Volwassen centrale zenuwstelsel (CZS) neuronen hebben beperkte regeneratieve capaciteit na letsel of ziekte. Een gemeenschappelijke strategie ter bevordering van CZS-regeneratie is transplantatie, op de plaats van verwonding, van celtypen die axonale groei induceren, zoals stamcellen, Schwann-cellen, astrocyten of reukverwarmende gliacellen (OEG)1,2,3,4,5.
OEG is afgeleid van de neurale top6 en bevindt zich in het reukslijmvlies en in de reukbol. Bij volwassenen sterven reuksensorische neuronen regelmatig als gevolg van blootstelling aan het milieu en worden ze vervangen door nieuw gedifferentieerde neuronen. OEG omringt en begeleidt deze nieuwe reuk-axonen om de reukbol in te voeren en nieuwe synapsen met hun doelen in de CNS7vast te stellen. Vanwege deze fysiologische eigenschappen is OEG gebruikt in modellen van CZS-letsel zoals ruggenmerg- of oogzenuwletsel en zijn neuroregeneratieve en neuroprotectieve eigenschappen worden bewezen8,9,10,11. Verschillende factoren zijn geïdentificeerd als verantwoordelijk voor de pro-regeneratieve kenmerken van deze cellen, waaronder extracellulaire matrix proteasenproductie of afscheiding van neurotrofe en axonale groeifactoren12,13,14.
Gezien de technische beperkingen om primaire OEG-cellen uit te breiden, hebben we eerder omkeerbare vereeuwigde menselijke OEG (ihOEG) clonale lijnen opgericht en gekenmerkt, die een onbeperkte toevoer van homogene OEG bieden. Deze ihOEG-cellen zijn afkomstig van primaire culturen, bereid uit reukbollen verkregen in autopsies. Ze werden vereeuwigd door transductie van de telomerase katalytische subeenheid (TERT) en de oncogene Bmi-1 en gewijzigd met het SV40-virus groot T-antigeen15,16,17,18. Twee van deze ihOEG-cellijnen zijn Ts14, die de regeneratieve capaciteit van de oorspronkelijke culturen behoudt en Ts12, een lage regeneratieve lijn die wordt gebruikt als een lage regeneratiecontrole in deze experimenten18.
Om het OEG-vermogen te beoordelen om axonale regeneratie na neurale verwonding te bevorderen, zijn verschillende in vitro modellen geïmplementeerd. In deze modellen wordt OEG toegepast op culturen van verschillende neuronale oorsprong en worden neurietvorming en rek - als reactie op glia-cocultuur - getest. Voorbeelden van dergelijke neuronale bronnen zijn neonatale rat corticale neuronen19, kraswonden uitgevoerd op rat embryonale neuronen uit corticale weefsel20, rat retinale explants21, rat hypothalamus of hippocampale postnatale neuronen22,23, postnatale rat dorsale wortel ganglion neuronen24,postnatale muis corticospinale tractus neuronen25, menselijke NT2 neuronen26, of postnatale cerebrale corticale neuronen op reactieve astrocyte litteken-achtige culturen27.
In deze modellen is de regeneratietest echter gebaseerd op embryonale of postnatale neuronen, die een intrinsieke plasticiteit hebben die afwezig is bij gewonde volwassen neuronen. Om dit nadeel te overwinnen, presenteren we een model van volwassen axonale regeneratie in coculturen van OEG-lijnen met volwassen retinale ganglionneuronen (RGNs), gebaseerd op het model oorspronkelijk ontwikkeld door Wigley et al.28,29,30,31 en gewijzigd en gebruikt door onze groep12,13,14,15,16,17,18,32,33. Kortom, netvliesweefsel wordt geëxtraheerd uit volwassen ratten en verteerd met papaïne. Retinale celsuspensie wordt vervolgens geplateerd op met polylysine behandelde coverslips of op Ts14- en Ts12-monolagen. Culturen worden gedurende 96 uur bewaard voordat ze worden gefixeerd en vervolgens wordt immunofluorescentie uitgevoerd voor axonale (MAP1B- en NF-H-eiwitten)34 en somatodendritische (MAP2A en B)35 markers. Axonale regeneratie wordt gekwantificeerd als een percentage neuronen met axon, met betrekking tot de totale populatie RGN's en de axonale regeneratie-index wordt berekend als de gemiddelde axonale lengte per neuron. Dit protocol is niet alleen nuttig voor het beoordelen van het neuroregeneratieve potentieel van ihOEG, maar kan worden uitgebreid naar verschillende bronnen van OEG of andere gliacellen.