Microglia(뇌의 면역 세포)는 나노 입자가 신경 독성에 어떻게 영향을 미치는지 결정하기 위한 대리 바이오 센서로 사용됩니다. 우리는 신경독성을 결정하기 위해 나노 입자에 대한 미세아교세포 반응과 활성화된 미세아교세포의 상층액에 대한 시상하부 뉴런의 노출을 분석하기 위해 고안된 일련의 실험에 대해 설명합니다.
방법 논문
Microglia(뇌의 면역 세포)는 나노 입자가 신경 독성에 어떻게 영향을 미치는지 결정하기 위한 대리 바이오 센서로 사용됩니다. 우리는 신경독성을 결정하기 위해 나노 입자에 대한 미세아교세포 반응과 활성화된 미세아교세포의 상층액에 대한 시상하부 뉴런의 노출을 분석하기 위해 고안된 일련의 실험에 대해 설명합니다.
나노 입자는 신경 전달 물질 프로필을 변경하고 신경 염증을 증가시키며 뇌 기능을 변경할 수 있습니다. 따라서 여기에 설명된 분석법은 신경 염증 및 신경 퇴행성 질환에서 미세아교세포의 역할을 설명하는 데 도움이 될 것입니다. 뇌의 상주 면역 세포인 미세아교세포를 대리 바이오센서로 사용하면 염증 반응이 어떻게 뉴런 모욕을 중재하는지에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다. 여기에서는 BV2로 지정된 불멸화된 쥐 미세아교세포주를 활용하고 은 나노입자(AgNP)를 표준으로 사용하여 나노입자에 노출하는 방법을 설명합니다. 시상하부 세포 생존을 측정하여 미세아교세포를 나노입자에 노출시키는 방법, 상등액에서 나노입자를 제거하는 방법, 활성화된 미세아교세포에서 상등액을 사용하여 독성을 결정하는 방법을 설명합니다. AgNP 노출 후, 종양괴사인자 알파(TNF-α) 효소 결합 면역흡착 분석법(ELISA)을 사용하여 BV2 미세아교세포 활성화를 검증했습니다. 상층액을 여과하여 AgNP를 제거하고 사이토카인 및 기타 분비 인자를 조절된 배지에 잔류시킬 수 있도록 했습니다. 그런 다음 시상하부 세포를 AgNP 활성화 미세아교세포의 상등액에 노출시키고 레사주린 기반 형광 분석을 사용하여 뉴런의 생존을 측정했습니다. 이 기술은 미세아교세포를 신경염증의 대리 바이오마커로 활용하고 다른 세포 유형에 대한 신경염증의 영향을 결정하는 데 유용합니다.
환경 오염은 특히 나노 입자 (NP)의 범위들 (1-20 nm의 직경), 비만 및 혈액 뇌 장벽 1-3을 통과 할 수있는 능력으로 인해 다른 신경 퇴행성 질환과 관련이있다. 오염에 대한 높은 노출은 시상 하나를 포함하는 중추 신경계의 염증을 유발할 수있다. 이 미세 아교 세포의 나노 입자 유도 활성화 (뇌 면역 세포) (4)를 통해 할 수 발생하는 하나의 잠재적 인 메커니즘. 선행 연구는 시간 소모, 고가 뇌의 건강에 NP에의 영향을 연구하기 위해 생체 내 모델에서 사용한 직접 NPS에서 미세 아교 세포에 영향을 미치는 방법에 대한 질문에 응답하지 않는다. 미세 아교 세포는 뇌의 미세 환경의 유지를 포함하여 분비 인자 및 사이토 카인의 방출을 통해 신경 주변 통신, 중추 신경계 다각적 역할을한다. 자극에 따라, 미세 아교 세포는 M1 홍보에 활성화 될 수있다오 염증 또는 M2 항 염증 상태. M2는 인터루킨 -4 (IL-4)를 포함하여 미세 아교 세포 분리 항 염증성 사이토 카인으로 활성화 예를 들어, M1은, 미세 아교 세포는 종양 괴사 인자 알파 (TNF-α)와 같은 염증성 사이토 카인 방출 활성화. 대기 오염 물질의 신경 독성을 결정하기위한 시험 관내 바이오 센서 우리의 대리를 확인하기 위해, 우리는 20 nm의 나노 입자 (AGNPS)에 소교 반응을 측정했다. 이 문서의 목적은 시험 관내 소교 세포주가 NP에에 쥐 소교 반응을 테스트하는 방법과 미세 아교 활성화가 시상 하부 세포에 영향을 미치는위한 대리 바이오 마커로 사용하는 방법을 설명하는 것입니다. 장기는이 검증 된 모델의 응용 프로그램이 뇌 건강과 신경 퇴행성 질환에 대한 실제 오염 물질의 효과를 테스트하는 것입니다 예정. 우리는 마이크의 노출 후 미세 아교 활성화 및 시상 세포 생존율을 측정하기위한 시험 관내 96 웰 형식 분석의 상세한 설명을 제공한다 에어컨 미디어를 roglial.
