Hierin tonen we een efficiënte methode voor de zuivering van oligodendrocyten en de productie van oligodendrocyte-geconditioneerde medium dat kan worden gebruikt voor co-cultuur experimenten.
Methodenartikel
Hierin tonen we een efficiënte methode voor de zuivering van oligodendrocyten en de productie van oligodendrocyte-geconditioneerde medium dat kan worden gebruikt voor co-cultuur experimenten.
In het centrale zenuwstelsel staan oligodendrocyten bekend om hun rol in axonmyelinatie, die de voortplanting van actiemogelijkheden versnelt door middel van zoutotoergedrag. Bovendien, een toenemend aantal rapporten suggereren dat oligodendrocyten interageren met neuronen buiten myelinatie, met name door de afscheiding van oplosbare factoren. Hier presenteren we een gedetailleerd protocol waarmee zuivering van oligodendrogliale afstammingscellen uit gliacelculturen ook astrocyten en microgliale cellen bevat. De methode is gebaseerd op 's nachts schudden bij 37 °C, waardoor selectieve onthechting van de bovenliggende oligodendrogliale cellen en microgliacellen, en de eliminatie van microglia door differentiële hechting. Vervolgens beschrijven we de cultuur van oligodendrocyten en de productie van oligodendrocyte-geconditioneerd medium (OCM). We bieden ook de kinetiek van OCM behandeling of oligodendrocyten naast gezuiverde hippocampal neuronen in co-cultuur experimenten, het bestuderen van oligodendrocyte-neuron interacties.
Oligodendrocyten (OLs) zijn gliacellen van het centrale zenuwstelsel (CNS) die myeline wikkelen rond axonen genereren. OLs zijn afkomstig van oligodendrocyte precursorcellen (OPC's) die zich vermenigvuldigen binnen de ventriculaire zones van de embryonale CNS en vervolgens migreren en differentiëren tot volledig volwassen OLs (d.w.z. myelinevormende cellen)1. OPC's zijn overvloedig aanwezig tijdens de vroege ontwikkeling, maar ook blijven bestaan in de volwassen hersenen waar ze vertegenwoordigen de belangrijkste proliferative cel bevolking2. Een enkele OL ensheathes meerdere axonen in niet-prikkelbare secties (dat wil zeggen, internodes), en de rand van elke myeline lus hecht aan de axon vormen van het paranodale domein dat cruciaal is voor de isolerende eigenschappen van myeline1,3. Tussen de paranodes zijn kleine ongeelde gaten genaamd de knooppunten van Ranvier. Deze knooppunten zijn rijk aan voltage-gated natriumkanalen (Nav), waardoor de regeneratie en snelle verspreiding van actiemogelijkheden door middel van saltatory geleiding4. Deze nauwe interactie maakt ook axonale energieondersteuning mogelijk door middel van neuronale opname van lactaat van OLs5,6.
De rijping van oligodendrogliale lineagecellen en het myelinatieproces worden strak gereguleerd door hun interacties met neuronen7. Inderdaad, OLs en OPC's, ook wel NG2-cellen, uitdrukken een scala aan receptoren voor neurotransmitters, en kan input ontvangen van excitatory en remmende neuronen, waardoor ze neuronale activiteit die hun proliferatie en / of differentiatie kan leiden tot myeliniserende cellen2voelen. Op zijn beurt scheiden OPC's/OLs microvesicles en eiwitten af in de extracellulaire ruimte die alleen al neuromodulatieve en neuroprotectieve functies8,9,10,11,12bemiddelt. De moleculaire mechanismen die de verschillende vormen van interacties tussen oligodererogliale lineagecellen en neuronen regelen, moeten echter nog volledig worden ontcijferd.
Bovendien worden ols in verschillende CNS-pathologische omstandigheden voornamelijk beïnvloed, waardoor hun interactie met neuronen wordt verstoord. Bijvoorbeeld, bij Multiple Sclerose (MS), neurologische disfunctie wordt veroorzaakt door focale demyelinatie in de CNS, secundair aan OLs verlies dat kan leiden tot axonale schade en aanverwante invaliditeitaccumulatie. Remyelinatie kan plaatsvinden, zij het onvoldoende in de meeste gevallen13. Vooruitgang in het afgelopen decennium, als gevolg van de ontwikkeling van immunotherapieën, hebben het terugvalpercentage verminderd, maar het bevorderen van remyelinatie blijft tot op heden een onvervulde behoefte. Als zodanig is een beter begrip van ols-rol, functies en invloeden van bijzonder belang voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën voor een breed spectrum van CNS-aandoeningen.
