Het algemene doel van dit protocol is om te instrueren hoe te extraheren, te onderhouden, en scheiden murine astrocyt en microglia cellen uit het centrale zenuwstelsel, gevolgd door infectie met protozoa parasieten.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Het algemene doel van dit protocol is om te instrueren hoe te extraheren, te onderhouden, en scheiden murine astrocyt en microglia cellen uit het centrale zenuwstelsel, gevolgd door infectie met protozoa parasieten.
Astrocyten en microglia zijn de meest voorkomende gliacellen. Zij zijn verantwoordelijk voor fysiologische ondersteuning en homeostase onderhoud in het centrale zenuwstelsel (CNS). De toenemende bewijzen van hun betrokkenheid bij de bestrijding van infectieziekten rechtvaardigen de opkomende interesse in de verbetering van methodologieën om primaire astrocyten en microglia te isoleren om hun reacties op infecties die het CNS beïnvloeden te evalueren. Gezien de impact van Trypanosoma cruzi (T. cruzi) en Toxoplasma gondii (T. gondii) infectie in het CNS, hier bieden we een methode om murine astrocyten en microglia-parasieten te extraheren, te onderhouden, te scheiden en te infecteren. Geëxtraheerde cellen uit pasgeboren cortices worden gedurende 14 dagen in vitro onderhouden met periodieke differentiële mediavervanging. Astrocyten en microglia worden verkregen uit hetzelfde extractieprotocol door mechanische dissociatie. Na fenotypering door stromingscytometrie zijn cellen besmet met protozoaparasieten. Het infectiepercentage wordt bepaald door fluorescentiemicroscopie op verschillende tijdspunten, waardoor de evaluatie van het differentieelvermogen van gliacellen om protozoan invasie en replicatie te controleren. Deze technieken vertegenwoordigen eenvoudige, goedkope en efficiënte methoden om de reacties van astrocyten en microglia op infecties te bestuderen, waardoor het veld wordt geopend voor verdere neuroimmunologie-analyse.
Het CNS bestaat voornamelijk uit neuronen en gliacellen1,2,3. Microglia en astrocyten zijn de meest voorkomende gliacellen in het CNS. Microglia, de resident macrofaag, is de immunocompetente en de fagocytische glia cel in de CNS3,4, terwijl astrocyten zijn verantwoordelijk voor het behoud van homeostase en oefenen ondersteunende functies5.
Ondanks de klassieke gliacellen die verantwoordelijk zijn voor de ondersteuning en bescherming van neuronen6,7, zijn in de recente literatuur opkomende functies van deze cellen beschreven, inclusief hun reacties op infecties8,9,10,11. Zo is er een push om methoden te ontwikkelen om deze gliacellen te isoleren om hun functies individueel te begrijpen.
Er zijn een aantal alternatieve modellen om gliacellen te bestuderen in plaats van primaire culturen, zoals vereeuwigde cellijnen en in vivo modellen. Vereeuwigde cellen hebben echter meer kans op genetische drifting en morfologische veranderingen, terwijl in vivo studies beperkte manipulatievoorwaarden opleggen. Omgekeerd zijn primaire culturen gemakkelijk te hanteren, lijken we beter op in vivo cellen en stellen ons ook in staat om experimentele factoren12,13te beheersen. Hier beschrijven we richtlijnen voor het extraheren, onderhouden en scheiden van murine-astrocyten en microglia primaire cellen in hetzelfde protocol. Verder geven we ook voorbeelden over hoe te werken met protozoa-infectie in deze culturen.
CNS-cellen geëxtraheerd uit neonatale muizen (tot 3 dagen oud) werden gekweekt voor 14 dagen op differentiële media die de preferentiële groei van astrocyten en microglia cellen mogelijk maakt. Sinds microglia rust boven de bijgevoegde astrocyten, werden de celpopulaties mechanisch gescheiden in een orbitale incubator. Vervolgens verzamelden we alle supernatant met microglia en voegdetrypsine toe om astrocyten los te maken. Geïsoleerde gliacellen werden fenotypisch geëvalueerd door stromingscytometrie en verguld volgens het gewenste experiment.