소교 활성화는 (ELISA)을 면역 측정법 링크 된 TNF-α의 효소를 사용하여 노광 AgNP 따라 결정 하였다. 시상 세포에서 활성화 된 미세 아교 세포의 효과를 결정하기 위해 AGNPS는 여과 장치를 이용하여 상층 액 소교 (조정 배지)에서 제거 하였다. 크기에 따라 AGNPS을 배제하면서 여과 장치 사이토킨을 유지한다. 간단히, AGNPS 또는 처리없이 미세 아교 세포의 상등액을 수거 필터에 첨가하고, 15 분 동안 14,000 × g으로 원심 분리 하였다. 그런 다음 시상 세포 생존에 소교 분비 된 사이토 카인의 영향을 확인할 수 있었다. 이전 5,6 설명 된대로 에어컨 미디어 (포함하는 사이토 카인)에 노출 된 후 세포 독성은 레사 주린 기반 분석을 통해 측정 하였다. 대사 적 활성 세포 레사 주린을 줄이고 생세포 (7)의 수에 비례하여 형광 신호를 생성한다.
NT "> (예, 또는 생체 내 실험에서 공동 배양 트랜스 웰 설정 등) 등을 통해이 기술을 사용하여 여러 가지 이점이있다. 우리의 모델은 직접적으로 미세 아교 세포 활성화 및 분비 인자 뉴런 8 독성 여부를 결정하는 능력을 제공한다 . 현재의 프로토콜은 불후의 BV2의 미세 아교 세포는 쥐의 시상 하부 세포를이 프로토콜은 이러한 특정 조건에 최적화되었지만 (지정하는 mHypo-A1 / 2) 이후의 반응의 결정에 대한 9., 방법이 될 수 있습니다 20 나노 미터 직경의 나노 입자로 자극하고, 불멸 사용합니다 변경된은 소교에 의한 세포 사멸의 다른 모델에 사용, 또는 기본 미세 아교 세포와 신경 세포를 포함한 다른 세포 유형으로합니다.액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
1. 소교 세포 배양 유지 보수
2. 계수 및 도금 세포
3. 활성화 미세 아교 세포
4. 인터넷금연실 미디어 ltering
5. 시상 하부 세포 배양 유지 보수
6. 확인 시상 하부의 세포 독성
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
우리는 위의 프로토콜을 사용하여 나노 입자에 대한 뇌의 반응에 대한 대리 바이오 센서 등이 미세 아교 세포의 기능을 보여줍니다. 우리의 결과는 다운 스트림 신경 세포 사멸에 소교 활성화의 독성 효과의 측정을 포함한다. (1) 미세 아교 세포를 활성화하고 분비되는 사이토 카인은 시상 하부 신경 세포의 생존을 줄일 수 있는지를 확인하는 프로토콜의 워크 플로를 보여줍니다. TNF-α 분비가 크게 AgNP 노출 (그림 2) 다음과 같은 증가 하였다. 시상 하부 뉴런 AgNP 활성화 된 미세 아교 세포의 조정 배지에 노출되는 경우, 세포 생존율이 상당히 (도 3) 감소된다. 4 AGNPS는 미세 아교 세포 활성화 및 시상 세포 사망에 기여하는 전위기구를 설명도.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
최근 연구에서는 환경 노출이 비만 및 기타 신경퇴행성 질환에 기여한다는 것을 뒷받침합니다 11,12. 그러나 이전 연구에서 사용된 기술은 시간과 비용이 많이 듭니다. 경제적 고려 사항, 생리학적으로 관련된 전달 시스템, 생체 내 동물 모델의 광범위한 사용에 따른 윤리적 문제, 결과를 의미 있는 건강 권고로 전환하는 데 어려움이 있는 것은 NP 유발 신경독성 연구의 발전을 방해하는 몇 가지 주요 과제 중 일부입니다 13. 따라서 시험관 내 미세아교세포 대리 바이오센서의 사용은 신경독에 대한 환경 노출을 위한 필수 도구가 되었습니다 14. 위에서 설명한 방법에서 우리는 AgNP와 같은 나노입자가 미세아교세포를 활성화하고 신경독성을 유도하는 방법을 결정하는 직접적인 방법을 제공합니다. 세포가 고정되거나 용해되지 않기 때문에 유전자 발현 및 웨스턴 블롯을 포함한 다른 다운스트림 응용 프로그램이 미세아교세포 또는 뉴런에서 수행될 수 있다는 점에 유...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 공개할 갈등이 없습니다.
