Microglia komen overeen met 5-20% van de totale neurale cellen en zijn de enige gliacellen die afkomstig zijn van erytromyeloïde voorlopercellen in de dooierzak en beginnen met het koloniseren van de zich ontwikkelende hersenen rond embryonale dag E9.5 1,2. Het zijn langlevende cellen met het vermogen om zichzelf langzaam te vernieuwen, onafhankelijk van van beenmerg afgeleide cellen3. Als enkele van de meest dynamische cellen zijn ze in staat om verschillende fenotypes te verwerven als reactie op contextuele en omgevingssignalen 2,4. Van de signalen die hun activiteit kunnen moduleren, zijn schade aan het centrale zenuwstelsel (CZS), neuronale activiteit en voedingsstoffen het krachtigst. Een toenemend aantal onderzoeken heeft de cruciale rol van microglia bij letsel, neurodegeneratieve ziekten en obesitas aangetoond 2,5,6. Desalniettemin vereist de precieze rol van microglia in zowel fysiologische processen als pathofysiologie verder onderzoek. Daarom is hun transcriptionele, metabole en functionele karakterisering onder verschillende omstandigheden van groot belang en vereist hun isolatie, aangezien in situ-studies geschikt zijn voor DNA-, RNA- en eiwitlokalisatie en kwalitatieve vergelijkingen, evenals morfologische karakterisering van microglia.
Er zijn verschillende technieken beschreven voor microglia-isolatie, waaronder de Percoll-gradiëntmethode7, flowcytometrie celsortering (FACS)8 en magnetisch geactiveerde celsortering (MACS). De keuze van de geschikte methode hangt af van de doelstellingen van het onderzoek en het zuiverheidsniveau dat vereist is voor downstreamtoepassingen. De isolatie van pure microglia uit de hersenen van volwassen muizen, vooral uit kleine hersenstructuren zoals de hypothalamus, is een uitdaging vanwege het beperkte aantal microgliacellen. De geautomatiseerde zachte dissociatie van de hypothalamus met behulp van Miltenyi-technologie maakt het mogelijk om in korte tijd een relatief hoge microglia-opbrengst te zuiveren, met de mogelijkheid om tot acht monsters tegelijk te verwerken met een zachteMACS Octo-dissociator.
Weefselhomogenisatie wordt gevolgd door microglia-zuivering met behulp van de MACS-kolomgebaseerde technologie en de supermagnetische CD11b+-kralen van nanoformaat. Daarom worden alle monsters op precies dezelfde manier verwerkt, wat intacte CD11b+-cellen oplevert. Het is opmerkelijk dat CD11b niet uitsluitend aanwezig is in microglia, maar ook tot expressie komt op andere myeloïde afstammingscellen, waaronder macrofagen en monocyten9. Om dit te beperken, zorgt hersenperfusie met ijskoude zoutoplossing voorafgaand aan de hypothalamusextractie (zie protocolstap 2.6) voor de eliminatie van de meeste myeloïde cellen, waardoor er slechts een potentieel klein deel van de residente macrofagen of macrofagen overblijft die aan bloedvaten vastzitten. De residente macrofagen en monocyten van een gezond steady state CZS vormen een klein percentage van de totale immuuncellen in de hersenen (respectievelijk ~10% en <2%)10,11. Daarom, wanneer hersencellen worden gesorteerd met CD11b+ kralen, kunnen zowel microglia als macrofagen worden geïsoleerd, hoewel de overgrote meerderheid microglia zijn.
De eindopbrengst van microglia en het behoud van hun levensvatbaarheid stellen ons in staat om ex vivo en in vitro tests uit te voeren, met het voordeel dat we specifieke hersengebieden van belang kunnen analyseren. Het laatste bewijs heeft aangetoond dat de microglia-populatie zeer heterogeen is en regiospecifieke genexpressie en morfologische kenmerken en functie vertegenwoordigt 2,12,13. Daarom is het huidige protocol gericht op het isoleren en analyseren van volwassen microglia op een regiospecifieke manier. We kunnen inderdaad de genetische, transcriptionele en translationele profielen van volwassen hypothalamische microglia karakteriseren met behulp van methoden zoals RT-qPCR en RNA-sequencing, evenals het uitvoeren van in vitro functionele analyse.