We hebben ook voorbeelden gegeven over hoe deze geïsoleerde microglia en astrocyten te infecteren met protozoa parasieten. T. gondii is een zeer neurotrope protozoan die verantwoordelijk is voor toxoplasmose14, terwijl T. cruzi verantwoordelijk is voor de ziekte van Chagas die kan leiden tot de ontwikkeling van neurologische aandoeningen in de CNS15,16. Verder is ook gemeld dat infectie met T. gondii17,18 of T. cruzi19,20,,21 de vermoedelijke doodsoorzaak waren bij immuungecompromitteerde patiënten. Daarom is de opheldering van immunologische rol van gliacellen van het CNS bij het beheersen van protozoa-infecties van groot belang.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle experimentele procedures waarbij muizen betrokken waren, werden uitgevoerd in overeenstemming met de Braziliaanse nationale wet (11.794/2008) en goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committees (IACUC) van de Federale Universiteit van São Paulo (UNIFESP).
1. Glial Cells Extractie, Onderhoud en Dissociatie
OPMERKING: Het aantal muizen dat wordt gebruikt voor de extractie van gliacellen is afhankelijk van de hoeveelheid cellen die nodig zijn om de gewenste experimenten uit te voeren. In dit protocol werden in totaal 2,7 x 107 astrocyten en 4 x 106 microglia verkregen uit zes neonatale C57BL/6 muizen. Alle procedures werden uitgevoerd onder steriele toestand in een klasse II biosafety kabinet.
2. Infectie en evaluatie van infectiepercentages
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Op de14e dag onderging de glialcellscultuur (figuur 1A)mechanische dissociatie. Geïsoleerde celpopulaties werden geanalyseerd door stromingscytometrie volgens CD11b-, CD45- en GFAP-markers. We konden een zuiverheid van 89,5% waarnemen voor de astrocytenpopulatie en 96,6% voor de microgliapopulatie (Figuur 1B). Na isolatie, cellen werden verguld in een 96-goed platte plaat en na 24 uur waren ze klaar om te worden besme...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het belang van het bestuderen van geïsoleerde gliacellen functies in verschillende biologische contexten is uitgebreid in de afgelopen twee decennia. Inzicht in het CNS buiten neuronen is nog steeds een groeiend gebied in de celbiologie, vooral onder infecties of ontstekingsaandoeningen8,9,24. Gliacellen zijn niet alleen cruciaal voor de fysieke ondersteuning van neuronen (zoals voorheen bekend), maar ook in vele andere fysiolog...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
We willen professor Dr. Renato A. Mortara van de Federale Universiteit van São Paulo (UNIFESP) bedanken voor mAb 2C2 anti-Ssp-4. Dit werk werd ondersteund door subsidies van Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP, subsidie 2017/25942-0 aan K.R.B.), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, subsidie 402100/2016-6 aan K.R.B.), Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Vacinas (INCTV/CNPq) en Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES, Finance Code 001). M.P.A. ontvangt beurs van CNPq, A.L.O.P. ontvangt beurs van CAPES, en I.S.F en L.Z.M.F.B. ontvangt beurs van FAPESP.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 70% Ethanol | Dinâmica Química Contemporânea | Cat: 2231 | Sterilize |
| 75 cm2 Flask | Corning | Cat: 430720U | Kunststof materiaal |
| 96 well cell culture plate | Greiner Cellstar | Cat: 655090 | Celcultuur |
| Ammonium Chloride (NH4Cl) | Dinâmica Química Contemporânea | Cat: C10337.01.AH | Verwijder autofluorescentie |
| Anti-GFAP antibody | Abcam | Cat.: ab49874 | Immunofluorescence antidoby |
| Bottle Top Filter 0.22 μmm CA | Corning | Cat: 430513 | Cultuurmedium filter |
| Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma Aldrich | Cat: A7906 | FACS Buffer voorbereiding |
| CD11b (FITC) | BD Pharmigen | Cat.: 553310 | Flow cytometry antibody |
| CD45 (PE) | Invitrogen | Cat.: 12-0451-83 | Flow cytometry antibody |
| Centrifuge | Eppendorf | Cat: 5810R | Centrifugatie |