이 연구는 미국 재향 군인 업무부 BLR&D IK2 BX001686 (to TAB)의 자금 지원을 받았으며, University of Minnesota Healthy Foods, Healthy Lives Institute (CMD, JPN 및 TAB) 및 Minnesota Veterans Medical Research & Education Foundation (to TAB)의 보조금으로 이루어졌습니다. BV2 세포주를 제공해 주신 Philippe Marambaud 박사(뉴욕 맨하셋 소재 Feinstein Institute for Medical Research)와 Weihua Zhao 박사(텍사스주 휴스턴 소재 Methodist Hospital)에게 감사드립니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Cells/Reagents | |||
| Mouse microglial cell line (BV2) | Interlab Cell Line Collection (Genoa, Italy) | ATL03001 | |
| 성체 마우스 Hypothalamus 세포주 mHypoA-1/2 | Cellutions Biosystems Inc. (셀루션스 바이오시스템즈) | CLU172 | |
| 둘베코' 의 변형된 독수리' s Medium | Invitrogen | 10313-039 | |
| Fetal 소 세럼 | PAA Labs | A15-751 | |
| 페니실린/스트렙토마이신/네오마이신 | Thermo Fisher Scientific | 15640-055 | |
| 트립신-EDTA | Thermo Fisher Scientific | 25200056 | |
| 은 나노 입자(20nm) | Sigma-Aldrich | 730793 | |
PrestoBlue 세포 생존도 시약 | Invitrogen | A13262 | |
| 마우스 TNF- &알파; ELISA 맥스 디럭스 | 바이오레전 | 430904 | |
| 리포다당 | 시그마-알드리치 | L4391 | |
| 구연산나트륨 | 시그마-알드리치 | S4641 | |
| Name | Company | 카탈로그 번호 | Comments |
| Equipment | |||
| 96 W 광학 바닥 플레이트, 검은색 폴리스티렌, 세포 배양 처리, 뚜껑 포함, 멸균 | Thermo Fisher Scientific | 165305 | |
| Amicon Ultra-0.5 원심 필터 장치, Ultracel-10 멤브레인 | EMD Millipore | UFC501008 | |
| SpectraMax M5 다중 모드 마이크로플레이트 | Molecular Devices | M5 | |
| Falcon 50ml 원추형 원심분리기 튜브 | Corning, Inc | 14-432-22 | |
| 팔콘 세포 여과기 70 μ m | Corning, Inc | 08-771-2 | |
| 탁상용 원심분리기 5430 | Eppendorf | 22620560 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 JoVE 논문의 텍스트 또는 그림 재사용 허가 요청
허가 요청