Hier beschrijven we de methoden van OLs zuivering en cultuur. Dit maakt nauwkeurig onderzoek mogelijk van intrinsieke mechanismen die hun ontwikkeling en biologie reguleren. Bovendien maken dergelijke hoogverrijkte OLs-culturen de productie mogelijk van oligodendrocyte-geconditioneerd medium (OCM), dat kan worden toegevoegd aan gezuiverde neuronculturen om inzicht te krijgen in de impact van OLs-geafscheideerde factoren op neuronale fysiologie en connectiviteit. Verder beschrijven we hoe we een in vitro co-cultuursysteem implementeren waarbij gezuiverde oligodendrocyten en neuronen worden gecombineerd, waardoor de mechanismen die (her)myelinatie reguleren, kunnen worden aangepakt.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De zorg en het gebruik van ratten in dit experiment is in overeenstemming met het institutionele beleid en de richtlijnen (UPMC, INSERM en Richtlijn 86/609/EEG van de Raad van de Europese Gemeenschap). Het volgende protocol is ingesteld voor een standaard nest van 12 pups.
1. Bereiding van de kolven (~5 min)
OPMERKING: Voer de volgende stappen uit de dag voor de dissectie in een laminaire stroomkap onder steriele omstandigheden.
2. Voorbereiding van de media (~ 10 min)
OPMERKING: Voer de stappen uit in een laminaire stroomkap onder steriele omstandigheden.
3. Voorbereiding op dissectie (~10 min)
OPMERKING: Voer de stappen uit in een laminaire stroomkap onder steriele omstandigheden.
4. Dissectie
OPMERKING: Dissectie wordt uitgevoerd van mannelijke en vrouwelijke Wistar rat pups op postnatale dag (P) 2.
5. Weefseldissociatie
OPMERKING: Voer de stappen uit in een laminaire stroomkap onder steriele omstandigheden.
6. Schudden voorbereiding
7. Schudden
8. OL-lijncellen oogsten en cultuur
OPMERKING: Deze stappen moeten worden uitgevoerd in een laminaire stroomkap onder steriele omstandigheden.
9. OCM-productie
OPMERKING: Voer deze stappen uit in een laminaire stroomkap onder steriele omstandigheden.
10. OCM-toevoeging
OPMERKING: Stappen moeten worden uitgevoerd in een laminaire stroomkap onder steriele omstandigheden. OCM kan worden toegevoegd aan gezuiverde hippocampal neuron culturen bereid volgens het volgende protocol14, en verkregen door toe te voegen, 24 uur na isolatie, de anti-mitotische middelen uridine en 5- fluorodeoxyuridine (5 μM) voor 36 uur.
11. Toevoeging van OL aan gezuiverde hippocampal neuron cultuur
OPMERKING: Voer de volgende stappen uit in een laminaire stroomkap onder steriele omstandigheden. OLs kunnen worden toegevoegd aan gezuiverde hippocampal culturen verkregen op dezelfde manier als hierboven beschreven.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In dit protocol worden OL-lijncellen gezuiverd uit gliaculturen door astrocyten en microglia af te schudden. Zuiverheid en fenotypische onderzoek van OL-culturen kunnen worden beoordeeld door immunostaining met gliamarkers15. Analyse van de expressie van verschillende markers wees uit dat OL-culturen meestal pre-OLs waren met 90% ± 4% van De O4+ cellen, 85% ± 7% NG2+ cellen en 4,7% ± 2,1% plp+ cellen, terwijl 7,2% ± 2,5% van de cell...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Hier bieden we een gedetailleerd protocol voor het verkrijgen van hoogverrijkte oligodendrogliale lijncelculturen uit gemengde gliaculturen, aangepast aan een eerder gepubliceerde methode16, en de daaropvolgende productie van OL-geconditioneerd medium. Deze schudtechniek is niet duur, kan drie keer worden herhaald en is optimaal om een hoge hoeveelheid gezuiverde OLs te verkrijgen, zoals cellen gekweekt in Bottenstein-Sato (BS) medium met PDGFα vermenigvuldigen. Gliacellen worden bereid met behulp...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Geen van de auteurs heeft concurrerende belangen of tegenstrijdige belangen.