| Centrifuge | Eppendorf | 5415R | Centrifugatie |
| Class II biosafety cabinet | Pachane | Cat: 200 | Biosafety cabinet voor steriele procedures |
| CO2 Incubator | ThermoScientific | Model: 3110 | Onderhoud primaire cellen |
| Conical tubes 15 mL | Corning | Cat: 430766 | Kunststof materiaal |
| Conical tubes 50 mL | Corning | Cat: 352070 | Kunststof materiaal |
| Countess automated cell counter | Invitrogen | Cat: C10281 | Celteller |
| DAPI | Invitrogen | Cat.: D1306 | Immunofluorescence antidoby |
| Digital Microscope Camera | Nikon | Cat: DS-RI1 | Beelden vastleggen op microscoop |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Gibco | Cat: 12800-058 | Celcultuur medium |
| Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | Sigma Aldrich | Cat: E9884 | FACS Buffer voorbereiding |
| F12 Nutrient Mixture | Gibco | Cat: 21700-026 | Celcultuur medium |
| FACS Canto II | BD Biosciences | Onbeschikbaar | Flow cytometer |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | LGC Biotechnology | Cat: 10-bio500-1 | Celcultuur medium supplement |
| Flow Jo (software) | Flow Jo | Versie: Flow Jo_9.9.4 | Data analyse |
| Fluorescence intenselight | Nikon | Cat: C-HGFI | Fluorescentie bron |
| GFAP (APC) | Invitrogen | Cat.: 50-9892-82 | Flow cytometry antibody |
| Goat - anti-mouse IgG (FITC) | Kirkeegood&Perry Lab (KPL) | Cat.: 172-1806 | Immunofluorescence antidoby |
| HBSS - Hank's Balanced Salt Solution | Gibco | Cat: 14175079 | Celcultuur medium |
| HEPES | Sigma Aldrich | Cat: H4034 | Celcultuur medium supplement |
| IC Fixation Buffer | Invitrogen | Cat: 00-8222-49 | Celfixatie voor Flow Citometry |
| Inverted microscope | Nikon | Model: ECLIPSE TS100 | Microscoop |
| Isoflurane | Cristália | Cat: 21.2665 | Geïnhaleerd anestheticum |
| Methanol | Synth | Cat: 01A1085.01.BJ | Fixatie voor Immunofluorescence |
| Micro spatula | ABC stainless | Onbeschikbaar | Chirurgisch materiaal |
| Microtube 1.5 mL | Axygen | Cat: MCT-150-C | Kunststof materiaal |
| Monoclonal antibody (mAb) 2C2 anti-Ssp-4 | Niet commercieel | Niet commercieel | Immunofluorescence antidoby |
| Multichannel Pipette (p200) | Corning | Cat: 751630124 | Pipetten reagentia |
| NIS Elements Software | Nikon | Versie 4.0 | Beelden verwerven en analyseren |
| Non-fat milk | Nestlé | Cat: 9442405 | Blocking oplossing voor immunofluorescence |
| Orbital Shaker Incubator | ThermoScientific | Model: 481 Cat: 11 | Microglia losmaken van astrocyten |
| Paraformaldehyde (PFA) | Sigma Aldrich | Cat: P6148 | Fixatie voor Immunofluorescence |
| PBS | Niet commercieel | Niet commercieel | Neutraal buffer |
| Penicillin G | Sigma Aldrich | Cat: P-7794 | Celcultuur medium supplement |
| Permeabilization Buffer (10x) | Invitrogen | Cat: 00-8333-56 | Celpermeabilisatie voor Flow Citometry |
| Petri dish 60 mm x 15 mm (Disposable, sterile) | Prolab | Cat: 0303-8 | Kunststof materiaal |
| pH meter | Kasvi | K39-1014B | pH oplossing kalibreren |
| RPMI 1640 Medium | Gibco | Cat: 31800-014 | Celcultuur medium |
| Scissors | ABC stainless | Cat: LO9-W4 | Chirurgisch materiaal |
| Serological pipette 10 mL | Corning | Cat: 4101 | Kunststof materiaal |
| Serological pipette 5 mL | Corning | Cat: 4051 | Kunststof materiaal |
| Single Channel Pipette (p1000) | Gilson Pipetman | Cat: F123602 | Pipetten reagentia |
| Single Channel Pipette (p200) | Gilson Pipetman | Cat: F123601 | Pipetten reagentia |
| Sodium bicarbonate | Sigma Aldrich | Cat: S6297 | Celcultuur medium supplement |
| Streptomycin sulfate salt | Sigma Aldrich | Cat: S9137 | Celcultuur medium supplement |
| Triton X-100 | Sigma Aldrich | Cat: T9284 | Permeabilisatie voor immunofluorescence |
| Trypsin | Gibco | Cat: 27250-018 | Digestief enzym |
| Tweezers | ABC stainless | Cat: L28-P4-172 | Chirurgisch materiaal |
| Water Bath | Novatecnica | Model: 09020095 | Weefsel verteren bij 37 °C met trypsin |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.