이기종 풀에서 높은 GRP 강화 인구 극대화.
장애는 유전, 염증 허혈성 및 독성 원인 포함한 etiologies 다수를 포함 19,21,22,23,24. 다중 경화증 및 vasculopathies 성인의 흰색 물질 질병의 주요 원인 반면, 조산과 관련된 periventricular leukomalacia는 유년기 인구의 흰색 물질 손상의 가장 흔한 원인입니다. 더 이상 질병 메커니즘에게 크게 perinatal 모욕의 영향을받는 세포 ofoligodendrocytic 혈통의 진학을 윤곽을 그리다하기 위해서 필요합니다. GRPs는 쥐 배아 척수로부터 격리되고 oligodendrocytes과 별개의 두 astrocyte 인구에게 상승을주는, 자연 tripotential로 표시하지만 뉴런으로 차별화하지되었다 2,25,26. 마찬가지로, 쥐의 시신경과 늦은 배아 또는 초기 출생 후의 쥐의 두뇌에서 파생된 oligodendrocyte 전구체 세포 (OPC)을 적절한 미디어 조건에서 작동 oligodendrocytes으로 성숙하기 위해 입증되었습니다 27,28. 또한 태아 또는 성인 파생 인간 OPC는 더욱 더 성숙한 oligodendrocyte phenotypes으로 조작되었습니다 29,30.
GRP 세포는 척수 E13.5 쥐의 코드와 생쥐의 E12-13.5 양쪽으로부터 격리되었습니다. 쥐 차이에서 복부 파생 GRPs가 더욱 성숙 phenotypes으로 차별화하는 데 큰 성향을 전시와 함께 oligodendrocytes, 또는 astrocytes의 생성을 촉진 조건에 대한 그들의 반응에 지느러미와 복부 파생 GRP 세포 사이에보고되었습니다 25,26,28. 이것은 차별의 단서에 덜 받아들이는 될 수 어렸을때 GRP 세포의 지느러미 마이 그 레이션에 복부가 원인일 수 있습니다 것입니다. Immunopanning은 고립과 문화의 유지 보수를 위해 수집하는 A2B5을 표현 subpopulation을 허용합니다.
저희 마우스 GRP 문화는 GRP 세포가 화학 물질 (중간) 및 항체 기반 기술에 의해 선택되어있는 셀의 이기종, 풀링된 인구를 얻을 총 척수 조직에서 파생됩니다. 우리의 연구는 척수 파생 마우스 GRP 세포를 활용했지만, 그것은 최근에도 성숙 oligodendrocytes로 발전 할 수있는 두뇌 파생 마우스 oligodendrocyte 전구 세포 유도에보고되었습니다 31. 여기에서 파생된 세포는 초기에 적절한 배지를 사용하는 것은 풍부한 PDGFαR + OPC 인구로 조작하는 oligospheres로 배양해 있습니다 31. 우리의 연구는 A2B5에서 +, PDGFαR-GRP의 엽 성의 전구 물질 myelin 기본 단백질 (MBP +) 성숙 oligodendrocytes 표현에 oligodendrocyte 혈통 스펙트럼의 세포에 hypoxic - 허혈성 모욕 우리의 모델의 효과에 초점을했습니다. 사실 우리 체외에서 특성화는 monocultures이나 대뇌 피질의 신경 세포와 공동 배양에 중 MBP 표현 세포에 이러한 미숙 GRP 세포에게 성숙을 보이지 않고있다. 이러한 전지는 perinatal 흰색 물질 부상에 관련된 메커니즘을 연구에 대한 구체적인 차별 경로로 문화에 조작할 수 있습니다. oligodendrocyte 혈통이 인구의 가용성 세포와 관련된 백질 질환의 여러 마우스 모델은 상해뿐만 아니라 가능한 세포 치료 옵션의 유용성을 탐구하는 원인이 메커니즘에 대한 철저한 조사를 허용하고 있습니다.
이 연구는 국립 건강 연구소 [NICHD P30HD024061 (AWP), NINDS K08NS063956 (AF) 및 R01NS028208 (MVJ)] 및 아동 신경과 재단에 의해 후원되었다. 이 보고서의 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 건강의 국립 연구소, DHHS의 공식 견해를 대변하지 않습니다. 저자들은 본 연구와 관련된 관심 아무런 충돌이 없습니다.
우리는 GRP 세포의 사용에 그의 통찰력과 의견 박사 데빈 게리 감사하고 싶습니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | |
| DMEM / F12 1시 1분 | Invitrogen | 11320033 | |
| B27 | Invitrogen | 17504044 | |
| N2 | Invitrogen | 17502048 | |
| RH-FGF-기초 | Invitrogen | PHG0026 | |
| 트립신 (0.05 %) EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) | 품질 생물 주식 회사 | 118-087-721 | |
| 폴리-L-라이신 HBR | 시그마 | P1274-25MG | |
| Laminin | 시그마 | L2020-1MG | |
| Dnase 일 | 시그마 | DN25 |