De auteurs willen Rémi Ronzano bedanken voor zijn wijze advies in de handschriftredactie. Dit werk werd gefinancierd door ICM, INSERM, ARSEP foundation grant aan NSF en Bouvet-Labruyère prijs.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 5-fluorodeoxyuridine | Sigma | F0503 | |
| B27 supplement | ThermoFisher | 17504044 | |
| D-(+)-Glucose oplossing | Sigma | G8769 | |
| DNase (Deoxyribonuclease I) | Worthington | LS002139 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | ThermoFisher | 31966021 | |
| Ethanol 100% | Sigma | 32221-M | |
| Ethanol 70% | VWR Chemicals | 83801.360 | |
| Fetal Calf Serum | ThermoFisher | 10082147 | |
| L-cysteïne | Sigma | C7352 | |
| Neurobasal | ThermoFisher | 21103049 | |
| Papaïne | Worthington | LS003126 | |
| Penicillin-Streptomycin | ThermoFisher | 15140122 | |
| Phosphate Buffered Saline zonder calcium en magnesium | ThermoFisher | A1285601 | |
| Polyethyleeniminee (PEI) | Sigma | P3143 | |
| Tetraboraat decahydraat | Sigma | B9876 | |
| Trypsine | Sigma | Sigma | |
| Uridine | Sigma | U3750 | |
| Bottenstein-Sato (BS) media | |||
| apo-Transferrine humaan | Sigma | T1147 | |
| BSA (Bovine Serum Albumine) | Sigma | A4161 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | ThermoFisher | 31966021 | |
| Insulin | Sigma | I5500 | |
| PDGF | Peprotech | AF-100-13A | |
| Penicillin-Streptomycin | ThermoFisher | 15140122 | |
| Progesteron | Sigma | P8783 | |
| Putrescine dihydrochloride | Sigma | P5780 | |
| Natriumseleniet | Sigma | S5261 | |
| T3 (3,3',5-Triiodo-L-thyronine natriumzout) | Sigma | T6397 | |
| T4 (L-Thyroxine) | Sigma | T1775 | |
| Co-cultuur media | |||
| apo-Transferrine humaan | Sigma | T1147 | |
| B27 supplement | ThermoFisher | 17504044 | |
| Biotine | Sigma | B4639 | |
| BSA (Bovine Serum Albumine) | Sigma | A4161 | |
| Ceruloplasmine | Sigma | 239799 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | ThermoFisher | 31966021 | |
| Hydrocortison | Sigma | H4001 | |
| Insulin | Sigma | I5500 | |
| N-Acetyl-L-cysteïne | Sigma | A8199 | |
| Neurobasal | ThermoFisher | 21103049 | |
| Penicillin-Streptomycin | ThermoFisher | 15140122 | |
| Progesteron | Sigma | P8783 | |
| Putrescine | Sigma | P5780 | |
| Recombinant Human CNTF | Sigma | 450-13 | |
| Natriumseleniet | Sigma | S5261 | |
| T3 (3,3',5-Triiodo-L-thyronine natriumzout) | Sigma | T6397 | |
| Vitamin B12 | Sigma | V6629 | |
| Gereedschap | |||
| 0,22 µm filter | Sartorius | 514-7010 | |
| 1 mL spuit | Terumo | 1611127 | |
| 100 mm petrischaal | Dutscher | 193100 | |
| 15 mL buis | Corning Life Science | 734-1867 | |
| 50 mL buis | Corning Life Science | 734-1869 | |
| 60 mm petrischaal | Dutscher | 067003 | |
| 70 µm filter | Miltenyi Biotec | 130-095-823 | |
| Binoculair microscoop | Olympus | SZX7 | |
| Gebogen pincet | Fine Science Tools | 11152-10 | |
| Fijn pincet | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Grote chirurgische schaar | Fine Science Tools | 14008-14 | |
| Scalpel | Swann-Morton | 233-5528 | |
| Schakelaar | Infors HT | ||
| Kleine chirurgische schaar | Fine Science Tools | 91460-11 | |
| Kleine chirurgische lepel | Bar Naor Ltd | BN2706 | |
| T150 cm2 fles met filterdop | Dutscher | 190151 | |
| Dier | |||
| P2 Wistar-rat | Janvier | RjHAn:WI |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen